婴幼儿指纹识别若干关键问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61773263
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0605.模式识别与数据挖掘
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Recognition of infants and young children is of great importance for their healthy growth. Fingerprint is the most suitable biometric for recognition of infants and young children. But due to the problems of weak fingerprint signal, large growth deformation, small finger skin area, and low cooperation when capturing their fingerprints etc., the existing fingerprint recognition algorithms cannot be directly applied to infants and young children. How to improve the fingerprint recognition performance for infants and young children is still a challenging and important research topic. This project aims to develop new theories and methods based on the deep learning framework to address several key problems of fingerprint recognition for infants and young children. First, multi-layer deep neural networks will be constructed to learn the features and context information for fingerprint quality assessment and learn the transforms from the low to high quality fingerprint images for fingerprint reconstruction and enhancement. Second, a growth deformation model will be built based on recurrent neural networks to model the complex changes of fingerprints caused by the rapid growth of infants and young children. Finally, for fingerprint feature extraction and matching, the multi-scale convolutional neural networks will be studied for detection of fingerprint feature points. In adddition, the 2 channel multi-layer convolutional neural networks will be constructed to learn the multi-level features of fingerprints with joint optimization of feature extraction and matching. The research results are expected to improve the fingerprint recognition performance for infants and young children. The research of this project has academic innovation and important application value.
婴幼儿身份识别对其健康成长具有极其重要的意义。指纹是最适合婴幼儿身份识别的生物特征,但是婴幼儿指纹信号微弱、生长形变大、指端皮肤面积小、采集配合度差等问题,现有指纹识别算法无法直接应用于婴幼儿群体,如何提高婴幼儿指纹识别率仍然是一个挑战性的重要研究课题。本项目旨在基于深度学习框架,对婴幼儿指纹识别若干关键问题,开展新理论、新方法研究。首先针对指纹图像质量评估和增强,构建多层网络模型,自动提取指纹特征和上下文信息评估图像质量,学习从低质量到高质量指纹的变换关系重建指纹图像。然后构建基于递归神经网络的指纹生长形变模型,对指纹随婴幼儿快速成长而引起的复杂变化进行建模。最后,针对婴幼儿指纹特征提取和匹配,研究基于多尺度卷积神经网络的指纹特征点检测方法,构建双通道卷积神经网络,自动学习指纹多层次特征,联合优化特征提取和匹配。研究成果有望提高婴幼儿指纹识别性能。本项目研究具有学术上的创新和重要应用价值

结项摘要

婴幼儿身份识别对其安全和健康成长有着非常重要的意义。指纹是最适合婴幼儿身份识别的生物特征,经过众多研究者几十年的努力,指纹识别技术研究已取得很多重要成果,但是婴幼儿指纹信号微弱、生长形变大、指端皮肤面积小、指纹采集配合度差等问题,现有自动指纹识别技术无法直接应用到婴幼儿群体,如何提高婴幼儿指纹识别率仍然是一个挑战性的重要问题。近几年发展起来深度学习理论的深入研究和应用,为婴幼儿指纹识别提供新的思路和方法。本项目针对婴幼儿指纹识别的若干关键问题,基于深度神经网络框架,研究新的指纹图像处理和分析方法,并对这些方法的理论和应用进行了较充分的研究和分析。.首先,针对婴幼儿缺失公开指纹图像库问题,采用两种指纹采集器,开展0-6岁婴幼儿指纹图像数据采集,构建了一个含有6476张指纹图像数据库,为后续算法研究提供重要数据支撑。然后,针对婴幼儿指纹图像分辨率低问题,提出了一种基于密集连接金字塔的生成式对抗网络(DCP-GAN)模型,重建高分辨率指纹图像,提高婴幼儿指纹识别准确率,研究成果发表于国际生物特征会议IJCB2021会刊(EI检索)。其次,针对低质量指纹图像分割和增强问题,提出了基于低尺度嵌套U型卷积神经网络的分割算法、基于分块DenseUNet的增强方法,有效去除背景噪声、增强纹线清晰度,提高指纹图像质量和识别准确率,研究成果发表于国际知名期刊IEEE Trans. on Information Forensics and Security,2021,16(1):1709-1719等。最后,针对指纹特征提取和匹配,提出了基于多任务全卷积神经网络的特征点提取算法和基于图卷积神经网络的匹配算法,该方法不仅能准确检测特征点和计算特征点的方向,而且能有效融合指纹局部和全局特征信息,提高指纹识别准确率,研究成果发表于国际知名期刊Pattern Recognition,2021,120:0-108189等。.本项目研究的指纹图像处理和识别方法,在婴幼儿指纹图像库和其他低质量指纹图像库上进行验证,能有效提高指纹识别的鲁棒性和准确率。相关研究成果可以进一步开发成具有自主知识产权的指纹识别软件,为婴幼儿特殊群体提供一套快速、准确、廉价的身份识别解决方案,可用于跟踪婴幼儿免疫接种情况、打击拐卖儿童犯罪和户籍管理等国家重大需求领域。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
A multi-task fully deep convolutional neural network for contactless fingerprint minutiae extraction.
用于非接触式指纹细节提取的多任务全深度卷积神经网络
  • DOI:
    10.1016/j.patcog.2021.108189
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    PATTERN RECOGNITION
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Zhang, Zhao;Liu, Shuxin;Liu, Manhua
  • 通讯作者:
    Liu, Manhua
Automatic Segmentation and Enhancement of Latent Fingerprints Using Deep Nested UNets
使用深度嵌套 UNet 自动分割和增强潜在指纹
  • DOI:
    10.1109/tifs.2020.3039058
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Information Forensics and Security
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Liu Manhua;Qian Peng
  • 通讯作者:
    Qian Peng
基于 SRDenseNet 的指纹超分辨率重建研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机应用与软件
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱 鹏;刘满华
  • 通讯作者:
    刘满华
Latent Fingerprint Segmentation Based on Ridge Density and Orientation Consistency
基于脊线密度和方向一致性的潜指纹分割
  • DOI:
    10.1155/2018/4529652
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Security and Communication Networks
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Manhua;Liu Shuxin;Yan Weiwu
  • 通讯作者:
    Yan Weiwu

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其他文献

阿尔茨海默病的脑微出血特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    上海交通大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴依娜;庄惠翔;李钒;刘园园;严峰;史琰琛;王静华;张建业;刘满华;王金红;肖世富;王涛
  • 通讯作者:
    王涛
基于模糊熵评价和最优搜索的自动对焦算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    重庆邮电大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘书炘;刘满华
  • 通讯作者:
    刘满华
基于模型分析的指纹奇异点检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王晓端;刘书炘;刘满华
  • 通讯作者:
    刘满华

其他文献

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刘满华的其他基金

面向儿童脑发育的多模态磁共振影像智能处理和分析
  • 批准号:
    62171283
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向儿童脑发育的多模态磁共振影像智能处理和分析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中韩人工智能和脑科学前沿研讨会
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    9 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
基于深度学习的多模态神经影像融合分析与脑疾病诊断
  • 批准号:
    61375112
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    76.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于压缩感知理论的现场潜指纹图像处理和识别技术研究
  • 批准号:
    61005024
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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