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嵌入式安全掌纹识别系统的设计与实现

作　者: 黄文辉
导　师: 张家树
学　校: 西南交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 掌纹识别嵌入式系统 Gabor小波分数层融合
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 109次
引　用: 3次
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内容摘要

随着社会和科学技术的发展,对各种信息和系统的安全性提出了更高的要求,而生物特征身份识别与认证是人们加强信息和系统安全的有效方法。由于具有图像采集简单、图像信息丰富、防伪性好、识别精度高等许多优点,掌纹特征识别受到国内外研究人员的广泛关注。本文以掌纹特征识别中各个阶段的算法为主要研究对象,并设计和实现了一套融合动态密码的嵌入式安全掌纹识别系统。主要研究成果如下：1、详细的分析了嵌入式安全掌纹识别系统的市场需求、功能需求和性能需求,并从系统的开发平台、功能结构和工作流程等几个方面介绍了系统的总体设计。2、在掌纹定位分割阶段,在比较分析现有掌纹定位分割算法优缺点的基础上,本文提出了一种掌纹移位差影快速定位分割算法。这种算法只对图像进行了三次移位,三次减法和两次与操作,没有使用到耗时长的乘法和卷积运算,从而降低了算法的计算复杂度,提高了算法的运行速度。3、在特征提取阶段,本文在分析了Gabor小波变换的特点之后,选用了3级量化的二维Gabor小波的虚部作为滤波函数矩阵,提出了一种同时进行特征提取和下采样的间隔滤波特征提取方法,它对采样点直接进行了Gabor滤波。这种方法在不降低识别精度的情况下,特征提取的速度得到了很大的提高。4、在匹配识别阶段,本文针对融合码算法的缺点,提出了一种改进方法,即基于标记定位的独立匹配分数融合掌纹识别算法。这种方法在每个方向上特征提取之后进行精确的标记定位,然后根据定位的标记进行独立的汉明匹配,最后在匹配分数层对不同方向的分数值进行融合,使得不同方向的掌纹特征不会相互影响。5、在嵌入式安全掌纹识别系统的具体设计和实现上,本文设计一种体积小巧结构紧凑的掌纹图像采集装置,完成了掌纹图像采集、掌纹图像注册、掌纹特征注册、个人信息注册、掌纹检测、掌纹特征识别、动态密码和人机交互等功能模块的设计与实现。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-21
  1.1 课题的研究背景  11-12
  1.2 掌纹识别技术  12-16
    1.2.1 掌纹特征  12-13
    1.2.2 国内外研究现状  13-16
  1.3 掌纹识别系统简介  16-19
    1.3.1 掌纹识别系统的评价标准  16-17
    1.3.2 现有的掌纹识别系统  17-18
    1.3.3 掌纹识别系统的构成  18-19
  1.4 本文的主要工作  19-21
第2章嵌入式安全掌纹识别系统的总体设计  21-28
  2.1 系统需求分析  21-23
    2.1.1 市场需求分析  21-22
    2.1.2 功能需求分析  22-23
    2.1.3 性能需求分析  23
  2.2 系统结构的总体设计  23-27
    2.2.1 系统开发平台  23-25
    2.2.2 系统的功能结构  25-26
    2.2.3 系统的工作流程  26-27
  2.3 本章小节  27-28
第3章掌纹移位差影快速定位分割算法  28-35
  3.1 掌纹定位分割算法简介  28-29
    3.1.1 掌纹定位分割的必要性  28
    3.1.2 掌纹定位分割算法的性能指标  28-29
    3.1.3 现有掌纹定位分割算法概述  29
  3.2 掌纹移位差影快速定位分割算法  29-34
    3.2.1 掌纹移位差影快速定位分割算法的实现  29-32
    3.2.2 仿真实验及其性能分析  32-34
  3.3 本章小结  34-35
第4章掌纹特征提取与匹配识别算法  35-49
  4.1 GABOR小波变换  35-37
    4.1.1 一维GABOR小波变换  35-36
    4.1.2 二维GABOR小波变换  36-37
  4.2 间隔滤波快速特征提取算法  37-41
    4.2.1 GABOR小波的选取与量化  37-40
    4.2.2 间隔滤波快速特征提取算法的实现  40-41
  4.3 基于标记定位和分数层融合的掌纹识别算法  41-48
    4.3.1 汉明距离匹配  41
    4.3.2 基于标记定位和分数层融合的掌纹识别算法的实现  41-43
    4.3.3 仿真实验及其性能分析  43-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章嵌入式安全掌纹识别系统的实现  49-64
  5.1 掌纹图像采集模块的实现  49-54
    5.1.1 掌纹图像采集装置的设计  49-51
    5.1.2 掌纹图像采集模块的软件设计  51-54
  5.2 注册模块的实现  54-56
    5.2.1 掌纹图像和特征注册模块的实现  54-55
    5.2.2 用户个人信息注册模块的实现  55-56
  5.3 掌纹特征识别模块的实现  56-58
    5.3.1 掌纹检测模块的实现  56-57
    5.3.2 掌纹测试模块的实现  57-58
  5.4 动态密码模块的实现  58-61
    5.4.1 动态密码类型的选择  58-59
    5.4.2 动态密码终端的设计  59-60
    5.4.3 动态密码比对模块的实现  60-61
  5.5 系统功能与性能测试结果  61-63
  5.6 本章小结  63-64
结论与展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72
攻读硕士学位期间申请的专利  72
攻读硕士学位期间参与的科研项目  72-73

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