指纹图像预处理方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种指纹图像预处理方法及装置，该方法包括：对接收的指纹图像进行平滑处理得到第一图像；对第一图像进行第一增强处理得到经局部增强处理后的第二图像；对第二图像进行归一化处理得到第三图像；计算第三图像对应的纹线方向角和纹线频率；对第三图像进行第二增强处理得到经局部增强处理后的第四图像；对第四图像进行归一化处理得到预处理输出图像。本发明通过对接收的指纹图像进行两次图像增强处理，使得经两次图像增强处理后的指纹图像的图像质量高，尤其是经预处理后指纹图像的纹线方向和纹线频率的保真率高，便于保证后续指纹识别应用的识别精度和识别效率。
【专利说明】指纹图像预处理方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及指纹图像处理【技术领域】，特别地，涉及一种指纹图像预处理方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 随着互联网的飞速发展，生物识别技术越发广泛的被应用，其中指纹识别尤盛。自 动指纹识别技术是指利用手指指头表面纹路的脊线、谷线分布模式来识别对象身份的一种 生物特征识别技术，由于指纹作为人体基本特征之一，具有唯一性、不变形和排列分布规律 性的特点，使其在生物特征识别领域得到了广泛的推广和应用。以苹果为代表的手机厂商 将指纹识别集成到手机上，华为、三星也相继推出带指纹识别的手机。市场下一步尝试将指 纹识别应用于支付领域，这对指纹识别的精度和速度要求越来越高。
[0003] 指纹图像预处理是指纹图像处理中很重要的一个部分。预处理的好，使得后续指 纹方向计算和指纹频率计算更加精确，从而能提取出更加准确的特征，提高识别精度。特别 是对于采集到质量较差的指纹图像，如果直接计算方向和频率效果较差，需要先进行预处 理提高图像质量。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种指纹图像预处理方法及装置，以解决现有的指纹识别过 程中由于指纹图像受噪声干扰导致图像的纹路信息难以准确识别的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种指纹图像预处理方法，该方法包括：
[0007] 对接收的指纹图像进行平滑处理得到经平滑处理后的第一图像；
[0008] 对第一图像进行第一增强处理，第一增强处理包括：将第一图像上预定大小的图 像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经局部增强处理后的第二图像；
[0009] 对第二图像进行归一化处理得到第三图像；
[0010] 计算第三图像对应的纹线方向角和纹线频率；
[0011] 对第三图像进行第二增强处理，第二增强处理包括：将第三图像上预定大小的图 像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经局部增强处理后的第四图像；
[0012] 对第四图像进行归一化处理得到预处理输出图像。
[0013] 进一步地，第一增强处理的增强核的半径为预设值；
[0014] 第二增强处理的增强核的半径为根据第三图像的纹线频率对不同像素点选取适 应的大小的增强核。
[0015] 进一步地，第二增强处理的增强核的半径的计算公式如下：
[0016] /- = - 2, freq > 0 i .細 '
[0017] 其中，r为半径，freq为对应像素点的纹线频率。
[0018] 进一步地，纹线方向角的计算公式如下：
[0019] theta = PI/2+atan2(sin2theta, cos2theta)/2 ；
【权利要求】
1. 一种指纹图像预处理方法，其特征在于，包括： 对接收的指纹图像进行平滑处理得到经平滑处理后的第一图像； 对所述第一图像进行第一增强处理，所述第一增强处理包括：将所述第一图像上预定 大小的图像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经局部增强处理后的第二图像； 对所述第二图像进行归一化处理得到第三图像； 计算所述第三图像对应的纹线方向角和纹线频率； 对所述第三图像进行第二增强处理，所述第二增强处理包括：将所述第三图像上预定 大小的图像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经局部增强处理后的第四图像； 对所述第四图像进行归一化处理得到预处理输出图像。
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， 所述第一增强处理的增强核的半径为预设值； 所述第二增强处理的增强核的半径为根据所述第三图像的纹线频率对不同像素点选 取适应的大小的增强核。
3. 根据权利要求2所述的指纹图像预处理方法，其特征在于， 所述第二增强处理的增强核的半径的计算公式如下：
其中，r为半径，freq为对应像素点的纹线频率。
4. 根据权利要求1所述的指纹图像预处理方法，其特征在于， 所述纹线方向角的计算公式如下： thota = PT/2+atan2(sin2thota. cos2thota)/2 ；
其中，theta为纹线方向角，Gxx为像素点（x，y)沿x方向的梯度协方差；Gxy为像素点 (X，y)沿X、y方向的梯度协方差；Gyy为像素点（X，y)沿y方向的梯度协方差。
5. 根据权利要求1所述的指纹图像预处理方法，其特征在于， 所述纹线频率的计算公式如下：
其中，freq为对应像素点的纹线频率；d为脊线距离。
6. -种指纹图像预处理装置，其特征在于，包括： 平滑处理模块，用于对接收的指纹图像进行平滑处理，以得到经平滑处理后的第一图 像； 第一图像增强处理模块，用于对所述第一图像进行第一增强处理，所述第一增强处理 包括：将所述第一图像上预定大小的图像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经 局部增强处理后的第二图像； 第一归一化处理模块，用于对所述第二图像进行归一化处理，以得到第三图像； 运算模块，用于计算所述第三图像对应的纹线方向角和纹线频率； 第二图像增强处理模块，用于对所述第三图像进行第二增强处理，所述第二增强处理 包括：将所述第三图像上预定大小的图像块与对应大小的增强核进行卷积运算，以得到经 局部增强处理后的第四图像； 第二归一化处理模块，用于对所述第四图像进行归一化处理，以得到预处理输出图像。
7. 根据权利要求6所述的指纹图像预处理装置，其特征在于， 所述第一图像增强处理模块的增强核的半径为预设值； 所述第二图像增强处理模块的增强核的半径为根据所述第三图像的纹线频率对不同 像素点选取适应的大小的增强核。
8. 根据权利要求7所述的指纹图像预处理装置，其特征在于， 所述第二图像增强处理模块的增强核的半径的计算公式如下：
其中，r为半径，freq为对应像素点的纹线频率。
9. 根据权利要求6所述的指纹图像预处理装置，其特征在于， 所述纹线方向角的计算公式如下： theta = PI/2+atan2 (sin2theta, cos2theta)/2 ；
其中，theta为纹线方向角，Gxx为像素点（x，y)沿x方向的梯度协方差；Gxy为像素点 (X，y)沿X、y方向的梯度协方差；Gyy为像素点（X，y)沿y方向的梯度协方差。
10. 根据权利要求6所述的指纹图像预处理装置，其特征在于， 所述纹线频率的计算公式如下：
其中，freq为对应像素点的纹线频率；d为脊线距离。
【文档编号】G06K9/54GK104376321SQ201410646145
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】周孺, 丁建华 申请人:北京智慧眼科技发展有限公司