基于指纹纹理特征的指纹图像压缩算法的研究

【摘要】：指纹图像的压缩存储是自动指纹识别系统中的一个重要组成部分。 本文在深入研究现有的高性能的小波编码器—SPIHT、MRWD、SLCCA、JPEG2000等算法的基础上，结合指纹图像纹理特征，提出了以下三种指纹图像压缩算法： (1)基于SPIHT及指纹图像关键点ROI编码的指纹图像压缩算法； (2)基于方向图及数学形态学膨胀操作的指纹图像压缩算法； (3)基于方向图及小波系数重要连接的指纹图像压缩算法。 算法1将指纹图像的关键点作为感兴趣区域并对其进行特殊处理使得在精确保留关键点信息的同时可以提高压缩比。算法2在MRWD算法的基础上对指纹图像按方向信息分块并对不同的方向块采取了不同的结构元素进行膨胀操作以完成重要系数簇的测试和提取。算法3在SLCCA的基础上不仅考虑了同一子带内小波系数的相关性，同时考虑了同一方向上不同子带间小波系数的自相似性。该算法通过在分别属于不同子带的重要父亲系数簇与子系数簇之间建立重要连接的方法来提高算法2的性能，此时子系数簇中必须至少有一个系数是重要的。这样在知道某子带中重要的父系数簇的位置信息时，另一子带中其子系数簇所在的位置信息就可以通过标注父系数作为一种重要连接而推断出来，从而节省了位置信息的编码，提高了编解码速度。实验结果证实算法3较经典的指纹图像压缩算法WSQ算法的PSNR提高了1.0 dB。