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指纹分割算法研究

作　者: 冯东亮
导　师: 田翔
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算数学
关键词: 指纹图像分割 Snake模型贪婪算法初始轮廓线
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要

指纹识别是基于生物特征的身份认证方式之一,虽然指纹识别领域己有许多研究成果,但随着社会对指纹识别的迫切需要,以及指纹识别技术在实际应用和测试中表现出的许多不足,近年来,许多研究机构都在十分活跃地进一步深入研究指纹识别领域的各种关键技术,指纹分割技术就是其中之一。基于Snake模型的图像分割是一种高效的图像分割技术,它能够有效地利用局部与整体信息,实现目标边界准确定位,并且保持线性光滑。正是由于Snake模型的这些特点及其深刻的理论背景,它一经提出就成为了计算机视觉研究中的热点问题。在这种情况下,本文针对基于Snake模型的指纹分割算法进行研究,Snake模型将注意力放在希望提取的轮廓附近,能够有效地利用图像局部与整体的信息,实现对边界的准确定位,具有良好的提取和跟踪特定区域内目标轮廓的能力。但Snake模型也存在着一些不足:对初始轮廓线的位置非常敏感,也就是说手动点出的初始轮廓线必须完全包含且靠近目标区域,否则陷入目标区域内部的控制点将不能回到目标区域的边界上。针对这个问题本文尝试着提出一种基于Snake模型的改进的指纹分割算法,加入了Snake迭代前的预分割,以求能够缩短时间、减少迭代次数。本文所做的工作:对于加入气球力的Snake模型进行研究,减少Snake模型迭代过程对于初始轮廓的依赖性;针对Snake模型需要手动设置初始轮廓,采用加入预分割过程的Snake模型,此算法是在基于改进的Snake算法的基础上,加入初步分割过程,得到初步分割轮廓线,再以此轮廓线为基础,设置Snake模型的初始轮廓线,目的在于减少Snake模型迭代次数,增加迭代的稳定性,达到自动分割的效果;实现加入预分割过程的Snake模型,并进行对比试验证明该方法在指纹分割方面的确存在一定的优势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究目的及意义  10-11
  1.3 生物识别研究现状  11-13
    1.3.1 生物识别的概念  11
    1.3.2 生物识别的类别  11-13
  1.4 指纹  13-18
    1.4.1 指纹特征  14-15
    1.4.2 指纹预处理中提取特征值  15-17
    1.4.3 指纹识别  17-18
    1.4.4 研究现状总结  18
  1.5 本文的主要工作  18-20
第二章指纹图像分割  20-29
  2.1 图像分割  20-24
    2.1.1 图像分割目的和意义  20-21
    2.1.2 图像分割方法  21-23
    2.1.3 基于特定理论的图像分割方法  23-24
  2.2 指纹图像分割  24-27
    2.2.1 定义  24-25
    2.2.2 指纹图像分割算法的国内外研究现状  25-26
    2.2.3 指纹图像分割存在的问题  26-27
  2.3 Snake 模型应用于指纹分割的可行性  27-28
    2.3.1 Snake 模型的特点  27
    2.3.2 Snake 模型的应用领域  27-28
    2.3.3 指纹图像的特点  28
  2.4 本章小结  28-29
第三章模型算法及改进  29-41
  3.1 Snake 模型的基本思想  29-33
    3.1.1 基于Snake 模型的轮廓提取方法  29-30
    3.1.2 Snake 模型的数学模型  30-32
    3.1.3 Snake 模型的工作原理  32-33
    3.1.4 传统的Snake 模型存在的问题  33
  3.2 改进的Snake 模型  33-36
    3.2.1 基于GVF 的Snake 模型  33-35
    3.2.2 基于内积力的Snake 模型  35-36
  3.3 Snake 模型算法  36-40
    3.3.1 Snake 模型的主要算法  36-39
    3.3.2 本文采用算法  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章基于改进Snake 模型算法的设计与实现  41-48
  4.1 实验流程  41-43
  4.2 实验步骤  43-46
    4.2.1 图像预处理  43
    4.2.2 初步分割指纹图像  43-44
    4.2.3 初始轮廓设定  44-45
    4.2.4 Snake 模型进行指纹分割  45-46
  4.3 实验结果  46-47
  4.4 本章小结  47-48
总结  48-49
参考文献  49-52
攻读硕士学位期间取得的研究成果  52-53
致谢  53-54

指纹分割算法研究

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