[發明專利]一種低質量指紋圖像和非指紋圖像的檢測方法及檢測裝置

有效

• 申請號: 202210785658.2
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN114863493B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 趙國棟;李學雙;辛傳賢
• 申請（專利權）人: 北京圣點云信息技術有限公司
• 主分類號: G06V40/12
• 分類號: G06V40/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 徐超

1.一種低質量指紋圖像和非指紋圖像的檢測方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1）對原始圖像進行歸一化處理；

2）對歸一化后的圖像進行動態縮放處理；

3）對縮放后的圖像提取圖像方向場；

4）用提取的方向場評估原圖像的整體方向場雜亂度；

5）對歸一化后的圖像進行圖像濾波處理；

6）對濾波后的圖像按方向場采取圖像增強處理；

7）對增強后的圖像進行細化處理；

8）搜索細化后圖像中的結構特征，所述的結構特征包括端點、叉點、毛刺、環結構和橋式結構，搜索細化后圖像中的結構特征的具體步驟包括：

8.1）搜索圖像中所有的端點和叉點；

8.2）根據兩個端點間的連線或者端點與叉點的距離，統計圖像中的毛刺數量，并計算毛刺率；

8.3）通過計算兩個叉點間的間距判斷環結構，統計環結構數量，并計算結環率；

8.4）通過計算兩個叉點的距離和連線數量判斷橋式結構，統計橋式結構數量，并計算連橋率；

9）利用結構特征評估圖像紋線的斷裂度和紋線方向雜亂度：采用角度分段可變搜索域鏈方式檢查紋線的端點是否屬于斷點情況，即通過搜索一個端點在沿紋線方向的空間是否存在潛在的匹配點來判斷是否屬于斷點，通過斷點的多少來評估紋線的斷裂度，通過計算一條紋線上各像素過度時的方向場差與保持較大差值的連續長度來評估紋線的方向雜亂度；搜索的具體步驟為：

9.1）選定一個端點，設置搜索域的步長和寬度，在端點反方向沿紋線前進搜索步長距離的點，再從該點出發，繼續沿先前的方向找到相同距離的另一個點；

9.2）從端點開始依次連接這三個點，形成兩段線段，計算這兩段線段的角度差，作為每段角度分段的變化值；

9.3）以端點為起點，以沿著端點所在的方向做出一等腰三角形，該三角形即為單個搜索域，搜索域的步長決定三角形的高，搜索域的寬度決定三角形的底；

9.4）在每次形成搜索域的過程中，當延伸出的搜索域碰撞到附近紋線時，從與附近紋線最初交匯的點處提前做出三角形的底邊；

9.5）在每一塊搜索域結束的邊上，取高和底的交點作為下一個搜索域的起點，以原端點所在紋線兩段線段的角度差為角度變量，重新設置一個形狀不變，朝向不同的搜索域，實現對搜索域角度的調整；

9.6）設置累加值閾值，記錄每個搜索域角度變化值的累加值，當累加值超過累加值閾值后還沒有找到適配的斷點，則停止搜索，認為這兩個端點不適配，涉及的紋線形態完整；若探索到至少一個匹配的斷點，則認為該紋線存在斷裂；

10）根據各結構特征的數量、紋線的斷裂度、紋線方向的雜亂度和整體方向場雜亂度得到圖像整體質量，判斷圖像是否為低質量圖像，進而將低質量圖像劃分為低質量指紋圖像和非指紋圖像兩類。

2.根據權利要求1所述的低質量指紋圖像和非指紋圖像的檢測方法，其特征在于：所述步驟1）中采用基于中央矯正的雙線性插值法對圖像進行歸一化處理。

3.根據權利要求1所述的低質量指紋圖像和非指紋圖像的檢測方法，其特征在于：所述步驟2）中，采用基于高斯濾波器的卷積核模板對歸一化后的圖像進行動態縮放處理，動態縮放處理包括：在水平和垂直方向進行抽樣并將圖像縮小、對圖像進行抽樣濾波、將圖像的每個像素灰度值向上擴展若干倍數使之保存灰度值的變量產生溢出；將圖像的每個像素灰度值向上擴展若干倍數后，對圖像中每個點的灰度值進行計算，得到擴展后的每個像素點坐標的灰度值，其計算公式為：

其中，Z表示擴展后某像素點的灰度值，Z₀表示擴展前某像素點的灰度值，K表示擴展倍數，mod256表示對整數256求余，256指256級灰度值分級。

4.根據權利要求1所述的低質量指紋圖像和非指紋圖像的檢測方法，其特征在于：所述步驟4）中利用方向場變化階梯評估原圖像的整體方向場雜亂度，其具體步驟包括：

4.1）設定角度變化閾值；

4.2）將每個像素塊與周圍像素塊方向場的差值與閾值進行比較；

4.3）統計超過閾值的像素塊總數，根據超過閾值的像素塊總數評估圖像的整體方向場雜亂度。