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指纹图像预处理及特征提取算法的研究

作　者: 王磊
导　师: 王万良；徐新黎
学　校: 浙江工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 自动指纹识别系统小波变换 Teager能量算子特征提取
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 30次
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内容摘要

随着现代社会经济、技术的发展,人们活动的领域不断扩大,身份识别技术在当今社会生活和经济活动方面显得越来越重要,而其中的指纹识别因为拥有安全、易用、价格便宜等优点,成为当前最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。虽然身份识别技术已经发展多年,但是因为商业利益等原因,核心技术没有完全公开,而且随着社会的发展所需要的系统必须具有更高、更好的性能,所以在理论和实用方面需要更深入的研究。本文主要对指纹图像预处理和特征提取两部分算法进行了研究。在预处理方面,由于Teager能量算子可以抑制噪声,而小波变换具有多分辨特性,本文改进了Teager能量算子,充分利用其非线性高通特性,并引入Gabor函数共同用于指纹增强,在低质量指纹去噪声和边缘增强方面取得了较好的效果,明显好于传统的基于Gabor函数的小波域指纹增强算法。对增强后的指纹图像,采用一种迭代求最佳分割动态阈值的算法进行了二值化处理,并在二值化图像上采用一种改进的OPTA细化算法进行处理,取得了较好的效果。在特征提取方面,本文针对传统的基于指纹细化图的特征点提取方法容易带来伪特征点过多、耗时长等问题,提出了一种新的在二值化图像上进行指纹特征点提取算法,通过定义的特征提取模板进行特征点提取和伪特征点去除法则进行后处理,并且对算法进行仿真分析,取得了良好的效果,时间上快于传统的特征点提取算法。本文用Visual C++实现了论文中的算法,实验结果表明,本文提出的新算法明显提高了图像的处理效果,较好地提取了指纹的特征点。最后,对现有问题进行了分析并对今后的工作进行了展望,提出了未来的工作方向。随着科学技术的不断发展,相信在不久的将来指纹识别系统就能走进寻常百姓,为人们的日常生活带来更大的便利。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题的背景分析及研究意义  10-14
    1.1.1 个人身份鉴别  10-11
    1.1.2 生物识别技术  11-13
    1.1.3 指纹识别技术  13-14
  1.2 指纹识别研究现状  14-16
  1.3 研究内容目标与结构安排  16-18
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 研究目标  17
    1.3.3 论文章节安排  17-18
第2章指纹识别基本原理  18-28
  2.1 引言  18
  2.2 基本概念  18-21
    2.2.1 全局特征  18-19
    2.2.2 局部特征  19-20
    2.2.3 其他特征  20-21
  2.3 指纹识别系统的构成  21-25
    2.3.1 采集  22-24
    2.3.2 预处理  24
    2.3.3 特征提取  24-25
    2.3.4 匹配  25
  2.4 指纹识别系统性能评价  25-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章基于小波变换和 Teager能量算子的指纹图像预处理  28-49
  3.1 指纹图像预处理概述  28-30
  3.2 指纹图像分割  30-36
    3.2.1 归一化  31-32
    3.2.2 方向图求取  32-35
    3.2.3 前景背景分割  35-36
  3.3 指纹图像增强  36-44
    3.3.1 小波变换  37-39
    3.3.2 Gabor 滤波器  39-41
    3.3.3 二维Teager 滤波器  41-42
    3.3.4 基于小波变换和Teager 能量算子的增强算法  42
    3.3.5 实验结果与小结  42-44
  3.4 二值化及细化  44-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章基于二值图像的指纹特征点快速提取算法  49-60
  4.1 引言  49-50
  4.2 传统的指纹特征点提取算法  50-53
  4.3 基于二值图像的指纹特征点快速提取算法及后处理  53-58
    4.3.1 特征提取  53-54
    4.3.2 后处理  54-57
    4.3.3 特征点的记录与选取  57-58
  4.4 两种特征提取方法的比较  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章总结与展望  60-62
  5.1 论文总结  60-61
  5.2 前景展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读学位期间参加的科研项目和成果  66

指纹图像预处理及特征提取算法的研究

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