2022年毕业设计掌纹识别技术开题报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 西南交通高校电气工程学院本科毕业设计论文 开题报告毕业设计论文题目同学姓名校内指导 老师姓名 校外指导 老师姓名题目性质资料情形掌纹图像预处理及关键区域提取技术讨论同学学号同学专业电子信息工程校外毕业 实习单位工程设计理论讨论科学试验软件开发综合应用1、设计任务书有无2、外文资料翻译完成未完成3、毕业设计指导日志仔细填写未填写一、掌纹识别技术讨论的意义 随着现代社会信息技术的飞速进展,信息化和网络化的社会对各种 信息和系统的安全性提出了更高的要求；身份认证是人们加强信息和系 统安全的基本方法之一；区分于传统的密码、证件等传统的身份鉴别方 式,人

2、体生物特点识别技术提取人体固有的生物特点,有效地克服传统 身份识别方法的缺陷,用其稳固性和唯独性优点完成身份鉴别和验证；身份识别已经成为商业、金融和国防机构信息安全系统的重要组成部分 和必不行少的安全措施；同时,在现代社会方方面面的普遍应用也对身毕业 设计（论 文）选题 意义 和研 究现 状份识别技术提出了新的要求,促进了其自身的快速进展；在基于人手特点的身份鉴别技术中,指纹识别是使用的最早、最广 泛,也是最为成熟的生物识别技术；随着应用的推广,指纹识别的不足 也越来越显现出来；最明显的的是指纹识别的验证系统局限于指纹质量 较好的群体；虹膜识别系统用一般的相机无接触式地摄取虹膜图像,不 会像角

3、膜识别那样有传播疾病的危急；而且虹膜特点的高稳固性也带来 了识别系统的高识别率；但是,虹膜识别系统的造价一般特别昂贵,也 影响了其商业上的广泛推广；人脸识别是猎取人脸图像,提取面部特点 来进行身份鉴别和验证；人脸表情的变化严峻影响了识别率的提高；目 前为止,仍不能确定人脸识别技术能得到广泛的应用；手形识别技术是最早引入商业应用的生物识别技术,手形特点稳固性高,不易随外在环 境或生理变化而转变使用便利；但现有的手形识别系统也存在成本较高、精度较低等缺点,并且手形特点的特殊性很难得到保证；可见,挑选一种既便利采样,又能克服上述弱点的生物特点用来进 行身份验证是极有意义的,掌纹恰恰符合这种要求；掌纹

4、识别是近些年 来新兴的一种身份识别方法,是对现有的生物识别技术的重要补充；掌 纹识别具有许多特点：1. 跟指纹一样,手掌上也布满了乳突纹,但手掌区域比手指区域大名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 得多,因而它含有比指纹更为丰富的可区分信息,易于提取特点区域；2. 手掌上有几条大的主线和许多的皱折线,这样的线特点是掌纹所 独有的,具有很强的区分才能和抗噪声才能,并且可以在低辨论率、低质量的掌纹图像中提取出来；3. 掌纹具有唯独性；4. 相比其他生物识别技术,掌纹图像采集设备的价格要廉价得多,并且使用便利,更简单被用户接受

5、；二、掌纹识别技术的讨论现状 掌纹识别作为生物特点识别技术是近年来进展起来的新兴技术,在 国内,香港理工高校与清华高校领先提出利用掌纹进行身份识别的思想,对掌纹的基本特点和特点作了全面的总结,开创了掌纹识别讨论的新领 域；经过十几年的进展,掌纹识别技术已经逐步进入成熟阶段；香港理 工高校生物识别讨论中心设计和开发了世界上第一套民用联机掌纹识别系统,建立了世界上最大的掌纹图像数据库；该数据库有 10 万多个样本,2003 年在网上发布了收割掌纹数据标准库；目前,掌纹识别作为生物特 征识别家族的重要成员,已在国际上得到公认,并产生了较大的影响；掌纹识别的技术主要包括：掌纹图像采集、掌纹图像预处理、

6、掌纹 特点的提取、掌纹特点识别；本文主要从掌纹图像的预处理算法、掌纹 图像的特点提取和掌纹图像的特点识别算法三个方面分析掌纹识别技术 的讨论现状；预处理的目的是排除掌纹图像中的无关信息,复原有用的真实信息,增强有关信息的可检测性和最大限度地简化数据,从而使所采集的掌纹 图像能便利地对图像后续处理；掌纹图像的预处理包括以下几个方面：掌纹图像的定位分割、掌纹图像的去噪、掌纹图像的增强；掌纹特点的提取是掌纹识别中最关键的一个环节,特点提取算法的 好坏很大程度上打算了系统识别率和效率的高低；现在的掌纹特点提取 的算法许多,以下阐述几种典型的掌纹特点提取算法：1 基于点线特点的掌纹特点提取方法 的掌纹特

7、点提取算法；该方法先用一个二维2 基于二维 Gabor 滤波器 Gabor 滤波器对掌纹图像进行滤波,然后用滤波后的相位信息形成二值掌纹特点码,这样在特点向 量中仅储存了相位信息；3 基于小波变换的掌纹特点提取方法；小波变 换是一种特别有效的图像处理方法,它供应了很好的空域和频域定位属 性,特别适用于描述多辨论率情形下的图像边缘特点,并且已被应用到纹理特点的提取和图像的去噪中；4 基于主成分分析（ PCA）的掌纹特征提取方法；主成分分析是把多个特点映射为少数几个综合特点的一种 统计分析方法；在多特点的讨论中,往往由于特点个数太多,且彼此之 间存在着肯定的相关性,因而使得所观测的数据在肯定程度上

8、有信息的重叠；主成分分析实行一种降维的方法,找出几个综合因子来代表原先 众多的特点,使这些综合因子尽可能地反映原先变量的信息,且彼此之间互不相关,从而达到简化的目的；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本文共分五章,各章节的内容支配如下：第一章绪论；本章第一简要概述本课题的讨论背景及意义,然后回忆生物识别技 术、掌纹识别技术进展历程,随后重点介绍了掌纹识别技术的讨论现状；其次章掌纹图像的预处理；在本章中,重点阐述了掌纹识别系统的相关背景学问,主要对掌纹 数据库和本课 题主 要研 究内 容图像预处理相关方法做了具体介绍；

9、掌纹图像的预处理过程包括阈值分割、图像滤波、关键点检测和提取 ROI 区 域等；预处理是对掌纹图像猎取和特点提取的有效连接,一方面去除了 采集设备引入的随机噪声,另一方面得到可供有效特点提取的数据块；第三章掌纹图像特点的提取；本章第一简要介绍小波变换的概念,同时介绍了多辨论率分析以及 信号的小波分解与重构的相关理论；接下来针对掌纹图像信号,介绍了 基于掌纹图像的多小波分解理论,同时提出相应的方法处理多小波变换 之后的图像；在手掌的特点图像经过多小波分解后,提取其与手掌纹线 相关的子区域,并将这些子区域备用于手掌特点纹线的帮助匹配；第四章试验结果及分析人们对生物特点识别技术的讨论从1960 年开

10、头1,2003 年 6 月联合国国际民用航空组织公布其生物特点识别技术的应用规划,在用户护照 上加入如指纹、虹膜等生物特点；刑事技术部门在提取和比对现场痕迹时常常发觉犯罪分子遗留的掌纹痕迹,假如不对其加以应用,将可能会文 献 综 述、参 考 文 献缺失纹型信息的30%；事实上,人手掌纹识别这一领域始终是空白,直到 1998 年显现第一篇关于掌纹识别技术的论文1,2；1、掌纹图像猎取 掌纹识别的第一步是采集掌纹,并储存成数字图像；香港理工高校和哈尔滨工业高校联合研制的基于CCD 的联机掌纹采集设备3可实时的猎取高质量的掌纹图像,为联机掌纹识别技术的讨论打下了硬件基础；2、掌纹图像预处理 为削减掌

11、纹图像采样过程中引进的旋转、平移、扭曲等非线性因素的影响,必需为掌纹特点提取和匹配供应基准；掌纹图像经预处理如图像增强、滤波、二值化、细化、分割等后分割出掌纹中心区域,削减了不必要的噪声干扰,降低了后续工作的复杂度,在掌纹识别技术中具有特别重要的意义；综合国内外掌纹识别技术的讨论现状,介绍以下三种 典型预处理方法；1 用三个关键点检坐标系 4在两个手指相交的地方定三个点,1、3 连线为 Y 轴,过点 2 且垂直 于 Y 轴的直线为 X 轴建立坐标系,进而在该坐标系下分割出大小为 128 128 的掌纹中心区域；名师归纳总结 2用最大正方形确定掌纹关键区域第 3 页,共 6 页- - - - -

12、 - -精选学习资料 - - - - - - - - - Poon 5等提出了一种划分掌纹中心区域的方法；他们将掌纹的中心 区域划分为多个椭圆形半环,每个椭圆形半环再分为多个小块,对每个 小块分别提取特点；这样划分的优点是可以减小旋转产生的影响；3 用最大内切圆确定掌纹有效区域 6用内切圆确定掌纹有效区域是文献【6】中介绍的一种新方法,该方 法同样第一是用边缘检测算法求得边缘图,然后再在手掌内寻求最大内 切圆 半径和圆心 ,从而分割出掌纹有效区域；3、掌纹图像特点提取与匹配 掌纹图像是种近似的纹理周期性图案,掌纹图像中不同区域的纹线 方向和空间频率代表着掌纹图像内在的特点；针对掌纹图像的特点,

13、已 提出了下面几种代表性的掌纹图像识别；1 基于 Fourier 变换的识别7 第一应用 Fourier 变换将掌纹图像变换到频域,然后在频域中进行特 征提取和描述；由于 Fourier 变换丢失了掌纹纹线的位置和细节信息,使 得提取出来的特点不够直观；基于 2D Gabor 变换的识别 8 2第一运用扩展后的 2D Gabor 相位编码进行掌纹的特点提取和描述 纹 线特点分为实部和虚部 ,然后使用一种规范化汉明距离进行匹配,处理 速度较快； Gabor 变换的确能反映出图像信号在任意局部范畴的频域特 性,这是它比 Fourier 变换优越之处, 但这种方法不能实现多辨论率分析,会丢失一些纹理

14、信息；基于小波变换的识别 9 3小波分析 10 是一种有效的多辨论率分析工具,在人体生物特点识别 方面,小波变换得到了有效的应用；在掌纹图像特点提取技术中,利用 小波变换将掌纹图像定义了一种多辨论率的纹理特点小波能量特 征,该特点是将各级小波分解的细节图像分块后运算出来的,可反映掌 纹纹理能量的不同位置、不同方向、不同辨论率下的分布情形,从而很好地刻画掌纹图像特点；【11】4基于二维 PCA 的掌纹识别方法讨论主成分分析实行一种降维的方法,找出几个综合因子来代表原先众 多的特点,使这些综合因子尽可能地反映原先变量的信息,且彼此之间 互不相关,从而达到简化的目的；掌纹识别技术是近年来新兴的一种身

15、份识别方法,是对现有的生物 识别技术的重要补充,有广泛的用用前景,值得深化讨论；参考文献：1ZHANG D. Biometrics-a unique authentication approachR.Hongkong:HKCS-ISSG,2004. 2SHU W,ZHANG D. Automated personal identification by palmprintJ.Optical Engineering,1998,378:2359-2362. 3David Zhang , Wai-Kin Kong , Janc You , ang Michacl Wong . Online Palm

16、print 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - IdentificationJ . IEEE Transactions on Pattcrn Analysis and Machine Intelligence . 2003,259:1041-1050. 4 王涛, 李文新 .一种基于小波变换的掌纹识别新方法 论文集 C. 北京：清华高校出版社,2003. A. 第四届生物识别学术会议5Poon C, Wong D C M, Shen H C. A new method in locating and segmentin

17、g palmprint into region-of-interest. In: Pro-ceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition. Washington D. C., USA: IEEE, 2004. 533 536 6Liambas C, Tsouros C. An algorithm for detecting hand ori-entation and palmprint location from a highly noisy image.In: Proceedings of IEEE I

18、nternational Symposium on Intel-ligent Signal Processing. Alcala De Henares, Spain: IEEE,2007. 1 6 7 W. X. Li, D. Zhang, Z.Q. Xu., Palmprint Identification by Fourier Transform. International Journal of Pattern Recognition and Artifical Intelligence 2002, 164, 417-432. 8 卢光明 , 掌纹识别系统关键技术与算法讨论. 学位论文

19、2005, 哈尔滨工业高校, 55-71. 9 戴青云 ,余英林 ,张大鹏 .基于结构特点的在线掌纹的分类方法 J.模式识别与人工 智能 ,2002,151:112-116. 10Mallat S. A Wavelet Tour of Signal Processing. 2 nd edn . New York:Academic Press,1999. 11CHANGZHI WEN, JIASHU ZHANG . Palmprint recognition based on Gabor Wavelets and 2-Dimensional PCA&PCAC.ICW APP07 Internat

20、ional Conference on Wavelets Analysis and Pattern Recognition, 2007, 4: 1518-1523. 12 邬向前,张大鹏,王宽全.掌纹识别技术 ,科学出版社 ,2006 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工 作 计 划 及 安1-3 周分析题目,查阅相关资料,明白进展状况,学习理论,弄清课题目的、意义及任务；4-5 周确定论文的整体框架, 编写 Matlab 仿真程序实现掌纹图像的预处理；6-8 周编写 Matlab 仿真程序实现对掌纹关键区域的精确定位与提取；9-12 周提出猎取有效的掌纹特点的方法和思路并用程序实现；13-14 周最终完成系统后续工作,论文的撰写；排指导老师看法指导老师签字：年月日专家组评审看法专家组组长签字：年月日填写说明：本报告书可打印 但不得随便删减项目 . ,签名须手写 ,如表格容量不够 ,可依据内容增加页数 ,名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页