基于细节点和汗孔的指纹识别系统研究

论文摘要

指纹识别技术作为生物特征识别的主流技术,是国内外研究和应用的热点。目前已有的指纹识别系统大部分只利用了第一级别和第二级别的指纹特征(方向场和细节点),极少使用像汗孔这样的第三级别的指纹特征,尽管已证明汗孔可用于身份识别。这主要是因为原来的采集设备精度不高,无法采集到第三级别的指纹特征。细节点的提取效果受图像质量的影响很大,而且指纹识别设备的采集面积越来越小,这样一幅指纹图像中含有的特征就会减少,严重影响了自动指纹识别系统的性能。如今,在图像采集技术水平大有提高和人们对个人信息安全的要求也不断提高的前提下引入新的特征集来提高自动指纹识别系统的性能是一种十分可行的办法。本文研究和实现了一种基于细节点和汗孔的高精度指纹识别系统。本文对一些关键问题即:特征提取和特征匹配进行了深入的研究。主要工作可以概括如下:在特征提取阶段,利用Gabor滤波器良好的带通性,对指纹图像进行了滤波增强;使用交叉数方法提取细节点;提出了一种参数分块适应的汗孔提取方法。在特征匹配阶段,实现了点模式的细节点匹配方法;提出了一种独立于细节点的汗孔直接匹配方法;提出了分层的融合算法将细节点匹配和汗孔匹配进行融合。最后,本文针对提出的方法在1200dpi的指纹库上作了实验。实验结果和与现有方法的对比说明了本文提出的汗孔提取方法能够更有效的提取汗孔特征;本文提出的基于细节点和汗孔的高精度指纹识别系统优于仅以细节点为特征的指纹识别系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物特征识别概述
• 1.2 指纹识别的研究现状
• 1.2.1 指纹识别的发展及意义
• 1.2.2 现有的指纹识别方法
• 1.2.3 指纹识别问题的挑战
• 1.3 高精度指纹识别系统的意义
• 1.4 本文的主要工作及结构安排
• 第2章 高精度指纹识别系统工作原理
• 2.1 高精度指纹识别系统框架
• 2.2 指纹图像采集模块
• 2.3 指纹图像预处理模块
• 2.4 特征提取模块
• 2.4.1 细节点提取模块
• 2.4.2 汗孔提取模块
• 2.5 特征匹配模块
• 2.6 本章小结
• 第3章 高精度指纹识别系统中的特征提取
• 3.1 引言
• 3.2 高精度指纹识别系统中的图像预处理
• 3.2.1 指纹图像的分割
• 3.2.2 指纹图像的归一化
• 3.2.3 指纹图像的方向图求取
• 3.2.4 指纹图像的滤波增强
• 3.2.5 指纹图像的二值化
• 3.2.6 指纹图像的细化
• 3.3 高精度指纹识别系统中的细节点提取
• 3.3.1 细节点提取的概述
• 3.3.2 细节点的提取
• 3.3.3 去除伪细节点
• 3.4 高精度指纹识别系统中的汗孔提取
• 3.4.1 汗孔提取的概述
• 3.4.2 汗孔的提取
• 3.4.3 去除伪汗孔
• 3.5 本章小结
• 第4章 高精度指纹识别系统中的特征匹配
• 4.1 引言
• 4.2 高精度指纹识别系统中的细节点匹配
• 4.2.1 指纹图像的配准
• 4.2.2 细节点匹配
• 4.3 高精度指纹识别系统中的汗孔匹配
• 4.3.1 汗孔匹配
• 4.4 高精度指纹识别系统中的特征融合
• 4.4.1 多生物特征融合的概述
• 4.4.2 细节点匹配与汗孔匹配的融合
• 4.5 本章小结
• 第5章 实验结果和分析
• 5.1 引言
• 5.2 高精度指纹数据库
• 5.3 实验结果和分析
• 5.3.1 汗孔提取实验
• 5.3.2 特征匹配实验
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢