【摘要】：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上移動(dòng)支付等活動(dòng)的發(fā)展對移動(dòng)終端的訪問安全提出了更高的要求。區(qū)別于傳統(tǒng)的知識密碼(如數(shù)字、圖案、九宮格等),生物特征具有更高的唯一性、安全性、穩(wěn)定性等特點(diǎn),在移動(dòng)安全認(rèn)證領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。生物特征根據(jù)個(gè)體的生理或行為特征識別/認(rèn)證個(gè)體身份,生理特征包括指紋、人臉、虹膜和掌紋等模態(tài),行為特征包括步態(tài)、聲音和簽名等模態(tài)。近年來掌紋識別技術(shù)因其識別精度、可用性和可接受性等方面的多重優(yōu)勢受到越來越多的關(guān)注和青睞。掌紋圖像能通過移動(dòng)設(shè)備的內(nèi)置攝像頭采集,無需額外傳感器,可作為一種安全的、實(shí)用的移動(dòng)端生物認(rèn)證特征。然而,移動(dòng)環(huán)境下的掌紋采集具有背景復(fù)雜多變、光照變化明顯、手掌姿態(tài)和位置難以控制、有限硬件資源(有限的存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力)等特點(diǎn),給圖像預(yù)處理步驟中的手掌定位帶來嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的基于簡單膚色模型的方法很難直接移植使用,而先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)算法受制于移動(dòng)終端有限的計(jì)算資源也難以實(shí)用化。本文基于手掌的形態(tài)特征,提出一種移動(dòng)終端掌紋輔助定位和校準(zhǔn)預(yù)處理算法,并在移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)了掌紋認(rèn)證系統(tǒng)來驗(yàn)證提出算法的精確度和實(shí)用性。主要貢獻(xiàn)和工作總結(jié)如下:(1)背景、研究意義及相關(guān)知識介紹課題背景及研究意義,并分析移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行掌紋識別的可行性和技術(shù)難點(diǎn)。闡述了掌紋識別中預(yù)處理和特征提取階段的研究現(xiàn)狀,并指出了目前研究中尚待解決的關(guān)鍵問題。此外,還介紹了安全掌紋識別的發(fā)展和相關(guān)評價(jià)指標(biāo)。(2)輔助定位的移動(dòng)端掌紋采集提出“雙線一點(diǎn)”輔助定位方法,有效地限制了手掌的姿勢和位置。輔助圖形視圖顯示在圖像預(yù)覽界面上,包含兩條具有一定間距的平行輔助線,并將短線的上端點(diǎn)視為輔助點(diǎn)。在預(yù)處理階段,直接定位手掌,裁剪感興趣區(qū)域,降低了預(yù)處理的錯(cuò)誤率并明顯減少了計(jì)算量。此外,設(shè)計(jì)了手掌存在判斷準(zhǔn)則,根據(jù)手指的分離距離和長度來判斷用戶是否正確放置手掌,避免了操作不當(dāng)導(dǎo)致的配準(zhǔn)錯(cuò)誤。(3)魯棒的手掌平移校正算法提出的校準(zhǔn)算法包括兩部分:雙邊界線校準(zhǔn)和指間谷點(diǎn)校準(zhǔn)。雙邊界線校準(zhǔn)在根據(jù)輔助視圖裁剪的矩形區(qū)域中定位手掌邊界的位置,減小了垂直于輔助線方向的平移誤差。為了減小沿輔助線方向的平移誤差,指間谷點(diǎn)校準(zhǔn)在以輔助點(diǎn)為基準(zhǔn)裁剪的矩形區(qū)域內(nèi)定位指間谷點(diǎn)的精確橫坐標(biāo)。該校準(zhǔn)算法彌補(bǔ)了“雙線一點(diǎn)”輔助定位的不足,提高了掌紋認(rèn)證的精度。(4)安卓平臺(tái)掌紋認(rèn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)設(shè)計(jì)開發(fā)的掌紋認(rèn)證系統(tǒng)可以在注冊和認(rèn)證兩種模式下運(yùn)行。對提出的“雙線一點(diǎn)”輔助定位法、雙邊界線校準(zhǔn)法和指間谷點(diǎn)校準(zhǔn)法的可行性和實(shí)用性進(jìn)行了測試和驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,采集并建立了基于“雙線一點(diǎn)”輔助定位的掌紋數(shù)據(jù)庫。綜上所述,通過研究移動(dòng)環(huán)境下掌紋預(yù)處理算法,提出了“雙線一點(diǎn)”技術(shù)作為掌紋預(yù)處理的一種新型的輔助定位方法。對應(yīng)設(shè)計(jì)的校準(zhǔn)算法在約束條件較少的情況下可以顯著提高認(rèn)證精度和魯棒性,具有重要的理論參考意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 2-1 雙線一點(diǎn)輔助視圖(左手)戶體驗(yàn)度更好，，舒適度更高，完整性，手掌不應(yīng)過于靠近攝遠(yuǎn)離攝像設(shè)備。賴于用戶主觀對齊輔助線段， 采集圖像時(shí)，手掌擺放姿態(tài)(如

手掌擺放姿態(tài)(左手)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TP393.08

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