基于小波变换的指纹图像降噪与压缩文献综述

 2021-09-25 01:09

全文总字数:3763字

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1.前言

指纹识别是一种生物(Biometric)识别技术。所谓生物识别技术,是指依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术。通过取代个人识别码和口令。生物识别技术可以阻止非授权的访问,可以防止盗用ATM、蜂窝电话、智能卡、桌面PC、工作站及计算机网络。在通过电话、网络进行金融交易时进行身份认证,在建筑物或工作场所,生物识别技术可以取代钥匙、证件、图章和卡阅读器。

目前的生物识别技术主要有指纹识别、虹膜识别、面部识别、声音识别等,其中指纹识别技术更是生物识别技术的热点。在指纹采集的过程中,由于受各种外在原因的影响,可能会使指纹图像中含有各种噪声。这些噪声的存在严重影响了指纹识别的准确性,直接制约着系统的识别率和识别速度,因此需要先对指纹图像进行预处理,去除图像中的噪声。在指纹的存储过程中,如果对于采集到的原始图像直接进行存储,不仅所需的物理空间非常巨大,而且很难保证传输时所需的带宽。因此就需要对指纹图像进行压缩编码,在降低保存指纹图像的数据量的同时,尽量保持指纹图像的质量不变或者使内容的差别保持在一定的可控范围内。

由以上可以看出指纹去噪和指纹压缩在指纹识别系统中的重要地位,因此该课题的研究具有重要的理论意义和现实意义。基于小波变换的图像压缩技术更是目前图像压缩领域的重要分支,它因具有高压缩比,快速压缩,以及压缩后保持图像特征基本不变等特性,因此在图像压缩领域获得了广泛的应用和研究。

2.研究现状

随着数字通信、计算机网络及多媒体技术的飞速发展,图像压缩编码成为解决多媒体通信问题的一个关键环节。基于小波变换的图像压缩技术更是目前图像压缩领域的重要分支,它因具有高压缩比,快速压缩,以及压缩后保持图像特征基本不变等特性,在图像压缩领域获得了广泛的应用和研究。在上世纪七十年代人们开始将数字图像处理和模式识别技术应用于指纹识别上,而近几年来由于计算机科学得到迅猛发展,大量的指纹档案以指纹图像文件的形式存放在计算机中。如何对指纹图像进行有效压缩、预处理以及分类识别成为指纹处理的焦点问题,虽然很多学者对指纹图像进行了大量的研究,但由于图像处理的复杂性,到现在离问题的最终解决尚有一定距离。

随着指纹技术的发展,大容量的指纹数据库中,指纹图像需要压缩之后以较小的存储空间来保存;如果指纹用于远程身份认证(如电子商务、网上银行等),则需要通过网络传输指纹图像,如果能在发送端将指纹图像压缩,在接收端进行解压缩,就可以减少网络传输的数据量,于是指纹压缩的课题提到日程上来。

3.原理及实现

一般意义上,图像中所有干扰人的视觉或者传感器件提取和判断图像信息的成分都可称为图像噪声。图像噪声具有不确定性,特别是对于指纹图像。采集对象、采集器件及采集自然条件都会引入不同程度的噪声。

为形象直观的理解图像及图像噪声,可设原始图像为,图像噪声为,实际输入图像为,三者关系如以下公式所示:

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