掌紋識(shí)別開(kāi)題報(bào)告(終稿).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告題 目 基于整體和局部特征融合的 掌紋識(shí)別算法研究 專 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 圖 文 042 學(xué) 生 胡 峻 林 指導(dǎo)教師 薛延學(xué)(副教授) 2008 年一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來(lái)源、類型 掌紋識(shí)別是利用不同人掌紋之間的差異進(jìn)行人體身份自動(dòng)識(shí)別，屬于生物特征識(shí)別領(lǐng)域中一個(gè)新興研究課題，有著廣闊的應(yīng)用前景。本課題是陜西省教育廳自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：07JK353）中的部分核心技術(shù)研究。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，解決掌紋識(shí)別中的一些理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括掌紋ROI區(qū)域的快速定位分割技術(shù)、魯棒性強(qiáng)的多種掌紋特征描述和抽取、并通過(guò)整體和局部掌紋特征的提取，在多種掌紋匹配算法的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，完成多種掌紋特征融合算法，并討論不同融合策略對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響。 二、選題的目的及意義 在當(dāng)今社會(huì)，對(duì)個(gè)人身份鑒別的需求無(wú)處不在，并且與日俱增。傳統(tǒng)的身份鑒別方法主要有兩種，一種是基于密碼的安全機(jī)，另一種是基于證件的安全機(jī)制。隨著計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，這些傳統(tǒng)的確認(rèn)機(jī)制越來(lái)越暴露出其固有的諸多弊病。對(duì)于基于密碼的安全機(jī)制，存在密碼難記并且易忘的缺點(diǎn)；對(duì)于基于證件的安全機(jī)制，存在偽造、被盜、丟失的各種可能。由于上述原因，今天人們期待著能有一種低成本、更為安全、更為方便的個(gè)人身份識(shí)別方式。 生物特征識(shí)別技術(shù)正是解決上述問(wèn)題的一種方案。因?yàn)樯锾卣骶哂腥巳硕加械钠毡樾浴€(gè)人不同的唯一性以及隨年齡幾乎不變的穩(wěn)定性。而掌紋識(shí)別技術(shù)作為生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域里的新成員，以其豐富的信息量，穩(wěn)定而唯一的特征，近年來(lái)受到研究團(tuán)體的重視。與其它生物特征識(shí)別技術(shù)相比，掌紋識(shí)別技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是：不涉及隱私問(wèn)題，用戶比較容易接受；不需要用特殊光線照射(紅外)；采樣方法簡(jiǎn)單，對(duì)圖像的分辨率要求可降低，圖像比較容易獲得；掌紋的區(qū)域比指紋大得多，信息量大，可以提取更多的特征等。因此掌紋識(shí)別是一種有廣泛應(yīng)用前景、值得深入研究的生物特征識(shí)別技術(shù)。 三、 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 掌紋識(shí)別技術(shù)已受到國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究與應(yīng)用部門(mén)的關(guān)注，并開(kāi)展了一些嘗試性的研究，也取得了一定的成果。Matsumoto and Katsuhei 在1985年發(fā)表的論文中首次介紹了利用掌紋識(shí)別進(jìn)行人類身份鑒別，主要用在預(yù)防與計(jì)算機(jī)有關(guān)的犯罪，但該論文只作了初步研究。1998年，David Zhang等用掌紋線特征實(shí)現(xiàn)了脫機(jī)掌紋驗(yàn)證。2000年David Zhang 等將掌紋圖像看成是一種紋理，用方向模板的方法定義并提取全局紋理能量。2002年，W.Li 和 David Zhang等人用傅立葉變換將掌紋圖像從空域變換到頻域，然后在頻域中提取能反映空域中掌紋線強(qiáng)度的R特征和反映掌紋線方向的Theta特征，并用這兩種特征實(shí)現(xiàn)了聯(lián)機(jī)掌紋鑒別。2003年，David Zhang和Kong提出了用二維Gabor濾波器的方法來(lái)提取掌紋的紋理特征，其在線鑒別率可以達(dá)到98%以上。2004年，Wu Xiangqian等提取了掌紋線，,主要是三大主線和皺紋線的提取。PCA、FLD、ICA變換均可用掌紋特征的提取，2005年，Connie Tee Jin等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明在掌紋識(shí)別方面FLD具有最好的效果。2007年，劉富等人基于Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法的基本原理,對(duì)Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種輪廓特征點(diǎn)提取的新方法。最近，陶俊偉等人將PCA和FLD結(jié)合起來(lái)進(jìn)行掌紋識(shí)別,在識(shí)別階段進(jìn)一步利用了以前僅用于降維的PCA特征和FLD特征相融合進(jìn)行識(shí)別。目前，國(guó)內(nèi)外已有不少高校和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了卓有成效的工作，例如香港理工大學(xué)生物識(shí)別研究中心、Michigan州大學(xué)、臺(tái)灣中華大學(xué)和香港科技大學(xué)。另外，國(guó)內(nèi)的哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、中科院自動(dòng)化研究所、北京交通大學(xué)等院校和科研單位均先后進(jìn)入了該研究領(lǐng)域。 掌紋識(shí)別作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,具有重要的理論研究意義和實(shí)用價(jià)值。隨著研究工作的深入，掌紋識(shí)別將會(huì)向著多特征掌紋融合的方向發(fā)展；將會(huì)向著與其它生物特征，如指紋、人臉、步態(tài)等特征融合的方向發(fā)展。 四、 本課題主要研究?jī)?nèi)容 本課題通過(guò)對(duì)掌紋圖像與處理和特征提取，研究不同掌紋一特征對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響。分別采用一種有效的掌紋主線抽取算法以及基于流形學(xué)習(xí)的子空間學(xué)習(xí)技術(shù)，完成對(duì)掌紋整體特征和局部特征的有效描述和特征變換。采用多種不同的融合策略，完成基于多特征融合的掌紋識(shí)別。具體包括提取掌紋的局部特征和整體特征；設(shè)計(jì)掌紋識(shí)別分類器，充分考慮系統(tǒng)的效率與魯棒性；并進(jìn)行多種掌紋信息融合識(shí)別算法的研究，包括特征層不同掌紋的融合和決策層不同分類器的融合；研究不同掌紋特征和不同識(shí)別分類器對(duì)識(shí)別系統(tǒng)性能的影響；并采用VC+開(kāi)發(fā)出掌紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)軟件。 五、 完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑） 先綜合查閱掌紋識(shí)別及信息融合的文獻(xiàn)資料，了解掌紋感興趣區(qū)域的定位和分割、掌紋整體特征提取、掌紋局部特征提取、分類器設(shè)計(jì)及信息融合等的相關(guān)方法。然后在Windows XP開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，選用VC+6.0軟件進(jìn)行編程，進(jìn)行課題的實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)測(cè)試的識(shí)別率對(duì)算法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 六、 本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：月日周次任務(wù)階段名稱及預(yù)期目標(biāo)2251收集課題的相關(guān)資料332收集課題的相關(guān)資料，完成構(gòu)思3103收集課題的相關(guān)資料，并完成2000字的英文翻譯174完成約5000字的課題綜述245準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告，完成開(kāi)題316提取掌紋主線特征，并用VC+實(shí)現(xiàn)477148利用流形學(xué)習(xí)獲取掌紋整體特征，并用VC+實(shí)現(xiàn)2192810完成特征層的掌紋融合識(shí)別，并用VC+實(shí)現(xiàn) 55111212完成決策層的掌紋