高魯棒指紋特征匹配方法的研究.pdf

1、指紋識(shí)別技術(shù)不僅作為身份辨識(shí)技術(shù)應(yīng)用于公安刑事偵探部門(mén)在公共安全領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，而且作為身份認(rèn)證技術(shù)應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域給人們的工作和生活帶來(lái)了越來(lái)越多的便利。盡管指紋識(shí)別技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的研究和發(fā)展，但是依舊與理想的識(shí)別上限存在較大差距，高性能指紋識(shí)別算法的研究和開(kāi)發(fā)依舊是當(dāng)前模式識(shí)別領(lǐng)域一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。
　　 指紋特征匹配方法是指紋識(shí)別系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，其性能優(yōu)劣直接決定了指紋識(shí)別系統(tǒng)的性能。本文在對(duì)指紋識(shí)別方法多年研

2、究和分析的基礎(chǔ)上，對(duì)基于細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的指紋特征匹配方法、基于紋線結(jié)構(gòu)的指紋匹配方法以及適用于大規(guī)模指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的快速檢索方法展開(kāi)了深入細(xì)致的研究：
　　 1.在基于細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的指紋特征匹配方法研究中，主要包含三個(gè)方面的內(nèi)容：有參考點(diǎn)和無(wú)參考點(diǎn)的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)集合匹配問(wèn)題以及匹配細(xì)節(jié)特征點(diǎn)集合的相似性度量問(wèn)題：
　　 ·有參考點(diǎn)的指紋特征匹配方法主要應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)指紋檢索過(guò)程中，本文采用扇環(huán)和對(duì)準(zhǔn)的思想，提出了基于局部最優(yōu)結(jié)構(gòu)的快速匹

3、配方法；
　　 ·針對(duì)AFIS系統(tǒng)或者活體指紋應(yīng)用系統(tǒng)中不存在參考點(diǎn)的指紋匹配問(wèn)題，本文提出了一種支持模型，引入初始匹配集種子的概念，定義支持度并利用細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的局部關(guān)系約束實(shí)現(xiàn)種子的快速生長(zhǎng)過(guò)程，通過(guò)多個(gè)種子的融合處理和全局最優(yōu)結(jié)構(gòu)的遴選確定細(xì)節(jié)特征點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。論文對(duì)種子的選取方法和局部、全局最優(yōu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并在多個(gè)數(shù)據(jù)上對(duì)該算法進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明了該模型具有較強(qiáng)的魯棒性和較高的有效匹配率。
　　

4、·針對(duì)匹配細(xì)節(jié)特征點(diǎn)集合相似性度量問(wèn)題，本文提出了對(duì)匹配描述特征參數(shù)的有效性和獨(dú)立性進(jìn)行分析和選擇的基本框架，并由此構(gòu)造出了21個(gè)匹配特征描述參數(shù)來(lái)描述匹配細(xì)節(jié)特征點(diǎn)集合的相似性，之后對(duì)多種特征融合方法進(jìn)行了比較和分析。
　　 2.針對(duì)活體指紋圖像質(zhì)量相對(duì)清晰但采集面積較小的問(wèn)題，本文對(duì)采用更多特征信息的指紋匹配方法進(jìn)行了分析，并提出了一種直接基于指紋圖像二值、細(xì)化后骨架圖形匹配的指紋識(shí)別方法。該方法主要利用紋線直接的層次鄰接關(guān)

5、系，通過(guò)構(gòu)造紋線的協(xié)同表跟蹤實(shí)現(xiàn)紋線結(jié)構(gòu)圖形的匹配。在多個(gè)數(shù)據(jù)集上的測(cè)試結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)單、有效，優(yōu)于常規(guī)基于細(xì)節(jié)特征點(diǎn)匹配方法和采用紋線信息的增強(qiáng)型指紋細(xì)節(jié)特征點(diǎn)匹配方法。
　　 3.本文提出了兩種思路來(lái)解決大規(guī)模指紋數(shù)據(jù)庫(kù)檢索問(wèn)題，一種是基于廣義霍夫變換思想的指紋粗匹配方法。該粗匹配方法通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)指紋細(xì)節(jié)特征點(diǎn)三元組之間的平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)過(guò)濾大量相似性低的指紋實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速檢索，該粗匹配方法與FPGA硬件加速卡結(jié)合使用將大