[發明專利]一種受損指紋圖像的快速修復方法

有效

• 申請號: 202110694499.0
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113409214B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 李義寶;夏青;劉蕊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13;G06F30/20;G06F17/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種受損指紋圖像的快速修補方法，包括以下步驟：1)獲取二維指紋圖像，二維指紋圖像部分區域受損并具有噪聲點；對二維指紋圖像進行邊緣檢測預處理，確定圖像域中的標準域x∈Ω\Ωsubgt;in/subgt;和受損域以及受損邊界2)將經邊緣檢測預處理后的圖像的像素信息描述為二嵌段共聚物在二維空間點x和時間t處的局部單體密度差φ＝φ(x,t)；3)根據局部單體密度差通過使用二嵌段共聚物的相分離演化方程進行指紋圖像的修復。該指紋修復技術簡單易行，高效穩健，可被廣泛用于民用、醫療、商用領域的生物身份識別，并為基于反應擴散系統的指紋圖像的脊線修復提供了數學基礎。

技術領域

本發明屬于生物特征圖像識別技術領域，涉及一種受損指紋圖像的快速修復方法。

背景技術

生物特征識別是一種基于生理測量或行為特征的個人身份自動識別技術，特別地，指紋特征基于個體的指紋脊狀結構和細節形態的唯一性以及不變性、可靠性和低成本等優點，在電子商務、刑事偵查、犯罪識別、信息安全及民商等領域受到廣泛應用。例如，司法部門規定指紋甄別可作為有效刑偵手段。隨著光學掃描和計算機技術的發展以及低功耗電容式指紋采集芯片的出現，移動設備屏下指紋技術、指紋門禁系統、ATM終端識別系統應運而生。而在不同的應用情景下，對圖像修復識別的時間和精度是極為嚴苛的，例如民用門禁和警用系統要求實時性和高精度。

目前市場上常見的電容式指紋采集技術，為了改善圖像亮度影響提高識別精度，通常需要使用轉換裝置或放大器來進行迭代采樣處理。然而，這種改善指紋質量的方法耗時并且在指紋采集時會對用戶造成不便。

通常在指紋圖像的采集過程中，各種復雜的環境和人為因素均會導致采集的圖像破損、模糊以及污跡，而多數自動指紋識別系統對質量差的圖像具有較高拒識率和和誤識率。通常，為了保證識別系統的可靠性和穩定性，采集的指紋圖像也必須要通過質量評測，這使得圖像完整性及高質量對圖像精準識別變得至關重要。

此外，移動設備、智能系統中的指紋采集元件愈發普遍，為節省成本指紋傳感器需向微型轉變，尚有技術可以通過捕捉在滑動動作期間的圖像切片信息來轉化為完整圖像，然而仍存在有時難以組合的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種受損指紋圖像的快速修復方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

一種受損指紋圖像的快速修補方法，包括以下步驟：

1)獲取二維指紋圖像，二維指紋圖像部分區域受損并具有噪聲點；對二維指紋圖像進行邊緣檢測預處理，確定圖像域中的標準域x∈Ω\Ω_in和受損域以及受損邊界

2)將經邊緣檢測預處理后的圖像的像素信息描述為二嵌段共聚物在二維空間點x和時間t處的局部單體密度差φ＝φ(x,t)；

3)根據局部單體密度差通過使用二嵌段共聚物的相分離演化方程進行指紋圖像的修復。

本發明進一步的改進在于，通過指紋采集設備獲取二維指紋圖像。

本發明進一步的改進在于，時間t＝0處的局部單體密度差φ＝φ(x,0)，記為

式中，f(x)表示二維指紋圖像，f_max和f_min分別表示指紋圖像像素最大值和最小值。

本發明進一步的改進在于，使用二嵌段共聚物的相分離演化方程為：

其中，ε代表界面厚度；α為非局部項系數；x和t分別為空間和時間變量，Δ為拉普拉斯算子；f(φ)＝F′(φ)＝φ³-φ，計算邊界為

本發明進一步的改進在于，公式(1)由總自由能和二維非局部CH演化方程得到；其中，總自由能為：