現場指紋識別的關鍵問題研究

《現場指紋識別的關鍵問題研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由陳芳林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：現場指紋識別的關鍵問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳芳林
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

指紋識別在身份鑑定方面的套用越來越廣泛，尤其犯罪現場指紋在嫌疑人識別方面具有不可替代的作用。但是傳統指紋識別方法在現場指紋識別中的套用效果不理想，主要原因是犯罪現場指紋通常由於污漬、血跡等原因變得模糊不清，圖像質量非常差。由於現場指紋的複雜性，現場指紋識別技術還需進一步研究和提高。本項目將研究現場指紋識別系統中的三個關鍵模組：現場指紋分割、現場指紋方向場估計和重疊指紋分離。我們將提出能從複雜背景分割現場指紋、抗噪能力強的方向場估計、自動的重疊指紋分離等原創算法。本項目的順利開展將有助於推動現場指紋識別技術的進步，擴大指紋識別的套用範圍，充分發揮指紋識別在打擊犯罪、保衛國家安全和個人生命財產安全方面的套用價值。本項目的研究成果具有普遍性，可推廣到其他模式識別和計算機視覺問題，如前景分割和圖像分離。

結題摘要

指紋識別在身份鑑定方面的套用越來越廣泛，尤其犯罪現場指紋在嫌疑人識別方面具有不可替代的作用。但是傳統指紋識別方法在現場指紋識別中的套用效果不理想。由於現場指紋的複雜性，現場指紋識別技術還需進一步研究和提高。本項目對現場指紋、殘缺指紋的處理與識別進行研究，主要成果有：（1） 由於現場指紋大部分為破損或重疊的指紋，以至於提取出的指紋質量較差。雖然已有的指紋處理算法在專業提取的指紋上處理結果較為滿意，但是對於現場提取的指紋處理結果甚差。為了解決上述問題，提出了一種求取現場指紋方向場的方法，用以提高現場指紋方向場的提取質量，為案件偵破提供強有力的幫助，大量節省了刑事偵破中各工作人員的時間和精力；（2） 提出了一種新穎的融合算法來提高殘缺指紋匹配的性能。首先研究了殘缺指紋識別中指紋區域殘缺面積的影響。基於對比不同面積的殘缺指紋識別的實驗，提出了一種基於改進SVM的融合方案，以結合區域殘缺面積信息進行指紋識別。所提出的融合算法提高了傳統特徵點匹配方法的匹配精度，最大提高約為2個百分點；（3） 提出了一種新穎的分級細節點匹配算法用於指紋和掌紋識別。把匹配過程分解成幾個層次（層級），並且在不同的層次中拒絕許多不匹配的指紋或掌紋，因此可以節省許多時間同時保持一個較高的識別率。實驗結果顯示，對比傳統的方法，提出的算法可以節省大約50﹪的搜尋時間，表明了它的有效性；（4）重疊指紋一直是傳統指紋識別系統的挑戰，本研究提出了一個處理重疊指紋，能夠自動分離重疊指紋方向場的方法，並申請了國家專利。 本項目實施過程中，項目組在IEEE Transaction on Image Processing, International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence, PLOS ONE等SCI期刊發表論文5篇，出版專著1部。協助培養研究生6名，申請國家發明專利1項，獲美國專利授權1項。獲國際圖像視覺任務競賽（ImageCLEF）第二名（2013）、第一名（2014）。項目組通過積極參與相關領域主流國際會議、邀請專家訪問等方式，與同行進行了深入的學術交流與合作。