一种改进的指纹图像增强算法研究-论文.pdf

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1、2014年第6期信息通信2014(总第138期)INFORMATION&C0MMUNICATIoNS(Sum．No138)一种改进的指纹图像增强算法研究刘学敏，王枫(1．河北省秦皇岛市海湾安全技术有限公司，河北秦皇岛o6600o；2．河北科技师范学院，河北秦皇岛066000)摘要：生物识别技术是依据人的生物特征的惟一性、不变性和可测量性进行个体识别的。伴随着图像处理技术的飞速发展，近年来指纹识别技术发展非常迅速。指纹图像增强常常用于指纹图像预处理过程中，并且发挥着非常重要的作用，直接影响指纹图像质量高低。为了提高指纹图像处理的综合

2、性能，文章提出一种优化的Gabor滤波方法以增强指纹图像，并对Gabor滤波器的参数进行了量化。研究表明，该算法通过增强指纹图像从而提高图像的质量，方便了指纹特征的提取，提高了指纹识别的效率和准确率。关键词：指纹自动识别；图像增强处理；Gabor滤波器中图分类号：TP3l1文献标识码：A文章编号：1673一l131(2014)06—0037．020引言波器往往通过两种方法筛选用于图像处理，一种是利用离散傅里叶变换的时域卷积定理，从而在频域中进行处理；另一种方自动指纹图像识别技术起源于20世纪60年代，它是利用式是利用离散傅里叶变换

3、的频域卷积定理，在空间域进行分析。计算机来代替人工进行指纹识别，是目前人体特征识别技术市但无论如何实施，Gabor滤波都需要进行大量的计算。在实现场占有率最高的方式之一，近年来有了长足的进步和发展，这对空间域卷积运算时，为了提高计算速度，通常使用较小的空种识别方式也是目前生物识别技术发展中最成熟的。但是在间域卷积模板。发展初期，指纹识别系统的指纹采集设备并不完善，干、湿、脏、1．2Gabor滤波器的获取老化、磨损的指纹，往往难以捕捉到清晰的图像。为了弥补指为进行有效地处理，现设Gabor滤波器的单位冲激响应函纹图像的质量缺陷，图像

4、增强是十分必要的。近年来，随着计数为k(x，y)，且其傅立叶变换为：算机技术的飞速发展和广泛应用，低价位指纹扫描仪的出现以及算法的逐步提高，更使得自动指纹识别技术在各行各业的应=用日益普及，如被广泛应用于学校、公司、企事业单位的员工考赤叫一+J}e】(p(2㈩勤等。自动指纹识别系统的研究和开发已成为国内外科技界(’，Y’)=(XCOS0+Ysin8-xsin+YCOS)(2)和商业界的热点之一。相对于其它生物特征鉴别技术，例如语音识别和膜识别，指纹识别因具有许多独到的优势以及技术实+㈤现的实用性和可行性，已被认为是一种理想的身份认

5、证技术，其应用前景十分广阔，是将来生物特征识别技术的主流。Gabor(“。，v’)=cos0+vsmO-usin+VCOS(4)滤波器可以同时在空间域和频域上获得最佳的分辨率，具有良其中；=1／2月-=1／2~O'y．：K(u，为k(x，y)的傅里叶变好带通性和方向选择性等优点。换；盯和o控制高斯函数在x轴和Y轴的伸缩程度；uO为径向中心频率，决定滤波器在频域中的位置；0为方向角，决定滤l用Gabor滤波器增强指纹图像波器的方向。1．1Gabor滤波器在空间域，用Gabor滤波器对NxN数字图像．触，y)进行卷Gabor滤波器属于

6、带通滤波器，其单位冲激响应函数(Gab．积运算。数学上表示为：or函数)是高斯函数与复指数函数的乘积，是达到时频测不准关系下界的函数，具有较好地兼顾信号在时域、频域的分辨能g(x，)=∑∑(—f，y-k)·邝，)(5)力。由于高斯函数的局部性特征，使Gabor滤波器也只在局部其中X，y=0，1，2⋯⋯N一1；g(x，y)为Gabor滤波处理后的数起作用，具有良好的标度特性和方向特性。所以Gabor滤波器字图像；h(x，y)为滤波器的单位抽样响应；h(x，y)也被称为空域被广泛用于图像处理和图像分析等领域n。模板，其大小为NxN。在

7、实际应用中，多个具有不同的中心频率和不同径向方向在频率域，Gabor滤波器对图像的滤波处理过程数学上可分量的Gabor滤波器进行图像处理。一般来说，基于Gabor滤·—’一”--'b-”—’一”—十一—’一“十-十”—’一一十一十“+一十”十“十一十一十一十一十一+一一—■一“—·卜”+·+”+·+·+”+”+一+·【3]ValiniaAzita，MarshallFrancisE．RXTEMeasurementof[6]毛凯憨，孑，J1延奎，张田，等．嫦娥一号高能粒子分布数据的可theDifuseX-RayEmissionfrom

8、theGalacticRidge：Implic-视化[J】．计算机辅助设计与图形学学报，2011,23(4)：ationsfortheEnergeticsoftheInterstellarMedium．TheAs-682．688~ophysical