一种指纹图像预处理方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种指纹图像尤其是低质量指纹图像的预处理方法及装置，包括：对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像；如果某一像素点在原指纹图像中和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值小于或等于预设的差值阈值，且所述像素点在原指纹图像中和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值小于或等于所述像素点在原指纹图像中的邻域均值的α倍，则利用原指纹图像中所述像素点的像素值更新增强的指纹图像中所述像素点的像素值，其中α为预设的比例因子；对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像。本申请通过比较增强的指纹图像与原指纹图像中频率差值与像素值差值，尽可能地修复了处理过程中引入的虚假指纹线。

【技术实现步骤摘要】
一种指纹图像预处理方法及装置
本专利技术涉及但不限于生物识别
，尤其涉及一种指纹图像预处理方法及装置。
技术介绍
生物识别是指根据人所拥有的生理或行为特征来进行身份识别，主要包括人脸识别、指纹识别、虹膜识别、声音识别、视网膜识别等等，具有安全、可靠的特点，其中，自动指纹识别系统是目前研究最多、最有应用前景的生物识别系统。在公开号为“CN101604384B”，专利技术名称为“个性化指纹识别方法”的专利中，提出了一种指纹识别方法，包括指纹采集、图像预处理、特征提取；在图像预处理步骤中，二值化处理方法采用骨架型二值化处理方法；在特征提取步骤之后，判断是否需要智能更新，若需要则进行智能更新步骤，若不需要则进行学习匹配步骤。本专利技术能够提高图像预处理的速度，并对指纹数据进行智能补充、修复、完善和更新，提高识别率，但是，由于没有进行前期的去皱、去污检测操作，无法避免污点、噪音对低质量图像的影响；且图像预处理步骤中仅仅实现了二值化操作，没有为后期的特征提取去除掉此操作步骤带来的虚假指纹图线，给后期的指纹特征提取造成困难。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种指纹图像预处理方法及装置，能够去除中间操作步骤带来的虚假指纹图线。为了达到本专利技术目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种指纹图像预处理方法，包括：对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像；如果某一像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值小于或等于预设的差值阈值，且所述像素点在原指纹图像中的像素值和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值小于或等于所述像素点在原指纹图像中的邻域均值的α倍，则利用原指纹图像中所述像素点的像素值更新增强的指纹图像中所述像素点的像素值，其中，α为预设的第一比例因子；对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像。进一步地，所述对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像，具体包括：分别计算各个像素点在所述增强的指纹图像中的n*n邻域内的像素邻域均值和像素邻域平方和，其中，*为乘号，n为自然数，并根据计算出的像素邻域均值和像素邻域平方和计算差分值，所述差分值＝所述像素邻域平方和-所述像素邻域均值*所述像素邻域均值；计算图像二值化阈值矩阵，其中，各个像素点的二值化阈值＝所述像素邻域均值+所述差分值*delta，其中delta是预设的第二比例因子；分别比较各个像素点的像素值与二值化阈值的大小，如果某个像素点的像素值大于或等于二值化阈值，则将该像素点的像素值设置为255，否则将该像素点的像素值设置为0。进一步地，所述预处理方法之前还包括：对所述原指纹图像进行去噪处理。进一步地，所述对原指纹图像进行去噪处理，具体包括：通过中值滤波对所述原指纹图像进行滤波处理。进一步地，在所述对原指纹图像进行去噪处理的步骤之后，所述预处理方法还包括：对去噪处理后的所述原指纹图像进行归一化处理。进一步地，在所述对原指纹图像进行去噪处理的步骤之前，所述预处理方法还包括：将所述原指纹图像转换为单通道灰度图像。进一步地，所述对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像的步骤之后，所述预处理方法还包括：分别计算所述原指纹图像中各个像素点的方向，根据所述原指纹图像中各个像素点的方向分别计算所述原指纹图像中各个像素点的频率；分别计算所述增强的指纹图像中各个像素点的方向，并将所述增强的指纹图像按m*m像素进行分块，其中，*为乘号，m为自然数，获取各个分块上所有像素点的方向形成的X曲线和Y曲线，通过所述X曲线和Y曲线上相邻波峰和波谷的距离分别计算各个分块上所有像素点的频率；分别计算各个像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值。进一步地，所述预处理方法之后还包括：对所述二值化指纹图像进行细化处理。进一步地，所述预处理方法之后还包括：通过指纹跟踪方法对所述二值化指纹图像或细化处理后的指纹图像进行修复处理。本专利技术实施例还提供了一种指纹图像预处理装置，包括增强处理单元、第一比较单元、二值化处理单元与第二比较单元，其中：增强处理单元，用于对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像，并将原指纹图像和增强的指纹图像输出至第一比较单元；第一比较单元，用于计算各个像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值，以及各个像素点在原指纹图像中的像素值和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值，如果某一像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值小于或等于预设的差值阈值，且所述像素点在原指纹图像中的像素值和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值小于或等于所述像素点在原指纹图像中的邻域均值的α倍，利用原指纹图像中所述像素点的像素值更新增强的指纹图像中所述像素点的像素值，其中，α为预设的第一比例因子，将更新后的增强的指纹图像输出至二值化处理单元；二值化处理单元，用于对更新后的增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像。本专利技术的技术方案，具有如下有益效果：本专利技术提供的指纹图像预处理方法及装置，通过比较增强的指纹图像与原指纹图像中频率差值与像素值差值的大小，决定是否保留图像增强算法的处理结果，尽可能地修复了指纹的断裂情况和处理过程中引入的虚假指纹线，并尽可能多地保留了原图像中的有效信息，方便后期准确地提取指纹图像特征；进一步地，通过前期的去噪处理和归一化操作进行去皱、去污检测操作，避免了污点、噪音对低质量图像的影响；进一步地，本专利技术利用指纹中的方向与频率相结合的方式，在频域和原二维图像域中，对指纹的方向信息进行提取，利用得到的方向频率信息对低质量图像域进行分块非线性拟合推算，得到高质量二值化图像，进而快速准确地得到细化图像。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的一种指纹图像预处理方法的流程示意图；图2为本专利技术第一实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图3为本专利技术第二实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图4为本专利技术第三实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图5为本专利技术第四实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图6为本专利技术第五实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图7为本专利技术第六实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图8为本专利技术第七实施例的一种指纹图像预处理装置的结构示意图；图9为本专利技术优选实施例的一种指纹图像预处理方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。如图1所示，根据本专利技术的一种指纹图像预处理方法，包括如下步骤：步骤101：对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像；值得说明的是，如何对原指纹图像进行增强处理，可以通过现有技术中的图像增强算法实现，例如基于Gabor滤波的图像增强算法或现有的各种优化的基于Gabor滤波的图像增强算法，本专利技术对此并不做限制。进一步地，所述预处理方法之前还包括：对原指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹图像预处理方法，其特征在于，包括：对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像；如果某一像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值小于或等于预设的差值阈值，且所述像素点在原指纹图像中的像素值和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值小于或等于所述像素点在原指纹图像中的邻域均值的α倍，则利用原指纹图像中所述像素点的像素值更新增强的指纹图像中所述像素点的像素值，其中，α为预设的第一比例因子；对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像。

【技术特征摘要】
1.一种指纹图像预处理方法，其特征在于，包括：对原指纹图像进行增强处理，得到增强的指纹图像；如果某一像素点在原指纹图像中对应的频率和在增强的指纹图像中对应的频率的差值绝对值小于或等于预设的差值阈值，且所述像素点在原指纹图像中的像素值和在增强的指纹图像中的像素值的差值绝对值小于或等于所述像素点在原指纹图像中的邻域均值的α倍，则利用原指纹图像中所述像素点的像素值更新增强的指纹图像中所述像素点的像素值，其中，α为预设的第一比例因子；对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像。2.根据权利要求1所述的指纹图像预处理方法，其特征在于，所述对增强的指纹图像进行二值化处理，得到二值化指纹图像，具体包括：分别计算各个像素点在所述增强的指纹图像中的n*n邻域内的像素邻域均值和像素邻域平方和，其中，*为乘号，n为自然数，并根据计算出的像素邻域均值和像素邻域平方和计算差分值，所述差分值＝所述像素邻域平方和-所述像素邻域均值*所述像素邻域均值；计算图像二值化阈值矩阵，其中，各个像素点的二值化阈值＝所述像素邻域均值+所述差分值*delta，其中delta是预设的第二比例因子；分别比较各个像素点的像素值与二值化阈值的大小，如果某个像素点的像素值大于或等于二值化阈值，则将该像素点的像素值设置为255，否则将该像素点的像素值设置为0。3.根据权利要求1所述的指纹图像预处理方法，其特征在于，所述预处理方法之前还包括：对所述原指纹图像进行去噪处理。4.根据权利要求3所述的指纹图像预处理方法，其特征在于，所述对原指纹图像进行去噪处理，具体包括：通过中值滤波对所述原指纹图像进行滤波处理。5.根据权利要求3所述的指纹图像预处理方法，其特征在于，在所述对原指纹图像进行去噪处理的步骤之后，所述预处理方法还包括：对去噪处理后的所述原指纹图像进行归一化处理。6.根据权利要求3所述的指纹图像预处理方法，其特征在于，在所述对原指纹图像进行去噪处理的步骤之前，所述预处理方法还包括：将所述原指纹图像转换为单通道灰度图像。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓丽，周清，熊燕萍，
申请(专利权)人：大唐微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11