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《湖北工业大学》 2011年
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自动指纹识别系统中匹配算法研究与应用

李飚  
【摘要】:随着信息科学技术的发展,生物识别技术已经由原来的理论研究阶段转变到了实际运用阶段,在一些场合都可以看见基于某一种生物识别技术的自动化身份认证设备的使用,比如虹膜识别,指纹识别等等。自动指纹识别系统就是其中的一种,而指纹匹配算法是整个系统中的关键环节。 本文对自动指纹识别系统进行了概述并且介绍了五个核心模块,指纹匹配算法的研究现状以及匹配原理,并对基于细节特征信息的调准函数匹配算法和脊线结构匹配算法进行了研究,通过分析之后发现常用的指纹匹配算法在指纹的识别速度与识别效率上还存在一定的问题,对于采集到的指纹图像的要求过高,不能够满足现实生活中碰到的情况。 本文在基于以上这两种细节特征信息的匹配算法基础之上,提出了一种基于细节特征信息的二阶段指纹匹配算法,由粗略匹配与详细匹配的两个阶段组成。在匹配的第一阶段中,通过粗略匹配能够在初始阶段快速的淘汰掉一批指纹形态相差太大,完全不能够符合详细匹配标准的模板数据图像。在匹配第二阶段的详细匹配过程中,只用将采集到的指纹图像与数据库中剩下的模板指纹图像进行比较,既能够在短时间内给出匹配结果,详细内容如下所示: 1.通过对基于调准函数的点匹配算法的分析与研究后,提出了一种基于奇异点的快速粗略匹配算法,通过对判断三角点与中心点特征信息的计算,能够在短时间内迅速判断出两幅图片相似程度的大小,以此来判断是否存在相似的可能性,从而达到能够快速缩小等待匹配的数据库中指纹图片的数量。 2.通过对于基于脊线特征结构的指纹匹配算法研究之后,提出了一种基于指纹特征点邻里四方特性的指纹详细匹配算法。通过对指纹图片进行伪特征点信息的去除、平移和旋转操作,构建出基于特征点的邻里特性的结构向量,以此来计算出了两幅指纹图像之间的相似程度,相似值满足设定阀值的时候,则认为两者匹配成功,能够更为精确的计算出两幅指纹是否匹配。 3.在本文在最后阶段,提出了一种基于物联网模式下的移动指纹识别系统设计,无线数据接受设备将移动终端采集到的指纹信息通过串口传输方式传给服务器端的指纹匹配处理程序,能够满足特定场合的身份认证的需求,并且将相关信息共享在了物联网上的数据库中,使得自动指纹识别系统有了更加广泛的应用。 本文的研究对于指纹匹配算法的性能提升有一定的帮助,使得自动指纹识别系统的识别速度与识别效率得到了提高。
【关键词】:生物识别 指纹识别 指纹匹配策略 物联网
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 课题意义和来源9-11
  • 1.2 自动指纹识别系统概述11-13
  • 1.3 本文主要研究内容13-15
  • 第2章 指纹匹配原理及相关算法分析15-29
  • 2.1 指纹匹配算法概述15-18
  • 2.1.1 指纹匹配算法研究现状15-16
  • 2.1.2 指纹匹配算法分类16-18
  • 2.2 指纹匹配原理18-21
  • 2.3 基于细节特征信息的调准函数匹配算法21-24
  • 2.4 基于细节特征信息的脊线结构匹配算法24-28
  • 2.5 本章小结28-29
  • 第3章 二阶段指纹匹配算法研究29-47
  • 3.1 二阶段指纹匹配算法描述29-30
  • 3.2 指纹细节特征信息的选取30-31
  • 3.2.1 奇异点特性信息30-31
  • 3.2.2 特征点邻里脊线结构信息31
  • 3.3 指纹匹配预处理31-34
  • 3.4 基于奇异点的快速指纹粗略匹配算法34-37
  • 3.4.1 奇异点检测34-35
  • 3.4.2 基于奇异点的指纹图像匹配35-37
  • 3.5 基于邻里四方特性的指纹详细匹配算法37-46
  • 3.5.1 去除伪特征点37-39
  • 3.5.2 邻里四方特征点定义39-41
  • 3.5.3 基于QNMV 结构向量的参考点匹配41-43
  • 3.5.4 对采集到的指纹进行平移与旋转43-45
  • 3.5.5 基于特征结构向量的相似度细节特征点配对45
  • 3.5.6 计算指纹匹配分数45-46
  • 3.6 本章小结46-47
  • 第4章 指纹识别技术在物联网中的应用47-61
  • 4.1 物联网概述47-48
  • 4.2 基于物联网的移动指纹识别系统48-49
  • 4.3 服务器端程序实现49-54
  • 4.4 实验测试结果及分析54-60
  • 4.4.1 算法性能指标介绍55-56
  • 4.4.2 实验测试56-60
  • 4.5 本章小结60-61
  • 第5章 总结与展望61-63
  • 5.1 总结61-62
  • 5.2 展望62-63
  • 参考文献63-66
  • 致谢66

【参考文献】
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