基于改进的GPL主曲线算法的指纹特征分析与提取

在对GPL(Generalized Polygonal Line)主曲线算法和指纹数据特点分析的基础上,针对指纹数据本身的特点,改进原来的GPL主曲线算法以得到更好的指纹骨架,并实现基于主曲线的指纹特征提取.实验结果表明,改进的GPL主曲线算法在指纹骨架提取的效率和效果上比原算法都有明显提高.基于主曲线的指纹特征提取相对于其它一些传统方法也有着更高的准确率,具有一定的应用价值.     

利用改进的主图形算法提取指纹骨架

在传统的指纹识别系统中,一般使用指纹细化图对指纹信息进行描述。尝试使用主曲线代替指纹细化图,并对主曲线的主图形算法进行了较大改进,使其能够得到更好的指纹骨架。实验结果表明,主曲线骨架比细化图有着光滑性强、准确性高、抗噪音和信息量大的优点;而改进的主图形算法在指纹骨架提取的效率和效果上比原算法也都有一定提高。     

改进的软K段主曲线算法及其在指纹骨架提取中的应用

主曲线是一种基于非线性变换的特征提取方法,它是通过数 据分布“中间”并满足“自相合”的光滑曲线,能较好抽取出数据的结构特征。针对软K段 主曲线算法提取的指纹图像的骨架结构光滑度较差,而且提取的指纹图像骨架经常出现小圈 和短枝的现象,本文在对软K段主曲线算法和指纹图像数据特点分析的基础上,引入了一个 新的评判函数,并提出了改进的软K段主曲线算法,将该算法应用在提取指纹图像骨架上。 实验结果表明,改进的软K段主曲线算法在提取指纹图像骨架的效果和准确率上比原算法都 有明显提高。     

主曲线在复杂指纹图像特征提取中的应用

在自动指纹识别系统中,特征抽取是关键步骤之一。主曲线具有自相合特性,对模式特征能够进行很好的描述,并能够有效维持结构信息。因此,选用推广的多边形主曲线算法并加以改进来提取指纹主曲线,并在此基础上进一步实现指纹特征提取和伪特征检测。实验结果表明,该算法能够在短时间内获得更好的指纹骨架,指纹特征提取的准确率也较高。     

基于曲率法线流的树点云骨架提取方法

针对树木点云拓扑结构复杂、特征细节繁多等问题,提出一种基于点云收缩提取曲线骨架的算法。首先,为了在点云表面直接应用网格收缩算法,对点云进行局部主成分分析和Delaunay三角剖分;其次,针对树木点云拓扑结构复杂和末枝细节繁多等问题,用曲率法线流算子对点云进行收缩,针对树木枝条细长且弯曲幅度平缓等特点,利用改进后的QEM网格简化方法将三角网格折叠成一维曲线骨架;最后,将得到的曲线骨架进行连通和居中处理。该算法直接在点云上进行操作,不需要额外的信息和预处理操作,对噪声和残缺点云有良好的鲁棒性。实验证明,该算法提取的树木点云骨架充分表达了树木在自然环境下的生物性结构和特征,相对于rosa、L1-中轴等经典算法,在树木点云的骨架提取速度上提高3倍以上,枝条重建度提高25%。     

改进的形态学骨架提取算法

针对由传统最大圆盘骨架提取算法提取出的骨架连通性差且无法保持一致的单像素宽度问题,提出一种改进的形态学骨架提取算法。将连通性保持与形态学运算相结合,在收缩目标提取骨架的过程中通过引入虚拟骨架点实现骨架曲线连通性保持,而单像素宽度细化及伪分支剔除等后处理过程的引入则进一步提高骨架描述目标形状及拓扑特征的能力。相关仿真研究证明了该算法的有效性。     

面向瓦当文字识别的改进水平集骨架提取

目的 瓦当是珍贵的历史文化遗产。为了进行瓦当的数字化保护和瓦当文字的自动识别,针对瓦当图像高磨损、高噪声和拓扑复杂的特点,提出基于梯度矢量流场改进的level set骨架提取算法。方法 算法在传统level set骨架算法的基础上对中间函数进行改进,引入基于修正梯度矢量流场的中间函数替代传统的基于欧氏距离场的中间函数,主要通过两次速度不同的波传播实现,因此提高了算法的自动性和精确性。结果 面对构建的标准模型,算法所提骨架线与标准骨架线的平均匹配度为98.03%,骨架均为单像素宽,居中性良好。面对各种噪声,本文算法所提骨架线与不加噪声骨架线的平均匹配度为99.15%,算法的抗噪性强。面对拓扑复杂模型,算法得到的骨架与原图像拓扑一致性、连通性、光滑性良好。结论 实验结果表明,本文算法提取的骨架性能良好,算法抗噪性强,对拓扑复杂物体亦有较好结果,是一种有效的骨架提取算法。     

基于复杂形态数据的主曲线提取算法及其在图像骨架提取中的应用

针对目前存在的主曲线算法对提取分散度大、高度弯曲及自相交等复杂形态数据效果不好的情况,提出从复杂数据集中找到主曲线的新方法.算法首先用细化算法初始化顶点集得到初步骨架图,并合并邻近顶点;然后采用Kégl主曲线算法的拟合光滑步思想并加以改进来平滑顶点位置,通过迭代构建出主图;最后采用Kégl主曲线算法的重构步进一步修正主图.算法在模拟数据集上进行试验而且还被运用于图像骨架提取,实验结果表明它对提取复杂数据的主曲线是非常有效的.     

基于方向图和Gabor滤波的指纹预处理算法

指纹图像在预处理过程中往往受多方面因素制约,有时无法满足指纹识别系统的要求。本文在传统指纹预处理算法基础上,给出一种有效的指纹预处理改进算法。首先,采用分块方差梯度分割算法分离指纹图像和背景区;再根据指纹特征,用方向图和均值滤波器进行图像增强,并用简化的Gabor滤波器,改进滤波模板滤除边缘模糊效应。二值化、细化并删除伪特征点后,提取出指纹脊线骨架并获得指纹特征点。实验表明,该预处理算法对不同质量的指纹图像均具有较好效果,算法灵活高效、易于实现、精确度高,达到了指纹识别系统的要求。     

基于截线法的快速骨架提取算法

提出了一种快速的骨架提取算法.该方法首先在轮廓离散曲线演化的基础上,根据显著凸顶点的类型将轮廓多边形进行分块,得到一个主分支轮廓和多个水平分支轮廓;然后分别利用水平截线法和垂直截线法提取骨架的主分支和水平分支;最后将水平分支拼接在主分支上,得到完整的骨架.实验结果表明,该骨架提取算法可以得到连通的骨架,并在Kimia数据集上取得了较好的效果.此外,算法在自然图像上的效果也很好,尤其适用于视频中的行人骨架提取.与经典骨架提取算法相比,该算法的时间复杂度较低,可以满足实时处理的要求.     

Fingerprint minutiae extraction based on principal curves

It is important to extract minutiae of a fingerprint for the implementation of an auto fingerprint identification system. In this paper, the principal graph algorithm proposed by Kegl is used to obtain principal curves, which can be served as the skeletons of a fingerprint. Based on the obtained principal curves, a minutiae extraction algorithm is proposed to extract minutiae of the fingerprint. The experimental results indicate that principal curves obtained from the principal graph algorithm are smoother than the ones obtained from thinning algorithm, and the minutiae extracted by the proposed algorithm are more efficient.     

Fingerprint reconstruction: from minutiae to phase

Fingerprint matching systems generally use four types of representation schemes: grayscale image, phase image, skeleton image, and minutiae, among which minutiae-based representation is the most widely adopted one. The compactness of minutiae representation has created an impression that the minutiae template does not contain sufficient information to allow the reconstruction of the original grayscale fingerprint image. This belief has now been shown to be false; several algorithms have been proposed that can reconstruct fingerprint images from minutiae templates. These techniques try to either reconstruct the skeleton image, which is then converted into the grayscale image, or reconstruct the grayscale image directly from the minutiae template. However, they have a common drawback: Many spurious minutiae not included in the original minutiae template are generated in the reconstructed image. Moreover, some of these reconstruction techniques can only generate a partial fingerprint. In this paper, a novel fingerprint reconstruction algorithm is proposed to reconstruct the phase image, which is then converted into the grayscale image. The proposed reconstruction algorithm not only gives the whole fingerprint, but the reconstructed fingerprint contains very few spurious minutiae. Specifically, a fingerprint image is represented as a phase image which consists of the continuous phase and the spiral phase (which corresponds to minutiae). An algorithm is proposed to reconstruct the continuous phase from minutiae. The proposed reconstruction algorithm has been evaluated with respect to the success rates of type-I attack (match the reconstructed fingerprint against the original fingerprint) and type-II attack (match the reconstructed fingerprint against different impressions of the original fingerprint) using a commercial fingerprint recognition system. Given the reconstructed image from our algorithm, we show that both types of attacks can be successfully launched against a fingerprint recognition system.     

基于主曲线的书法字动态重现算法

如何高效逼真地动态重现书法作品的创作过程日益成为亟需解决的问题,因此文中提出基于主曲线的书法字动态重现方法,解决当前细化算法在提取骨架时存在的无效分支较多、不能保证笔画的连续性和准确性的问题.结合书法字自身结构对主曲线算法进行改进和优化.对书法图像进行骨架提取、骨架追踪、笔顺获取等处理,结合骨架信息和二值图像实现笔画宽度复原,针对笔画宽度存在的“肿瘤”问题,提出“角点剔除法”进行修正,结合HTML5的Canvas绘图技术进行书法字动态书写过程.在模拟数据集上的实验表明,文中算法的书法动态重现取得较好效果.     

一种改进的指纹图像细化算法

在自动指纹识别系统中,细化占有重要的地位,现有的指纹细化算法存在很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等。对快速细化算法和改进的OPTA细化算法进行了分析和研究,指出这两种算法在指纹纹线和分叉点处图像细化不彻底等缺陷。同时将两种细化算法有机结合,设计了一组改进的细化模板,提出了一种新的细化算法。实验结果证明：该算法与传统的细化算法相比没有破坏纹线的连接性,不会引起纹线的逐步吞食,又保护了指纹的细节特征。而且该算法运算速度也大大加快,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,方便特征提取和减少匹配的复杂度。     

基于改进的OPTA的并串混合细化算法

现有的指纹细化算法存在着很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等。对OPTA（One-Pass Thin-ning Algorithm）算法和改进的OPTA算法进行了深入的分析和研究,指出了各自的优点和缺点。在此基础上提出了一种基于改进的OPTA的并串混合细化算法。该算法扩展了改进的OPTA算法的消除模板,舍弃保留模板,同时用缩小的消除模板来彻底细化。对以上算法进行了编程实验。实验结果表明,算法不仅保持了改进的OPTA算法的优点,也继承了OPTA算法的并行性,是一种较为理想的细化算法。     

基于卷积神经网络的桥梁裂缝识别和测量方法

为了提高桥梁裂缝检测水平,解决目前手工检测费时费力和传统图像处理方法需要人工设定参数的问题,提出一种基于改进GoogLeNet的桥梁裂缝检测算法。首先,构建了一个较大规模的桥梁裂缝数据集RLH（Retinex-Laplace-Histogram equalization）用于模型的训练和测试。其次,基于原始的GoogLeNet模型,采用归一化的卷积核改进了inception模块,采用三种改进方案修改网络开头,去掉第七个及以后的inception层,建立桥梁裂缝特征图像分类系统。最后,利用滑动窗口精准定位裂缝并结合骨架提取算法计算裂缝的长度和宽度。实验结果表明,改进的GoogLeNet网络与原始GoogLeNet网络相比,识别准确率提升了3.13%,训练时间减少为原来的64.6%。另外,骨架提取算法能够考虑裂缝的走势,计算宽度更加准确,且最大宽度和平均宽度都能计算。综上所述,所提分类和测量方法具有准确度高、速度快、定位准确、测量准确等特点。     

有效的指纹纹线细化方法

自动指纹识别一般包括指纹采集,图像预处理、特征提取、特征匹配等。细化是预处理中的一个重要环节,如果细化不好,很难使用常规的特征提取算法提取特征信息。现有的指纹细化算法存在很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等,各种问题的存在严重影响了细节点的准确提取。将现有的几种细化算法进行融合,应用于指纹二值图像的细化,得到了较好的细化效果。在细化纹线基础上可以准确地提取细节点.     

基于二值图像的指纹细节点提取

指纹细节点提取是自动指纹识别研究的关键问题之一，尽管已有很多基于细化图像分析的方法和基于原始灰度图像分析的方法，但该问题还没有得到很好的解决。因此提出了一种从二值图像上提取细节点的方法。首先通过行程匹配得到二值指纹图像中的图段，然后根据图段的结构形式和图段之间的连接关系进行细节点的判定，细节点的方向通过直线试探法获得。实验结果表明：与基于细化图像的方法相比不仅具有较高的效率，而且能使指纹匹配达到较高的精度。     

一种基于轮廓的图像检索算法

针对Choi Wai-pak等人提出的基于最大内切圆直方图的图像检索算法存在的不足,提出了一种改进的新的基于轮廓的图像检索算法。该算法首先用两种不同尺度的1维高斯函数分别对目标轮廓的凹陷部分和凸起部分进行进化处理来得到一个平滑简单而又能很好代表原始轮廓主要信息的进化曲线;然后利用骨架化算法提取出目标骨架;最后,利用进化后的轮廓与骨架之间的距离直方图来构造目标形状的描述符,并实现了图像检索。与Choi Wai-pak等人提出的算法(只利用了形状的骨架信息)相比,该新算法不仅利用了轮廓所表达的外围整体形状信息,还利用了骨架所表达出的形状的拓扑关系。实验结果表明,该新算法在尺度变换、旋转变换以及抗噪性能等方面具有更优的鲁棒性。