组合指纹匹配算法研究

组合不同的指纹匹配算法是提高身份认证识别率的有效手段。文章将指纹图像的细节特征引入到基于Gabor滤波器组的匹配算法中,并提出了一种基于细节特征算法和改进算法的组合匹配算法。该方法首先根据细节特征对输入指纹图像进行旋转平移,然后利用Gabor滤波器组对指纹编码区进行矩形分块编码,最后将匹配结果与基于细节特征匹配算法的匹配数进行组合,得到一个组合匹配数进行决策。通过对FVC2004DB1-A指纹库的实验,结果表明该文提出的组合算法与其它单纯利用细节特征或纹理特征的匹配算法相比较,该文的组合匹配算法具有更高的识别率。     

一种基于细节点局部描述子的指纹图像匹配方法

非线性形变现象在指纹图像中十分普遍,严重地制约了指纹识别系统的识别性能。为了克服指纹图像中的全局非线性形变,本文提出了指纹图像匹配"整体对齐,局部匹配;粗糙对齐,精确匹配"的原则。在此基础上,本文设计了一种细节点局部邻域描述子,利用该描述子对齐指纹图像,研究了基于该描述子的指纹图像相似度计算方法。基于FVC2000 DB2、FVC2002 DB1和FVC2004 DB2的一系列实验结果表明,本文提出的算法性能优于同类算法,能够有效抑制非线性形变对指纹图像匹配的影响。     

一种扭曲指纹图像的细节点修正方法

非线性形变在指纹图像中非常普遍,严重时会导致指纹识别系统的识别性能显著降低,是指纹图像识别领域重要的研究课题之一.尤其对基于细节点的指纹匹配方法而言,由于相当一部分细节点的位置和方向都在非线性形变的作用下发生了改变,从而导致算法匹配准确率下降.在对非线性形变图像反复观察和实验的基础上,发现了细节点偏离的一些有用的规律,并用于细节点的位置和方向调整.提出了一种基于多参考细节点对齐修正指纹图像中部分细节点的方法,首先获取一组匹配细节点对作为基准点对,然后再以此为基础对邻域其他细节点进行修正,在FVC2004 DB2数据集上进行了一系列实验,实验结果表明该算法能够明显改善匹配性能.     

基于细节点邻域信息的可撤销指纹模板生成算法

为了提高指纹模板算法的安全性等性能,设计了一种基于细节点邻域信息的可撤销指纹模板生成算法.首先对指纹图像进行预处理,提取指纹的细节点特征,然后采用改进的细节点描述子采样结构提取细节点邻域的纹线特征,最后结合用户PIN码生成指纹模板,同时结合贪婪算法设计了相应的指纹匹配算法.在指纹数据库FVC2002-DB1和DB2上的实验表明,该算法具有良好的认证性能,能较好地满足可撤销性、多样性和不可逆性,而且改进的采样结构在没有降低系统识别性能的情况下,进一步拓展了细节点描述子的采样结构方式.     

基于相似度直方图的混合指纹匹配方法

指纹的匹配问题是指纹识别算法中的核心问题．文中介绍了一种基于相似度直方图的指纹混合匹配算法，该算法同时使用了指纹的细节特征和纹理特征．指纹的细节匹配部分通过相似度直方图函数来计算最优校准参数，并且将校准结果应用到纹理匹配中．在FVC2002数据库上的实验结果表明该混合识别算法比使用细节匹配的算法具有更高的识别率．     

一种采用脊线特征的指纹模糊匹配方法

针对目前指纹识别系统主要采用手指上细节点的分布来表征和匹配指纹,提出了一种采用指纹脊线特征的匹配算法,以提高细节点数量较少情况下的匹配精度.在特征提取阶段,通过脊线采样,只存储脊线采样点集以降低存储量;在匹配时,对欲匹配的两指纹利用细节特征配准脊线集,在重合区域内对两指纹脊线统一进行编码,通过编码的比较确定相似脊线;以相似脊线的相同位置编码为论域,以相同位置编码的相似程度为隶属度,建立衡量脊线相似程度的模糊集,采用加权平均法对多个相似脊线模糊集进行综合评判得到两指纹脊线总体相似度.最后将脊线匹配相似度与细节点匹配相似度进行加权融合得到两指纹最终的相似度.在FVC2004指纹库上的实验表明该算法能够有效提高指纹匹配的准确性.     

序列化融合的指纹匹配方法

在指纹识别中,利用细节点或纹线等单一指纹特征的识别算法来得到一个很高的识别性能比较困难。将不同的指纹匹配算法进行融合来获得较高的准确率已经成为当前研究的热点。提出了一种新的序列化融合的指纹匹配方法。利用基于细节点的指纹匹配算法对待识别指纹进行预判,对于不能确定其为同源或异源的,将再利用基于纹线的指纹匹配算法进行匹配,对两次的匹配得分进行融合,基于融合结果判断其为同源或异源。在指纹库FVC2002 DB2上的实验结果表明,采用基于细节点的指纹匹配算法、基于纹线的指纹匹配算法、对上述两种算法的Sum融合方法、提出的方法得到的等错误率（EERs）分别为3.0%、4.9%、2.0%、1.9%,且相对于Sum融合方法,提出的方法在时间消耗上降低了64.64%。     

基于显著特征的指纹自动定位与匹配算法

非约束图像的自动匹配问题包括定位和配准两个关键步骤,其中定位是配准的前提。指纹图像的自动匹配是一种典型的非约束图像匹配问题。由于指纹采集时按压指面的旋转、变形和扭曲,以及各种因素造成的图像模糊、残缺和特征信息丢失,使指纹图像存在较大程度的不确定性,给利用细节特征进行匹配带来了困难。该文通过分析特征匹配的一般问题模型,指出了匹配问题的实质是在两个不完全等价特征集中寻求最大同构子集的问题,并对目前发展起来的几种匹配方法的适用性做了一定的评析。结合指纹图像的自身特点,提出了一种新的基于显著特征的自动定位与匹配算法。该算法通过分析细节特征点之间的联系,在整幅图像范围内构造了3种类型的显著特征,通过这些显著特征之间的比对实现了两幅图像的快速自动定位,求出了图像平移和旋转的变换矩阵。最后通过特征点的平移和旋转变换实现了具有容忍局部误差的细节特征点的比对。这种算法具有较强的容错性,对各种噪声图像具有一定的鲁棒性,是一种自适应的快速匹配算法。理论分析与实验结果表明这种方法用于指纹图像进行细节点匹配是很有效的。     

指纹图像预处理新方法

介绍并实现了一套完整的指纹图像预处理方法，通过剩余块处理和平滑方法改进了传统的指纹图像分割算法；使用方向匹配的方法对指纹图像方向块进行方向滤波完成图像增强；并除去细化后存在的短线和毛刺。该算法对Secugen指纹仪采集的图像和FVC2004数据库中的指纹图像进行实验，结果表明经过预处理后的指纹图像质量得到明显增强，方便进行细节特征提取。     

一种基于纹线相似度的指纹匹配算法

本文研究了一种基于纹线相似度的指纹匹配算法,利用纹线的相似程度寻找一对基准细节点(referenceminutiae),根据基准细节点对所在的纹线计算两幅待匹配指纹图像的相对旋转和平移参数,并将待识指纹相对于模板指纹做姿势纠正,最后使用动态搜索半径以坐标匹配的方式实现两枚指纹的匹配.实验结果表明,该算法可以正确、快速地实现指纹匹配,对图像的旋转、平移具有不变性.     

基于方向滤波的指纹图像增强算法研究

指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等步骤。其中图像预处理中的指纹图像增强是最关键的步骤,直接影响特征提取和匹配。为了消除噪声以提高指纹图象的质量,本文给出了一种基于方向滤波的指纹图像增强算法,根据方向图构建方向滤波模板对指纹图像进行滤波,并对滤波后的图像进行去噪处理。实验结果表明了本文采用的方法有更好的效果。     

一种基于低分辨率指纹图像的增强方法

指纹鉴别是一个比较复杂的过程,一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等几个步骤。其中图像预处理中的图像增强是最为关键的环节,直接影响着后面指纹图像的细化特征提取等处理。论文针对硅晶体指纹采集芯片采集到的低分辨率指纹图像,提出一种有效的图像增强处理方法。由于指纹分辨率低,以及前景与背景的灰度差别很大,采用通常的空域Gabor增强后仍然有误增强和增强不充分的情况。所以针对此情况论文提出了采用非线性与线性相结合的二次图像增强的方法。首先使用Gabor滤波器进行非线性的图像增强,对增强后的灰度图像进行二次线性增强,即利用指纹的方向信息进行二值化处理。实验结果表明论文方法增强效果较好,与经典的Gabor图像增强方法比较,使用该方法图像增强后特征提取准确率明显提高。     

利用贪心算法进行三角剖分的指纹匹配方法

针对指纹识别过程中的指纹匹配算法的准确性以及识别效果等问题,结合计算几何中平面点集的三角剖分方法-贪心算法的特点,将其引入指纹匹配处理,提出了一种基于三角网格(用贪心算法进行平面点集的三角剖分)的指纹匹配方法。该方法通过对细节点的拓扑结构进行三角划分,把空间上位置相近的细节点按照一定的规则相连,得到三角形网格,并基于该网格寻找若干参考点对,最后通过将两幅指纹图像进行姿势调整构成待识别指纹图像,使用获得的参考点对实现基于点模式的指纹匹配。经分析该方法是一种行之有效的指纹匹配方法,确保了指纹旋转、指纹平移参数计算结果的准确性,有效地提高了最终的识别效果。     

A Robust Fingerprint Indexing Scheme Using Minutia Neighborhood Structure and Low-Order Delaunay Triangles

Fingerprint indexing is a key technique in automatic fingerprint identification systems (AFIS). However, handling fingerprint distortion is still a problem. This paper concentrates on a more accurate fingerprint indexing algorithm that efficiently retrieves the top N possible matching candidates from a huge database. To this end, we design a novel feature based on minutia neighborhood structure (we call this minutia detail and it contains richer minutia information) and a more stable triangulation algorithm (low-order Delaunay triangles, consisting of order 0 and 1 Delaunay triangles), which are both insensitive to fingerprint distortion. The indexing features include minutia detail and attributes of low-order Delaunay triangle (its handedness, angles, maximum edge, and related angles between orientation field and edges). Experiments on databases FVC2002 and FVC2004 show that the proposed algorithm considerably narrows down the search space in fingerprint databases and is stable for various fingerprints. We also compared it with other indexing approaches, and the results show our algorithm has better performance, especially on fingerprints with distortion.     

一种改进的指纹图像增强算法

指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等步骤.其中图像预处理中的指纹图像增强是最关键的步骤,直接影响特征提取和匹配.论文针对指纹采集中存在的指纹图像局部模糊的问题,提出了一种改进的基于Gabor函数的指纹增强算法.该算法首先对指纹图像进行归一化处理,然后对指纹图像分成奇异区和非奇异区分别进行点方向和块方向的求取,最后用改进的Gabor滤波器对指纹图像进行增强.实践表明,该方法能提高指纹图像增强的效果和速度.     

基于Haar小波变换的快速指纹识别算法

指纹中不同的空间频率和纹理方向代表了指纹图像的内在特征。为了提取这些特征,提出了基于Haar小波变换的快速指纹识别算法。该算法在提取指纹特征有效区域的基础上,直接对指纹灰度图像进行Haar小波变换以获取指纹特征向量。与传统的基于指纹细节特征的识别算法相比大大减少了计算量。另外,还将指纹识别算法移植到嵌入式安全领域。在基于Arm7处理器(主频100MHz)架构的嵌入式平台上,对FVC2000标准指纹数据库进行了实验,得到了很好的FAR,FRR关系图,并且整个识别过程耗时在1 s左右。实验结果表明,本文算法在快速指纹识别方面是成功的。     

Fingerprint matching using ridges

Traditionally, fingerprint matching is minutia-based, which establishes the minutiae correspondences between two fingerprints. In this paper, a novel fingerprint matching algorithm is presented, which establishes both the ridge correspondences and the minutia correspondences between two fingerprints. First N initial substructure (including a minutia and adjacent ridges) pairs are found by a novel alignment method. Based on each of these substructure pairs, ridge matching is performed by incrementally matching ridges and minutiae, and then a matching score is computed. The maximum one of the N scores is used as the final matching score of two fingerprints. Preliminary results on FVC2002 databases show that ridge matching approach performs comparably with the minutia-based one.     

一种有效的指纹图像方向滤波增强算法 *

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。     

基于Gabor滤波的指纹图像增强算法

由于指纹的唯一性和不变性,指纹识别已成为当前最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等几个步骤。其中图像预处理中的图像增强是最为关键的环节,直接影响特征提取与特征匹配。提出了一种基于Gabor滤波的指纹图像增强算法。阐述了Gabor滤波器的定义及其在指纹图像增强中的应用。对指纹图像方向图提取方法和频率计算方法作了改进尝试。实践表明,该方法是有效的、实用的。