Основным элементом систем дактилоскопической аутентификации является алгоритм сравнения. Для отпечатков одного и того же пальца, полученных с помощью устройства сканирования реального времени, наблюдается изменчивость папиллярного рисунка. Основными причинами такой изменчивости выступают шумы, вносимые системой сканирования отпечатков, а также линейные и нелинейные искажения, связанные с изменением положения пальца на поверхности сканера, неравномерным давлением пальца и т.д.
Большинство алгоритмов сравнения рассматривает отпечатки в виде наборов характерных точек, которые получаются путем применения алгоритмов извлечения характерных деталей из отпечатка. Одним из подходов к решению проблемы сравнения является непосредственная компенсация искажений входного отпечатка по отношению к шаблону. При этом процесс сравнения будет состоять из двух взаимосвязанных этапов, первый из которых заключается в поиске опорных точек (компенсация линейных искажений). Второй этап -подсчет пар совпадающих по некоторым параметрам точек (компенсация локальных нелинейных искажений).
С этой целью в ряде алгоритмов используется окно допусков, определяемое в полярных координатах относительно опорной точки. Размер такого окна увеличивается при движении от центра к краям отпечатка, что позволяет учитывать радиальные нелинейные искажения. Недостатком этого метода является ограничение выбора опорных точек только в центральных областях отпечатков, а при неверном выборе опорных точек не позволяет корректно компенсировать нелинейные искажения. С целью увеличения области выбора опорных точек и возможности гибкого учета нелинейных искажений предлагается использовать окна допусков с изменяемыми размерами в декартовых координатах изображения отпечатка. При этом каждой найденной паре присваивается вес в зависимости от размеров используемого окна, что позволяет учитывать степень искаженности входного отпечатка при последующем принятии решения.
Алгоритм формирования кодовой книги для сжатия коэффициентов цифрового изображения отпечатков пальцев
Векторное квантование (ВК) - эффективный способ для сжатия цифровых изображений с потерями. Основные идеи всех основанных на ВК методов сжатия изображений сходны: т - мерный векторно-импульсный модулятор Q может быть определен как Q*х*у, где х- мерное Евклидово пространство, а у - подгруппа из R, у = {с1г с2,...,сп}, и называется «-мерной кодовой книгой. И кодер, и декодер, используют одну и ту же кодовую книгу. В ВК системах кодер определяет самое близкое ключевое слово из кодовой книги для поступающего вектора, и таким образом, отображает входные векторы в набор индексов. Многие известные подходы для кодирования изображений посредством ВК используют стандартный LBG алгоритм для формирования кодовой книги. В данной работе предлагается новый метод конструирования кодовой книги для коэффициентов дискретного вейвлет-преобразования, частично использующий подходы, применяемые в генетическом алгоритме (GA).
Отличие данного подхода от LBG заключается в другом способе формирования кластера. Вектора имеют размер 125 и получаются путем деления на подблоки размером 55 коэффициентов HL, LL, LH и НН саббендов. В отличие от GA, это - строго детерминированный отбор с одним критерием отбора для каждого шага. На первом шаге "подобные" векторы пространства обучения собираются в одном и том же кластере. Основанный на MSE (используется как критерий подобия) отбор гарантирует, что "неудачная" кластеризация на этой стадии не будет, в конечном счете, воздействовать на репрезентативный кластерный отбор. На втором шаге как представитель кластера выбирается вектор, имеющий максимальные отличительные особенности. Определяющим фактором оценки особенности является дисперсия и соответственно выбирается вектор, имеющий максимальную дисперсию. Данный метод конструирования кодовой книги для коэффициентов вейвлет-преобразования эффективнее стандартного LBG алгоритма.
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЦЕССА НЕЛИНЕЙНОЙ ГЕНЕРАЦИИ СПЕКТРОВ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ ОТ АМПЛИТУДНОФАЗОВЫХ СООТНОШЕНИЙ В ТРЕХЧАСТОТНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЕ
Вопросы, связанные с нелинейным взаимодействием акустических волн, продолжают оставаться актуальными, поскольку имеют больигую практическую значимость для фундаментальных и прикладных направлений акустики. До настоящего времени влияние частотных, амплитудных и фазовых соотношений в исходном спектре волн конечной амплитуды (ВКА) на процесс ее распространения в квадратичнонелинейных средах без дисперсии остается недостаточно изученным. К настоящему времени роль амплитудных и фазовых соотношений в нелинейных акустических процессах наиболее полно изучена только в случае вырожденного параметрического взаимодействия, где впервые показана возможность посредством изменения амплитуднофазовых соотношений формировать акустические поля с различными пространственно временными спектрами, уменьшать нелинейное затухание волн, инициировать поглощение звука звуком, дисперсию скорости и др. Важная роль фазовых соотношений также была отмечена при рассмотрении узкополосной трехчастотной ВКА с симметричным частотным спектром. Показано, что подбором амплитудных и фазовых соотношений в излучаемой волне удается обеспечить условия запрета нелинейной генерации целого ряда вторичных волн, что представляет большой научный и практический интерес.
Однако рассмотрение этой задачи ограничилось изучением запрещаемых вторичных волн, что не позволило раскрыть общий механизм влияния фазовых соотношений на процессы энергообмена между различными субъектами взаимодействия, включая волны второго, третьего и более высоких порядков. В статье приведены результаты теоретического и экспериментального исследования зависимостей волн 2го и 3го порядков от фазовых соотношений в излучаемой трехчастотной волне.
Показано, что процессы генерации волн 2го и 3го порядков фазозависимы, испытывая качественные изменения по мере увеличения амплитуд излучаемых сигналов. В частности, обнаружен своеобразный закон сохранения, отражающий стремление искажающейся в процессе распространения ВКА удерживать в каждом из порядков нелинейно генерируемых волн определенный уровень энергии. При этом влияние фазовых соотношений сводится к перераспределению энергии между волнами одного порядка если для одних волн выбранные фазовые соотношения благоприятствуют притоку энергии, то для других наоборот.
РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ВИБРОКОЛЕБАНИЙ ПО СИГНАЛУ ГОМОДИННОГО ЛДВ
Лазерная доплеровская виброметрия является самостоятельной частью большого научного и технического направления - лазерной интерферометрии, которая составляет метрологическую основу современного производства в области высоких технологий, в том числе наиотехнологии. Отличительной особенностью сигналов лазерных доплеровских виброметров (ЛДВ) является характер движения исследуемого объекта, приводящий к сложной структуре информационного сигнала и, следовательно, к сложным системам его обработки. ЛДВ позволяют определить основные параметры как линейного, так и вращательного движений, с высокой точностью. Точность измерения зависит от многих параметров и, в первую очередь, от используемого алгоритма обработки, полученного с выхода оптического датчика ЛДВ информационного сигнала.
Поэтому для получения необходимых метрологических характеристик проектируемой измерительной системы необходим правильный выбор используемого алгоритма обработки сигнала ЛДВ. Современными тенденциями развития измерительной части ЛДВ является использование цифровых методов обработки сигналов и более сложных алгоритмов, которые было проблематично реализовать в аналоговом виде. На практике при решении задачи реализации квазиоптимальных методов обработки сигналов ЛДВ преследуется цель обеспечения максимально возможной точности измерения параметров виброколебаний, т.е. потенциальной точности, которую теоретически может обеспечить оптимальный метод. Рассматривается проблема расчета и оценки потенциальной точности измерения параметров виброколебаний, содержащихся в информационном сигнале, поступающем с выхода ЛДВ, а также влияние параметров сигнала на измерительную точность.
При решении данной задачи была создана и исследована модель сигнала гомодинного ЛДВ, на основании которой в среде Mathcad была рассчитана потенциальная точность измерения амплитуды виброколебания исследуемого с помощью ЛДВ объекта. Были получены и представлены зависимости точности оценки от различных параметров сигнала ЛДВ и от условий измерения, а также даны некоторые рекомендации по выбору параметров сигнала и условий наблюдения, с целью обеспечения максимальной точности измерения параметров виброколебания.
