收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多维多分辨仿生识别方法研究

王丹  
【摘要】:生物特征识别技术是指利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴别认证的技术。该技术利用计算机和各种传感器以及统计和分类算法等高科技手段鉴定个人身份。在目前的研究与应用领域中,生物特征识别主要涉及到计算机视觉、图像处理与模式识别、计算机听觉、语音处理、多传感器技术、虚拟现实、计算机图形学、可视化技术、计算机辅助设计、智能机器人感知系统等其他相关的研究。已被用于生物识别的生物特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等,行为特征有签字、声音、按键力度等。基于这些特征,生物特征识别技术已经在过去的几年中已取得了长足的进展。 自20世纪90年代开始,王守觉院士在对传统模式识别进行大量研究后发现,传统的模式是从特征空间中多类样本点的最佳划分出发,将待识别样本与之前学习过的样本逐一比较,然后判定待识别样本是否属于已学习过的某一类样本。发现这种理论有两个缺点:①遇到未学习过的样本时,会把新样本划分到已学习过的某一类样本中去;②在对未学习过的样本进行学习时,容易打乱原来已经学过的知识库,表现为破坏原学习过的旧样本的识别。针对以上问题,王守觉院士依据人类认识事物的客观规律,提出了基于“人类认识过程”的仿生模式识别方法。这一新理论为计算机解决形象思维问题提供了一条新思路。本文在深入认识和全面分析现有的模式识别技术的基础上,针对传统模式识别无法处理“N+1”问题的不足和仿生模式识别在创建多维空间覆盖的难点,提出了基于多维空间仿生信息学和多分辨分析理论的多维多分辨仿生识别方法,并且为了验证方法的有效性,在虹膜识别技术上进行了验证。实验结果表明,所提的多维多分辨仿生识别方法是可行且有效的。 (1)提出了一种对多种生物特征识别普遍适用的仿生识别方法——多维多分辨仿生识别方法。该方法首先利用多分辨分析方法建立样本特征空间的多分辨表示,继而通过方向梯度描述符,建立特征样本信号的多分辨鲁棒表示;然后根据多个同类样本的自组织映射聚类和距离映射分布构建同类样本的最优多维空间拓扑覆盖;最后判定待测试样本是否属于相应的样本空间拓扑覆盖,从而实现样本识别决策。 (2)在对生物特征图像的特征提取和表达阶段,首次利用多分辨分析的方法对图像进行特征表示,并且为了减小采集角度、光照条件等噪声的影响,将方向梯度描述符(Histogram of Oriented Gradient, HOG)引入到多尺度空间,建立了生物特征图像的多分辨鲁棒表示。 (3)在覆盖集的构建阶段,通过自组织映射聚类(Self-Organizing Mapping,SOM)算法对高维空间中的样本点数据进行聚类以获取聚类中心,并将该中心作为超球面覆盖集的质心。另采用距离映射分布和概率统计学中的"3σ-”原则可获取超球体的半径,从而,根据每个子带的同类样本聚类中心和距离映射分布半径R可构造每个子带的超球面覆盖。 (4)在识别阶段,根据仿生模式识别理论,若待测试样本属于相应样本的覆盖集合,则为同类样本;否则,为不同类样本。多分辨分析将同类样本分解为不同空间上若干个子带,则同类样本在多尺度空间形成若干个拓扑覆盖空间,而由于不同频带空间具有不同的分类识别性能。为了获取统一的融合识别框架,本文将核函数引入多尺度融合识别决策,选择合适的核函数可将不同尺度频带的识别判决结果实现有机统一。 (5)为了验证本文方法的有效性,将本文理论应用于虹膜识别。虹膜由于光照不同以及采集人的不同导致规格不统一,首先对虹膜图像规范化和图像增强,实现归一化的虹膜纹理区域,降低其他干扰造成的影响。通过虹膜图像预处理,获取了64×512的虹膜纹理区域,为多分辨分析提供了理论基础。然后,为了获取虹膜特征的多分辨表示,根据多小波具有优越于小波和小波包的数学特性,本文采用GHM多小波获取其多分辨表示,采用1层信号分解获取16个子带图像,然后在每个子带基础上,建立相应的HOG描述特征表示,其中每个子带包括4×4个图像块,每个图像块又包括2×2个图像子块,每个子块在[O,π]区间化分为9个方向子带。利用120个同类虹膜样本,通过自组织映射聚类和距离映射分布获取虹膜同类样本的多尺度拓扑覆盖表示,共获取16个不同频带上的拓扑覆盖。最后,基于JLUIRIS虹膜库对本文提出的识别算法进行测试。并利用国际上模式识别研究领域普遍采用的ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线判别本文方法的识别性能,结果表明,本文方法具有良好的识别性能。 综上所述,本文提出的多维多分辨仿生识别方法适用于多种生物特征模式识别,该方法可为其他模式识别方法和多维空间仿生信息学的研究提供借鉴。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 常卫东;王正华;刘完芳;;基于树型结构小波变换的虹膜识别方法[J];微计算机信息;2007年19期
2 陈洪京;;几种生物识别方法的比较研究[J];河北省科学院学报;2007年04期
3 ;系统识别与模式识别[J];电子科技文摘;2006年03期
4 刘秋菊;赵冬玲;刘素华;;一种基于模糊理论的图像识别方法[J];微计算机信息;2006年01期
5 ;系统识别与模式识别[J];电子科技文摘;2006年04期
6 任洪娥;赵磊;董本志;王锐鑫;;基于数学模拟理论的板材树种识别方法及实现[J];计算机工程与应用;2010年09期
7 常卫东;王正华;张颜华;刘完芳;鄢喜爱;;基于核主成分分析的虹膜识别方法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2007年05期
8 沈杰;王正群;邹军;侯艳平;;一种基于嵌入式隐马尔可夫模型的人脸识别方法[J];扬州大学学报(自然科学版);2008年01期
9 洪沁;何振亚;;手写体数字的神经网络识别方法[J];模式识别与人工智能;1994年01期
10 宋杰;程家兴;许中卫;乔宗敏;;基于覆盖算法和PLS的人脸识别方法[J];计算机工程与应用;2006年06期
11 洪莉;;关于固定场景中交通工具图像的识别方法[J];辽宁科技学院学报;2006年04期
12 王树良;邹珊珊;操保华;谢媛;;利用数据场的表情脸识别方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年06期
13 程晓群;戴汝为;刘迎建;;一种非限制性的手写数字的识别方法[J];自动化学报;1993年05期
14 邹晓红;基于TFBP网络的人脸皮肤纹理识别方法[J];传感技术学报;2005年02期
15 盛四清,江明水;基于图像识别技术的电力网络原始拓扑的自动生成[J];电气应用;2005年11期
16 郭红霞;王炳和;郑思仪;师义民;;基于概率神经网络的中医脉象识别方法研究[J];计算机工程与应用;2007年20期
17 沈杰;王正群;邹军;侯艳平;;基于连续隐马尔可夫模型的人脸识别方法[J];计算机工程与设计;2008年03期
18 孙宁;孙劲光;孙宇;;基于神经网络的语音识别技术研究[J];计算机与数字工程;2006年03期
19 赵先;崔利荣;;基于模型的圆形边界识别方法[J];北京理工大学学报;2008年09期
20 左保河;石晓爱;谢芳勇;章拓;;基于神经网络的网络验证码识别研究[J];计算机工程与科学;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨静;毛宗源;;神经网络主成分分析法在控制图模式识别中的应用[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
2 李洪东;梁逸曾;张志敏;;酵母蛋白组中原生肽识别方法的探索研究[A];中国化学会第26届学术年会化学信息学与化学计量学分会场论文集[C];2008年
3 孙国;郭杏林;;基于线性逼近的载荷识别方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 管天云;徐亮;蒋静坪;;基于小波变换的机器人视觉技术[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
5 邓宏文;王红亮;祝永军;T.A.Cross;;重力流沉积基准面的识别方法及其在陆相盆地中应用[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
6 杨鹏;陈玲玲;郭欣;赵琦;;基于支持向量机的表面肌电信号识别[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
7 郑凯;;建立多维数据异常点识别方法的尝试[A];第八届全国体育科学大会论文摘要汇编(一)[C];2007年
8 翟鹏程;高岳权;;结构损伤识别方法研究现状[A];土木建筑教育改革理论与实践[C];2009年
9 宋义民;陈永红;李瑞民;周春红;;浅谈气测录井双单根峰的识别[A];录井技术文集(第四辑)[C];2004年
10 郭文川;郭康权;朱新华;;介电特性在番茄和苹果品种识别中的应用[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张侃;正品手机电池识别方法[N];通信产业报;2000年
2 本报首席记者 崔晓农;农资下乡:实惠送到家门口[N];山西经济日报;2009年
3 广西 黄绍侃;集成电路管脚识别方法[N];电子报;2001年
4 李艳;注水鸡肉的识别方法[N];中国食品质量报;2005年
5 黄建同;第五套人民币防伪技术及识别方法[N];人民公安报;2007年
6 李雨田;纸和纸板的丝缕方向及其识别方法[N];中国包装报;2005年
7 郑延平;停产鸡的识别方法[N];中国畜牧报;2002年
8 ;会计信息是真是假[N];中国证券报;2003年
9 江其勤;欠平衡钻井条件下含气层识别方法研究成功[N];中国石化报;2005年
10 ;会计信息是真是假[N];中国证券报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
2 魏连鑫;多小波理论及其在虹膜识别技术中的应用[D];吉林大学;2006年
3 程昌秀;3S技术在县级土地利用变更调查中的应用研究[D];中国农业大学;2001年
4 邵强;切削加工过程中颤振的监测与识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
5 陈欢;直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 刘云鹏;电力变压器局部放电的电气定位及诊断[D];华北电力大学(河北);2005年
7 游峰;智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D];吉林大学;2005年
8 鲁绯;腐乳发酵机理、品质改进和模式识别研究[D];中国农业大学;2005年
9 吴德文;遥感与地面观测数据的找矿信息提取和处理技术及应用[D];中国地质大学(北京);2006年
10 任东;基于支持向量机的植物病害识别研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨新令;嗅觉系统神经网络模型研究及其在人工嗅觉与虹膜识别中的应用[D];浙江大学;2006年
2 刘向东;虹膜识别算法的研究[D];吉林大学;2007年
3 邵宇;虹膜识算法的研究与实现[D];兰州大学;2006年
4 吕前行;基于小波包神经网络的虹膜分类算法的研究[D];江南大学;2008年
5 沈杰;基于隐马尔可夫模型的人脸识别研究[D];扬州大学;2008年
6 安贝;基于K-L变换的人脸识别方法[D];四川大学;2005年
7 杨梦宁;基于非线性特征抽取法和人工神经网络的人脸识别方法的研究[D];重庆大学;2005年
8 林敏;基于小波变换与主成分分析的人脸识别技术研究[D];华中师范大学;2009年
9 胡莹;联机手写数学公式识别系统的研究与实现[D];广州大学;2007年
10 齐妙;基于虹膜的身份认证方法研究[D];东北师范大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978