本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與多小波的掌紋識(shí)別方法

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【摘要】：當(dāng)前生物識(shí)別技術(shù)在信息安全問(wèn)題中受到越來(lái)越多的關(guān)注。相比其它生物特征,掌紋識(shí)別技術(shù)具有采樣簡(jiǎn)單、容易被用戶接受、不需要高精度儀器采樣與識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。在以往的掌紋識(shí)別技術(shù)中,通常使用掌紋圖像全部的信息,事實(shí)上,決定掌紋身份信息的主要因素是其中的紋線與皺褶特征,通過(guò)識(shí)別掌紋紋線與皺褶就可以達(dá)到掌紋識(shí)別的目的。在提取紋線與皺褶特征時(shí)噪聲會(huì)嚴(yán)重影響生成圖像的質(zhì)量,CL多小波因其優(yōu)良的性質(zhì)不但可以很好地濾除高頻噪聲,并且還能夠提取出不同方向的紋線與皺褶特征,因此本文采用CL多小波結(jié)合均值窗口法將掌紋圖像轉(zhuǎn)化為二值紋線圖像完成掌紋特征的初步提取。鑒于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可以很好地描述圖像的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),進(jìn)一步將二值紋線圖像通過(guò)選擇不同的閾值形成一系列動(dòng)態(tài)演變的網(wǎng)絡(luò),通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的描述實(shí)現(xiàn)對(duì)紋線結(jié)構(gòu)的描述,提出基于多小波與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的掌紋識(shí)別。主要研究工作如下:1)提出基于CL多小波與均值窗口法的初級(jí)掌紋圖像特征提取方法。在CL多小波分解圖像中,有用信息主要包含在低頻分量對(duì)應(yīng)預(yù)濾波生成的低頻、水平、垂直分量的子圖LL1、LL2與LL3中,使用均值窗口法提取圖像低頻分量的局部紋路信息可以在最大程度上保留掌紋紋路信息,完成掌紋特征的初步提取。2)介紹復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本概念,選取描述網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用的度量。3)提出基于CL多小波與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的掌紋識(shí)別方法。使用CL多小波與均值窗口法生成二值紋線圖像,然后將二值子圖BLL_1、BLL_2與BLL3拼接起來(lái)完成初級(jí)特征的提取;根據(jù)二值紋線圖像以不同閾值生成一系列網(wǎng)絡(luò),計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的平均度、最大度、度的標(biāo)準(zhǔn)差與度的平均能量作為掌紋的次級(jí)特征;再將次級(jí)特征通過(guò)LDA(Linear Discriminant Analysis)降維得到最終特征;最后使用最近鄰(NN,Nearest Neighbor)分類器進(jìn)行分類。4)提出一種改進(jìn)的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)局部?jī)?yōu)化的多小波特征提取方法。在3)的方法中總體使用了三個(gè)分量信息進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)建模,同時(shí)包含了它們的自身結(jié)構(gòu)信息與相對(duì)位置信息。但子圖BLL_1更多地反應(yīng)了掌紋紋線與皺褶信息,而3)中方法并不能突出這一特點(diǎn),因此在提取拼接圖像信息的基礎(chǔ)上,本方法進(jìn)一步提取子圖BLL_1的掌紋全局信息與子圖BLL_1的四分圖像的局部信息。通過(guò)分析與實(shí)驗(yàn)確定了采用平均度和標(biāo)準(zhǔn)差作為網(wǎng)絡(luò)度量,結(jié)果表明改進(jìn)方法降低了28%的特征維數(shù)并顯著的提高了識(shí)別效果。本文采用CASIA(Institute of Automation of,Chinese Academy of Sciences)庫(kù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)與傳統(tǒng)方法對(duì)比證明了本文方法可以有效地進(jìn)行掌紋識(shí)別。
【關(guān)鍵詞】：掌紋識(shí)別 CL多小波 圖像二值化 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;O157.5
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 掌紋識(shí)別的研究背景和意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 掌紋圖像采集14
• 1.2.2 掌紋圖像預(yù)處理14-16
• 1.2.3 掌紋圖像特征提取16-17
• 1.2.4 掌紋圖像分類識(shí)別17-18
• 1.3 本文的主要工作與內(nèi)容安排18-19
• 第2章 基于多小波的掌紋特征增強(qiáng)方法19-26
• 2.1 多小波與多分辨分析19-22
• 2.1.1 多分辨分析與尺度函數(shù)19-21
• 2.1.2 小波函數(shù)與多小波21-22
• 2.2 本文基于多小波的掌紋圖像增強(qiáng)方法22-25
• 2.2.1 多小波分解22-24
• 2.2.2 均值窗口法24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特征提取26-33
• 3.1 圖26-28
• 3.1.1 Konigsberg七橋問(wèn)題26-27
• 3.1.2 網(wǎng)絡(luò)的圖表示27-28
• 3.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)描述的基本概念28-31
• 3.2.1 平均路徑長(zhǎng)度28
• 3.2.2 聚集系數(shù)28-29
• 3.2.3 度與度分布29-31
• 3.3 本文使用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)度量31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 基于多小波與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的掌紋特征提取33-41
• 4.1 掌紋特征的初步提取34
• 4.2 基于歐式距離的動(dòng)態(tài)演變的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模方法34-36
• 4.3 基于多小波與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的掌紋特征提取方法36-38
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果38-39
• 4.4.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模閾值選取38
• 4.4.2 方法比較38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-41
• 第5章 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)局部?jī)?yōu)化多小波特征提取41-49
• 5.1 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的多組掌紋特征提取41-43
• 5.2 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)局部?jī)?yōu)化多小波特征提取方法43-45
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果45-47
• 5.3.1 均值窗口法中窗口大小選取46
• 5.3.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模閾值選取46-47
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較47
• 5.4 本章小結(jié)47-49
• 第6章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 論文總結(jié)49
• 6.2 研究展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作55-56
• 致謝56

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