基于局部特征的点模式指纹匹配算法.pdf

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基于局部特征的点模式指纹匹配算法+南京大学学报(自然科学)王伟希，袁杰“，臧炅，丁银亮matchingminutia第45卷第1期AalgorithmbasedWang2009年1月JOURNALNANJINGJan．，2009近年来以指纹匹配为代表的身份识别技术受到越来越广泛的运用．因为其具有的学术和社会价值，指纹识别技术成为一个研究的热点．为了克服指纹的旋转和平移在指纹匹配中的影响，提出了一种新的指纹特征描述方法．因为指纹中心点附近的方向场存在某种特定的规律，运用这种规律本文根据指纹图像的方向场提取指纹图像的参考点和参考方向，并以参考点为原点，参考方向为极轴建立极坐标系．根据指纹参考点和参考方向的唯一性，本文建立的极坐标系与指纹图像的旋转和平移无关．由特征点的类型，极坐标以及特征点的方向构成的指纹特征信息同样具有这样的特性．最后对存在平移和旋转关系的两幅指纹的特征信息运用可变大小的限界盒方法进行全局匹配实现指纹匹配算法．实验结果表明该箅法能够有效地避免图像的平移和旋转对指纹匹配带来的影响，可以很好的满足实际应用的要求．关键词：指纹匹配，指纹方向场，指纹参考方向，可变限界盒fingerprintoflocalcharacteristicWei—Xi，YuanJpolarpointOFUNIVERSITY(NATURALSCIENCES)V01．45。No．1(南京大学电子科学与工程系，南京，210093)摘要：中图分类号：onie，Zangiong，DingYin—LiangEngineering，NanjingUniversity，Nanjing，210093，China)manyimage．system．Becausesystem¨通讯联系人，E—mail：[e-mail]391．4(DepartmentElectronicScienceandAbstract．Thebiologicidentificationtechnologythatisdelegatedbyhaswidelydevelopedinyears．Thestudyhighacademicvaluewellsocialbenefit，andbecomingtheresearchhotspotscountries．Toovercomeaffectioncausedshiftrotationmatching，anewextractionmethodpresented．Sinceorientationfieldaroundsomekindspecificrules，wereferencedirectionThenwetakeorigin，andaxisestablishcoordinateuniquenessdirection，theestablishedindependentfingerprint．Theinformationwhichconstitutedtype，polaralso·收稿日期：2008—05—20recentextracttOasonecorea
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1指纹的参考方向指纹是人体的一种生物特征．具有唯一、终生不变以及与主体不可分离等独特性质．用它来做个人的身份验证已有上百年的历史．是现在应用最广泛的生物识别技术．随着计算机图像处理和模式识别技术的发展．指纹的自动识别已成为可能．且有着广泛的应用背景以下是一个自动指纹识别系统(简称AFIS)的简单特征匹配是识别系统的关键环节，匹配算法的好坏直接影响识别的性能、速度和效率．指纹匹配的算法有很多，有基于图形图像的，还有基于脊结构的，而基于特征点(细节点)的匹配算法具有简单、快速、鲁棒性等优点．目前最常用的方法是FBI提出的细节点坐标模型来做细节匹配，即使用两种类型的特征点：分叉点和末梢点，来鉴定指纹．对于细节点的模式匹配问题已经提出过一些算法如Ranade和Rosenfeld利用松弛法进行点匹配¨]，Chang等人[2]利用二维聚类进行匹配，文献[3]的三角匹配的算法．在指纹采集的时候，指纹图像的旋转和平移是无法避免的．朱宁等n3提出了一种根据参考点附近的特征点位置，运用相似三角形原理进行方向矫正，并用矫正后的方向和参考点建立极坐标系，然后对极坐标下的特征点位置进行点模式匹配算法．但该算法容易受到噪声的影响．为了解决这一问题本文提出了一种新的点模式匹配算法．通过分析指纹参考点附近区域的方向场，提取指纹的参考方向；并由指纹参考点和参考方向构成极坐标系，用极坐标表示指纹特征信息，然后对其进行全局匹配．有效地解决了指纹图像的旋转和平移给特征匹配带来的影响，并通过实验检验了该算法的有效性．在介绍指纹方向场的特点之前，本文提出一个新的概念，指纹的参考方向：对于中