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1、国防科学技术大学 硕士学位论文 多指纹融合的武器库门禁指纹识别系统 姓名：陈新生 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：陆军 20091101 国防科学技术火学研究生院1 ：程硕十学位论文 摘要 指纹识别是一种利用人体指纹特征来识别个人身份的技术，它比传统的基于 口令或密钥的方法更加可靠。目前，武警部队武器库采用的是一种双人双指纹识 别的门禁系统。此系统能顺利识别高质量指纹，但对低质量指纹难以识别，经常 出现识别困难或延时的问题，严重影响了武警部队执勤、处突任务的完成。 为解决低质量指纹难识别的问题，本文首先对指纹图像增强算法进行了研 究，实现并比较了多种不同的指纹图像增强算法，
2、选出了对低质量指纹有较好的 修复作用的基于S T F T 分析的指纹图像增强算法。然后分析了基于不同特征的匹 配算法。基于图像细节点的匹配算法对细节点的提取有严格的要求，而基于图像 的不变矩特征匹配算法无需提取细节点，可以直接在增强后的图像上提取感兴趣 图像单元的不变矩，然后根据不变矩特征进行匹配。这种基于图像的不变矩特征 匹配的识别方法受指纹质量的影响较小，且有较高的识别率，适于武警部队的实 际情况。一定程度上解决了武器库门禁系统对低质量指纹识别难的问题。 为解决双人双指纹识别模式中存在的问题，本文基于D S 证据理论提出了双 人多指纹的新识别模式。利用D S 证据理论对同一个人的多个指纹信
3、息进行了决 策级融合，设计了新的门禁系统指纹识别方案，并对此方案的可行性进行了实验 证明。新的指纹识别方案能够提高低质量指纹的匹配度，有效的解决了武警部队 武器库门禁系统中存在的识别困难和时效性差的问题。为武警部队完成使命任务 提供了强有力的保障。 主题词：指纹识别S T F T 分析不变矩D S 证据理论融合 第i 页 国防科学技术大学研究生院：L ：科硕十学位论文 A B S T R A C T F i n g e r p r i n t r e c o g n i t i o ni Sak i n do fi d e n t i f i c a t i o nt e c h n i q
4、u e sb a s e do nt h e c h a r a c t e r i s t i c so fh u m a n f i n g e r p r i n t ，w h i c hi Sm o r er e l i a b l ec o m p a r i n gt ot h em e t h o d b a s e do np a s s w o r do rs e c r e tk e y A tp r e s e n t ，C h i n e s eP e o p l e SA r m e dP o l i c eF o r c e ( C A P F ) a d o p
5、td u a lf i n g e r p r i n tc h e c k i n gs y s t e mi nt h e i ra r s e n a lf r o n td o o r A l t h o u g h t h i ss y s t e mc o u l dr e c o g n i z eh i g hq u a l i t yf i n g e r p r i n t s ，i ts h o w e dp o o rp e r f o r m a n c ew i t h l o w q u a l i t yo n e s ，w h i c ho f t e nc
6、a u s ed e l a ya n do t h e rs e r i o u sp r o b l e m s T h ee x e c u t i o no f C A P F ，e s p e c i a l l ys o m ee m e r g e n c y - m i s s i o nh a d b e e nb a d l ye f f e c t e db yt h i sp r o b l e m I no r d e rt os o l v et h ep r o b l e ml i s t e da b o v e ，t h i sa r t i c l ef
7、i r s t l ya n a l y z e dt h e e n h a n c i n g a l g o r i t h m so ff i n g e r p r i n ti m a g e s B yc o m p a r i n gv a r i o u sa l g o r i t h m s ，w e s e l e c t e dt h eo n eb a s e do nS T F Ta n a l y s i s ，w h i c hh a dg o o dm o d i f i c a t i o no nl o w q u a l i t y f i n g e
8、 r p r i n t S e c o n d l yw ea n a l y z e dv a r i o u sm a t c h i n ga l g o r i t h m sb a s e d o nd i f f e r e n t c h a r a c t e r i s t i c s T h em a t c h i n ga l g o r i t h m sb a s e do ni m a g ed e t a i l e dd o t sh a sc r i t i c a l r e q u e s tt oi m a g ed e t a i l e dd o
9、 t s ，b u tt h em a t c h i n ga l g o r i t h m sw i t h ，i n v a r i a n tm o m e n t f e a t u r en e e dn od e t a i l e dd o t s ，w h i c hc o u l da d o p tt h ei n v a r i a n tm o m e n to fR O I s B y u s i n gt h ei n v a r i a n tm o m e u tf e a t u r e s ，i tc a l l m a t c he a s i l y
10、 T h i sk i n do fm a t c h i n g r e c o g n i t i o nm e t h o dw o u l du n l i k e l yb ee f f e c t e db yl o wq u a l i t yf i n g e r p r i n t B e s i d e s ，i t h a dh i g h e rp r o b a b i l i t yo fr e c o g n i t i o n ，w h i c hs u i t e df o rr e a ls i t u a t i o na n ds o l v et h
11、e p r e v i o u sp r o b l e mi na r s e n a lf r o n td o o rc h e c k i n gs y s t e m T os o l v et h ed o u b l ep a i r so ff i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o nm o d ep r o b l e m s ，t h i sp a p e r p r o p o s e dan e wd o u b l em u l t i - f i n g e r p r i n ti d e n t i f i c
12、 a t i o nm o d eb a s e do nD - Se v i d e n c e t h e o r y w ei n t r o d u c e dt h eD Se v i d e n c et h e o r ya n dm a d ef u s i o nt om u l t i p l ef i n g e r p r i n t i n f o r m a t i o no fs i n g l ep e r s o n W ed e s i g n e dt h en e wf i n g e r p r i n tr e c o g n i t i o ns
13、y s t e ma n d t e s t e di t sf e a s i b i l i t y T h er e s u l ts h o w e dt h a tt h en e ws y s t e mc o u l dh i g h l ye n h a n c et h e m a t c h i n gp r o b a b i l i t y ，w h i c he f f i c i e n t l ys o l v e dt h ep r e c i o u sp r o b l e ma n dg a v eas t r o n g p r o t e c t i
14、o nf o rC A P F t oc o m p l e t et h em i s s i o n K e yW o r d s ：F i n g e r p r i n t - i d e n t i f i c a t i o n S T F Ta n a l y z ei n v a r i a n tm o m e n t D Se v i d e n c et h e o r yf u s i o n 第i i 页 国防科学技术大学研究生院：I ：科硕十学位论文 表目录 表3 1 不同指纹库的G A R 3 8 表4 1 一组质量较好指纹的概率分布函数值5 1 表4 2 一组质
15、量较低指纹的概率分布函数值5 3 表4 3 一次融合后的概率分布函数值5 3 表4 4 多次融合后的指纹数据5 4 第1 I I 页 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文 图目录 图1 1 武警部队指纹武器库管理门禁系统硬件配置图4 图1 2 原武器库门禁系统工作流程图5 图2 1 指纹图像的奇异点9 图2 2 指纹的类型1 0 图2 3 细节点类型1 0 图2 4 自动指纹识别流程图1 1 图3 1 中值滤波指纹图像1 7 图3 2 不同邻域大小的邻域平均法指纹增强图像1 9 图3 3 不同加权模板的邻域平均法指纹增强图像1 9 图3 4 指纹图像平面波。2 0 图3 5 各种增强算法比较2 5 图3 6 低质量指纹S T F T 分析方法增强2 4 图3 7 指纹图像的二值化2 7 图3 8 指纹细化图像
