指紋模式識(shí)別中圖像復(fù)原基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)
本文關(guān)鍵詞:指紋模式識(shí)別中圖像復(fù)原基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)
更多相關(guān)文章: 圖像復(fù)原 模糊圖像 反向?yàn)V波 Wiener濾波 算法改進(jìn)
【摘要】:指紋模式識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)字圖像預(yù)處理技術(shù)、特征點(diǎn)的提取識(shí)別技術(shù)等。而預(yù)處理階段我們要面對(duì)的一項(xiàng)重要情況便是指紋采集中通常遇到模糊畸變的指紋數(shù)字圖像。本文針對(duì)在理論上以及偵查實(shí)踐中的普遍性意義較強(qiáng)的失真降質(zhì)原因,對(duì)于數(shù)字圖像領(lǐng)域中通常的線性復(fù)原方法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心算法進(jìn)行研判,并且從主觀與客觀兩個(gè)方面來比較之間的優(yōu)劣。進(jìn)而在它們的基礎(chǔ)之上提出一些改進(jìn)的思想并加以算法的實(shí)現(xiàn),從而使得復(fù)原的效果更佳。使指紋圖像在后續(xù)的各處理階段保持一定程度的真實(shí)和客觀。 本文首先對(duì)所選課題的當(dāng)前研究的現(xiàn)狀、存在的問題及提出的目的與意義簡(jiǎn)單地進(jìn)行闡明。然后對(duì)數(shù)字指紋學(xué)的興起與發(fā)展歷程、數(shù)字圖像處理以及計(jì)算機(jī)指紋識(shí)別系統(tǒng)的有關(guān)背景知識(shí)予以鋪陳、介紹,引入一些必要概念并加以適當(dāng)展開,為后文算法展開描述奠定基礎(chǔ)。 接著,分別用反向?yàn)V波和Wiener濾波方法對(duì)模糊失真圖像進(jìn)行分析和復(fù)原實(shí)現(xiàn)。針對(duì)傳統(tǒng)反向?yàn)V波算法分母不可為零的數(shù)理上的“病態(tài)性質(zhì)”,,把二維的離散指紋圖像視作由一個(gè)一個(gè)具有一定灰度的像素點(diǎn)構(gòu)成的矩陣形式,并利用矩陣奇異值分解的數(shù)學(xué)思想,提出一種新的算法——用奇異值的重組階數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行估計(jì)模糊失真指紋圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù),將其三階導(dǎo)數(shù)用來去除噪聲;針對(duì)經(jīng)典的Wiener濾波算法,利用分區(qū)思想和Bayesian判決理論結(jié)合的后驗(yàn)估計(jì)方法提出一種全新的改進(jìn)算法。用這兩種方法分別對(duì)基礎(chǔ)的單純反向?yàn)V波和經(jīng)典的Wiener濾波的方法進(jìn)行算法的優(yōu)化;并且在數(shù)理上分析和實(shí)例圖像處理前后的效果圖兩個(gè)方面,對(duì)上述傳統(tǒng)方法和改進(jìn)算法進(jìn)行直觀和抽象兩個(gè)層次的比較。 在后續(xù)處理的問題上,在預(yù)處理階段的圖像復(fù)原技術(shù)領(lǐng)域,我們還時(shí)常會(huì)遇到幾何畸變的情況。本文首先分析了各種不同的常見的指紋圖像的幾何畸變形式,并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模處理,歸納為一種映射模型。然后對(duì)傳統(tǒng)算法——最近鄰像素內(nèi)插值法和雙線性內(nèi)插值算法進(jìn)行分析、研判,并且采用Cubic函數(shù)的3次插值對(duì)Sinc函數(shù)的擬合逼近的方法進(jìn)行算法的優(yōu)化處理。 本文通過幾種改進(jìn)算法的提出,力求使得已經(jīng)有不同程度降質(zhì)的指紋退化圖像在預(yù)處理階段的失真度能夠盡可能的低,從而為之后的圖像提取、比對(duì)、匹配打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因?yàn)閳D像的模糊失真降質(zhì)相對(duì)于幾何畸變來說復(fù)雜得多,故本文在布局上采前詳后略的設(shè)計(jì)方式,即對(duì)于模糊指紋圖像的處理部分撰述得相對(duì)較為細(xì)致一些。
【關(guān)鍵詞】:圖像復(fù)原 模糊圖像 反向?yàn)V波 Wiener濾波 算法改進(jìn)
【學(xué)位授予單位】:西南政法大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:D918.91
【目錄】:
- 內(nèi)容摘要4-6
- Abstract6-8
- 目錄8-10
- 引言10-11
- 一、 緒論11-12
- (一) 復(fù)原技術(shù)研究現(xiàn)狀及理論問題11
- (二) 課題的目的與現(xiàn)實(shí)意義11-12
- 二、 基礎(chǔ)理論12-14
- (一) 數(shù)字指紋學(xué)的興起與發(fā)展12-13
- (二) 圖像復(fù)原在指紋模式識(shí)別中的地位和作用13-14
- 1.指紋模式識(shí)別系統(tǒng)概述13
- 2.圖像復(fù)原在指紋模式識(shí)別中的地位和意義13-14
- 三、 復(fù)原算法設(shè)計(jì)14-39
- (一) 模糊失真圖像處理的基本原理14-17
- 1.退化過程、退化模型與退化函數(shù)14-16
- 2.噪聲、加性噪聲及噪聲模型16-17
- (二) 估計(jì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)17-19
- 1.圖像質(zhì)量的幾種退化原因17-18
- 2.估計(jì)方法18-19
- (三) 反向?yàn)V波復(fù)原算法19-32
- 1.線性復(fù)原算法的基本思想及概念引入19-20
- 2.基本原理20-23
- 3.算法描述23-25
- 4.反向?yàn)V波方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析25-26
- 5.改進(jìn)思想26-28
- 6.改進(jìn)算法28-32
- (四) Wiener 濾波復(fù)原方法32-39
- 1.相關(guān)概念引入32
- 2.基本原理32-33
- 3.算法描述33-36
- 4.優(yōu)缺點(diǎn)分析36
- 5.改進(jìn)思想及改進(jìn)算法36-39
- 四、 模糊圖像復(fù)原算法的實(shí)現(xiàn)與評(píng)價(jià)39-45
- (一) 復(fù)原算法的實(shí)現(xiàn)39-43
- 1.反向?yàn)V波及其改進(jìn)算法的實(shí)現(xiàn)結(jié)果42
- 2.經(jīng)典 Wiener 濾波及其改進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)結(jié)果42-43
- (二) 復(fù)原結(jié)果的評(píng)價(jià)43-45
- 1.主觀評(píng)價(jià)44
- 2.客觀評(píng)價(jià)44-45
- 五、 幾何失真的復(fù)原(復(fù)原后續(xù)處理)45-51
- (一) 建立幾何坐標(biāo)畸變模型45-47
- (二) 指紋圖像的灰度畸變復(fù)原47-51
- 1.灰度的概念47-48
- 2.最近鄰像素插值算法48
- 3.雙線性插值算法48-49
- 4.改進(jìn)算法49-50
- 5.處理結(jié)果50-51
- 六、 結(jié)論51-52
- 參考文獻(xiàn)52-55
- 致謝55-56
- 附錄:部分核心代碼56-58
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):643055
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