基于局部字典的残缺指纹方向场重建算法的研究

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1、－伯背记，７。‘分类号ＸＰ３９１密级公开ＵＤＣ３８学校代码１０巧５‘ｒ——＝秦．＃＾旁硕：ｔ学位论文（学术学値）基于局部字典的残缺指纹方向场重建算法的研究＇亚兵堂户骄究生姓名：何指导教师、职称：陈忠泽教授学科专业：物理电子学．一．一。苦；研究方向：智能信息处理与先迸通信技术＊■■．、？．＇．所在学院；电气工程学院二〇—六年五月基于局部字典的残缺指纹方向场重建算法的研究论文作者签名玉戸、、］指导教师签各论文评阅人１：刘义予，教授，博导，华中科技大学评阅人

2、２：杨斌，副教授，硕导，南华大学评阅人３：答辩委员会主席：王新林，教授，硕导，南华大学委员１：单长虹，教授，硕导，南华大学委员２；王彦，教授，硕导，南华大学委员３：陈义化，教授，硕导，南华大学委员４：郭巧，副教授，硕导，南华大学委员５：委员６；答辩日期：２０１６年５月２３日南华大学学位论文原创性声明．！Ｔ作化取得的），本人声］所北巧的巧化论义巧本人化皆邮巧导下进巧的研究！巧说成朵：尽撕巧知，除Ｔ论文巾特别加Ｗ栋巧巧致谢的地方外，论文中不包含，学或学巧他人己经发表或撰写过的研究

3、成架也不包含为获得商华大其他单位的诚而过的。问工的同志对本研所化的贵献己论义位书巧用材料巧我巧作壳均巧。全识法果人乐。丫确的说明本人完意到本声的律结山本巧中作明明扣＂者＂Ｈ作综年＾抑可权用南华大学学位论文版使授权书－－文足学巧（Ｊ；成本学位论本人在南华大读博学位期间在巧师指导下完Ｌ。大，：ｉ■的学位论文本论文的研果学所本论文的研巧内容不得其它究成归南华有、，。人华关论文的定即：位的名义发表本同意南乂学有保留使用学位规学校单论学论，论被查和借：学校可公布学位文的全有权保稻位文允许学位文阅阅抖部＾，、印论文可国家或部分内容可式采巧复印缩或

4、其它手段保留学位；学校根据或。《博送交论文恵论入中国学位湖南巧有关部口规定学位同学校将文加优秀硕》全出论，《中国上位论数据库版章程》规定文全文数据库并按优秀博硕学文文关权溢。国所录到《中寧受相同窓授权中科学信息技术研究将本学位论文收関学论丈全文》，服。对论位数据库并通过网络向社会公众提供信息务于涉密的学位后适。文，解密用该授权棘２签？：作者名伤年月曰女）＇日导师年释伊基于局部字典的残缺指纹方向场重建算法的研究摘要：指纹方向场不仅可以从宏观上清晰展示指纹的基本形状、结构和脊线方向等全局信息，还同时保留了指纹绝大部分细节信息，因而在实际应用

5、中，指纹方向场的正确估计通常是指纹识别技术的重要环节。在我国指纹档案中，残缺指纹所占的比例较大，由于手指状态的不佳(存在伤疤、脱皮、污垢等情况)、指纹采集设备的缺陷以及按压方式的不当，导致采集到的指纹图像特征信息丢失和非线性变形，给指纹识别技术带来了巨大的挑战。针对残缺指纹，现有的指纹方向场重建算法难以在准确性和实时性上同时取得满意的效果，顾此失彼，因而大大限制了指纹识别的应用范围。因此，本文对基于局部字典的残缺指纹方向场重建方法进行改进，在准确的重构出残缺指纹方向场的同时，还提高了方向场重建的实时性，推动残缺指纹方向场估计算法的研究和指纹识别在实际应用中的发展。其主

6、要创新和改进总结如下：(1)在空间分布估计方面，采用基于确定聚类数目的k-means++方法代替了传统的k-medoid进行聚类，不仅解决了聚类速度慢的问题，而且还提高了聚类效果。(2)在指纹姿态估计上，先提取残缺指纹方向场的有效区域，再进行姿态估计，减少了非有效区域的“投票”，使得姿态估计的更加准确快速。(3)在局部字典构建上，通过多个邻域位置的先验信息代替单一I位置的先验信息，提高局部字典中方向场块的多样性。通过查询该局部字典得到的候选方向场块可以更接近残缺指纹原始信息，从而更准确的重建出指纹方向场。最后为了验证本文算法的性能，我们将本文算法与一些主流的指纹方向场

7、重建算法在准确性和实时性方面进行了一系列对比实验。实验结果表明，本文算法能在准确性和实时性上同时取得不错的效果。关键词：残缺指纹方向场；聚类算法；指纹姿态；局部字典IILOCALIZEDDICTIONARIESBASEDORIENTATIONFIELDREBUILDFORINCOMPLETEFINGERPRINTHeYa-bing(PhysicalElectronics)DirectedbyChenZhong-zeAbstract:Fingerprintorientationfieldclearlyshowstheglobalinformationo