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基于Gabor滤波器的指纹图像快速增强

计算机工程与应用 2009年第10期45卷 172-175,198页

作者：廖开阳张学东章明珠潘晓红辽宁科技大学计算机科学与工程学院辽宁鞍山114000 西安翻译学院信息工程系西安710000 东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

研究并实现了利用Gabor滤波器对指纹图像增强的算法。改进了指纹图像方向图和纹线频率的提取方法,同时也对Gabor滤波器的快速实现方法进行研究,首先把Gabor滤波器分解为多个不同方向上有着不同参数的一维高斯滤波器的组合,然后通过递归... 详细信息

研究并实现了利用Gabor滤波器对指纹图像增强的算法。改进了指纹图像方向图和纹线频率的提取方法,同时也对Gabor滤波器的快速实现方法进行研究,首先把Gabor滤波器分解为多个不同方向上有着不同参数的一维高斯滤波器的组合,然后通过递归的方法分别实现这些高斯滤波器,最后实现了Gabor滤波器的快速算法在指纹图像增强中的应用。实践表明,该方法效果良好,速度快,能大幅度提高指纹图像质量。

关键词： Gabor滤波器指纹图像增强纹线方向纹线频率递归滤波

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一种有效的指纹图像方向滤波增强算法

计算机应用研究 2008年第10期25卷 3072-3074页

作者：李利范九伦西安邮电学院信息与控制系西安710061

方向滤波是沿着指纹纹线方向滤波的方法。一种方向滤波算法的有效性主要依赖于指纹图像方向估计的准确性和滤波模板构造的合理性。首先利用对低质量指纹图像鲁棒性较高的掩膜法估计点方向,并将点方向转换为块方向;然后使用八个方向的平... 详细信息

方向滤波是沿着指纹纹线方向滤波的方法。一种方向滤波算法的有效性主要依赖于指纹图像方向估计的准确性和滤波模板构造的合理性。首先利用对低质量指纹图像鲁棒性较高的掩膜法估计点方向,并将点方向转换为块方向;然后使用八个方向的平滑滤波模板和锐化滤波模板,对指纹图像滤波进行增强;最后对增强后的指纹图像二值化。通过对FVC2000指纹数据库DB2中的指纹图像作增强处理,表明该算法增强效果较好。

关键词：方向估计方向滤波指纹图像增强

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指纹图像融合迭代增强

计算机应用 2011年第6期31卷 1563-1565页

作者：李朝友孙济洲天津公安警官职业学院计算机系天津300382 天津大学计算机科学与技术学院天津300072

从刑事现场采集的嫌疑人的指纹图像常是低质量的、残缺的,针对现有方法只做一次增强或不适合增强这类指纹图像,提出了指纹图像融合迭代增强方法。该方法分别在频域和空域两次增强,并采用小波图像融合技术进行迭代增强,有效地提高了脊线... 详细信息

从刑事现场采集的嫌疑人的指纹图像常是低质量的、残缺的,针对现有方法只做一次增强或不适合增强这类指纹图像,提出了指纹图像融合迭代增强方法。该方法分别在频域和空域两次增强,并采用小波图像融合技术进行迭代增强,有效地提高了脊线的清晰度,接续了脊线的断裂,修补了脊线的残缺。实验结果表明,该算法具有良好的指纹图像增强效果,适合增强低质量的指纹图像。

关键词：指纹图像增强小波图像融合迭代脊线连接指纹图像修补

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低质量指纹图像的增强算法研究

低质量指纹图像的增强算法研究

作者：刘郡武汉大学

学位级别：硕士

自动指纹识别系统是最实用的身份识别方法之一,普遍应用于考勤管理,智能门锁和电子支付等商业和民用领域。当前,指纹识别技术在研究良好指纹图像方面已经非常深入,并取得了良好的效果。由于采集设备质量不佳,手指状态不好以及采集方式... 详细信息

自动指纹识别系统是最实用的身份识别方法之一,普遍应用于考勤管理,智能门锁和电子支付等商业和民用领域。当前,指纹识别技术在研究良好指纹图像方面已经非常深入,并取得了良好的效果。由于采集设备质量不佳,手指状态不好以及采集方式不当导致低质量指纹图像的存在。低质量指纹图像中存在大量的干扰噪声和脊线粘连或断裂的问题,导致自动指纹识别系统出现注册失败和识别错误,从而阻碍了指纹识别技术的进一步发展。本文重点关注三项关键技术:指纹图像分割,指纹图像质量评价和指纹图像增强,进行低质量指纹图像的增强算法研究。主要的研究内容如下:（1）由于低质量指纹图像含有大量的干扰噪声,本文采用基于方向滤波器组的指纹图像分割算法,将指纹区域和非指纹区域分离,去除非指纹区域的噪声,避免从非指纹区域引入虚假的细节点特征。根据指纹图像的脊线频率集中在特定范围的先验知识,通过双线性变换和频带变换设计带通滤波器,并结合希尔伯特变换的方向因子得到方向滤波器组。利用方向滤波器组将指纹图像傅里叶频谱分解为八个方向的子带图像,通过软阈值函数进行优化平滑,在重构指纹图像后结合形态学处理完成分割算法。由实验验证,该算法可以准确地分割低质量指纹图像,去除背景噪声。该算法在实验数据库FVC2004 DB1A中的平均分割误差为1.45%。但是,此算法存在与传感器类型相关的阈值设定问题。（2）为了实现低质量指纹图像的有效注册,本文提出的基于层次聚类的指纹图像质量评价算法不仅考虑了局部质量评价,而且考虑了全局质量评价,以达到准确识别低质量指纹图像的目的。针对提出的分割算法得到的指纹区域,根据位置信息和脊线信息提取局部特征进行层次聚类,其结果作为反向传播神经网络（BP神经网络）的目标输出,无需任何主观判断。根据局部质量评价的结果,提取全局特征用于层次聚类并反馈到BP神经网络中,同时将考虑真实错误和虚假错误的总错误率作为响应,完成全局质量评价。通过对比分析,该算法能够准确地评估指纹图像的质量,有效地识别低质量指纹图像,并在逐级评估中取得良好的性能,在实验数据库FVC2002 DB2A中,累积下降幅度为41.07%。（3）为了进一步解决低质量指纹图像的低对比度,脊线粘连和断裂等问题,利用提出的分割算法得到区域掩模,通过对比度受限的自适应直方图均衡化提高对比度,并结合全局质量评价将非锐化掩蔽滤波用来改善脊线粘连。同时,利用局部质量评价改进方向场估计和频率场估计,结合Gabor滤波实现质量自适应的指纹图像增强。实验表明,本文提出的算法有效地解决了低质量指纹图像中存在的对比度低,脊线粘连和断裂等问题,改善了指纹识别技术的性能。

关键词：低质量指纹图像指纹图像分割指纹图像质量评价指纹图像增强

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基于方向滤波器组的指纹图像预处理

微电子学与计算机 2007年第8期24卷 190-192页

作者：王发牛梁栋陈军宁王年唐俊安徽大学电子科学与技术学院安徽合肥230039

提出一种变换域指纹图像预处理增强方法。应用小波变换分离出低频信号和高频信号,对高频信号送入方向性滤波器组进行方向性子带分解,对各方向子带图像分块,根据块能量分布情况对子带图像重新加权处理。子带图像重建出高频信号加上原低... 详细信息

提出一种变换域指纹图像预处理增强方法。应用小波变换分离出低频信号和高频信号,对高频信号送入方向性滤波器组进行方向性子带分解,对各方向子带图像分块,根据块能量分布情况对子带图像重新加权处理。子带图像重建出高频信号加上原低频信号得到预处理结果,达到抑制噪声,增强特征目的。实验表明算法对指纹图像处理效果良好。

关键词：指纹图像增强方向性滤波器组小波变换

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指纹图像预处理算法的研究及DSP实现

指纹图像预处理算法的研究及DSP实现

作者：曾勇中南大学

学位级别：硕士

指纹识别是当前生物认证的一个重点领域,在身份识别中得到广泛的应用。指纹识别技术是一项涉及图像处理,模式识别,数字信号处理,计算机技术,微处理器等领域的生物识别技术,研究指纹识别系统具有实际意义和理论价值。本文研究基于DSP/BIO... 详细信息

指纹识别是当前生物认证的一个重点领域,在身份识别中得到广泛的应用。指纹识别技术是一项涉及图像处理,模式识别,数字信号处理,计算机技术,微处理器等领域的生物识别技术,研究指纹识别系统具有实际意义和理论价值。本文研究基于DSP/BIOS指纹采集系统的硬件平台和指纹图像预处理算法,主要工作如下：在综述了指纹识别技术和预处理算法的基础上,对指纹预处理算法中指纹增强、指纹图像二值化、指纹细化的典型算法进行研究,并总结出典型算法的优劣,为指纹图像预处理改进算法提供理论框架。针对Gabor滤波器在处理低质量指纹图像时增强效果不佳的缺陷,提出一种基于方向域和频率域的新型自适应Gabor滤波增强算法,通过计算图像纹线方向一致性和平均纹线频率两个参数来共同自适应的调节Gabor滤波器的变换窗的大小,实现指纹图像增强。仿真结果表明,改进算法对于低质量指纹图像的增强达到很好的增强效果。针对OPTA优化细化算法处理指纹图像细化时出现毛刺现象,提出一种基于邻域搜索的OPTA指纹细化的改进算法。改进算法以OPTA算法为核心思想,设计删除模板和保留模板,将该模板以一种独特的查表索引方式进行细化。仿真结果表明,处理后的指纹图像细化完全,骨架接近纹线中心线,光滑无毛刺。以DSP/BIOS为系统平台,设计一种基于DSP/BIOS指纹采集系统,实现实时指纹采集。并对指纹图像预处理改进算法进行DSP算法移植,最后通过对比研究和实验结果分析,论证整个系统优越性。

关键词：指纹图像增强指纹图像细化 Gabor滤波器 DSP/BIOS 指纹采集

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指纹图像预处理算法的研究与实现

指纹图像预处理算法的研究与实现

作者：李青中北大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断进步,指纹识别技术已经越来越广泛的被应用于身份识别与身份认证中。指纹识别技术具有方便、高效、安全、可靠等优点,在金融安全、数字加密、电子商务等各个领域都得到了广泛的应用,并且将在我们未来的生活中发挥越... 详细信息

随着科学技术的不断进步,指纹识别技术已经越来越广泛的被应用于身份识别与身份认证中。指纹识别技术具有方便、高效、安全、可靠等优点,在金融安全、数字加密、电子商务等各个领域都得到了广泛的应用,并且将在我们未来的生活中发挥越来越重要的作用。但在目前的技术水平上,由于指纹识别所特有的复杂性和不确定性,自动指纹识别系统仍存在着不少问题有待解决和完善。在指纹识别系统中,指纹识别一般包括以下三个步骤:预处理、特征提取和特征匹配。其中,预处理的目的是削弱图像中的噪声,提高指纹纹线的清晰度,为后面的特征提取和匹配的准确性提供前提条件。一般情况下,指纹图像预处理过程分为图像分割、图像增强、二值化、细化四个环节。在本论文中主要针对预处理各个环节的算法进行研究并进行适当的改进。本文从介绍指纹识别技术的基本原理入手,对自动指纹识别系统的工作流程进行了研究。针对经过预处理后指纹图像所要达到的效果,在预处理过程中对指纹图像依次运用以下方法进行处理:规一化、方向图计算、采用圆形Gabor滤波、局部自适应二值化和细化。在指纹分割中,运用有较高准确性及较强适应性的基于有效点的分级分割算法对指纹图像进行分割。在指纹图像增强过程中,运用圆形Gabor滤波对指纹图像进行增强得到较好的增强效果。在传统二值化算法的基础上运用改进的动态自适应二值化方法对滤波后的指纹图像进行二值化。在指纹图像细化方面,针对己有OPTA算法存在细化质量与细化速度不能兼顾的缺陷,提出了一种基于OPTA的指纹图像快速细化算法。改进己有的消除模版和保留模版,解决了细化质量和速度之间的矛盾。

关键词：指纹识别指纹图像分割指纹图像增强二值化细化

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指纹图像识别算法研究

指纹图像识别算法研究

作者：陆干忠四川大学

学位级别：硕士

随着越来越多的电子设备不断地进入我们的日常生活，对于个人方便、安全的身份认证技术变得越来越紧迫。本研究的主要目的是研制一种利用指纹进行个人身份认证的自动指纹识别系统。在本文中，我们对指纹图像识别的算法进行了深入的研... 详细信息

随着越来越多的电子设备不断地进入我们的日常生活，对于个人方便、安全的身份认证技术变得越来越紧迫。本研究的主要目的是研制一种利用指纹进行个人身份认证的自动指纹识别系统。在本文中，我们对指纹图像识别的算法进行了深入的研究。目前，国内在这一方面尚无公开的具有一定技术深度的文献发表，故而技术难度大，工作量大。本研究主要包含以下几个主要方面：求解指纹图像的方向图。方向图中的每一点反映了指纹图像中局部纹线的方向，他是指纹图像中最本质的特征之一。我们对多种求解指纹图像方向图的方法进行了深入的分析与比较，并最终选定了“最小平方估计法”作为我们求解指纹图像方向图的方法。指纹图像的增强。通过增强指纹图像中脊线和谷线的清晰程度，使得指纹图像的特征提取变得更加容易，我们分析了一种“基于Gabor滤波的指纹图像增强算法”，并且提出了自己的“基于局部纹线方向的指纹图像增强算法”。指纹图像的特征提取。根据美国联邦调查局的推荐，我们提取出指纹图像中纹线的端点和纹线的分叉点作为代表原始指纹图像的特征点。我们记录了特征点的x，y坐标信息和和特征点所在局部纹线的方向，以便利用该信息进行下一步的特征比对。摘要指纹图像的特征比对。通过对Anil Jain等人工作的改进，我们提出了自己的特征比对算法。我们的改进主要体现在二个方面:首先我们利用了一种“基于重心附近遍历的特征点对齐算法”，该方法不需要记录特征点的多余信息来进行特征点的对齐;其次，我们利用一个可变大小的“界限盒”来进行特征点的匹配，使得我们的匹配算法对指纹图像的非线性形变具有更好的鲁棒性。指纹图像的分类。通过提取出的指纹图像中“核心点”和“三角点”的数目和相对位置，我们将指纹图像分成了六种类型:拱型，尖拱型，左环型，右环型，涡型，双环型。针对指纹图像中常常丢失“三角点”的情况，我们又提出了一种对指纹图像进行二次分类的方法，从而避免了相当一部分指纹图像不能分类的情况。针对指纹图像识别算法，我们进行了大量的图像识别和图像分类的测试工作。测试结果表明，我们的算法速度快，具有较高的识别率，对图像质量较差的指纹具有一定的鲁棒性。

关键词：方向图特征提取特征比对指纹图像增强指纹图像分类

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指纹图像预处理和特征提取算法研究

指纹图像预处理和特征提取算法研究

作者：吴夏平中北大学

学位级别：硕士

近年来,随着电子商务和信息安全需求的不断增长,越来越多的场合需要身份的认证。其中,指纹识别技术以方便易用、高准确率和低成本等诸多优势备受关注,已经成为使用最广泛的身份认证的有效手段。尽管在此技术上已有多种成型产品,但因为... 详细信息

近年来,随着电子商务和信息安全需求的不断增长,越来越多的场合需要身份的认证。其中,指纹识别技术以方便易用、高准确率和低成本等诸多优势备受关注,已经成为使用最广泛的身份认证的有效手段。尽管在此技术上已有多种成型产品,但因为许多核心技术因商业利益而未经公开,同时社会的发展对系统的性能提出了更高的要求,所以从事该领域研究,仍具有重要的理论意义和实用价值。指纹是手指末端正面皮肤上凸凹不平的纹路,它具有唯一性和稳定性的特点。自动指纹识别系统(AFIS)是集光电技术、图像处理、计算机及网络、数据库技术、模式识别技术等于一体的综合性系统。针对自动指纹识别系统的运行过程,在总结该领域现有研究成果的基础上,本文对自动指纹验证系统中指纹图像预处理与特征提取环节的部分关键算法进行了研究并进行了一些改进:预处理过程中采用一种自适应的图像增强算法,根据处理邻域是否存在分叉点分别使用不同的滤波器进行图像增强,取得了较好的增强效果。针对OPTA细化算法中存在的问题进行了改进,经改进的算法处理后指纹纹线较平滑。在特征提取阶段,研究并实现了基于8邻域编码脊线跟踪法的细节特征提取算法,然后综合运用多种后处理规则对特征提取中出现的不同类型的虚假细节点进行处理。

关键词：指纹识别指纹图像增强细化特征提取