一种有效的指纹细节点提取方法

收稿日期:2004-08-31 作者简介:孟祥萍(1961-),女,吉林长春人,博士,教授,主要研究方向:人工智能、数据挖掘、智能控制及应用、图像处理;　任纪川(1976-),男,湖北荆州人,硕士研究生,主要研究方向:模式识别、图像处理;　王贤勇(1970-),男,山东聊城人,硕士研究生,主要研究方向:模式识别与图像处理;　鞠传香(1978-),女,山东威海人,硕士研究生,主要研究方向:人工智能、粗糙集;　王华金(1979-),男,江西赣州人,硕士研究生,主要研究方向:人工智能、数据挖掘.

文章编号:1001-9081(2005)04-0919-02

一种有效的指纹细节点提取方法

孟祥萍1

,任纪川2

,王贤勇2

,鞠传香2

,王华金

2

(1.长春工程学院电气工程系,吉林长春130012;　2.东北电力学院信息工程系,吉林吉林132012)

(ren_ji_chuan@sina .com )

摘　要:提出一种指纹细节点提取方法,在得到指纹二值化图像后,分别对脊线和谷线进行细化,从脊线细化图和谷线细化图中提取分支点作为指纹的特征点。这样得到指纹的细节点比较准确,而虚假点也比较容易除去。实验证明,这种方法得到细节点的数目也相对较少,有利于进一步的指纹匹配。

关键词:方向图;二值化;特征点提取中图分类号:TP391.41 文献标识码:A

New m ethod of f i n gerpr i n t m i n uti a e extracti on

ME NG Xiang 2p ing 1

,RE N J i 2chuan 2

,WANG Xian 2yong 2

,JU Chuan 2xiang 2

,WANG Hua 2jin

2

(1.Electrical Engineering D epart m ent,Changchun Institute of Technology,Changchun J ilin 130012,China;r m ation Engineering D epart m ent,N ortheast China Institute Electric Po w er Engineering,J ilin J ilin 132012,China )

Abstract:A method t o extract finger p rint m inutiaes was p r oposed .Acquired binary i m age,we thinned the ridges and valleys res pectively,then extracted ridge bifurcati ons and valley bifurcati ons as the key m inutiaes fr om the ridge thinned i m age and valley thinned i m age .These m inutiaes are more exact and the s puri ous bifurcati ons can be removed easily .Experi m ental results show that the amount of the key m inutiaes is less,and it is hel pful t o finger p rint matching phase .

Key words:directi on i m age;binarizati on;m inutiae extracti on

0　引言

在指纹系统的设计中,由于图像采集和处理过程中不可避免地会引起一些纹线的断裂和叉连,尽管在预处理的过程

中对这两种噪音有部分地去除,但仍然会存在部分断裂和叉

连的情况。针对这种情况,提出了一种简化的方法来提取指

纹的特征点。本文与目前大多数的指纹处理系统一样,都采

用美国联邦调查局提出的两种类型的特征点:末梢点和分支

点,只是在提取的过程中,我们所提取的是脊线的分支点和谷

线的分支点,所对应的即是脊线的分支点和脊线的末梢点。

因为指纹的脊线和谷线是嵌套的,在脊线和谷线中,特征点是

对应的,即脊线的分支点对应着谷线的末梢点,谷线的分支点

对应着脊线的末梢点。

在指纹图像的采集和处理过程中断裂和叉连的情况会造

成许多虚假的特征点,由于断裂的情况比较普遍,在提取出的末梢点中有很多是虚假点,所以我们在提取指纹特征点的时候可以只提取指纹的分支点。这种特征点受噪声的影响比较小,虚假的分支点比较容易去除。因此,在指纹的处理过程中

可采取直接提取指纹的分支点。图1　9×9邻域窗口

1　指纹图像增强

1.1　点方向图的获取

一般的指纹图像都有比较清

晰的方向性,点方向图的准确性直接决定了图像增强算法的效果。为估计点方向图,把指纹脊线走向分为8个方向,如图1所示。对于图像的每一个像素,为了

确定在以该像素为中心的9×9窗口内,分别计算8个方向上

的灰度平均值,即将图1中标有I (I =0,1,…,7分别代表8个

方向)的位置的像素灰度值取平均得到Gm ean [I ],然后将这

8个平均值按两两垂直的方向分成4组,0和4一组,1和5一

组,2和6一组,3和7一组,计算每组中两个平均值的差值。

Gd iff[J ]=abs (Gm ean [J ]-Gm ean [I +4])

J =0,1,2,3,为脊线方向 取差值的绝对值最大的两个方向为可能的脊线方向若:i M ax =arg (M ax (Gd iff (i ))则方向i M ax 和i M ax +4为像素处可能的脊线方向,若该像素处的灰度值为Gray,则脊线方向为:

i D ir =

i M ax if abs (Gray -Gm ean [i M ax ])

i M ax +4other w ise

即取i M ax 和i M ax +4方向中灰度平均值与该像素的灰度值比较接近的方向作为该像素处的脊线方向。

1.2　方向图后处理

为了减少噪声的影响,保证方向估计的准确性,通用的做

法是将图像分成w ×w 的小块,对每一小块计算其方向直方图,方向直方图的峰值方向即为该块图像纹路走向的方向。这样的做法会造成块与块之间方向的不连贯性。在处理的过程中发现,用通用分块的方法在处理方向图时用求方向直方

第25卷第4期

2005年4月

计算机应用

Computer App licati ons

Vol .25No .4Ap r .2005