一種基于混合匹配的指紋識(shí)別方法
對(duì)于在線輸入的測(cè)試樣本, 同樣要得到它在空間U的投影向量。假設(shè)T 是一幅待識(shí)別的測(cè)試樣本圖像, 經(jīng)過(guò)樣本類(lèi)別判斷后確定T 屬于第l 類(lèi), 即T∈Pl, 用式(10)先去均值:
將其投影到特征空間, 由式(11) 得到輸入樣本的投影向量:
將投影向量Yt與其所屬類(lèi)別的Pl幅訓(xùn)練樣本的投影向量Yi′進(jìn)行距離匹配,按照式(12)計(jì)算其歐氏距離:
最后采用最近鄰法則, 當(dāng)諸如樣本T 與其同類(lèi)的某一幅訓(xùn)練樣本Plj (Plj∈Pl) 擁有最小歐氏距離且該距離滿足一定的閾值的時(shí)候,即可判定輸入樣本T 與訓(xùn)練樣本為同一幅圖像,即完成整個(gè)識(shí)別。
設(shè)共采集到N 幅指紋圖像, 樣本共分為K 類(lèi), 其中第k(k∈[1,K]) 類(lèi)包含M 幅圖像, 則具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
(1) 輸入指紋圖像的采集與質(zhì)量*估;(2) 對(duì)輸入指紋圖像進(jìn)行樣本類(lèi)別劃分, 設(shè)該輸入屬于第k 類(lèi);(3) 對(duì)輸入指紋圖像進(jìn)行2DPCA 的預(yù)處理;(4) 提取輸入圖像的2DPCA 特征向量集;(5) 采用2DPCA 匹配算法在指紋圖像的第k 類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行初匹配, 若不滿足匹配要求, 則系統(tǒng)最終匹配失敗; 滿足時(shí), 通過(guò)相應(yīng)閾值的設(shè)定得到m(m《 M) 幅候選指紋和它們的匹配得分權(quán)重, 并同時(shí)按照索引得到它們的點(diǎn)模式特征點(diǎn);(6) 對(duì)輸入指紋圖像進(jìn)行點(diǎn)模式預(yù)處理;(7) 對(duì)預(yù)處理后的輸入指紋圖像進(jìn)行點(diǎn)模式特征集中, 采用點(diǎn)模式匹配算法進(jìn)行二次匹配, 并加入對(duì)應(yīng)的2DPCA 匹配的得分權(quán)重。若滿足匹配要求, 則系統(tǒng)最終匹配成功; 若不滿足, 則失敗。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
本文在CPU 為2.00 GHz 、1.99 GHz , 內(nèi)存為2.00 GB的PC 和Matlab R2007B ,Visual STudio 2007 的開(kāi)發(fā)環(huán)境下, 選用FVC2002DB2_A 中的880 幅指紋圖像進(jìn)行匹配算法的實(shí)驗(yàn)。該指紋庫(kù)共采集110 個(gè)指紋, 每個(gè)手指分別采集8 次得到8 幅指紋。實(shí)驗(yàn)采用交叉匹配的方式,即每個(gè)手指從8 幅中選取6 幅作為模板指紋,2 幅作為輸入指紋, 一共進(jìn)行220 次匹配, 得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
從 表中可以看出, 采用本文算法進(jìn)行指紋匹配的識(shí)別率為93.57%, 與點(diǎn)模式匹配算法相比, 識(shí)別率有所提高。改進(jìn)的2DPCA 算法在空間降維提取特征方面由于指紋圖像出現(xiàn)較大程度的位移, 且部分粘連現(xiàn)象較為嚴(yán)重, 使得最終算法中根據(jù)最近鄰原則所得到的匹配圖像出現(xiàn)錯(cuò)誤, 但是觀察其歐氏距離值的排序, 正確的指紋圖像一般位于前列, 這就為混合匹配算法提供了依據(jù)。采用混合匹配, 識(shí)別率略有提升。本文將點(diǎn)模式匹配算法與2DPCA 結(jié)合起來(lái), 在點(diǎn)模式匹配算法中加入了2DPCA 算法的初匹配得分權(quán)重, 提高了點(diǎn)模式的準(zhǔn)確性; 并采用基于樣本類(lèi)別信息的方法, 大大減少了點(diǎn)模式匹配中與原始數(shù)據(jù)點(diǎn)集之間的搜索和逐對(duì)匹配的次數(shù), 因此要比原有點(diǎn)模式的效率高。
表1 三種模式指紋匹配算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本文對(duì)基于細(xì)節(jié)點(diǎn)的指紋匹配算法和基于全局信息的改進(jìn)2DPCA 匹配算法進(jìn)行了分析;然后對(duì)三種模式的算法進(jìn)行了比較,總結(jié)了其優(yōu)缺點(diǎn);最后將兩種模式的算法相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種混合指紋識(shí)別算法。該算法具有兩種模式的優(yōu)點(diǎn), 能夠縮小匹配范圍, 減少匹配次數(shù), 并且在一定程度上提高了識(shí)別率,降低誤判和拒識(shí)率。
評(píng)論