[發明專利]一種去除背景干擾的現場指紋增強方法

有效

• 申請號: 201210594247.1
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN102999750A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 周杰;馮建江;程廣權
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及自動指紋識別領域，尤其涉及一種去除背景干擾的現場指紋增強方法

背景技術

在當今社會中，身份認證成為了生產生活中的一項重要任務，生物特征識別憑借其安全可靠，并且不易改變的特性受到重視，成為重要的身份認證手段。多種有效的生物特征識別技術中，指紋識別技術被應用的最為廣泛，并在司法領域起到了重要的作用。同時現場指紋作為重要的物證成為司法部門重點關注的現場物證，很多時候現場指紋能夠給警方提供關鍵的線索，從而幫助警方破案。不同于通過油墨按捺或者指紋采集儀獲取的指紋圖像，現場指紋常常存在復雜的背景干擾。這是因為許多現場指紋遺留在帶有復雜圖案的物品上，如書籍、雜志的表面。傳統的指紋特征提取算法在處理這種帶有復雜背景的指紋時特別容易出錯。因此，公安部門迫切需要一種去除現場指紋中背景干擾的技術。

在各類民事、刑事案件中，文件、書籍、書信、報紙、支票是現場指紋的常見載體。這些紙張上的文字和圖形如果和指紋疊加在一起，就會對指紋特征的提取造成困難。

已有的指紋背景噪聲去除方法都是在單幅指紋圖像上進行的，由于背景中灰度突變的地方與指紋紋線非常相似，這些方法難以將背景去除得很干凈。而遺留的背景仍然會影響指紋的特征提取結果，從而影響最終的指紋識別正確率。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。本發明的目的是去除現場指紋中的背景文字和圖形的干擾，以提高指紋的質量，從而提高識別率。

根據本發明實施例的去除背景干擾的現場指紋增強方法，包括：A.采集現場指紋并顯像，并對顯像前圖像和顯像后圖像進行圖像對應點和指紋區域的標定和校正；B.對所述現場指紋的背景圖像進行分割，得到背景子圖集、指紋子圖集和邊緣指紋子圖；C.對所述指紋子圖集中的低頻分區的每幅圖進行自適應指紋增強；D.對所述邊緣指紋子圖進行增強；以及E.將步驟C得到的低頻分區增強結果與步驟D得到的邊緣分區增強結果合并，得到最終的指紋增強圖像。

進一步地，所述步驟B進一步包括：B1.計算所述顯像前圖像的灰度直方圖；B2.去除所述灰度直方圖中的偽峰值點；B3.根據去偽后的所述灰度直方圖中的峰值點確定低頻背景分區的個數，并根據相鄰峰值點的中點作為閾值，對背景圖像進行分區，并對每個分區進行適當收縮，得到背景子圖集和指紋子圖集；以及B4.將各個背景子圖集都未覆蓋的區域提取為邊緣區域，并得到邊緣指紋子圖。

進一步地，所述步驟C包括：對所述指紋子圖集中的低頻分區的每幅圖分別增強圖像對比度，其中增強圖像對比度的方法為灰度拉伸方法，直方圖均衡化方法，局部的灰度拉伸方法或者局部直方圖均衡化方法。

進一步地，所述步驟D進一步包括：D1.根據所述低頻分區的指紋增強結果，使用改進梯度法獲得指紋的方向場。改進梯度法僅使用低頻分區增強結果對應的像素計算方向場，并利用指紋方向場連續性估計邊緣區域的方向場，最終得到完整方向場；以及D2.根據所述低頻指紋分區的指紋增強結果，使用Gabor濾波方法，得到邊緣背景區域的指紋增強結果。

進一步地，所述步驟E進一步包括：E1.通過灰度拉伸方法使得所述低頻分區增強結果與所述邊緣分區增強結果在接近的區域有相同的灰度極值；以及E2.將灰度拉伸后的所述低頻分區增強結果與邊緣分區增強結果合并之后，進行平滑處理，得到最終的指紋增強圖像。

本發明利用指紋顯像前的背景圖像和顯像后的含有背景的指紋圖像進行指紋圖像的背景去除，得到高質量的現場指紋圖像，從而使得指紋特征更易于提取。本發明同樣適用于受到文字和圖形干擾的現場掌紋和腳紋。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發明的去除背景干擾的現場指紋增強方法的流程圖

圖2為顯像前后圖像示例（BG0和GI0）

圖3為配準后的背景圖像與指紋圖像（BG與GI)

圖4為第一圖像分區掩膜、及其指紋子圖和增強指紋子圖（portions0、G0和GH0）

圖5為第二圖像分區掩膜、及其指紋子圖和增強指紋子圖（portions1、G1和GH1）

圖6為背景邊緣圖像掩膜和邊緣指紋子圖（BE和GE）

圖7為低頻背景區域指紋增強結果與方向場提取結果（GR和D）