臺灣博碩士論文加值系統

由於我們日常接收之資訊絕大部份均來自於視覺訊號或是影像訊號，加上個人電腦的普及、網際網路的盛行，影像資訊累積速度暴增，如何運用數位影像處理技術以協助辨識工作之執行，取代人工作業的繁冗，縮短比對時間，已是當務之急。
本研究於是研析影像辨識系統設計之原理與實務，發展出一套模式，並運用影像分析、特徵擷取、變動長度編碼及影像相關比對等理論，配合MATLAB強大數學運算能力和親和易用的圖形化介面，最後實際發展出一套簡易基因指紋影像辨識系統作為例證，有效地初步辨識區分DNA 指紋圖，提供專家作後續更精密的判讀，以協助解決人別辨識之問題。

In this thesis, we described the design of a DNA fingerprint recognition system, which is based on digital image analysis theories. Technologies including noise removal, feature extraction, run-length encoding, and correlation matching, are used and discussed.
By using MATLAB tool, a database of DNA fingerprints is created. The system can recognize differences among DNA fingerprints and reduce searching time. This approach provides further manipulation and process in many applications.

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅷ
表目錄 Ⅹ
1.緒論 1
1.1研究背景與動機1
1.2研究目的2
1.3研究方法2
1.4研究範圍2
1.5研究步驟2
2.文獻探討4
2.1基因指紋辨識4
2.1.1 DNA的結構與特性4
2.1.2基因指紋的由來5
2.1.3基因指紋圖譜製作5
2.1.4 基因指紋之人別辨識8
2.2影像辨識原理 9
2.2.1"辨識"定義 9
2.2.2影像辨識原理 9
2.3影像辨識系統模組11
2.3.1系統模組11
2.3.2低階處理模組12
2.3.3中階處理模組12
2.3.4高階處理模組12
2.4影像前級處理12
2.4.1前言 12
2.4.2調整影像大小13
2.4.3平滑濾波器14
2.5影像特徵擷取15
2.5.1前言 15
2.5.2邊緣偵測方法16
2.5.3影像物件前景與背景分離17
2.6影像特徵之編碼表示方法18
2.7影像比對方法 21
2.8小結 24
3.基因指紋辨識系統25
3.1辨識作業流程 25
3.2影像前級處理 26
3.2.1前言 26
3.2.2格式化大小 26
3.2.3高斯平滑濾波器28
3.3影像特徵擷取與編碼29
3.3.1前言 29
3.3.2 Canny邊緣偵測 29
3.3.3二值化 30
3.3.4取中線剪裁特徵區域31
3.3.5 Run-Length編碼 32
3.4影像比對方法 32
3.3.1前言 32
3.3.2 相關係數比對法33
3.3.3灰色Run-Length編碼比對法35
4.實驗與結果38
4.1系統概觀38
4.1.1軟硬體環境38
4.1.2系統功能38
4.1.3系統架構38
4.1.4系統實驗樣本38
4.2系統模組設計39
4.3使用者介面設計40
4.4資料庫新增、維護、查詢42
4.4.1資料儲存格式42
4.4.2資料庫新增44
4.4.3資料庫維護44
4.4.4資料庫查詢44
4.5前處理階段45
4.5.1格式化大小45
4.5.2去除雜訊46
4.6特徵擷取及編碼階段47
4.6.1繪製析示圖47
4.6.2二值化47
4.6.3特徵擷取48
4.6.4編碼 49
4.7辨識比對階段49
4.7.1相關比對49
4.7.2編碼比對51
4.8評估結果52
5.結論與未來方向54
5.1結論 54
5.2未來方向55
附錄A原始程式碼57
A.1主畫面程式碼57
A.2基因指紋影像庫維護子系統程式碼58
A.3基因指紋辨識查詢子系統程式碼65
A.4關於簡易基因指紋辨識系統程式碼73
附錄B MATLAB之GUIDE工具75
參考文獻78
作者簡介80

【1】袁良、樓壁卿, "影像處理技術及其在DNA指紋辨識系統應用之研究,"第六屆國防管理學術暨實務研討會論文集,1998.
【2】袁良、樓壁卿、徐道義, "簡易基因指紋影像辨識系統設計原理之探討,"第七屆國防管理學術暨實務研討會論文集,1999.
【3】袁良、樓壁卿、徐道義, "以三九碼辨識技術在影像處理與資料條碼判讀上的應用,"第七屆國防管理學術暨實務研討會論文集,1999.
【4】邱華明, "基因序列區段重組及編碼區域預測之演算法實作和分析,"中原大學資訊工程學系碩士論文,1997.
【5】陳佳慧, "短核甘酸重複序列DNA變異型分析之研究,"中央警察大學警政研究所碩士論文,1996,pp. 6-11.
【6】郭振維,"功能基因體研究中生物資訊工具之開發,"中原大學資訊工程學系碩士論文,1998,pp.1-4,19-42.
【7】黃女恩,"ＤＮＡ之人別鑑識,"影像與識別,Vol.3,No.7,1996,pp88-91.
【8】黃彥華,"遺傳密碼之應用,"健康世界, No.157, 1998, pp38-47.
【9】張文村,"多媒體技術概論,"CAD與圖像,Feb.1998, pp108-109.
【10】葉秋城、王文豪,"影像處理與分析,"碁峰資訊, 1996, pp.3.48-3.55.
【11】Bassiouni, M. A., "Data Compression in Scientific and Statistical Databases," IEEE Trans Software Eng., Vol. SE-11, No. 10, Oct. 1985, pp.1047-1058.
【12】Building GUIs with MATLAB, Math Works,1997.
【13】Farzin Makhtarian and Riku Suomela, "Robust Image Corner Detection Through Curvature Scale Space," IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligent, Vol.20, No.12,1998.
【14】Image Processing Toolbox user's guide with MATLAB, Math Works,1997.
【15】Jerry E. Bishop and Michael Waldholz, "The Story of the Most Astonishing Scientific Adventure of Our Time─The Attempt to Map All the Genes in the Human Body,"Commonwealth,1994.
【16】J. Canny. "A Computational Approach to Edge Detection," IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,Vol. 8, No. 6, Nov. 1986.
【17】P. J. Burt and E.H. Adelson, "The Lapalcian pyramid as a compact image code," IEEE Trans. Communication,No.31, 1983 , pp. 32-540.
【18】 R. Wilson and A.H. Bhalerao, "Kernel designs for efficient multi resolution edge detection and orientation estimation," IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligent, " No.14, 1992, pp. 384-390.
【19】Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods, "Digital Image Processing," Addison-Wesly,1992.
【20】Ramesh Jain, Rangachar Kasturi and Brian G. Schunck, "Machine Vision," McGraw-Hill, New York, 1995.
【21】Using MATLAB, Math Works,1997.