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本文以计算机、活体指纹录入仪为重要技术手段,综合运用图像处理和模式识别技术,深入、系统地研究了自动识别的理论和技术。在指纹数据库中,指纹分类提供了一个重要的索引机制,一个准确而一致的分类能够极大地减少大数据库内指纹匹配的时间。可靠而快速的指纹匹配方法是自动指纹识别系统的核心内容之一,因此,本文提出并实现了有效的指纹分类和指纹匹配等技术。全文内容共分六章。第一章为绪论;第二章是生物特征识别技术简介;第三章是指纹奇异点检测;第四章是指纹分类;第五章是指纹匹配,涵盖了指纹图像与背景分离、方向信息提取、纹线提取、图像分割、图像细化和细化纹线修复等指纹图像预处理的内容;而全文的总结与展望部分列为论文的第六章。本文的主要研究内容和创新点包括以下几方面:
(1)本文针对低质量指纹图像奇异点检测中精确定位和可靠性判断的难题,提出了一种基于多级分块和多级错切的指纹奇异点检测新方法;并在该方法的基础上提出了一种改进的实用方法。指纹奇异点的获取为指纹分类和指纹匹配技术提供了新的支持手段。@@ (2)本文深入研究并提出了一种对指纹进行伪纹线跟踪获得反映指纹宏观模式的指纹纹线总体几何形状的新方法。跟踪方法中对跟踪点处的方向进行了巧妙地平滑处理,使跟踪更准确。同时只在跟踪点处,而不是在整幅图像上计算并平滑点方向,从而减少运算时间;采用的自适应跟踪步长,有利于进一步确定拐弯点和奇异点。
(3)本文深入研究指纹分类算法,在分析、比较现有的指纹分类算法基础上,提出了一种综合指纹局部特征点和总体模式的简单易行、速度快、准确率高的分类算法。即利用模式区奇异点信息,结合对指纹纹线总体几何形状的分析的方法来区分两种完全不同的指纹类型。使指纹分类更加合理有效。
(4)本文研究了指纹图像从预处理技术到细节特征提取的各项技术。并在前面获得的指纹奇异点信息和细节特征信息的基础上,提出了一种基于指纹中心点的匹配算法。该方法使用指纹中心点加快了匹配基准点对的确定,对图像的旋转、平移具有不变性,采用动态搜索半径提高了匹配算法对细节点定位偏差的容错性,可以准确、快速地进行指纹匹配。
总之,本文较为系统、全面地研究了自动指纹识别技术的理论和技术。本文的研究成果将为进一步开发具有商业价值的自动指纹识别系统提供必要的理论基础和技术手段,对缩小我国在自动指纹识别技术领域与发达国家的差距,促进我国自动指纹识别技术的发展具有重要意义。