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基于嵌入式设备的刑侦用指纹预处理算法的研究

吴昌明  
【摘要】: 尽管指纹识别的研究和开发已取得重要进展,但是指纹识别的应用在目前并没有获得普及,尤其是现在刑侦部门对指纹识别的实时性,准确性,移动性要求迫切,研究一种基于嵌入式系统的高精度指纹识别系统很有必要。鉴于此,本文综合利用数字图像处理、模式识别等方面的知识,对指纹图像预处理各个方面作了有益的探讨,并取得了以下研究成果: 在研究bmp图像任意角度旋转算法的基础上,提出了两种bmp图像旋转的改进算法。快速旋转法用加减运算代替了每个像素坐标位置变换所需要的乘除运算。反映射法利用反映射规则解决了失真问题,加框法则限定了反映射的区域,有效的避免了减小失真所带来的运算复杂度增加的问题。 在详细分析现有指纹图像分割算法的基础上,对各种分割算法取长补短,提出了综合分割算法。综合分割算法给出了一种将指纹图像按照不同区域进行划分,分别应用不同分割算法的规则。经过实验对比分析证明综合分割法分割的图像精度很高,而处理的时间较少,是一种可以应用到各个自动指纹处理系统的好方法。 在分析图像滤波算法的基础上,提出了基于方向图的上下文分离滤波器。基于指纹图像其特有的纹路间隔规律性和纹路大致相同的方向性,对不同方向走向的指纹纹路应用不同的滤波器。尤其是分离滤波器的加入对指纹图像这种黑白纹线有规律交替的图像效果很好,能较好的补偿由于低通滤波带来的黑白纹线对比度下降的问题。该算法的提出与普通图像平滑滤波相比计算复杂度大大减少,而效果依然较为理想。在嵌入式系统处理能力不高的情况下是一种理想的平滑滤波器。 给出了二值化,细化算法,从而构成一整套适合刑侦用的指纹预处理算法。 通过实验证实不论内存大小,待处理图像的大小,上述加框法和反映射法,综合分割法,基于方向图的上下文分离滤波法等预处理算法均有效地提高了系统利用率和图像处理性能这两项重要指标。


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