自动指纹识别系统图像分割算法的研究

以指纹为代表的个人身份识别和认证，早就得到了人们的认可和使用．由于指纹具有唯一性和终身不变性，正成为近年来应用最为广泛的生物特征．一幅采集到的指纹图像，总不可避免地存在背景区域，所谓分割就是将背景区域从指纹图像中分离出来．噪声区域和背景区域各点的方向是随机分布的，而前景区域各点在某一方向上占主导地位．因此，前景区域中在与纹线流垂直的方向上灰度方差较大而在沿纹线流方向上方差较小．提出了一种指纹图像分割的新方法，首先将指纹图像分块，准确提取出每块的方向信息．分别沿平行块方向和垂直块方向求取块内各点的灰度变化，并计算该块在这两方向上所有点的平均灰度变化．对指纹图像每一块的两个方向灰度变化进行归一化处理，结合这两种判断依据确定该块是属于前景区域还是属于背景区域．本算法充分利用了指纹图像特有的方向性和灰度特性，能准确地将背景区域从指纹图像中分离出来，既节约了预处理时间，又能保证一定精度．     

多级分块尺寸下的指纹方向信息提取算法

作为一种重要的生物特征识别手段，自动指纹识别近年来得到了广泛的关注并取得很大的进展．指纹方向信息提取是自动指纹识别技术研究内容中一个非常重要的内容，但从低质量指纹图像中准确、可靠地提取方向信息却是一件很困难的事情．提出了一种多级分块尺寸下的指纹方向信息提取算法，依据大分块尺寸下所提取的方向信息对小分块尺寸下所提取的方向信息进行可靠性判断，然后进行相应的调整．实验结果证明，即使对于低质量指纹图像，该算法也可以快速、准确的提取指纹方向信息．     

一种基于多级分块错切的指纹奇异点检测算法

准确、可靠地检测指纹奇异点(core点和delta点)，对于指纹分类和指纹匹配具有非常重要的意义．针对指纹图像奇异点的精确定位和可靠性判断的难题，提出了一种基于多级分块错切的指纹奇异点检测新方法．首先，对于一枚指纹图像，在同一分块尺寸下进行多次图像错位分块。并且分别在不同的图像错位分块情况下检测指纹的奇异点，得到区域相对集中的奇异点位置的集合，并计算其质心，以精确确定奇异点的位置．然后，在不同的分块尺寸下分别采用平滑和不平滑的方法进行指纹方向场的估计，并分别根据以上方法估计的指纹方向场信息进行指纹奇异点的检测．最后。利用不同情况下检测的指纹奇异点位置相互关联的特性，进行指纹奇异点的精确、可靠检测．该方法利用了多次图像错位分块检测的奇异点位置相对集中和各级分块尺寸下采用不同方法检测的指纹奇异点位置相关联的特性，能够从指纹图像中较精确、可靠地检测出奇异点。对低质量指纹图像具有良好的鲁棒性．在部分典型低质量指纹图像上的实验结果验证了该方法的有效性．     

一种基于指纹中心点的匹配算法

针对基于点模式匹配的指纹匹配算法速度较慢的现状。研究了一种基于指纹中心点的指纹匹配算法．该算法首先根据指纹模式区中检测的奇异点结构特征信息对指纹进行粗匹配，判断指纹不匹配的情况．其次，对无法判断的情形，则进行精确匹配．进一步利用奇异点或指纹有效区域的质心点寻找匹配的基准特征点对和相应的变换参数，并将待识指纹相对于模板指纹做姿势纠正，最后采用坐标匹配的方式实现两枚指纹的比对．实验结果证明，该算法可以快速、准确的定位基准点，精确求取变换参数，误识率低，准确性高，并具有图像旋转平移不变性．对面积适中的指纹图像，匹配结果可以满足在线应用的需要．