三維指紋圖像的獲取和處理方法研究.pdf

1、陵壓料技大學(xué)申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：三維指紋圖像的獲取和處理方法研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：控制科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：導(dǎo)師：紀(jì)明明呂岑2014年5月三維指紋圖像的獲取和處理方法研究摘要指紋是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的生物識(shí)別技術(shù)之一，指紋識(shí)別技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究了幾十年，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是，這些技術(shù)主要集中在接觸式指紋識(shí)別上。對(duì)于接觸式指紋識(shí)別，一般是通過(guò)用戶按壓或者滑動(dòng)指紋，這樣的采集方法容易使得指紋表皮變形，導(dǎo)致

2、采集的指紋圖像質(zhì)量和方向隨著用戶的按壓力度不同而不同；另外，指紋皮膚的干濕程度等環(huán)境的影響也會(huì)導(dǎo)致指紋的不連續(xù)性，因此相同的指紋在每次采集時(shí)會(huì)增加指紋匹配的復(fù)雜性，對(duì)系統(tǒng)性能起到了負(fù)面的影響。于是，非接觸式指紋識(shí)別被提出來(lái)。非接觸式的采集方法可以避免上述遇到的各種問(wèn)題，因?yàn)槭种覆恍枰佑|傳感器，指紋表皮也不會(huì)發(fā)生變形，因此，非接觸式指紋在指紋識(shí)別上可以得到更好的效果。本文采用結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量法中的傅里葉變換輪廓術(shù)方法獲取三維指紋圖像，并利

3、用激光光源、CCD相機(jī)、光柵、顯微物鏡和計(jì)算機(jī)等搭建了三維指紋圖像的采集系統(tǒng)。利用顯微物鏡，將光柵自成像的條紋投影到手指表面，用相機(jī)獲取由于手指表面高度變化而產(chǎn)生的變形條紋圖像。計(jì)算機(jī)針對(duì)變形條紋圖像進(jìn)行處理，提取相位信息，進(jìn)而重構(gòu)出三維指紋圖像。本文詳細(xì)介紹了運(yùn)用傅里葉變換輪廓術(shù)獲取三維指紋圖像的方法，并對(duì)測(cè)量過(guò)程中的技術(shù)，如條紋圖像的預(yù)處理、相位展開(kāi)等進(jìn)行了研究。文中利用小波消噪法消除條紋圖像中高頻噪聲的影響，利用小波變換消除條紋頻

4、譜圖中的零頻分量，得到有用的基頻分量，對(duì)其逆傅里葉變換后得到相位主值圖。針對(duì)相位主值圖中相位是截?cái)嗟倪@一問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)的相位展開(kāi)算法進(jìn)行了分析與總結(jié)，并選擇了四鄰域抗噪展開(kāi)算法，這種方法能夠檢測(cè)出相位主值圖中的噪聲點(diǎn)，使得相位展開(kāi)過(guò)程只針對(duì)有效的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行，有效降低了噪聲對(duì)相位展開(kāi)的影響，提高了相位展開(kāi)的精度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傅里葉變換輪廓術(shù)方法能夠得到手指表面每個(gè)點(diǎn)的高度值。給出了一種橢球擬合的三維指紋圖像的處理方法，將三維指紋圖像擬合到橢