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两种常用指纹方向图算法分析及比较

归档日期:07-23       文本归类:指纹分析      文章编辑:爱尚语录

  2017年 第 1 期 (总第 169 期) 信息通信 INFORMATION & COMMUNICATIONS 2017 (Sum. No 169) 两种常用指纹方向图算法分析及比较 张中旭 ( 山东科技大学, 山 东 青 岛 266000) 摘要:指纹方向图具有真实性、 渐变性、 抽象性的特点, 因此在指纹自动识别系统中具有重要的研究价值。计算指纹方 向的算法有多种, 文章着重介绍并分析了两种常用的易于实现的算法, 目的是通过比较它们的性能, 以满足不同场合 的要求。 关键词:指纹;方向图; 算法 中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2017)01-0077-02 〇 引言 随着各当今社会的发展, 电子技术变得越来越重要, 指纹 识别的技术应用十分广泛。由于指纹具有终生不变性及其稳 定 性, 每个人的指纹各不相同, 因此指纹成为身份鉴别的一个 重要指标, 而在指纹识别系统中,方向图的计算成为其中的关 键 。下面我们列举两种常用的算法。 的方向。 图 2 指 纹 图 像 9 x 9 掩膜模板(8方向) (2) 将 GrayMeaii(k)按照两两垂直的规则分成四组, 即 d? (7 ) 与山,4 与 4, d2与 扎 4 与 d7。然后按照公式(7)进行计算。 GrayDif(k) = IGrayMean(k) — Gray(k+ 4) , k = 0,1,2,3 图 1 指纹局部放大图 (3) 指纹脊线方向和它的垂直方向的差值是最大的。 因此 1 方向图算法比较 1 . 1 梯度法 梯度法是先计算出指纹图像的梯度场来进一步计算整个 指纹的方向场[ 1 ] 。 下面是计算梯度场具体步骤如下: (1)从左到右从上到下计算每一个像素的梯度分量。 例如 可 以 采 用 3 x3 大 小 的 s 〇 b e i 算 子计算梯度 a (y )和 G,(y ): GI= f (i-l , j -l )+2f (i-l J )+f (i-l , j + l )-f (i+ l , j -l )+2f (i+ l , j)+ f (i+ l j +1) ⑴ GrayDif(k )最 大 的 值 k? ? 可以确定脊线的方向。即 当 GrayDif (k) 获得最大值时, 且 与 其 相 对 应 的 1^和 k? ? + 4 差不多就是 脊线的方向。 ⑷下一步借助该窗口中心点的灰度值来计算脊线的方向, 具体的计算方法如公式(8)所 示 。 〇 (j j) _ \Gr〇y il 〇 - GrayMean(kM4I) \Gray(i,\) - GrayMean(kMu+ 4)( ( 8) 1. 3 两种不同方法的分析及比较 由 图 1 可以看出两种方法都能大体的计算出指纹的方向 图, 掩膜法的计算相对于梯度法麻烦一些, 但效果也好一点。 Gy= f (i - l j- l)+ 2 f (ij- l)+ f a + lj- l)- f (i- lj+ l)+ 2 f (i, j+ l)+ f(i+ l,j+ l) (2 ) 0 ( i,j ) = - tan [ d o 狀外(狀)1 (3) 注意, 如 果 Gx或 Gy为 0,则主要方向为0°或 90°。 (2)由于上面的算法计算得的方向图有裂纹和断点、 噪声, 所以要用低通滤波器进行平滑去噪。令 : = cos( 2 * = sin(2 *?(?,?) 1_2掩 膜 法 ⑷ (5) 通过掩膜法可以简单快速地求出指纹的大体方向,但是 此种方法是有限的。常 用 的 用 8 方向的掩膜法求取指纹方向 图,但也可以采用1 6 方向的[a。 掩膜算法求取方向场步骤如下: (1)先将图像分成1616的小块, 然后从左到右从上到下选 取像素点(U )为 , 以(i ,j )为中心, 在 9 x9 的窗口内分别计算(i j ) 像 素 8 个方向上的灰度平均值 GrayMean(k ), 进一步得到整块 (b )梯度法 ( c )梯度方向图原图叠加图 77 2017年 第 1 期 (总第 169 期) 信息通信 INFORMATION & COMMUNICATIONS 2017 (Sum. No 169) 基 于 VxWorks的千兆以太网数据传输系统的设计与实现 韩新丽 (中航工业西安航空计算技术研究所, 陕西西安710065 ) 摘要:文章给出了一个嵌入式系统中以太网的实现方案, 实现了在处理大规模数据时1000Mb/s 网络数据传输接口, 给出 了硬件连接图和引导程序的修改方法。对 MPC8 3 4 9 网络接口设计中的相关问题进行了讨论, 如外部存储器扩展、 通信 接口设计等, 给出了相应的解决方案。 关键词:MPC8349;千兆网 ; VxWorks;引导程序 中图分类号:TN957.5 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2017)01-0078-03 1 概述 网络技术的飞速发展使得对网络的需求越来越大, 很多 情 况 下 100M bps 以太网已经不能满足需要, 于是速率更快的 千 兆 以 太 网 (Gigabit Ethernet)应运而生。数 据 速 率 1 0 倍于 快 速以太网的千兆以太网充分继承了传统以太网价格便宜 的优势并且对原有的以太网技术做了许多改进, 以满足高速 传输速率应用的需求, 同时充分保证了对原有以太网的兼容, 采用了与传统以太网相同的网络协议、 帧结构、 全 / 半双工 工作模式等气在数据传输系统中使用千兆以太网, 即可以 满足系统对高速数据传输通道的需要, 还可以满足系统的网 络 化接口需求, 使得系统与远程计算机之间的数据和通信高 速传输。 本文设计了一套基于 VxWorks的千兆以太网数据传输系 统的解决方案, 该方案主要基于 VxWorks及千兆以太网技术。 利 用 VxWorks技术将数据采集、 传输、 处理融为一体

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