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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于流形学习及可拓分类器的手指静脉识别研究

管凤旭  
【摘要】:作为一种新的身份认证技术,手指静脉识别技术具有更高安全性和高精度,拥有广阔的应用前景。手指静脉识别技术主要是通过人体手指静脉的特点进行身份认证。针对手指静脉采集装置、手指静脉特征提取与分类器设计等内容,本文进行了相关研究。 首先,设计并制作一个手指静脉采集装置。根据文献资料所展示的手指静脉图像,分析国内已知的手指静脉采集实验装置存在的缺点,重新设计一个可以根据手指的厚薄,自动调整红外发射光强度,基于Windows USB2.0接口的手指静脉采集装置。该采集装置硬件部分包括手指静脉成像模块、自动调光模块、USB控制模块、其他辅助模块(触发按键控制、I2C总线模块和电源模块);软件部分包括下位机USB外设的固件程序、上位机操作系统的USB驱动程序、上位机图像手指静脉采集程序。 其次,本文研究基于线性流形学习的手指静脉特征提取方法。详尽分析线性流形学习方法中典型的特征提取方法:主成分分析(PCA)、线性鉴别分析(LDA)、双向二维主成分分析(B2DPCA)和双向二维线性鉴别分析(B2DLDA)。在此基础上,着重分析传统的单方向加权模式存在的问题,提出了两种改进算法,双向加权B2DLDA(BWB2DLDA或(W2D)2LDA)和特征值归一化双向加权B2DPCA (BWB2DPCA或(OW2D)2PCA)。在分析模块化PCA的特点的基础上,结合模块化与双向加权两种方式的优点,提出一种新的改进算法,即在特征值归一化基础上,双向加权分块的B2DPCA (BWMB2DPCA)。并且通过大量的手指静脉对比实验验证提出算法优于传统算法。 然后,本文研究基于非线性流形学习的手指静脉特征提取方法。详尽分析局部线性嵌入(LLE)、等距映射(ISOMAP)和拉普拉斯特征映射(LE)这几种典型算法。但这些算法只能在训练样本集上形成映射,不能对新增的测试样本形成映射。然后又研究了局部保持映射(LPP)、有监督的局部保持映射(SLPP)和双向二维局部保持映射(B2DLPP)等算法,并在此基础上,提出了改进算法为双向加权分块的B2DLPP(BWM B2DLPP),并且通过手指静脉对比实验验证提出算法的有效性。 最后,本文研究基于可拓学的分类器方法。针对可拓学中可拓距和关联函数作深入研究,为了解决传统可拓分类器只适合用于模式类别较少的问题,提出了基于可拓距和关联函数的三种分类器设计方法,包括平均关联函数法、K最大关联函数法和最大关联函数法。采用包括手指静脉图像等3种类型实验数据进行对比分析,实验结果表明:基于可拓距与关联函数的分类器算法的分类效果,可以达到经典的K近邻法或最近邻法的分类水平。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王德松;基于生物特征信息隐藏与身份认证及其应用研究[D];电子科技大学;2012年
2 秦华锋;手指静脉图像质量评估与特征识别算法研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 袁智;手指静脉识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 高嵩;手指静脉图像采集装置设计[D];长春理工大学;2009年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 邵桂华,孙庆祝;基于Internet的全民健身信息分析与决策支持系统IHIA—DSS的研究[J];北京体育大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 许强;杨佳;;基于线性加权的免疫克隆算法的手指静脉特征提取[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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6 陈群;王静;路艳;余丽娟;;中医舌诊的现代研究概况[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
7 班凡生;高树生;单文文;熊伟;;灰色物元分析法在岩盐储气库水溶造腔方案评选中的应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
8 郭锋;刘丽丽;吕凝;;基于LLE和SVM的人像识别方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
9 顾群英;李文元;;基于PCA人脸识别的移动电话身份验证方法探讨[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
10 华迎春;陈卫兵;;扬州市“十二五”期间污染物总量控制动态化管理技术与应用的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
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1 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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3 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
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5 郭志强;基于子空间分析的人脸识别算法研究[D];武汉理工大学;2010年
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8 任彬;精密塑料注射成型装备产品数字化设计关键技术及平台构建[D];浙江大学;2010年
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10 孟凡奇;基于GIS的泥石流预测预报[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王旭;资源型城市生态经济系统可持续发展研究[D];河南理工大学;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
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6 林天威;基于视频流的人脸识别系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘莎;气象传真图像格式转换研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 唐科威;基于洛伦兹流形的特征提取算法研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 田俊峰;焦洪强;李宁;刘涛;;双私钥双随机数认证方案[J];计算机研究与发展;2008年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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4 徐勇;几种线性与非线性特征抽取方法及人脸识别应用[D];南京理工大学;2004年
5 李云峰;基于Gabor小波变换的人脸识别[D];大连理工大学;2006年
6 丁宇航;手背静脉识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 山世光;人脸识别中若干关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
8 韩笑;人体手背静脉识别算法研究[D];吉林大学;2007年
9 李铁钢;静脉识别算法研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张红涛;储粮害虫图像识别中的特征抽取研究[D];郑州大学;2002年
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9 李俊俊;陆明泉;冯振明;;基于支持向量机的分级调制识别方法[J];清华大学学报(自然科学版);2006年04期
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10 雷蕾;吴乃君;刘鹏;刘兰娟;;灵敏度分析:分类器中的缺失数据[A];第11届海峡两岸信息管理发展策略研讨会论文集[C];2005年
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1 管凤旭;基于流形学习及可拓分类器的手指静脉识别研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 田慧;支持向量机集成及在音乐分类中的应用[D];山东师范大学;2009年
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