《引入位置關聯和競爭機制的多模態生物融合識別方法》是依託清華大學，由楊文明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：引入位置關聯和競爭機制的多模態生物融合識別方法
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：楊文明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
綜合考慮模態的替代靈活性、採集方便性、設備體積及防偽造性等多種因素，傳統單模態生物識別與現有多模態生物識別都存在某個方面的不足和缺憾。為此，本項目著眼於挖掘具有內在位置關聯特性的多模態生物特徵，力圖在識別中引入這些生物模態之間的內在固有關聯特性，並探索多個模態之間顯著特徵的競爭選擇機制及融合理論，提高多模態系統的防偽造性能和識別精度，並實現一種相應的多模態身份識別的理論方法及原型系統。主要研究內容：①以指靜脈與指關節紋為例的多光譜多模態同步成像方法研究；②相應的多模態生物圖像資料庫的建立與公開發布；③多模態識別中顯著特徵的競爭選擇機制與理論、以及位置關聯性的表達與特徵編碼方法研究；④跨圖像庫的算法性能評估。預期成果可為生物識別領域的同行提供有益的參考，為我國提供擁有自主智慧財產權的、高防偽性能的身份認證技術與系統，並提高我國在圖像處理與生物識別領域的理論水平和套用能力。
結題摘要
本項目面向身份識別進行了專門、系統、深入的研究，主要內容包括指靜脈與指背紋生物特徵圖像庫構建、單模態靜脈識別、單模態人臉識別、單模態指背紋識別、多模態指靜脈與指背紋的競爭融合識別、以及圖像復原理論與方法研究。具體研究內容與成果包括：（1）設計了全球第一套多模態指靜脈、指背紋採集設備，建立了一套相應的包含指靜脈和指背紋的多模態資料庫提供給國內外同行學者使用；（2）提出了一系列單模態指靜脈處理與識別方法，包括韋伯靜脈增強運算元、非對稱的靜脈特徵編碼、加權靜脈匹配策略、疊代式單樣本最優稀疏表示靜脈識別算法； （3）首次提出了基於GAN對抗生產網路的指靜脈特徵提取算法，該算法對靜脈圖像噪聲、光照變化更加魯棒。（4）提出了一系列指靜脈與指背紋競爭融合識別方法，包括交叉點增強編碼（IGDC）、交叉區段二值編碼（CSBC）、和基於稀疏的加權融合方法（WSFI）；（5）構建和採集了多視角指靜脈成像設備與圖像庫，並研究了3D立體靜脈重構方法；（6）提出了基於彈性進階模型的人臉關鍵點檢測算法、基於組件加權的通用人臉識別算法、基於MDS的高低解析度空間學習映射的人臉識別算法，基於網路損失函式改進的Margin Face深度學習人臉識別算法，更好地擴大類間距離並縮小類內間距，獲得了更高的識別準確率；（7）提出了多種低質圖像超解析度復原算法。項目組公開發布了國際上第一個多模態指靜脈與指背紋圖像資料庫THU-FVFDT，被國內外超過50個高校和科研機構下載使用。本課題累計在IEEE TIFS、TIP、TSMC、TMM、SPL、Pattern Recognition、Neurocomputing等著名國際期刊以及IEEE ICASSP、ICIP、VCIP等著名國際會議累計發表學術論文30餘篇，其中18篇論文被SCI檢索，12篇論文被EI檢索，累計培養博士後/博士/碩生22人，累計申請技術發明專利4項，其中國際PCT專利2項，中國發明專利2項。項目所產生的研究成果已經在相關企業（如華為、博為）進行產學研轉化，提高了我國在圖像處理、模式識別、身份識別、多模態融合、圖像復原等方面的理論和套用水平。
