全信息比对法在指纹识别处理中的应用

摘要

自动指纹识别技术是目前生物特征识别中最典型、应用最广泛的技术，有着其他手段不可比拟的优越性。它大致包括指纹图像预处理(增强和锐化、二值化、细化)、特征提取和特征匹配。到目前为止，已有很多文献对其进行了深入研究。然而，由于汗渍、手指脱皮起泡、指纹天然断裂等人为因素，以及在破案等场合有时只能采集到低质量的指纹图像，传统的自动指纹识别技术识别率仍然很低，导致其应用受限。
　　 低质量指纹的准确识别成为自动指纹识别领域亟待解决的难题。本文就是从尝试解决这一问题出发。我们发现，自动指纹识别技术在特征抽取的过程中，会丢失部分指纹信息，导致低质量指纹参与比对的信息更少，不利于指纹的识别。因此，本文提出了全信息指纹比对，即采用全部指纹信息进行指纹比对，并设计开发了相应的软件仿真实验系统进行验证。论文的研究工作主要包括：
　　 (1)对指纹识别技术的研究现状，特别是低质量指纹图像存在的一些技术瓶颈进行了分析。在此基础上，提出了在指纹识别过程中应该使用全部指纹信息，即全信息比对法进行指纹识别的观点；
　　 (2)提出了一种可增强人眼识别效果的全信息指纹比对方法，它将人工印鉴鉴别的一些特色方法，包括多种折角比对方法、色彩增强方法等，引入到指纹识别。有别于传统以指纹全局特征和局部特征为识别基础的指纹识别理论，本文的全信息指纹比对过程中，通过人机结合、优势互补的方式实现低质量指纹的准确识别；此外，还通过一些图像增强技术对灰度的指纹图像进行单一色彩化、伪色彩化、色彩加深及淡化等处理，利用人眼对彩色的识别率远高于灰色的特点，提高对指纹的识别率；
　　 (3)设计并实现了一种全信息指纹对比的实验软件。对多个低质量指纹图像的实验结果表明，本文提出的全信息指纹比对取得了较好的识别率，适合于银行ATM机、案发现场等重要场合下低质量指纹的身份验证。