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第1章　绪论 1

1.1　研究背景 1

1.1.1　社会需要指纹识别 1

1.1.2　指纹识别有待提高 4

1.1.3　指纹识别十分活跃 5

1.2　研究现状 6

1.2.1　指纹识别的过程与性能评估参数 6

1.2.2　指纹图像基本特征 11

1.2.3　指纹图像获取与压缩 13

1.2.4　指纹图像特征提取 16

1.2.5　指纹匹配 22

1.2.6　指纹分类与索引 25

1.2.7　指纹识别的安全技术 27

1.3　研究内容 28

1.2.8　研究现状总结 28

1.3.1　方向计算的研究 30

1.3.2　指纹分割的研究 31

1.3.3　指纹增强的研究 31

1.3.4　指纹匹配的研究 32

1.3.5　指纹分类的研究 33

1.4　研究成果 34

1.5　篇章结构 36

第一部分 低质量指纹图像特征提取技术的研究 43

第2章　基于方向正确性的纹路方向纠正与指纹分割 43

2.1　相关工作分析 43

2.1.1　纹路方向计算分析 43

2.1.2　指纹图像分割分析 47

2.2　基于方向正确性的方向纠正与指纹分割的基本思想 49

2.3　纹路方向正确性计算与指纹初分割 50

2.3.1　方向计算 50

2.3.2　分割特征计算与对比分析 51

2.3.3　方向正确性计算与图像初分割 56

2.4　指纹图像中残留纹路区域的二次分割 58

2.5　纹路方向纠正与分割修正 60

2.5.1　分割修正规则 62

2.5.2　方向纠正 67

2.6　实验结果 68

2.7　小结 80

第3章　基于神经网络的纹路方向计算和指纹分割 81

3.1　相关分析 81

3.2　基于网络响应的方向计算与指纹分割 83

3.2.1 网络响应场计算 84

3.2.2　响应场方向域低通滤波 85

3.2.3 响应场图像域低通滤波 85

3.2.4　方向选择与图像分割 86

3.3　实验结果 88

3.4　小结 94

第4章　基于圆形Gabor滤波器的指纹图像增强 95

4.1　引言 95

4.2　指纹增强 97

4.3　实验结果 100

4.3.1　定性分析 100

4.3.2　定量分析 106

4.4　小结 107

第二部分 指纹匹配技术的研究 111

第5章　基于多参考节点的指纹匹配方法 111

5.1　引言 111

5.2　节点特征描述 113

5.3　指纹匹配 117

5.3.1 多参考点的获取 119

5.3.2　多参考点的对齐 119

5.3.3　节点配对 121

5.3.4　匹配分数计算 123

5.4　实验结果 124

5.5　小结 127

第6章　一种结合节点和方向场的指纹匹配方法 128

6.1　引言 128

6.2　结合节点和方向场的匹配方法 130

6.2.1 节点对齐 130

6.2.2　方向场匹配 131

6.2.3　相似度计算 133

6.3　改进的结合节点和方向场的匹配方法 134

6.4　实验结果 136

6.5　小结 137

第7章　基于曲线坐标系的节点关系表示与匹配方法 138

7.1　引言 138

7.2.1 节点与奇异点 140

7.2　节点关系计算 140

7.2.2　坐标轴的提取 141

7.2.3　坐标轴刻度计算 143

7.2.4　坐标计算 145

7.3　节点匹配 147

7.4　实验结果 150

7.5　小结 154

第三部分 自动指纹识别系统相关技术的研究 157

第8章　自动指纹识别系统相关技术 157

8.1　基于方向正确性的图像质量计算 157

8.1.1 相关工作 157

8.1.2　基于方向正确性的图像质量计算 158

8.1.3　实验结果 160

8.2　模板特征拼接技术 161

8.2.1 相关工作 161

8.2.2 问题描述 162

8.2.3　特征拼接 163

8.2.4　实验结果 165

8.3　基于平均周期的指纹分类技术 166

8.3.1　相关工作 166

8.3.2　平均周期的计算方法 167

8.3.3 一对多比对时的搜索方法 170

8.3.4　周期的放大分析 170

8.3.5　实验结果 171

8.3.6　讨论 174

8.4　系统设计与实现 175

8.4.1 系统模块结构设计 175

8.4.2　系统主要功能演示 177

8.4.3　系统性能测试结果 177

8.5　小结 186

第9章　结束语 187

9.1　总结 187

9.2　展望 190

附录A　各种质量的指纹图像增强与分割结果对比 192

A.1　在SecuGen采集的指纹图像上的结果 192

A.2　在FVC2000_DB1的指纹图像上的结果 194

A.3　在FVC2000_DB2的指纹图像上的结果 195

A.4　在FVC2000_DB3的指纹图像上的结果 196

A.5　在FVC2000_DB4的指纹图像上的结果 197

A.6　在FVC2002_DB1的指纹图像上的结果 198

A.7　在FVC2002_DB2的指纹图像上的结果 199

A.8　在FVC2002_DB3的指纹图像上的结果 201

A.9　在FVC2002_DB4的指纹图像上的结果 202

A.10　在FVC2004_DB1的指纹图像上的结果 203

A.11　在FVC2004_DB2的指纹图像上的结果 204

A.12　在FVC2004_DB3的指纹图像上的结果 205

A.13　在FVC2004_DB4的指纹图像上的结果 207

参考文献 208