[發(fā)明專利]一種紙幣上潛指紋的識別方法

有效

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• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102968614A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮建江;周杰;司軒斌
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及指紋識別領(lǐng)域，尤其涉及一種紙幣上潛指紋的識別方法。

背景技術(shù)

指紋識別技術(shù)是最流行和最成功的生物特征識別技術(shù)。隨著人們對安全的關(guān)注、硬件設(shè)備價格的下降和指紋識別算法的快速發(fā)展，指紋識別技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到眾多領(lǐng)域，上至公安機關(guān)下到個人，如犯罪調(diào)查、機場安全、門禁系統(tǒng)、銀行支付和PC機的開機身份驗證等。這使得人們對指紋識別產(chǎn)生了一個誤解：指紋識別技術(shù)已經(jīng)成熟。其實不然，這其中還存在著很多極具挑戰(zhàn)性的問題，如小面積指紋、扭曲指紋和潛指紋等等。其中，潛指紋由于其在犯罪分子和恐怖分子的身份認證中具有重要意義而備受關(guān)注。潛指紋是不經(jīng)意間留在犯罪現(xiàn)場的指紋，往往不能被裸眼直接觀察到。目前潛指紋的處理往往依靠指紋專家手工來完成，非常耗時費力，且由于其枯燥性也易導(dǎo)致錯誤。

紙幣是最常見的含有潛指紋的介質(zhì)。因此研究人員發(fā)明了多種方法來顯影紙幣上的潛指紋，早期的方法主要為利用物理或者化學(xué)技術(shù)對指紋進行增強，物理或化學(xué)的方法都不能將紙幣的復(fù)雜背景移除，這使得增強后的結(jié)果看起來依舊很糟糕。有人提出用背景差減法移除復(fù)雜的背景而達到更好地增強結(jié)果。然而此方法要求輸入的含有潛指紋的圖像和參考圖像的質(zhì)量相同，在同等光照條件下成像，用同一個剛體變化就能夠精確地將兩幅圖像對準，這在現(xiàn)實中非常難以滿足。近來，也有一些針對潛指紋增強的算法，其中包括基于松弛標注的重疊指紋分離算法、基于模型的重疊指紋分離算法、基于查字典的指紋方向場提取算法等，然而它們需要用戶輸入很多信息如標注指紋的區(qū)域等，這使得整個過程極為不方便，而且由于紙幣復(fù)雜的背景，這些算法的結(jié)果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決紙幣上或者其他具有參考圖像的柔性介質(zhì)（如常見商品的包裝）上潛指紋的識別問題。

本發(fā)明的一個目的在于提出一種自動化程度高，準確率高，適用范圍廣的紙幣上潛指紋的識別方法，包括：A.在輸入紙幣圖像和參考紙幣圖像的每個圖像塊上估計多個最強的方向；B.利用所述圖像塊的塊方向場和點梯度場對所述輸入紙幣圖像和所述參考紙幣圖像進行對準；C.將所述輸入紙幣圖像和已對準的參考紙幣圖像的方向信息進行對比，獲取指紋的方向信息；D.利用Gabor濾波器對指紋進行增強。

在本發(fā)明的實施例中，所述步驟A包括：A1.將輸入圖像分成多個圖像塊；A2.利用傅里葉分析對每個所述圖像塊進行方向場估計。

在本發(fā)明的實施例中，所述步驟B包括：B1.利用所述圖像塊的塊方向場對所述輸入紙幣圖像和所述參考紙幣圖像進行粗對準；B2.利用所述圖像塊的點梯度場對所述輸入紙幣圖像和所述參考紙幣圖像進行精對準；B3.將所有所述圖像塊的對準結(jié)果組合起來,獲得所述已對準的參考紙幣圖像。

在本發(fā)明的實施例中，所述步驟C包括：C1.將所述輸入紙幣圖像和已對準的參考紙幣圖像的方向信息進行對比，若發(fā)現(xiàn)新的方向，將含有潛指紋的局部紙幣上新出現(xiàn)的方向作為潛指紋的方向；C2.對所述步驟C1得到的指紋方向場利用高斯濾波器進行第一次平滑，根據(jù)方向調(diào)整大小，得到可靠的指紋方向場及其所在區(qū)域；C3.對可靠的指紋方向場區(qū)域利用形態(tài)學(xué)閉運算進行區(qū)域空洞填充，得到完整的指紋區(qū)域；C4.對可靠的指紋方向場進行第二次平滑；C5.對第二次平滑后的指紋方向場的空洞部分進行插值填充。

在本發(fā)明的實施例中，所述步驟D包括：D1.根據(jù)指紋方向場計算周期圖；D2.根據(jù)指紋方向場和周期圖以及完整的指紋區(qū)域利用Gabor濾波器對指紋進行增強，得到增強后的潛指紋圖像。

本發(fā)明的紙幣上潛指紋的識別方法的核心思想是在含有潛指紋的圖像上壓制參考圖像上的方向信息，從而得到指紋的方向信息，進而得到指紋的方向場，最后利用指紋的方向場結(jié)合Gabor濾波器對潛指紋進行增強。本發(fā)明至少具有如下有益結(jié)果：（1）本發(fā)明解決了整個過程完全自動化的問題，使得方便性和應(yīng)用性大大提高；（2）本發(fā)明可以處理質(zhì)量很差的紙幣上的潛指紋，這對指紋鑒定具有非常重要的意義；（3）本發(fā)明不僅可以處理紙幣上的潛指紋增強問題，也可以處理任何具有參考圖像的介質(zhì)（比如常見商品的包裝）上的潛指紋。