[發明專利]光學指紋采集器圖像畸變的校正算法

有效

• 申請號: 200910064437.0
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101847202A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 范峰;韓松峰;陳大海;孟衛華;齊文釗;史毅
• 申請（專利權）人: 凱邁(洛陽)電子有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06K9/32
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及指紋自動識別系統中的圖像采集和匹配，屬于數字圖像處理和模式識別領域，主要涉及的是光學指紋采集器圖像畸變的校正算法。適合于計算機自動指紋識別系統中的光學采集器圖像和平面捺印指紋圖像的匹配過程。

背景技術

自動指紋識別系統(AFIS)作為一種重要的生物特征鑒別技術已在市場上得到廣泛的應用，特別是在公共安全領域，不斷的市場需求進一步促進了AFIS技術的發展。指紋識別的前提條件就是獲取數字指紋圖像，主要由各種指紋采集器來完成。目前的指紋采集器主要有光學指紋采集器、半導體指紋采集器、超聲波指紋采集器三大類。光學指紋采集器以穩定性能好、承受溫度變化、耐磨損、成本低廉等優勢，成為了市場上的主力產品；半導體指紋采集器包括硅電容指紋圖像傳感器、半導體壓感式傳感器和半導體溫度感應傳感器等三大類，其優點是獲取的指紋圖像比較精準，但是半導體指紋采集器普遍容易受到靜電的影響，對干、濕指紋敏感，不耐磨損；超聲波指紋采集器由于其成本過高，目前在AFIS中還不多見。

光學指紋采集器受光學成像機理的影響，都存在著一定程度的圖像形變，主要有梯形形變和矩形形變。目前的指紋采集器校正技術也是針對這兩種情況來進行的。事實上，光學指紋采集器獲取的指紋圖像的形變遠不止這兩種線型變化，圖像的邊緣附近存在很大程度的非線性扭曲。受圖像扭曲的影響，同一個光學指紋采集器，采集同一方向的指紋進行匹配時，可以完成匹配的；同一個光學指紋采集器，對不同方向的指紋就無法準確地匹配；光學指紋采集器獲取的圖像和平面捺印的指紋圖像則根本無法匹配。

基于上述原因，為了使光學指紋采集器不受采集指紋的方向影響，為了使各種指紋采集設備得到的指紋圖像具有通用性，就需要對各種線型和非線性變形的指紋圖像進行校正，從而實現同一指紋在同源和非同源的情況下，都能夠準確的完成匹配。

發明內容

本發明的目的即由此產生，提出一種光學指紋采集器圖像畸變的校正算法，解決了光學指紋采集器圖像變形造成的匹配問題。通過對光學指紋采集器獲取的線型和非線性畸變指紋圖像的校正算法，使同一指紋在同源和非同源的情況下均能實現準確的匹配。

本發明實現上述目的采取的技術方案是：利用正方形網格在光學指紋采集器上形成的畸變圖像上的網格節點與原正方形網格節點形成對應的控制點，來推導圖像的畸變函數，完成圖像的校正。具體步驟為：

a)用正方形網格在水平和垂直方向上對正指紋光學采集器，采集畸變圖像I(i，j)，其大小為m×n，將圖像格式轉化為灰度模式，記錄采集器的dpi。

b)正方形網格形成的灰度圖像J(i，j)，其大小為u×v，保持與圖像I(i，j)具有一致的方向和相同的dpi。

c)配準圖像I(i，j)和圖像J(i，j)的中心點，分別記錄兩幅圖像中每個對應網格控制點的坐標。

d)利用兩幅圖像中每個對應網格控制點的坐標，推導畸變函數，利用畸變函數實現采集器對任意指紋圖像的自動矯正。

本發明通過對光學指紋采集器獲取的線型和非線性畸變指紋圖像的校正，使同一指紋在同源和非同源的情況下均能實現準確的匹配。可以校正任意尺寸、任意形變的光學指紋采集器圖像，不受采集器的廠家、規格、類型的限制。通過實驗證實，本發明的算法解決了光學指紋采集器圖像變形等造成的匹配問題，可以將原本無法匹配的光學指紋采集器采集的指紋圖像和平面捺印掃描指紋圖像，準確地匹配，對推動指紋采集圖像向標準化方向發展有積極的意義。

附圖說明

圖1是本發明光學指紋采集器圖像畸變矯正原理圖；

圖2是本發明正方形網格節點形成的控制點示意圖；

圖3是本發明光學指紋采集器圖像畸變示意圖；

圖4-5是本發明光學指紋采集器采集的指紋圖像的矯正效果。

具體實施方式

現結合附圖對本發明作進一步描述：

用于實施本發明的硬件環境是：CAMA-e深圳公司生產的光學指紋采集器，ACPIMultiprocessor?PC-4400+計算機、2.00GB內存、64M顯卡；運行的軟件環境是：Window?XP，用C及MATLAB?6.5程序設計語言可實現本發明提出的方法。

1.設計圖象畸變控制點

指紋圖像的畸變需要通過測量光學指紋采集器的畸變參數來完成，指紋特征點的分布具有隨機性，需要用正方形網格來替代測量。

用正方形網格在水平和垂直方向上對正指紋光學采集器，采集畸變圖像I(i，j)，其大小為m×n，將圖像格式轉化為灰度模式，記錄采集器的dpi。