检索结果-内蒙古大学图书馆

使用平均周期进行指纹分类

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国防科技大学学报 2004年第4期26卷 22-26,50页

作者：祝恩殷建平周婧国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

提出了一种基于指纹平均周期的分类方法,通过计算指纹的平均周期并按照平均周期将数据库中的指纹进行排序,该方法可有效地提高指纹的搜索速度。若将基于指纹周期的分类算法和现有的指纹分类算法结合起来,则可进一步提高指纹搜索效率。

关键词：指纹识别指纹分类指纹索引指纹周期

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新型存储设备上重复数据删除指纹查找优化

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计算机研究与发展 2020年第2期57卷 269-280页

作者：何柯文张佳辰刘晓光王刚南开大学计算机学院天津300350 天津市网络与数据安全技术重点实验室(南开大学) 天津300350

指纹查找部分是I/O密集型工作负载,即外存存储设备的性能是指纹查找的性能瓶颈.因此关注重复数据删除系统的指纹查找部分,对比了传统的勤奋指纹查找算法和致力于减少磁盘访问次数的懒惰指纹查找算法,分析了2种方法在傲腾固态硬盘(Optane... 详细信息

指纹查找部分是I/O密集型工作负载,即外存存储设备的性能是指纹查找的性能瓶颈.因此关注重复数据删除系统的指纹查找部分,对比了传统的勤奋指纹查找算法和致力于减少磁盘访问次数的懒惰指纹查找算法,分析了2种方法在傲腾固态硬盘(Optane solid state drive,Optane SSD)和持久性内存(persistent memory,PM)两种新型存储设备上的性能表现,并给出了优化建议.对勤奋指纹查找算法和懒惰指纹查找算法的时间进行建模,分析得出了指纹查找算法在新型存储设备下的3点优化结论:1)应减少统一查找的指纹数;2)在较快设备上应减少懒惰指纹查找中局部性环的大小,并且局部性环大小存在一个最优值;3)在快速设备上,勤奋指纹查找的效果要优于懒惰指纹查找.最终,在实际机械硬盘(hard disk drive,HDD)、Optane SSD和PM模拟器上实验验证了模型的正确性.实验结果显示,快速设备上指纹查找的时间相较于HDD减少90%以上,并且采用勤奋算法要优于懒惰算法,局部性环最优值前移的现象,也与模型理论优化结果吻合.

关键词：重复数据删除持久性内存指纹索引新型存储设备数据空间局部性

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指纹局部特征和全局特征的研究与应用

指纹局部特征和全局特征的研究与应用

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作者：刘童北京大学

学位级别：博士

生物特征识别技术因其自动、安全、便捷的优势，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。自动指纹识别是生物特征识别中的重要分支，也是历史最悠久、发展最成熟的生物特征识别技术，广泛应用于刑事侦查以及入境通关、访问控制、门禁考... 详细信息

生物特征识别技术因其自动、安全、便捷的优势，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。自动指纹识别是生物特征识别中的重要分支，也是历史最悠久、发展最成熟的生物特征识别技术，广泛应用于刑事侦查以及入境通关、访问控制、门禁考勤等领域。\n 目前自动指纹识别面临的挑战主要来自两个方面：一是采集条件限制造成的图像质量偏低以及手指表面磨损、受伤、褶皱、疤痕等引起的噪声干扰；另一方面是手指表面的弹性和使用者按压的不规范引起的指纹旋转、平移、变形和重叠区域变化等不确定因素。目前许多指纹识别系统的性能依赖于提取特征点的数目的多少以及提取的准确率，由于受到上述因素的影响，局部特征(包括细节特征点和方向场)很难准确获取，这导致系统性能不高，特别是在大规模、大容量自动指纹识别系统应用中，问题尤为突出。\n 针对现有局部特征存在的问题，本文从如下两种途径加以改进：\n 第一，提出新的性能更好的局部特征。本文定义了一种新的局部特征——指纹局部对称性，我们应用它对指纹图像进行分析、全局特征提取和指纹匹配，取得了比较好的效果。\n 第二，利用全局特征进行指纹分析。全局特征由于刻画的是指纹的整体性质，因而相对于局部特征而言更稳定，受各种不确定因素的影响更小。我们提出了几种检测奇异点和参考点方法，并实现了主要基于全局特征的分类、索引和匹配算法，在FVC和NIST等数据库进行实验得到令人满意的结果。\n 本文的主要贡献有：\n 1提出一种新的指纹局部特征——局部对称性\n 目前应用最为广泛的局部特征包括细节特征点和方向场，它们存在着抗噪性不强和处理较为繁琐等缺点，本文提出一种新的局部特征——局部对称性，它具有平移旋转不变性和一定的抗噪性，而且由于采用的是一元表达形式，所以更加易于处理。它具有尺度、精度和平滑度等参数，可以挖掘出指纹图像中更加丰富的信息，在指纹分析中应用局部对称性取得的效果证明它能够刻画指纹的许多内在性质，用于参考点检测和指纹匹配取得了预期的结果。\n 2提出一种奇异点检测方法和两种参考点检测方法\n 奇异点是一种典型的指纹全局特征，它包含指纹的重要信息，对于配准、分类、索引都具有重要意义。本文根据奇异点的本质特征提出一种T-shape模型，结合传统的Poincaréindex进行奇异点检测，在FVC2002DB1上取得了比较理想的结果。\n 作为一种全局特征，参考点是指纹图像中最明显的参照物，如果能够对它们准确的定位和定向，则配准将变得非常简单，这对于指纹分类、索引和匹配等处理都具有极其重要的意义。本文提出两种参考点检测方法，分别是基于迭代平滑方向场结合判定条件的参考点粗略定位方法和基于局部对称性的精确定位和定向方法。\n 3基于全局特征进行指纹分类、索引和匹配\n 指纹分类具有重要的理论意义和实用价值，是指纹研究的基本课题之一。我们利用参考点粗定位的结果结合支持向量机进行指纹分类，在NIST4上取得了良好的效果。\n 指纹索引可以极大的降低匹配次数，从而提高识别系统的性能。本文提出两种索引方法，第一种是在前面检测到的奇异点的基础上结合MACE相关算子进行索引，第二种是利用精确定位和定向的参考点实现配准后利用现有的方向场特征进行索引。这两种方法经过在FVC的两个库上进行了测试，性能值得肯定。\n 指纹匹配算法比较两枚给定的指纹，返回它们的相似度或者一个匹配或者不匹配的二元判定。本文中实现的指纹匹配方法是在基于精确参考点检测结果实现配准后，利用局部对称性场作为特征向量进行的。作为一种全新的匹配方式在FVC2000DB2数据库上取得的结果具有一定的启发性。

关键词：局部对称性奇异点指纹配准指纹索引

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面向数据备份的高效数据去重系统构建方法研究

面向数据备份的高效数据去重系统构建方法研究

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作者：付忞华中科技大学

学位级别：博士

在大数据时代,如何高效地存储和管理海量数据成为存储系统研究者和实践者面临的一大挑战。大量的研究表明,冗余数据普遍存在于各类存储系统中,例如备份存储系统、桌面文件系统等。通过消除这些冗余数据,可以节约大量存储成本。在这样的... 详细信息

在大数据时代,如何高效地存储和管理海量数据成为存储系统研究者和实践者面临的一大挑战。大量的研究表明,冗余数据普遍存在于各类存储系统中,例如备份存储系统、桌面文件系统等。通过消除这些冗余数据,可以节约大量存储成本。在这样的背景下,数据去重作为一种高效的压缩技术,逐渐应用到各类存储系统中。然而,构建高效数据去重系统仍然存在大量的问题和挑战,例如数据块碎片、大规模指纹索引和存储可靠性等。本文将首先在备份存储系统中解决由于数据去重产生的数据块碎片问题,再研究数据去重对存储可靠性的影响,最后系统地讨论如何设计面向备份负载的高效数据去重系统。数据去重引起的数据块碎片会严重降低备份数据流的恢复性能,并且在用户删除备份后,降低垃圾回收的效率。通过对长期备份数据集的分析,发现数据块碎片主要来自两类容器：稀疏容器和乱序容器。稀疏容器直接放大读操作,而乱序容器会在恢复缓存不足时降低恢复性能,因此需要不同的解决方案。现有基于缓冲区的重写算法无法准确区分稀疏和乱序容器,导致存储效率和恢复性能低。提出了历史感知的数据块碎片处理方法,包括历史感知重写算法HAR、最优恢复缓存算法OPT、缓存感知过滤器CAF和容器标记算法CMA。历史感知的数据块碎片处理方法对稀疏容器执行重写,且通过恢复缓存减少乱序容器的影响,从而减少存储开销。HAR利用连续备份数据流的相似性精确地识别稀疏容器,是区分稀疏容器和乱序容器的关键。OPT在备份时纪录下数据块的访问顺序,用于实现Belady最优缓存算法,减少乱序容器对恢复性能的影响。为了进一步减少对恢复缓存的需求,CAF通过仿真恢复缓存准确识别和重写少量的降低恢复性能的乱序容器。为了减少垃圾回收的时间和空间开销,CMA利用HAR清理稀疏容器。在先进先出的备份删除策略下,CMA无需耗时的容器合并操作即可回收大量存储空间。由于CMA直接追踪容器的利用率,其开销与容器数量成正比,而不是与数据块数量成正比。使用4个长期备份数据集进行测试,历史感知的数据块碎片处理方法比现有算法的存储成本更低,且恢复性能更好。数据去重对存储可靠性的影响长期未知。通过消除冗余数据,数据去重可以减少磁盘的数量,因此减少遇到磁盘错误的概率；同时,数据去重会增加每次磁盘错误的严重性,因为丢失一个数据块可能会损坏多个文件。提出了一套数据去重系统可靠性的量化分析方法,引入逻辑数据丢失量的概念扩展了现有可靠性指标NOMDL,使其可以衡量数据去重系统的可靠性。设计了针对数据去重系统的可靠性仿真器SIMD。 SIMD利用企业公布的统计数据仿真扇区错误和整盘故障,并产生磁盘阵列的各类数据丢失事件。为了计算每次数据丢失事件的逻辑数据丢失量,SIMD根据真实文件系统镜像生成块级和文件级模型。通过对18个真实文件系统镜像的分析和仿真实验,发现：由于文件内部冗余的存在,数据去重可以显著减少扇区错误损坏的文件数量；但是,数据去重带来的数据块碎片增加了整盘故障的危害。为了提高存储可靠性,提出了DCT副本技术。DCT将磁盘阵列的1%物理空间分配给高引用数据块的副本,并在磁盘阵列重建时优先修复这些副本。DCT的存储开销很小,可以将因整盘故障丢失的数据块和文件分别减少31.8%和25.8%。构建高效数据去重系统还需要考虑指纹索引等其它模块对系统的影响。为了系统地理解和比较现有的设计方案,并提出新的更高效的设计方案,设计和实现了通用数据去重原型系统Destoro将数据去重系统理解为多维参数空间,每个维度代表了系统的一个子模块或参数,包括分块、指纹索引、重写算法、恢复算法等。每个参数都有若干候选设计方案。现有的设计方案和潜在的新方案被看作多维参数空间的点。Destor实现了该多维参数空间,涵盖了多种主流的数据去重系统的设计方案。研究人员利用Destor可以比较现有设计方案,并探索参数空间得到潜在的新设计方案。为了发现更高效的潜在设计方案,用3个长期备份数据集探索了数据去重系统的参数空间,关注的性能指标包括内存开销、存储成本、备份性能和恢复性能。目标方案必须能长期维持稳定的高备份性能,并在其余三个指标取得合理的权衡。得到了17个实验发现,并总结了以下满足要求的设计方案：当需求最低的存储成本时,应该采用利用逻辑局部性的精确去重；当需求最低的内存开销时,可以采用利用逻辑或物理局部性的近似去重；当需求稳定的高恢复性能时,应该采用利用物理局部性的精确去重,以及历史感知的数据块消除方法。当需求更高可靠性时,以上方案都可以采用DCT副本技术,仅增加极少存储成本而不影响备份和恢复性能。

关键词：数据去重数据块碎片重写算法恢复算法垃圾回收指纹索引可靠性

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残缺指纹识别中若干关键技术的研究

残缺指纹识别中若干关键技术的研究

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作者：张洁北京邮电大学

学位级别：博士

当世界步入信息时代的今天,对身份验证的需求日益迫切。因此,对生物特征识别技术的研究和应用进行得如火如茶,前景十分广阔。在众多的生物特征中,指纹识别作为最传统、最成熟的生物特征识别方式,具有唯一性和终生不变性两大明显优势,被... 详细信息

当世界步入信息时代的今天,对身份验证的需求日益迫切。因此,对生物特征识别技术的研究和应用进行得如火如茶,前景十分广阔。在众多的生物特征中,指纹识别作为最传统、最成熟的生物特征识别方式,具有唯一性和终生不变性两大明显优势,被广泛应用于身份验证和识别。人类使用指纹识别与验证身份已有数百年的历史,特别是进入19世纪之后,科学研究领域更加关注与对指纹识别技术的探索与研究,使之得到了快速的发展。指纹识别技术凭借其较高的实用性和可靠性,已经成为了目前应用最为广泛的生物识别技术。现如今,许多科研机构都在深入研究指纹识别领域的各种关键技术方面表现得相当活跃,提出的算法在处理质量较好的指纹图像时,无论是在识别的速度还是精度方面都能够得到很好的保证。然而,对于低质量的残缺指纹,由于指纹存在污损、伤疤、断裂等情况,使得图像出现特征丢失过多和非线性形变严重的情况,识别起来存在一定的困难。但是在我国的指纹档案中,优良指纹所占比例有限,残缺指纹所占的比例不可小觑。因此,如何对残缺指纹进行准确、有效的识别,是指纹识别领域的一个亟待解决的问题。本文主要从残缺指纹识别中的图像增强、特征提取、指纹匹配和指纹索引四个方面进行深入研究,并提出相关算法。本文工作的主要贡献和创新总结如下： 1.研究基于信息熵的指纹残缺区域修复与重建算法。指纹图像是指纹识别过程的原始输入数据,图像质量的好坏直接影响指纹特征提取的精度,进而影响指纹识别的准确率。由于残缺指纹图像存在脊线结构紊乱、连接脊线断开、局部区域脊线连接模糊等图像质量较差的现象,会导致由于信息缺失而难以提取可靠的细节点。因此对于残缺指纹识别而言,首要问题就是对指纹图像进行增强,尤其是对残缺区域进行修复和重建。本研究在现有基于细节点信息的指纹方向场估计算法基础上,针对残缺指纹图像增强的需要,引入邻域中的方向场信息来对指纹残缺区域的方向场进行全面、精准的估计,然后基于估计出的方向场并结合先验知识来分析残缺部分的脊线与细节点分布情况,以对其进行修复与重建。另一方面,引入信息熵理论对多种修复与重建方案进行评估,从而确定残缺部分的最佳重建结果。提出的算法能够对面积较大并可能包含细节点的残缺区域进行较好的修复与重建,力求为后续的匹配与检索提供正确、有效的信息。 2.研究基于融合特征与模式熵的指纹匹配算法。指纹匹配一般由两个主要的步骤组成：特征提取和相似性度量。首先,指纹图像的特征能否准确提取直接影响指纹识别结果的准确率。传统的指纹特征提取方法对指纹图像中信息的可靠性依赖程度较强,但是在实际的残缺指纹识别情况中,会产生提取到的单一可靠特征信息少、存在大量伪特征点等问题。其次,在提取了可靠的特征之后,指纹匹配的任务是度量两个特征点集之间的相似性,来判断指纹图像的匹配程度。传统的相似性度量算法对特征点模式的形变以及位置和方向误差比较敏感,同时也没有消除误匹配的能力。本研究提出了基于细节点和方向场特征来构造融合特征描述符的融合准则,通过多种特征信息的相互综合补充来提高特征的识别能力,从而为后续的相似性度量步骤打下基础。另一方面,提出基于模式熵的相似性度量方法,可以衡量匹配点集之间的一致性,以消除错误匹配,提高指纹匹配的准确率。 3.研究基于改进型GA-PSO算法(GA, Generitic Algorithm,遗传算法)(PSO, Particle Swarm Optimization,粒子群优化算法)的指纹匹配算法。指纹匹配中最常用的方法就是基于点模式的匹配算法。这类方法对信息的存储要求较低、操作较为简单,对于质量较好的图像可以取得较好的匹配效果。然而,传统的基于点模式的匹配算法在进行残缺指纹匹配时会存在一些缺陷,如对局部特征点的位置要求高、匹配的准确率严重依赖于指纹图像校准的可靠性等,因此当指纹图像质量较差时,很难确保好的匹配效果。本研究提出了基于优化算法的指纹匹配算法来对点模式匹配做改进,针对指纹识别的具体情况,首先,基于优化过程中尽量使种群朝着全局最优解的方向进化的原则,对种群初始化方法做改进,用指纹预校准的结果估计出的最优解来作为部分初始化种群中的个体产生来源,既可以规定进化的大体方向,又可以保证算法搜索的随机性;其次,基于细节点和方向场信息构成的融合特征描述符,自适应的构造适应度函数,能够实现微观匹配和宏观匹配的融合,来弥补残缺指纹细节点量少、可靠性差的缺点。另一方面,提出基于GA和PSO两种优化算法的改进型GA-PSO算法,能够充分发挥两种算法的互补性,有效克服GA求解到一定范围时出现无为的冗余迭代的问题,提高解的多样性,取得较好的匹配性能。 4.研究基于BMHash (b-bit Minwise Hashing)算法的指纹索引算法。在对大规模的数据库进行指纹识别时,由于要进行数量庞大的查询和匹配工作,因此相当耗

关键词：残缺指纹识别修复与重建特征提取指纹匹配指纹索引

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使用局部纹线距离进行指纹分类

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计算机科学与探索 2014年第1期8卷 73-80页

作者：耿国光殷建平祝恩赵建民龚德良国防科技大学计算机学院浙江师范大学数理与信息工程学院湘南学院计算机系

为了提高指纹识别的速度和准确率,特别是在指纹数据库不断增大的情况下,指纹分类显得尤为重要。提出了一种使用局部纹线距离进行指纹分类的方法。该方法首先以指纹的参考点为中心提取一个区域,然后计算该区域的局部纹线距离,最后按照局... 详细信息

为了提高指纹识别的速度和准确率,特别是在指纹数据库不断增大的情况下,指纹分类显得尤为重要。提出了一种使用局部纹线距离进行指纹分类的方法。该方法首先以指纹的参考点为中心提取一个区域,然后计算该区域的局部纹线距离,最后按照局部纹线距离对指纹库中的指纹进行分类。在FVC2006指纹库上对该方法进行了实验,系统穿透系数为0.106 3,有效地提高了指纹的检索速度。

关键词：指纹识别指纹分类指纹索引纹线距离

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备份系统中在线重复数据删除优化的研究

备份系统中在线重复数据删除优化的研究

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作者：金津华中科技大学

学位级别：硕士

研究发现，应用系统所保存的数据中高达60%是冗余的，而且随着时间的推移越来越多。为了提高存储效率，节约存储容量和成本，重复数据删除技术应运而生，并已成为近年来存储备份系统研究的热门话题。传统的在线重复数据删除技术面临着... 详细信息

研究发现，应用系统所保存的数据中高达60%是冗余的，而且随着时间的推移越来越多。为了提高存储效率，节约存储容量和成本，重复数据删除技术应运而生，并已成为近年来存储备份系统研究的热门话题。传统的在线重复数据删除技术面临着面对大数据量时的数据指纹索引查找瓶颈问题。目前相关的解决办法基本都是围绕优化索引服务器端的效率来做研究。而实际备份应用中一个普遍的现象是，备份用户端的数据会随着每天或每周一次的备份逐渐呈现出较强的局部相似性这一特点。利用这一点，研究在备份用户端加入本地指纹索引查找功能来缓解索引服务器压力和减少索引查找延迟，是避免服务器索引瓶颈的一个新思路。本文提出了一种源端索引策略，该策略适用于在线、源端重删的备份系统，在原始单纯的服务器指纹索引模式上，加入了源端指纹索引模式。该模式的工作方式是在备份客户端保存其历史备份的数据指纹表，当选择该模式进行指纹判重时会优先查找备份客户端的数据指纹表，源端索引模式在用户备份数据的局部相似性较高的情况下可以使较多备份数据在源端就能够进行指纹判重。源端索引策略还利用布隆过滤器数据结构和文件相似性检测的相关原理，在在线重复数据删除中加入了一个索引模式选择模块，能够在用户备份之前根据备份文件和本地索引文件的相似性来选择索引模式，达到了充分利用备份客户端备份数据特性来缓解服务器索引压力，节省带宽和提高备份效率的目的。最后采用B-Cloud数据备份系统进行性能测试，实验结果表明，源端索引模式在备份客户端数据局部相似性提高的情况下，索引效率要高于传统的服务器索引模式，且局部相似性越高，备份客户端的指纹索引效率越高；同时，选择索引模式模块判断文件相似性的准确度较高；另外还测试了不同分块大小的备份系统中源端索引策略的性能，发现源端索引策略在分块越小、服务器索引压力越大的系统中的效果越明显。

关键词：备份系统重复数据删除技术指纹索引源端索引策略

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基于数据备份的关键消冗技术研究

基于数据备份的关键消冗技术研究

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作者：付彦霖湖北工业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的不断发展，全球的数据量呈爆炸式增长，如何高效的存储数据已经成为企业和学术界面临的巨大挑战。根据EMC公司的数据分析，各级存储系统中存在着大量的冗余数据，因此数据去重和差量压缩作为主要的冗余数据消除技术，被... 详细信息

随着信息技术的不断发展，全球的数据量呈爆炸式增长，如何高效的存储数据已经成为企业和学术界面临的巨大挑战。根据EMC公司的数据分析，各级存储系统中存在着大量的冗余数据，因此数据去重和差量压缩作为主要的冗余数据消除技术，被联合应用于海量数据备份存储系统中，以有效地降低存储开销和传输需求，但是现阶段也面临着磁盘性能瓶颈、容器块碎片问题和备份系统的高可扩展性等诸多挑战。指纹索引和相似性索引是重复数据删除技术中的关键模块，其设计对备份系统的去重效率和性能都有着极大的影响，本文在充分分析了现有的相似性检测算法和指纹索引策略的基础上，完成了如下工作：　　(1)在联合使用数据去重和差量压缩的备份系统中，针对大量无效的相似性索引占用了大量内存限制备份系统的可扩展性以及造成了差量压缩压缩率损失的问题，本文提出了一种具有历史感知性的相似性检测算法HARD（History-AwareResemblanceDetection），目的是使用有限的内存并尽可能地捕获更多的用于差量压缩的相似数据块。本文通过实验观察，发现正在备份的数据流中的数据块，其大部分相似数据块都可以在最近的备份中找到，因此HARD只在最近的备份版本中索引超级特征值以检测相似性，从而降低相似性索引的内存占用，同时能够捕捉到大多数潜在的相似数据块用于差量压缩。实验结果表明，HARD仅使用现有相似性检测算法约14%~24%的内存占用，但是获取到了其约95.2%~96.7%的压缩率。　　(2)在联合使用数据去重和差量压缩的备份系统中，随着备份版本的累积指纹索引量会快速增长而使得内存无法承载，将其组织在磁盘中又会因磁盘读写较慢从而限制备份系统的性能，针对这些问题本文提出了一种基于截取指纹的哈希校验技术IFHV（InterceptedFingerprintHashVerification），通过对Rabin指纹进行数个字节高位截取，降低指纹在指纹索引中的存储空间占用，并且应对哈希冲突问题提出了一种新的指纹索引组织策略，即在内存键值存储中进行短指纹比对，在发生冲突时从磁盘键值存储中将一组容器的指纹加载到高速指纹缓存中进行全指纹比对，保证去重流程的重复数据块识别正常运行。最终实验结果表明，采用合适的截取指纹字节数可以降低指纹索引约46.2%~49.7%的存储空间占用，并且额外增加的磁盘读写对于备份系统性能的影响非常小。

关键词：备份系统数据去重差量压缩相似性检测指纹索引

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自动指纹分类方法研究

自动指纹分类方法研究

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作者：耿国光国防科学技术大学

学位级别：硕士

指纹分类作为自动指纹识别系统(AFIS)的一个非常重要的组成部分,一直以来都是国内外研究人员研究的热点和难点。指纹分类根据指纹的分类特征将输入指纹以可靠且稳定的方式划为某一类别,使得只需在指纹数据库的一个相应子集中进行指纹查... 详细信息

指纹分类作为自动指纹识别系统(AFIS)的一个非常重要的组成部分,一直以来都是国内外研究人员研究的热点和难点。指纹分类根据指纹的分类特征将输入指纹以可靠且稳定的方式划为某一类别,使得只需在指纹数据库的一个相应子集中进行指纹查询,从而降低了运算复杂度和节省了检索时间。因此若能设计一个分类速度快且分类正确率高的指纹分类系统不仅可以极大的提高自动指纹识别系统的使用效率,而且方便了指纹识别过程中的特征数据分类存储和数据库检索。关于指纹分类的研究,虽然已经提出了很多算法,但是仍然存在很多值得研究的问题。对于指纹分类,目前的研究工作大都围绕着两个方面展开:一是如何提高传统的Henry分类模式的正确率,二是提取新的指纹分类特征,开辟新的指纹分类方式。本文对以上两个研究方向分别进行了深入研究,并分别提出了新的指纹分类方法。总结起来论文的主要工作与创新点如下:1.改进了基于方向场标记的指纹参考点检测方法。当不能仅仅依靠一次方向场标记检测到参考点时,基于方向场标记的方法通过不断的改变指纹方向场的量化范围、重新进行指纹方向场标记来检测参考点。这种处理方法并不能保证对所有的指纹图像都能检测到参考点且比较费时,对于这种情况,本文采取了图像形态学处理方法,当一次方向场标记无法检测到参考点时,本文采用形态学腐蚀操作对指纹方向场图像不断的进行腐蚀再标记处理,直到找到指纹的参考点。实验结果表明,改进方法比原方法具有更快的参考点检测速度和参考点检测率。2.提出了一种基于指纹局部纹线距离的连续指纹分类方法。该方法首先根据指纹的参考点提取指纹的一个局部区域,然后利用傅里叶变换计算此局部区域的纹线距离,最后把指纹库中的指纹按照各自的局部纹线距离进行分类,使得具有相同局部纹线距离的指纹属于同一个类别。实验结果表明该方法可以有效的提高指纹的检索速度。3.提出了一种基于指纹局部方向特征及ELM分类器的指纹分类方法。该方法首先根据指纹的参考点提取指纹的一个局部区域,然后计算这个局部区域的块方向场,以每一个块方向的两倍方向的正弦值,余弦值作为此图像块的特征,把所有的图像块特征连接形成整个指纹图像的特征,最后利用ELM分类器对指纹图像进行分类。该方法把指纹图像分成拱型、尖拱型、旋涡型、左旋型和右旋型5种类型,实验结果表明该分类特征具有很强的抗干扰能力,该分类方法不仅在分类精度而且在分类速度上都有较好的效果。4.完成了基于指纹局部方向特征及ELM分类器的指纹分类原型系统。本文综合上述指纹参考点选取、指纹方向场计算、指纹局部方向特征提取、ELM分类等过程实现了基于指纹局部方向特征及ELM分类器的指纹分类原型系统。

关键词：指纹识别指纹分类极限学习机方向场指纹索引纹线距离

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面向数据存储管理的连续数据保护关键技术研究

面向数据存储管理的连续数据保护关键技术研究

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作者：杨鑫国防科技大学

学位级别：硕士

在信息技术应用场景中,数据安全性、可用性是所有应用运行的基础。在数据存储管理中,关键应用数据需要进行特殊的数据保护策略设计。连续数据保护技术可以记录数据的所有变化情况,为关键应用数据提供快速、细粒度的数据恢复能力。本文... 详细信息

在信息技术应用场景中,数据安全性、可用性是所有应用运行的基础。在数据存储管理中,关键应用数据需要进行特殊的数据保护策略设计。连续数据保护技术可以记录数据的所有变化情况,为关键应用数据提供快速、细粒度的数据恢复能力。本文围绕面向数据存储管理的连续数据关键技术展开研究,研究了文件级连续数据保护技术来提高关键数据的可靠性,研究了重复数据删除技术研究来解决连续数据保护带来的冗余备份问题。本文主要贡献包括以下几个方面:1)连续数据保护技术方面,本文提出了基于分布式对象存储的文件级连续数据保护机制OB-CDP,设计了OB-CDP的文件多版本元数据结构及其管理方案,设计了备份数据对象化方法及分布式存储方案,实现了一个基于FUSE框架文件系统过滤驱动。针对OB-CDP写延时大的问题,提出了基于哈希索引的元数据管理方法以及可控备份时间窗方法来降低OB-CDP的写延时。经过实验验证,优化后的OB-CDP的平均写时延最高能够降低17%。2)重复数据删除中的文件变长分块算法方面,本文通过理论分析说明了基于拉宾指纹的变成分块算法速率慢,块长度差异大的原因。针对这两个缺陷,一方面在经典基于拉宾指纹的变长分块算法中引入固定长度分块来加速分块速率,另一方面引入双期望块长度来约束块长度分布。实验表明改进的变长文件分块算法可以提高58%的分块速率,并且将90%以上的分块长度约束在期望分块长度值附近。3)重复数据删除中的指纹索引算法方面,利用段这一结构来保留备份数据指纹中的局部性,设计了基于段的指纹索引,提出了与基于段局部性的指纹索引相适应的段缓存和段预取来进一步加速指纹索引和改善重复指纹识别率。实验表明,在几乎不影响到重复指纹识别率的情况下,改进的指纹索引算法有效减少了指纹键值更新的数量。4)原型系统设计与实现。设计实现了文件级连续数据保护原型系统OB-CDP,实现文件级连续数据保护及任意时间点文件数据恢复功能。在开源重复数据删除平台上实现了本文提出的变长分块算法和基于段局部性的指纹索引算法。

关键词：连续数据保护数据存储管理重复数据删除变长分块指纹缓存与预取指纹索引

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