基于局部字典的殘缺指紋方向場重建算法的研究.pdf

1、指紋方向場不僅可以從宏觀上清晰展示指紋的基本形狀、結(jié)構(gòu)和脊線方向等全局信息，還同時保留了指紋絕大部分細(xì)節(jié)信息，因而在實(shí)際應(yīng)用中，指紋方向場的正確估計(jì)通常是指紋識別技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。在我國指紋檔案中，殘缺指紋所占的比例較大，由于手指狀態(tài)的不佳(存在傷疤、脫皮、污垢等情況)、指紋采集設(shè)備的缺陷以及按壓方式的不當(dāng)，導(dǎo)致采集到的指紋圖像特征信息丟失和非線性變形，給指紋識別技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。針對殘缺指紋，現(xiàn)有的指紋方向場重建算法難以在準(zhǔn)確性和實(shí)

2、時性上同時取得滿意的效果，顧此失彼，因而大大限制了指紋識別的應(yīng)用范圍。因此，本文對基于局部字典的殘缺指紋方向場重建方法進(jìn)行改進(jìn)，在準(zhǔn)確的重構(gòu)出殘缺指紋方向場的同時，還提高了方向場重建的實(shí)時性，推動殘缺指紋方向場估計(jì)算法的研究和指紋識別在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。其主要創(chuàng)新和改進(jìn)總結(jié)如下：
　　(1)在空間分布估計(jì)方面，采用基于確定聚類數(shù)目的k-means++方法代替了傳統(tǒng)的k-medoid進(jìn)行聚類，不僅解決了聚類速度慢的問題，而且還提高了

3、聚類效果。
　　(2)在指紋姿態(tài)估計(jì)上，先提取殘缺指紋方向場的有效區(qū)域，再進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)，減少了非有效區(qū)域的“投票”，使得姿態(tài)估計(jì)的更加準(zhǔn)確快速。
　　(3)在局部字典構(gòu)建上，通過多個鄰域位置的先驗(yàn)信息代替單一位置的先驗(yàn)信息，提高局部字典中方向場塊的多樣性。通過查詢該局部字典得到的候選方向場塊可以更接近殘缺指紋原始信息，從而更準(zhǔn)確的重建出指紋方向場。
　　最后為了驗(yàn)證本文算法的性能，我們將本文算法與一些主流的指紋方向場重