指纹图像增强算法研究和加速器设计.pdf

浙江大学
硕士学位论文
指纹图像增强算法研究和加速器设计
姓名:周永东
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:沈海斌
20060501
苌摘要随着人们对信息安全簧求的提商,生物识别技术必将取代传统豹账号加密码的模式,获褥广泛的应用,蔼撂纹识别技术因为具有方便获取,睢一瞧等特点在生物谈剃中占有重要地位。指纹增强算泫往往作为各商业算法的核心技术,要求其意高效,商速的特点,本文对常见的备指纹增强算法进行了分析,总结了各自的优点和不足,并对滤波器的参数选择送行了讨论:瞬ㄆ饔捎柙谑庇蚝推涤蚨加薪鲟的特性,并蓝有较,⒌目樾вΓ晌W盍餍斜M枷裨銮糠椒ǎ坏荊滤波的方法运算量较大,报难在嵌入式系统中应羽。为了满足嵌入式系统的实时性霈求,我们对算法进行了改进,使餍硬件对它进行了加速,并对其遴行了性能帮误差分桥。报摆实验的结果,本文提出的实现方法完全能够满跫实时指纹处理的需求,并鼠通过优纯运算单元和数据存毅降低了系统功耗。两飘本文提出的改进算法不住满足实魏豹需要,也适用予嵌入式软件的优优。为了掇高图像增强的质爨,在驭有的銮克惴ㄗ氪∩希岢隽烁慕瞬ㄆ鳎⑶也慎慕腄算法进行糖纹频率健计,取褥了较好豹处理效采;另外,基于浠惶岢隽诵碌闹肝仆枷穹指钏惴ǔ砥嫠吹愣ㄎ凰惴ǎ实验涯明,本文提毖的算法比原有算法能更好的提高指纹圈像质爨,更准确的谯计激撵纹频率,更有效的进程指纹图像的分割处理,并能用较少的运簿代价确定关键字:
,.瓵,珿辩江大学硬士学位论文,.,琲瑆.—琣,—.,,琤瑆.,琺:,.琲琕瑆,.娃
,它将个人的特定的宝物特征与其身份联系在一起,在柱会生活巾扮演重瑟角色。随着经济帮社会的发展以及信息投术的逐速推广,整个社会目蕊电子化、信息化,以前豹认证识躁方法已经不熊满足信息他的需求,人们追切需要新豹个人身份獠定技术来保护自身的利益不受侵犯。由于人体豹生物特征具有不霹复制以及唯一性等一些特点,这使褥入们转掰开始广泛研究生物识别技术,医此使褥生物谈别技术获褥迅速发震。生物特缝识别使用内在的本质特征,比基于知识和基予标志的方法更可靠,更有效,并且易区分授权者褪霹名顶替者,为未来耄子纯糯连豹信息社会安全提供了可靠静鳃决方案。生物识剃技术本质上是模式识别技术。任何个人的生理或者行为特征能够作为生物识掰技术应当具备以下凡点要求:毡樾裕傅氖敲扛鋈擞Φ本哂懈锰卣鳎永久性,攒的是该特征不可改变:杉裕艿氖歉锰伧嗄芄欢科腔袢 H欢在实际中,满足上述三个条传的生物特链也不一定适合爽际的安全系统要求。在实际基于生物识别技术的安全系统串,应当考虑一些其它因素。例如可操作性,捂的是获得识瓢的准确性、速度、抗干挽性:邮苄裕副J侨嗣窃谌粘I钪性敢接受某~特征识别的程度。生物识男《技术常瘸盼特征有入脍,指纹,字迹,语音,手势,手静融,甄膜,视网膜,脸部热成像等。指纹谈别技术比其它几项生物识别技术总体来说占据较大的优势,圭要原因楚其唯一性和永久键以及荔操作性的特点,魏两在缀长一段时润内,一直作为身份鉴定的最霹靠的手段。自八十年代以来,由于数字圈象处理学以及硬彳牟技术的迅速发展,指纹谈别技术获得相当大的进展,但仍然不能满足社会发展的需要,以指纹识别广泛代蓉其它识剐技术缬〖砍祝苈耄┳是面向皇兰偷牧橛猩远意义的课题。近年来,有关指纹垂动识剔技术的研究己成为模式识别、豳象处理以及讳算机视觉等领域中极为关注瓣热点。指纹鑫动识别是攘式识掰颁域一项综合濒江大学疆士学位论文
。翔目前为止,宣称耱够掇供商用化成熟指纹算法的公司,据不完全统计,全球已经达到遥馑得髦肝剖队鹚惴ㄔ谌蚝椭泄募悍焱耆ǔ墒旆逃没潭取随着大量对生物识别看好的新老厂商的加入,全球已有家指纹芯片提供商加入到指纹推广应用中来,指纹的种类也由最初豹凡个增加到现在的种以上。指纹采集芯片的价格也从美元友衣降到了美元之间。指纹识别基本上哥以分成:预处理、特征选择和摸式分类凡个大的步骤。侄是出又肝仆枷竦奶厥庑裕淠谠诘拇砉炭赡鼙薪细丛樱鸵云渲械谋浠脖冉多。指纹豳像的预处理包括:图像质量评估,背景点标注,图像增强、二值化、细化、分割等步骤。其中分割指的楚去除噪声较多不易区分的指纹嚣域等等。系统中获取指纹图像一般采用两种方式,光学扫描采集和固体传感器采集。光学扫描采集指纹图像一般采用全反射技术。当手指放在棱镜土,手指的脊和棱镜相接触丽谷不和棱镜接触,激光以一定角度照射棱镜产生全反射,出艺列接收并获取指纹图像。固体传感器采集图像时,是利用当手指放在传感器表面,摒江太学硕士学位论文
.肝仆枷竦脑ご指纹质量评