基于2DGabor和BDPCA的掌纹识别算法研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baihe0415
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掌纹识别技术作为一种新兴的生物识别技术,不但具有普遍、便利、稳定等生物识别技术共有的特点,而且拥有采集设备简单、采集形式多样、区分度高、用户易于接受等优点。对于掌纹图像,目前在基于子空间的方法中,应用较为广泛的是主成份分析法。其中BDPCA与2DPCA相比具有更好的降维效果,与PCA相比具有更好的鲁棒性,但是在小样本情况下,BDPCA效果仍然不理想。针对该问题,本课题在分析研究的基础上,进行了指间点定位方法的改进、2DGabor滤波器计算量减少、传统的BDPCA算法中最优特征提取的算法改进、以及相关的组合对比实验等方面的研究。最终采用2DGabor纹理特征特征提取结合M1BDPCA方法,有效的提高了小样本情况下的识别率。  本文的工作内容有以下几个方面:  1、对掌纹库中的图像进行预处理。其中包括原图像(384×284)二值化、连通域分析去噪、轮廓提取和定位分割五个过程,最后获得了感兴趣区域图像(ROI128×128)。其中在定位过程中,对已有的谷点定位方法采用改进指间点定位方法,进行查找含参考点的关键区域的研究,取得了良好的测试效果。  2、由于2DGabor纹理特征能够减小掌纹图像中光照对识别结果的影响,本课题根据2DGabor滤波器原理,通过实验结果证明在5个方向3个尺度上2DGabor滤波器就可以达到满意的效果,与传统的在5个方向3个尺度上2DGabor滤波器相比减少了计算量;在此基础上,进行ROI图像的纹理特征提取;此外为了减少无关特征区的数据,对ROI纹理特征图像进行了下采样,将15幅ROI纹理特征子图像由128×128变为32×32。  3、在传统的BDPCA方法中,由于散度矩阵算法采用均值矩阵的方式并不一定能够获取ROI纹理特征子图像的最佳特征投影,本文通过实验和分析,证明最小值矩阵M1能够获取ROI纹理特征子图像的最佳特征投影,因此提出改进的M1BDPCA方法,该方法与传统的BDPCA方法相比取得了更好的效果。  4、在最后的掌纹识别过程中,课题使用通用的最近邻分类器进行分类识别,利用欧式距离为判定依据。  本文以香港理工大学掌纹库为测试对象,采用VC++6.0开发了相应的实验系统,进行PCA、2DPCA、改进BDPCA与2DGabor的组合对比实验,测试结果证明,2DGabor与改进BDPCA相结合的方法相比于传统的BDPCA识别算法,不但在识别率上更优,而且在解决BDPCA小样本问题上有显著的效果。
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