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1、杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：羔舀匀 日期：如k 年弓月吁日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或 使用论文工作
2、成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件， 允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其 它复制手段保存论文。( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：兰南弓 日期：k 他年；月哆日 指导教师签名： 嗍：鹕月歹日 、 电子科技大学硕士学位论文 指纹图像压缩算法及其应用的研究 研究生： 指导教师： 吴安宁 游林教授 7 i a n z iU n i V e r s i 锣 f o rt h eD e g r e eo fM a s t e r R e s e a r c ho n F i n g e r p r i n tI m
3、 a g eC o m p r e s s i o n A l g o r i t h m sa n d i t sA p p l i c a t i o n s C a n d i d a t e ：W u A n n i n g S u p e i s o r ： P r o Y o uL i n D e c ，2 0 1 1 一 I一 论文 在目前众多的生物特征识别技术中，相对成熟且应用最广泛的是自动指纹识别技术。通 常一个典型的自动指纹识别系统主要包括指纹图像的采集、预处理、特征提取、匹配等实现 过程。系统一般处理的是由传感器采集到的原始指纹图像，因此伴随着采集的指纹图像样本 的不断增
4、加，这些大量的指纹图像数据给系统的存储介质和通信带宽造成了巨大的负担。尤 其是对于那些大型应用来说问题会更加突出，比如公安系统的罪犯指纹数据库，交通系统的 驾驶员指纹数据库等这些大型指纹数据库的采集存储工作。显然，为了有效地解决这个问题， 就需要对指纹图像进行压缩编码。本文在分析了一些经典的基于小波变换的静态图像压缩算 法基础上，对指纹图像压缩算法以及它在指纹图像频谱识别中的应用进行了研究。本文主要 进行了以下工作： ( 1 ) 分析了几种经典的基于小波变换的静态图像压缩编码方法，并介绍了最新的国际图 像压缩标准J P E G 2 0 0 0 的组成部分及核心技术。 ( 2 ) 基于F B I
5、 的w S Q 算法，提出了一种改进的指纹图像压缩算法唧S Q 。 该改进算法研S Q 的要点如下：1 ) 用更为简单的提升格式实现了指纹图像信源的小波分 解；2 ) 对小波系数进行基于子带能量的自适应标量量化过程；3 ) 结合具体的量化方案和小 波系数特点进行编码模块的划分，并对每一个编码模块选择合适的编码方式进行组合编码； 4 ) 针对部分高频子带模块输出的H u 胁肌码流的特点，使用了一种高效的自适应游程编码进 行二次编码，并通过仿真结果确定编码的具体参数，来最大限度的提高图像压缩率。 改进编码算法r w S Q 的实现是由C + + 语言在V S 2 0 0 5 平台下完成。将设计的r
6、 W S Q 算法 与W S Q 算法，E Z w 算法在M a t l a b R 2 0 0 1 a 平台下进行性能比较。结果表明，在相同的比特率 条件下删S Q 算法相比于W S Q 算法燃提高了2 4 扭；并通过对重构图像的细节点提取 过程，验证了该算法相比于E Z W 算法，能更有效地保护指纹图像的细节点。 ( 3 ) 分析了用于指纹图像频谱识别的P O C 算法和B L P o C 算法。在B L P O C 算法的基础上， 使用了能实现任意图像旋转不变性的F M T 对其进行调整。将该指纹图像频谱识别算法方案和 一个商用的基于细节点模式的指纹识别算法的识别性能进行比较，来说明频谱
7、算法在低质量 指纹图像识别方面的有效性。同时为解决指纹图像频谱识别系统的模板存储问题，重点研究 了小波压缩在指纹图像频谱识别中的应用。 ( 4 ) 对本文内容进行了总结，指出了研究中存在的问题和后续工作的展望。 关键字：指纹图像压缩，提升小波变换，自适应游程编码，指纹识别，W S Q ，频谱识别 A B S T R A C T A t 晔s e n t ，t h ea u t o m a t i c6 n g e q p 血tr c c 0 印i t i 彻i st h em o s tw i d e l yu s e da 1 1 dr e l a t i V e l ym a t u r
8、e t e d m 0 1 0 9 y 锄o r 培a l ln l eb i o m e t r i cr e c o g m t i o nt e d m o l o 百e s U s u a l l Mat y p i c a la u t o m a t i c f i n g e q 印n ti d e l l t i 丘c a t i o ns y s t e m ( A F I S ) i n c l u d e sf i n g e 印r i n ti m a g ca c q u a i n t i n 岛p r 印r o c e s s i n 岛 砌t I l r ee
9、x t r a c t i n 吕m a t 出n ge t c T h eo r i 昏n a lf i n g e r p 矗n ti m a g e Sa r eC 0 1 1 e c t e db y1 i V e 矗n g e f p r i n t s e n s o r T h e r e 硒r e w i t hm e6 n g e 印r i mi m a g es a m p l e si n c r e a s e sc o n t i n u o u s l y t l l e s e1 a r g ef i n g e 叩r i n t i m a g ed a t a
10、w i l lb r i n gah u g eb u r d e nt ot h es y S t 锄m 锄。巧m e d i 啪锄dn l ec o m m u l l i c a t i o n b 锄d w i d t l l E s p e c i a l l yf o rs o m e1 a r g e s c a l ea p p l i C a t i o n s ，n l ep r o b l e mw i l lb em o r e0 u t s t 锄d i n g S u c ha sm ea c q u i s i t i o na n ds t o r a g ew
11、 o r ko ft h e 嘶m i n a lf i n g e q 诵n td a t a b a s ei nt l l ep u b l i cs e c 嘶t y s y s t 锄s ，“V e r6 n g e 印r i n td a t a b a s ei n 仃a 伍cs y s t e m s ，锄ds oo n o b 、，i o u s l y t l l ef i n g e 印r i n ti l n a g e c o m p r 部s i o nc a I le f I 溉t i V e l ys o l v et 1 1 i sp r o b l 锄h 1
12、 蚵sp a p b a s e d0 n 廿1 e 觚a l y s i so f s o m ec l a S s i c a lw a v e l e t - b a S e ds t i l li m a g eC 0 m p r e S s i o na l g o r i t h m s ，w ef o c u so nt h ef i n 辨叩f i n ti m a g e c o m p r e s s i o na l g o d m m s锄dt l l e 印p l i c a t i o n so fw a v e l e t - b a s e dc o l n p
13、 r e s s i o na l g o d t l l m si 1 1 矗n g e f 埘n ti m a g es p e c 觚n c o g n i t i o n T h em a i na t t l 曲u t i o n si I lt 1 1 i sp a p e ra r e 嬲硒l l o w s ： ( 1 ) A n a l y z es o m ec l a s s i c a lw a V e l e t - b a s e ds t i Ui m a g eC 0 m p r e s s i o na l g o r i s ，锄1 di l l t r o
14、 d u c et h ec o m p o n e I l t sa I l dc o r et e c l l I l 0 1 0 百e so ft h el a t e s tn e m a t i o n a li m a g ec o m p r e s s i o ns t a I l d a r dJ P E G 2 0 0 0 ( 2 ) B a S e du p o nm eF B I sW S Qa l g o r i t h m ，锄i m p r 0 V e d6 n g e 叩r i n ti I I l a g ec o m p r e s s i o n a l
15、g o 订m mI W S Qi sp r o p o s e d 耽em a i np o i n t so f 廿1 ep r 0 岬s e da 】g o t 1 1 1 1 1a r e ：1 ) n eS i m p l e1 渤n gs t 印sa r e 锄p l o y e di nt h e w a v e l e td e c o m p o s i t i o no ft l l ef i n g e 印r i mi m a g e ；2 ) T h ew a v e l e tc o e 街c i e n t sa r ep r o c e s s e db y 觚 e
16、 衔c i e n ta d a p t i V es c a l a rq u a n t i z a t i o ns c h e m eb a s e do nt l l ee I l 锄盯o ft h es u b - b a n d s ；3 ) T h ee I l c o d i n g m o d u l e Sa r ed i v i d e d b y t l l ec h a r a c t 甜s t i C so f w a v e l e tc o e 伍c i e n t sa n dt 1 1 e s p e c i 丘c q u a I l t i t a t i V es c h 伽e ，锄dm ea p p r o 砸a t e 锄c o d i n gm o d ei ss e l e C t e df o re a c hc o d i n gm o d u l e ；4 ) A c c o r d i n gt ot h eC
