专利名称：自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法
技术领域：
本发明涉及自动指纹识别技术领域，具体地说，是一种自适应模板大小的Gabor 指纹图像增强方法。
背景技术：
指纹图像增强是自动指纹识别系统中一个重要的预处理步骤。指纹增强的目的是为了提高指纹图像的质量，尤其是提高指纹纹线的清晰度。指纹增强可以降低噪声对细节特征(例如细节点)提取的影响，提高自动指纹识别的准确性和可靠性。迄今为止，已有很多指纹增强方法被提出，这些方法可以分为三大类基于频率域滤波的方法，基于空间域的方向滤波的方法，以及基于Gabor滤波的方法。第一类，使用方向傅立叶滤波器在频率域实现了对指纹图像的增强。第二类，设计出了方向滤波器，采用方向滤波模板对指纹图像进行滤波增强。第三类，提出了一种利用局部纹线方向和频率，使用Gabor函数增强指纹图像的方法，并对其性能进行了评价，该方法确立了 Gabor指纹增强方法的基本技术体系。在此基础上，对Gabor滤波器进行了重新设计，并提出了更为准确的局部纹线方向和频率的计算方法，以提高Gabor滤波器的增强效果，例如基于Log-Gabor滤波器的指纹增强方法；使用圆形的Gabor滤波器而非方形Gabor 滤波器的指纹增强方法，进而对指纹图像进行增强。由于Gabor增强方法良好的增强效果、 较好的鲁棒性并能适应实时应用，因此成为目前指纹增强的主流方法。Gabor指纹增强方法基于这样一种思想在指纹图像的一个局部区域内(一般为指纹图像中互不重叠的分块)，纹线方向和纹线频率是相对稳定的。对于每个分块，Gabor 增强方法需要首先计算局部纹线方向和纹线频率，然后利用这两个参数构建Gabor增强模板，进而对指纹图像滤波以实现指纹增强。但是在某些情况下(例如在模式区中)，一些分块中的纹线方向和纹线频率变化较大，计算出的块纹线方向和块纹线频率不能很好地体现真实情况，而各个分块采用的增强模板的大小是相同的，即增强的力度相同，因此，对于这样的分块，在指纹增强后不但不能得到好的增强效果，而且还会破坏原有的纹线结构信息。 而好的指纹增强方法得到的增强后的图像应当保持原有的纹线结构信息，以确保后续提取到的细节点信息是准确的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现状提出一种自适应模板大小的Gabor 指纹图像增强方法，根据指纹图像分块中纹线方向变化的程度，自适应地调整Gabor增强模板的大小，获得不同的增强力度，以提高指纹纹线的清晰度，并保持原有纹线结构信息。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，包括以下步骤1.)输入指纹图像，将输入图像I (x，y)划分为WXW块互不重叠的分块，提取每个分块的纹线方向和纹线频率；
权利要求
1.自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤1.)输入指纹图像，将输入图像I(x，y)划分为wxw块互不重叠的分块，提取每个分块的纹线方向和纹线频率；2.)获得分块内的纹线曲率；3.)确定增强模板大小；4.)构造增强模板；5.)对指纹图像进行增强，得到增强后的指纹图像。
2.如权利要求1所述的自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，其特征在于所述步骤1.)中，每个分块的纹线方向和纹线频率的提取方法为a.每个分块中，计算每个像素点(x，y)的灰度的梯度值民&，力和A(x，>0;b.每个分块的纹线方向值如式(1)所示，
3.如权利要求1所述的自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，其特征在于所述步骤2.)中，用C(p，q)表示分块内纹线曲率，如式(2)所示
4.如权利要求1所述的自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，其特征在于所述步骤3.)中，增强模板大小的确定方法为设定模板大小M在一个范围[M1, M2]内，其中， M取奇数；将计算得到的曲率值σ归一化，使之取值在O 1之间，得到新的曲率值σ ‘； 确定增强模板大小的原则是，当纹线曲率较大时，采用较小的增强模板，否则采用较大的增强模板。
5.如权利要求4所述的自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，其特征在于，所述步骤4.)中，构造增强模板的方法，采用偶对称的二维Gabor滤波器函数表示为
全文摘要
本发明公开了一种自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，包括以下步骤1)输入指纹图像，将输入图像I(x，y)划分为W×W块互不重叠的分块，提取每个分块的纹线方向和纹线频率；2)获得分块内的纹线曲率；3)确定增强模板大小；4)构造增强模板；5)对指纹图像进行增强，得到增强后的指纹图像。本发明的自适应模板大小的Gabor指纹图像增强方法，根据指纹图像分块中纹线方向变化的程度，自适应地调整Gabor增强模板的大小，获得不同的增强力度，以提高指纹纹线的清晰度，并保持原有纹线结构信息，避免了现有Gabor指纹增强方法对指纹纹线结构的破坏，能更好地提高指纹图像的质量。
文档编号G06K9/00GK102254163SQ201110221080
公开日2011年11月23日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者史智臣, 张宏伟 申请人:山东志华信息科技股份有限公司