一种基于方向图的指纹预处理方法研究

2009-09-09 19:23:36来源: 互联网 关键字:指纹图像  方向图  二值化  不可恢复区域

  摘   要: 提出一种基于方向图的指纹预处理方法,利用指纹图像的方向信息实现了指纹的增强、二值化以及不可恢复区域的提取,为实现指纹自动识别提供了一种可行的方法。

  指纹特征是人终生不变的特征之一,而且不同人的指纹特征相同的概率几乎为零,所以世界各国都在争先研究和开发实用指纹识别系统。指纹识别系统一般由以下几个部分组成:指纹采集、预处理、特征提取、分类及匹配。而在指纹采集过程中,不可避免地会引入各种噪声,如图像中的叉连、断点等。这些噪声对指纹特征信息的提取造成一定的影响,甚至会产生许多伪特征点。因此在提取指纹特征之前,需要对指纹图像进行滤波处理,以去除无用信息,增强有用信息。在得到增强的灰度图后,需要将其进一步二值化,以便于后续过程的处理。

  对很多传统的灰度图像滤波算法进行研究后发现,傅氏变换滤波的效果最好,但远不如方向图滤波器的滤波效果,且傅氏变换滤波算法的运行时间很长,对一幅512×512的图像需要几分钟,而方向图滤波器只需几秒钟就可完成。至于其他的滤波算法,如中值滤波、均值滤波等效果都远远不如方向图滤波效果。因此,无论从效果还是从速度上考虑,方向图滤波都是一个好的灰度图像滤波算法。

  在目前许多基于方向图的滤波算法中,一种是在计算出指纹图像的方向图后,利用各点的方向使用各种滤波器进行滤波[1][2],另一种方法则是使用指纹纹线分割来实现指纹增强,通过利用局部纹线方向、纹线宽度等结构信息,采用非传统的二值化方法从原始指纹图像中分割出脊线区域和谷线区域,并用二值图像表示[3][4]。本文则通过增加在计算过程中对各点的高斯滤波和不可恢复区域的提取2个过程,对第2种方法进行了完善和补充。实验结果表明,该方法所取得的效果要比传统的第2种方法更为理想、可靠。

1  图像归一化及指纹有效区域的提取

1.1 指纹图像归一化处理

  由于采集仪本身和手指结构的特点,以及指纹采集时用力不均等情况,容易造成图像部分区域信号太弱(颜色太淡)或者太强(颜色太黑),给后续的指纹处理带来很大的困难。所以必须对指纹进行归一化处理,使图像中纹线灰度均值和方差接近于给定的期望均值M0和期望方差VAR0。在本文方法中M0和VAR0均为125。灰度图像归一化并不改变指纹纹理的清晰度。

  设图像I为N×N大小,令G(i,j)为象素点(i,j)的灰度值,M和VAR分别为图像灰度均值和方差,G′(i,j)为象素点(i,j)规格化后的灰度均值,归一化处理如下公式所示:

1.2 指纹有效区域的提取

  由于非指纹区中没有纹线峰和谷的变化,因此它的方差很小,所以将图像分成W×W的多个不相重叠的小方块,利用小方块的灰度均值K和方差V,将指纹有效区域提取出来:

 

 

  其中(i0,j0)为方块内左上角象素点的坐标,对于求出的V,设定一定的阈值T1,如果V>T1,则该方块内为有效的指纹区域;否则,该方块内为非有效区域。

  经过上面运算后,指纹图像被分为指纹区和非指纹区。考虑到指纹图像中指纹区和非指纹区的连通性,还需要进行进一步处理,即去除大片非指纹区中孤立的指纹块和大片指纹区中孤立的非指纹块。处理完成后,指纹图像就被标识成连通的指纹区和非指纹区。非指纹区不在处理范围内,而指纹区还需要进行进一步的分割处理。

[1] [2] [3] [4]

关键字:指纹图像  方向图  二值化  不可恢复区域

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2009/0909/article_1865.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:同方智能卡纳入《北京市自主创新产品目录》
下一篇:公共安全日益受重视 生物识别市场具潜力

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
指纹图像
方向图
二值化
不可恢复区域

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved