滑動式指紋識別系統(tǒng)的關(guān)鍵算法研究.pdf

1、基于DSP和嵌入式技術(shù)的便攜式自動指紋識別系統(tǒng)廣泛采用滑動式指紋傳感器,這種滑動式指紋識別系統(tǒng)首要的關(guān)鍵問題是在有限資源條件的限制下,如何實時配準(zhǔn)滑動指紋圖像序列,將其拼接成完整的指紋圖像以便后續(xù)處理。
　　 另一個研究目標(biāo)則是為滑動式指紋識別系統(tǒng)量身訂制一套合適的算法。依據(jù)圖像處理和模式識別的理論和方法,在指紋圖像預(yù)處理和匹配等關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)計了相應(yīng)的算法程序,有效改進了其性能。完成的主要工作如下:
　　 1.采用TI公

2、司的C5515指紋開發(fā)套件作為開發(fā)滑動式指紋識別系統(tǒng)實驗平臺,主要部件包含TMS320C5515 DSP處理器,以及ATW310滑動傳感器?；趯嶒炂脚_,開發(fā)了利用滑動傳感器采集指紋圖像的算法程序。
　　 2.提出基于相位相關(guān)法的滑動指紋圖像序列配準(zhǔn)新算法。
　　 基于二維傅立葉變換位移性質(zhì)的相位相關(guān)法具有較高的配準(zhǔn)精度和魯棒性,要求相鄰兩幀圖像具有較高的重疊率,但實際滑動指紋序列圖像并不滿足這個條件。本文根據(jù)手指滑動的

3、連續(xù)性,綜合運用基于相位相關(guān)與灰度相關(guān)的算法,把兩幀圖像配準(zhǔn)問題轉(zhuǎn)變成兩個模塊配準(zhǔn)問題,有效解決了這個難題。
　　 3.設(shè)計并改進滑動指紋圖像預(yù)處理和指紋匹配的若干關(guān)鍵算法。
　　 (1)采用直方圖均衡化和松弛中值濾波作為改善原始指紋圖像質(zhì)量的方法。
　　 (2)運用灰度方差和梯度方向相結(jié)合的方法分割圖像,并自動確定分割閾值。
　　 (3)合理確定頻率和方向參數(shù),采用Gabor濾波器有效增強指紋圖像。

4、r>　　 (4)采用基于中心區(qū)域匹配線段的代數(shù)幾何方法設(shè)計指紋匹配算法。
　　 上述算法均用MATLAB進行了編程運算檢驗,最后使用中科院自動化所生物特征識別研究組建立的Fingerpass指紋交叉匹配數(shù)據(jù)庫進行指紋匹配檢驗。檢驗結(jié)果繪制成DET曲線,等錯率EER為0.048,ZeroFMR為0.103,平均匹配時間0.28s。這表明本文算法可以應(yīng)用在基于DSP和滑動式傳感器的自動指紋識別系統(tǒng),研究成果為今后進一步開發(fā)提供了有