基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法
2023-11-04 12:02:07 1
專利名稱：基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，尤其是一種結合人類視覺特性和指紋特徵的低質指紋灰度圖像處理方法。
背景技術：
指紋灰度圖像增強方法分為基於像素的圖像增強和基於紋理的圖像增強兩大類。前者是在空域對指紋進行處理，直接作用於指紋的像素值，一般用在指紋的初級處理中，主要實現圖像灰度的調整，使得其後對指紋灰度圖像進行方向圖、頻率圖提取更有利，從而為後續的利用方向或頻率信息對指紋的進一步增強奠定良好基礎。後者是在變換域進行，利 用指紋的紋理信息，如相位(即指紋方向信息)、頻率、能量等對指紋灰度圖像進行加強處理。一個理想的輸入指紋灰度圖像，脊線和谷線在局部區域能連續的變換，這樣就可以輕易分辨出脊線，從而準確提取細節點。但是，在刑偵領域，案發現場採集到的通常都是低質指紋灰度圖像，造成的主要原因有脊線不連續，即脊線存在中斷或裂縫；由於汗孔、汙潰等導致的脊線粘連平行的脊線不能很好的分開；指紋上存在摺痕、擦傷或者創傷；採集時由於壓力不均和角度旋轉造成了形變。上述因素很容易導致丟失真正的特徵，提取的特徵中有偽特徵，細節點的位置特徵(位置和方向)存在錯誤等問題。因此，對於低質指紋灰度圖像，難以正確求取指紋的方向圖或頻率圖，自動指紋識別系統基本不能勝任，更多地需要人工參與。
發明內容
(一 )要解決的技術問題有鑑於此，本發明的目的在於提出一種基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，以對低質指紋灰度圖像進行基於像素的增強處理，儘可能多地獲得清晰的紋線結構，符合人的視覺特性，方便人工參與，且有利於後續基於紋理的指紋灰度圖像增強處理。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，該方法是將人類視覺系統的非經典感受野三高斯數學模型引入指紋灰度圖像處理，根據指紋谷脊交替分布的圖像特性，研究人類視覺系統的非經典感受野三高斯模型中的參數取值的方法，包括以下步驟步驟I :根據指紋灰度圖像的尺寸獲取指紋特徵參數；步驟2 對指紋灰度圖像進行三高斯單邊濾波獲得指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度；步驟3 :根據獲得的指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度與實際光強的差異，對指紋灰度圖像進行局部對比度線性調整。上述方案中，步驟I中所述根據指紋灰度圖像的尺寸獲取指紋特徵參數，是指從指紋灰度圖像中提取指紋灰度圖像的尺寸信息，確定指紋特徵參數，該指紋特徵參數為一個指紋脊或谷的寬度。對於指紋灰度圖像，輸入圖像的灰度值為I (x，y)，m、n為指紋灰度圖像尺寸長、寬，則一個指紋脊或谷的寬度t定義為
權利要求
1.一種基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，該方法是將人類視覺系統的非經典感受野三高斯數學模型引入指紋灰度圖像處理，根據指紋谷脊交替分布的圖像特性，研究人類視覺系統的非經典感受野三高斯模型中的參數取值的方法，包括以下步驟 步驟I:根據指紋灰度圖像的尺寸獲取指紋特徵參數； 步驟2 :對指紋灰度圖像進行三高斯單邊濾波獲得指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度； 步驟3 :根據獲得的指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度與實際光強的差異，對指紋灰度圖像進行局部對比度線性調整。
2.根據權利要求I所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於，步驟I中所述根據指紋灰度圖像的尺寸獲取指紋特徵參數，是指從指紋灰度圖像中提取指紋灰度圖像的尺寸信息，確定指紋特徵參數，該指紋特徵參數為一個指紋脊或谷的寬度。
3.根據權利要求2所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於，對於指紋灰度圖像，輸入圖像的灰度值為I (x，y)，m、n為指紋灰度圖像尺寸長、寬，則一個指紋脊或谷的寬度t定義為
4.根據權利要求I所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於，步驟2中所述對指紋灰度圖像進行三高斯單邊濾波獲得指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度，是採用人類視覺系統的非經典感受野三高斯數學模型對指紋灰度圖像進行三高斯單邊濾波獲得指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度，其中所述人類視覺系統的非經典感受野三高斯數學模型中各參數與指紋特徵參數呈線性比例關係。
5.根據權利要求4所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於， 當前點主觀感覺亮度，，、定義為
6.根據權利要求I所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於，步驟3中所述根據獲得的指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度與實際光強的差異，對指紋灰度圖像進行局部對比度線性調整，是指依據每個像素點的亮度與其鄰域平均亮度的大小關係，進行局部對比度調整。
7.根據權利要求6所述的基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，其特徵在於，所述調整採用公式
全文摘要
本發明公開了一種基於三高斯濾波的低質指紋灰度圖像增強方法，該方法是將人類視覺系統的非經典感受野三高斯數學模型引入指紋灰度圖像處理，根據指紋谷脊交替分布的圖像特性，研究人類視覺系統的非經典感受野三高斯模型中的參數取值的方法，包括以下步驟根據指紋灰度圖像的尺寸獲取指紋特徵參數；對指紋灰度圖像進行三高斯單邊濾波獲得指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度；根據獲得的指紋灰度圖像的鄰域主觀感覺亮度與實際光強的差異，對指紋灰度圖像進行局部對比度線性調整。利用本發明，能有效提高整體和局部的對比度和亮度，突出灰暗區域的細節特徵，尤其適用於低質指紋灰度圖像的處理。
文檔編號G06T5/00GK102682432SQ201210144929
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者李衛軍, 趙慧敏 申請人:中國科學院半導體研究所