主要从事模式识别、图像处理和计算机视觉方面的研究
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谭铁牛提出了基于定序测量的虹膜识别理论，建立了算法设计的框架模型，解决了虹膜图像获取、虹膜区域分割和虹膜特征表达等难题。提出了基于环境约束的视觉计算方法，使计算机视觉更加符合人的视觉机理，解决了视觉计算中的一些病态问题，改善了计算效率与鲁棒性。提出了基于多通道滤波的纹理图像分析方法并将纹理分析用于语种、字体和笔迹识别，开辟了解决这类模式识别问题的新途径。
