發(fā)布時間：2018-07-31 18:48

【摘要】：隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展,信息安全問題得到人們的高度重視,傳統(tǒng)的身份認證方式具有不易攜帶、容易被偽造、安全性低等問題而逐漸被新型的生物特征識別技術(shù)所取代。相對于目前比較成熟的指紋識別技術(shù),手指靜脈識別技術(shù)作為新一代的生物特征識別技術(shù),擁有活體檢測、內(nèi)部特性、非接觸性等優(yōu)點,具有更大的發(fā)展?jié)摿�。在基于指紋或手指靜脈的生物特征識別系統(tǒng)中,采集圖像的質(zhì)量直接影響著識別系統(tǒng)的整體性能。因此本文在融合指紋與指靜脈圖像采集及圖像質(zhì)量增強方面做了如下研究:1.本文首先介紹并分析了目前主流的幾種生物特征識別技術(shù)及其優(yōu)缺點,詳細介紹了手指靜脈識別技術(shù)中的圖像采集、圖像質(zhì)量評估、圖像質(zhì)量增強以及市場應(yīng)用方面的相關(guān)發(fā)展及研究現(xiàn)狀。2.本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種指紋與指靜脈圖像采集系統(tǒng),該系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成:(1)硬件系統(tǒng)分為三個模塊:基于STM32F407ZGT6芯片的核心控制模塊,包括電源接口電路、串口電路、調(diào)試接口電路、實時時鐘接口電路等組成;一種光源可調(diào)、圖像可控的手指靜脈圖像傳感器裝置,該裝置主要包括其外部結(jié)構(gòu)、近紅外光源、OV2640圖像傳感器等;基于FPC1011F3傳感器的手指指紋圖像采集裝置。本文對硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程和實現(xiàn)原理做出了詳細的說明,包括處理器及外圍芯片的選型,圖像采集裝置的整體結(jié)構(gòu)及設(shè)計要求,傳感器的工作原理及驅(qū)動程序設(shè)計等。該硬件系統(tǒng)具有成本低、擴展性強、實時性高、采集圖像清晰等優(yōu)點。(2)軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了兩種功能:一種是指紋與指靜脈圖像采集功能,通過使用USB連接線與硬件系統(tǒng)進行通信,實現(xiàn)對指紋和指靜脈圖像的采集與文件操作等功能;另一種是靜脈圖像質(zhì)量增強功能,利用軟件對手指靜脈圖像進行區(qū)域提取、歸一化、濾波及增強處理,提高了原始靜脈圖像的質(zhì)量。測試結(jié)果表明該軟件系統(tǒng)具有界面簡潔、可控制性高、圖像采集速度快、圖像增強效果明顯等優(yōu)點。3.為了保證手指靜脈采集系統(tǒng)的圖像質(zhì)量,本文提出了一種新的基于混合核函數(shù)SVM的手指靜脈圖像質(zhì)量分類方法。該算法首先計算手指靜脈圖像空間域中的一維和二維特征值,將其作為刻畫圖像質(zhì)量的特征向量;然后將增強后的圖像質(zhì)量進行質(zhì)量分類,用于減少對原始圖像的主觀判斷誤差;最后利用泛化性能較好的混合核函數(shù)SVM方法對大量靜脈圖像樣本進行訓練。利用實驗驗證了該算法的可行性及有效性,說明了混合核函數(shù)SVM分類器對手指靜脈圖像的質(zhì)量分類具有更好的學習和泛化能力。
[Abstract]:With the rapid development of information technology, people attach great importance to the problem of information security. Traditional authentication methods are difficult to carry, easy to be forged, low security and gradually replaced by the new biometric identification technology. Compared with the current mature fingerprint identification technology, finger vein recognition technology, as a new generation of biometric identification technology, has the advantages of in vivo detection, internal characteristics, non-contact, and has a greater potential for development. In the biometric identification system based on fingerprint or finger vein, the quality of the collected image directly affects the overall performance of the recognition system. In this paper, the fusion of fingerprint and digital vein image acquisition and image quality enhancement do the following research: 1. This paper first introduces and analyzes several popular biometric recognition techniques and their merits and demerits, and introduces in detail the image acquisition and image quality assessment in the finger vein recognition technology. Image quality enhancement and market application related development and research status. In this paper, a fingerprint and finger vein image acquisition system is designed and implemented. The system is composed of hardware system and software system. (1) the hardware system is divided into three modules: the core control module based on STM32F407ZGT6 chip, including power interface circuit, serial circuit, etc. Debugging interface circuit, real-time clock interface circuit and so on, a finger vein image sensor device with adjustable light source and controllable image, which mainly includes its external structure, near infrared light source and OV2640 image sensor, etc. Finger fingerprint image acquisition device based on FPC1011F3 sensor. The design process and implementation principle of the hardware system are described in detail, including the selection of processor and peripheral chips, the overall structure and design requirements of the image acquisition device, the working principle of the sensor and the design of the driver, etc. The hardware system has the advantages of low cost, strong expansibility, high real-time performance, clear image acquisition and so on. (2) the software system realizes two functions: one is fingerprint and finger vein image acquisition function, and the other is to communicate with the hardware system by using USB connection line. The other is the enhancement function of vein image quality, which uses software to extract, normalize, filter and enhance the finger vein image. The quality of the original vein image is improved. The test results show that the software system has the advantages of simple interface, high controllability, fast image acquisition speed and obvious image enhancement effect. In order to ensure the image quality of finger vein acquisition system, a new classification method of finger vein image quality based on mixed kernel function SVM is proposed in this paper. The algorithm firstly calculates one and two dimensional eigenvalues in the spatial domain of the finger vein image as a feature vector to describe the image quality, and then classifies the enhanced image quality. It is used to reduce the subjective judgment error of the original image. Finally, a large number of venous image samples are trained by the hybrid kernel function SVM method, which has better generalization performance. The feasibility and effectiveness of the algorithm are verified by experiments. It is shown that the hybrid kernel function SVM classifier has better learning and generalization ability for the quality classification of finger vein images.
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;National Instruments發(fā)布移動圖像采集解決方案[J];制造業(yè)自動化;2001年08期

2 ;National Instruments發(fā)布移動圖像采集解決方案[J];國外電子測量技術(shù);2001年04期

3 代禮周,李華,趙學增;嵌入式單片機系統(tǒng)在圖像采集中的應(yīng)用[J];哈爾濱理工大學學報;2004年01期

4 李棟;李正衛(wèi);;基于32位低端嵌入式系統(tǒng)的圖像采集模塊[J];電子產(chǎn)品世界;2006年22期

5 吳福盛;孫俊;陳斌;;汽車輪胎號識別中的圖像采集[J];微計算機信息;2006年35期

6 倪坤;李思敏;;低端嵌入式系統(tǒng)的圖像采集[J];微計算機信息;2007年17期

7 袁子豪;趙成璧;;基于嵌入式系統(tǒng)的艙室圖像采集[J];廣東造船;2007年04期

8 李棟;楊帆;李正衛(wèi);;基于32位低端嵌入式系統(tǒng)的圖像采集模塊[J];電子設(shè)計應(yīng)用;2007年01期

9 熊馨;趙建軍;;一種低成本的圖像采集方法[J];機械與電子;2008年05期

10 呂小蓮;張祖立;呂小榮;;西紅柿采摘機器視覺中的圖像采集技術(shù)[J];農(nóng)機化研究;2008年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 夏潮涌;夏鳴風;;檢測圖像采集裝置獲取圖像光度線性的方法[A];第五屆全國生物醫(yī)學體視學學術(shù)會議、第八屆全軍軍事病理學學術(shù)會議、第四屆全軍定量病理學學術(shù)會議論文匯編[C];2002年

2 郭鳳英;;炮彈彈體裂紋探傷系統(tǒng)中圖像采集模塊的設(shè)計與實現(xiàn)[A];全國射線數(shù)字成像與CT新技術(shù)研討會論文集[C];2009年

3 周興龍;趙芳;;序列運動圖像采集與錄像解析系統(tǒng)的研制[A];第十屆全國運動生物力學學術(shù)交流大會論文匯編[C];2002年

4 劉正;黃戰(zhàn)華;劉書桂;蔡懷宇;;高分辨率圖像采集緩存技術(shù)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學學會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學術(shù)會議論文集[C];2005年

5 李德明;韓劍;江國強;;基于OV7670的圖像采集及顯示系統(tǒng)設(shè)計[A];2010中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2010年

6 龍淼;何浩;王曉婷;王憶文;李輝;;紅外攝像電子白板的高效圖像采集與實時計算方法[A];第十五屆計算機工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（A輯）[C];2011年

7 趙顥;周春光;周景波;于哲舟;;基于TAS5010傳感器的圖像采集的實現(xiàn)[A];2006年全國理論計算機科學學術(shù)年會論文集[C];2006年

8 董作人;秦世博;陳剛;方祖捷;;可控子窗口CCD圖像采集技術(shù)的研究[A];2006年全國光電技術(shù)學術(shù)交流會會議文集（E 光電子器件技術(shù)專題）[C];2006年

9 劉潔群;張守川;吳毅;侯再紅;劉小勤;潘剛;王小強;;激光雷達探測系統(tǒng)圖像采集軟件設(shè)計[A];2008年激光探測、制導與對抗技術(shù)研討會論文集[C];2008年

10 屈民軍;任俊;;基于PCI的通用圖像采集與處理系統(tǒng)[A];浙江省電子學會2006年學術(shù)年會論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 陳蕾;康耐視VisionPro軟件 提供更多圖像采集選擇[N];中國包裝報;2009年

2 王駿;單純追求圖像質(zhì)量不可取[N];健康報;2007年

3 王駿;素面朝天看醫(yī)生[N];大眾衛(wèi)生報;2001年

4 賀群;印刷品質(zhì)量和印刷圖像質(zhì)量基本概念理解[N];中國包裝報;2009年

5 記者　羅旭;五類場所須安攝像頭 重大情況政府可調(diào)用[N];光明日報;2006年

6 劉 暉;跨越圖像質(zhì)量的鴻溝[N];計算機世界;2003年

7 馬艷紅;小型CR系統(tǒng)在國內(nèi)首次“亮相”[N];中國醫(yī)藥報;2008年

8 鄭州人民醫(yī)院 王建坤;購置16層螺旋CT機應(yīng)注意的幾個問題[N];中國醫(yī)藥報;2009年

9 ;Cell REGZA是電視演變方向[N];中國電子報;2009年

10 浙江 ZHANG L;數(shù)字電影[N];電腦報;2002年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 王云波;基于分析晶體成像的信息提取和CT重建的研究[D];蘭州大學;2015年

2 魯琴;無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點協(xié)同圖像采集與壓縮技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2009年

3 王芳;光學遙感成像誤差建模與圖像質(zhì)量提升方法[D];國防科學技術(shù)大學;2014年

4 崔光茫;光學遙感圖像質(zhì)量提升及評價技術(shù)研究[D];浙江大學;2016年

5 高修峰;人臉圖像質(zhì)量評估標準方法研究[D];中國科學技術(shù)大學;2008年

6 薛立勤;顯示圖像質(zhì)量定量評價方法及質(zhì)量控制研究[D];華中科技大學;2007年

7 龐建新;圖像質(zhì)量客觀評價的研究[D];中國科學技術(shù)大學;2008年

8 陳曉琳;基于視覺特征的圖像質(zhì)量評價技術(shù)研究[D];上海交通大學;2012年

9 劉明娜;基于視覺系統(tǒng)和特征提取的圖像質(zhì)量客觀評價方法及應(yīng)用研究[D];上海交通大學;2010年

10 王保云;圖像質(zhì)量客觀評價技術(shù)研究[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 吳偉學;基于FPGA的圖像采集與處理系統(tǒng)設(shè)計[D];華南理工大學;2015年

2 楊東;基于ZYNQ的雙目圖像采集與處理系統(tǒng)的研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2015年

3 李暢;CIS圖像采集與處理技術(shù)研究[D];貴州大學;2015年

4 孫智博;電弧焊接熔池圖像采集及特征研究[D];長春理工大學;2014年

5 葛玉兵;基于單片機的遙測系統(tǒng)圖像采集處理技術(shù)研究[D];西安電子科技大學;2014年

6 王迪;基于FPGA的三角測頭圖像采集與處理[D];黑龍江大學;2015年

7 高偉平;500fps CMOS相機圖像采集技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學;2013年

8 周亮;基于FPGA的工業(yè)圖像采集及預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計[D];東華理工大學;2014年

9 張少偉;適用于仿生復眼的多路圖像采集與處理系統(tǒng)設(shè)計[D];北京理工大學;2016年

10 梅傲寒;基于FPGA的無線圖像采集傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];安徽大學;2016年

，

本文編號：2156506