[发明专利]一种同时基于时域与频域滤波的指纹增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及指纹图像增强处理技术领域，特别是一种同时基于时域与频域滤波的指纹增强方法。 

背景技术

传统的指纹增强方法主要为时域滤波和频率滤波两种。时域滤波主要通过构造合适的滤波器，在时域对指纹图像进行卷积运算，从而达到增强的目的，如基于Gabor filter的滤波器、非线性扩散滤波器、上下文滤波器以及scale-space滤波等方法。频域傅里叶变换可以将在时域做卷积运算转换为在频率做乘积运算，从而快速有效地对图像进行处理，达到增强图像的目的，如基于方向频域滤波器、anisotropic滤波器、直接或短时傅里叶变换分析以及“Log-Gabor”滤波器等方法。但是，这些指纹增强方法都是使用单一的滤波器，而且选择滤波器的参数大多基于指纹的纹线结构，由于指纹图像具有非平稳的特性，低质量指纹图像的纹线结构更是复杂，这样的滤波增强方法的效果往往不能令人满意。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种同时基于时域滤波和频域滤波的指纹图像增强方法，有效地在时域对指纹图像的纹线进行修补，在频域分别从方向和频域选择上对指纹图像进行增强滤波，从而增强指纹图像。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种同时基于时域滤波和频域滤波的指纹图像增强方法，通过在时域滤波增强处理的同时进行频域滤波增 强处理后，再对增强图像进行融合处理得到最终增强图像。 

所述的时域滤波增强处理包括原图局部图像规格化、求局部纹线方向、补偿滤波和平滑处理。 

所述的频域滤波增强处理包括原图全局图像规格化、求方向图、Gabor滤波处理和图像灰度调整。 

所述的增强图像融合处理包括对应像素点累加和灰度调整。 

本发明的有益效果是：该指纹增强方法能够在时域和频域分别对指纹图像进行增强滤波，克服了传统方法的不足，极大地增强了指纹图像的处理效果。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明； 

图1是本发明实现方案理论框图； 

图2是本发明时域滤波理论框图； 

图3是时域指纹图像增强步骤1的指纹原图和局部规格化后的图像； 

图4是本发明频域滤波理论框图； 

图5是本发明时域频域增强图像融合框图； 

图6是指纹图像1增强实验结果； 

图7是指纹图像2增强实验结果。 

图3中，(a)为时域指纹图像增强步骤1的指纹原图；(b)为时域指纹图像增强步骤1局部规格化后的图像；图6中，(a)为指纹图像1增强实验的指纹原图；(b)为指纹图像1增强实验的时域滤波后的指纹增强图像；(c)为指纹图像1增强实验的频域滤波后的指纹增强图像；(d)为指纹图像1增强实验的时域滤波和频域滤波同时增强后的指纹增强图像；图7中，(a)为指纹图像2增强实验的 指纹原图；(b)为指纹图像2增强实验的时域滤波后的指纹增强图像；(c)为指纹图像2增强实验频域滤波后的指纹增强图像；(d)为指纹图像2增强实验时域滤波和频域滤波同时增强后的指纹增强图像。 

具体实施方式

时域指纹图像增强 

针对指纹的纹线断裂和纹线模糊区域会对指纹特征提取产生影响的事实，构造合适的时域滤波器和合理选择滤波器的卷积模板，对这些纹线区域进行梳理和修补，可达到增强指纹图像的目的，滤波器参数的选择主要是构造卷积模板参数，如图2所示的具体步骤如下： 

步骤1：局部图像规格化 

考虑到图像每个局部的灰度分布是不均衡的，所以对图像采用局部规格化处理，本文中定义期望均值M₀＝128，期望方差V₀＝128×128，局部窗口大小W×W为(8×8)。局部图像规格化是对以图像每个像素点img(i，j)为中心的局部求均值和方差，再对中心点img(i，j)进行规格化，从而获得更好的效果，主要步骤如下： 

(1)求出以img(i，j)为中心的局部图像的均值M和方差V；