非接触式指纹增强方法及曲率驱动的自适应滤波器技术

本发明专利技术公开了一种非接触式指纹增强方法及曲率驱动的自适应滤波器。该发明专利技术提供的非接触式指纹增强方法增强指纹图像信息的同时，有效地滤除了奇异点区域和非奇异点区域的噪声模式频率并保留了指纹纹线模式中的主频率；减少了图像灰度动态变化范围，使指纹图像灰度值达到预设值，从而提高提取指纹方向和指纹频率的准确性；增强了指纹图像信息频谱的主要成分，削弱了次要成分。而本发明专利技术所提供的曲率驱动的自适应滤波器实现了对指纹图像信息中的低曲率区域和高曲率区域分别滤波，在增强滤波效果的同时，很好的保护了指纹的原有脊线结构。

Contactless fingerprint enhancement and curvature driven adaptive filter

The invention discloses a non-contact fingerprint enhancement method and an adaptive filter driven by curvature. The invention provides a contactless fingerprint enhancement method to enhance the fingerprint image information at the same time, effectively remove the singular point area and noise mode frequency non singular point area and retains the frequency of fingerprint patterns in the reduced rate; range of dynamic image gray fingerprint image, the gray value reaches the preset value, so as to improve the the accuracy of fingerprint fingerprint direction and frequency; enhance the main components of the fingerprint image information of spectrum, weaken the minor components. The curvature driven adaptive filter provides filtering for low curvature regions and high curvature regions in fingerprint image information, while enhancing the filtering effect, meanwhile, it protects the original ridge structure of fingerprints well.

【技术实现步骤摘要】
非接触式指纹增强方法及曲率驱动的自适应滤波器
本专利技术涉及一种指纹增强方法和一种滤波器，尤其是涉及一种非接触式指纹增强方法及曲率驱动的自适应滤波器。
技术介绍
指纹是最早也是最有效的生物识别特征之一。指纹图像增强是指纹识别系统中重要的预处理环节，图像增强效果直接影响后续的识别结果。现有的许多指纹识别技术大多数是针对按捺式指纹图像，按捺式指纹具有不卫生、汗潜指纹的非法盗用、形变及用户不友好等缺陷。一定程度上限制了指纹在生物识别领域的应用。为避免按捺式指纹的缺陷，学者提出用数码相机等设备采集非接触式指纹。但是，非接触式指纹图像在采集过程中，受采样分辨率、相机曝光程度和聚焦等其他因素影响，图像不可避免地存在含噪声、脊线和谷线对比度低和背光不均匀等缺点，因此，不能将现有处理按捺式指纹的处理技术用于非接触式指纹图像。指纹图像非奇异点区域的脊线变化平滑，脊线方向曲率较低，但是奇异点区域的脊线变化剧烈，脊线方向曲率较高。因为后续的指纹匹配和识别，主要依赖奇异点的检测，因此指纹增强的主要目的是准确恢复被噪声污染或断裂的指纹脊线结构。大多数现有的滤波器，不管是空域滤波器还是频域滤波器，在滤波时没有考本文档来自技高网...

【技术保护点】
非接触式指纹增强方法，其特征在于：该方法首先对所采集到的指纹图像信号进行预处理；再提取预处理后的指纹图像中的方向和频率；计算指纹图像的方向一致性，再根据方向、频率和方向一致性在频率域构建相应的巴特沃斯陷波带阻滤波器HNR(u,v)和巴特沃斯陷波带通滤波器HNP(u,v)分别对指纹低曲率区域和指纹高曲率区域进行滤波，对滤波后的指纹图像进行逆傅里叶变换重构整幅图像。

【技术特征摘要】
1.非接触式指纹增强方法，其特征在于：该方法首先对所采集到的指纹图像信号进行预处理；再提取预处理后的指纹图像中的方向和频率；计算指纹图像的方向一致性，再根据方向、频率和方向一致性在频率域构建相应的巴特沃斯陷波带阻滤波器HNR(u,v)和巴特沃斯陷波带通滤波器HNP(u,v)分别对指纹低曲率区域和指纹高曲率区域进行滤波，对滤波后的指纹图像进行逆傅里叶变换重构整幅图像。2.如权利要求1所述的非接触式指纹增强方法，其特征在于：所述指纹图像信号进行预处理是对采集的指纹图像进行直方图均衡化和归一化预处理，具体步骤为：A：将采集的指纹图像分成相互重叠的w×w的指纹块B(i,j)；B：利用以下之一关系式对各指纹块B(i,j)进行归一化处理，获得归一化后的指纹块图像g(x,y)；或式(1)、式(2)中f(x,y)为指纹块B(i,j)某点处像素值，M0和V0分别为预先设定的灰度均值和方差；M和V分别为原指纹图像的均值和方差。3.如权利要求1或2所述的非接触式指纹增强方法，其特征在于：所述提取预处理后的指纹图像中的方向和频率具体通过以下步骤提取：A：对指纹图像加余弦窗口，然后对指纹图像进行离散傅里叶变化；B：对步骤A中经离散傅里叶变化后的指纹图像进行根滤波处理；C：利用式(3)～式(6)求取滤波后的指纹图像的方向；利用式(7)～式(8)求滤波后的指纹图像的频率；式(4)和式(5)中的Mi和Ml通过式(6)求取：M＝∑|F(θ,r)|(6)式(6)中F(θ,r)为指纹图像经傅里叶谱的极坐标，r为模值，其满足l≤r≤l+1，其中l取值范围为1～15；所述指纹图像的频率通过以下方式求取：以频谱图像的中点为原点，半径为l对频谱图像进行等份分割，利用式(7)求取每一个同心圆所包含的频谱能量El＝∑|F(θ,r)|l＜＝r＜l+1(7)其中l表示同心圆的半径；l的取值为1～15；求得各个同心圆包含的频谱能量后，利用式(8)来确定频谱峰值与原点的距离L。

【专利技术属性】
技术研发人员：李海燕，王唐宇，余鹏飞，周冬明，陈建华，张榆锋，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53