[发明专利]一种去除背景干扰的现场指纹增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动指纹识别领域，尤其涉及一种去除背景干扰的现场指纹增强方法

背景技术

在当今社会中，身份认证成为了生产生活中的一项重要任务，生物特征识别凭借其安全可靠，并且不易改变的特性受到重视，成为重要的身份认证手段。多种有效的生物特征识别技术中，指纹识别技术被应用的最为广泛，并在司法领域起到了重要的作用。同时现场指纹作为重要的物证成为司法部门重点关注的现场物证，很多时候现场指纹能够给警方提供关键的线索，从而帮助警方破案。不同于通过油墨按捺或者指纹采集仪获取的指纹图像，现场指纹常常存在复杂的背景干扰。这是因为许多现场指纹遗留在带有复杂图案的物品上，如书籍、杂志的表面。传统的指纹特征提取算法在处理这种带有复杂背景的指纹时特别容易出错。因此，公安部门迫切需要一种去除现场指纹中背景干扰的技术。

在各类民事、刑事案件中，文件、书籍、书信、报纸、支票是现场指纹的常见载体。这些纸张上的文字和图形如果和指纹叠加在一起，就会对指纹特征的提取造成困难。

已有的指纹背景噪声去除方法都是在单幅指纹图像上进行的，由于背景中灰度突变的地方与指纹纹线非常相似，这些方法难以将背景去除得很干净。而遗留的背景仍然会影响指纹的特征提取结果，从而影响最终的指纹识别正确率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。本发明的目的是去除现场指纹中的背景文字和图形的干扰，以提高指纹的质量，从而提高识别率。

根据本发明实施例的去除背景干扰的现场指纹增强方法，包括：A.采集现场指纹并显像，并对显像前图像和显像后图像进行图像对应点和指纹区域的标定和校正；B.对所述现场指纹的背景图像进行分割，得到背景子图集、指纹子图集和边缘指纹子图；C.对所述指纹子图集中的低频分区的每幅图进行自适应指纹增强；D.对所述边缘指纹子图进行增强；以及E.将步骤C得到的低频分区增强结果与步骤D得到的边缘分区增强结果合并，得到最终的指纹增强图像。

进一步地，所述步骤B进一步包括：B1.计算所述显像前图像的灰度直方图；B2.去除所述灰度直方图中的伪峰值点；B3.根据去伪后的所述灰度直方图中的峰值点确定低频背景分区的个数，并根据相邻峰值点的中点作为阈值，对背景图像进行分区，并对每个分区进行适当收缩，得到背景子图集和指纹子图集；以及B4.将各个背景子图集都未覆盖的区域提取为边缘区域，并得到边缘指纹子图。

进一步地，所述步骤C包括：对所述指纹子图集中的低频分区的每幅图分别增强图像对比度，其中增强图像对比度的方法为灰度拉伸方法，直方图均衡化方法，局部的灰度拉伸方法或者局部直方图均衡化方法。

进一步地，所述步骤D进一步包括：D1.根据所述低频分区的指纹增强结果，使用改进梯度法获得指纹的方向场。改进梯度法仅使用低频分区增强结果对应的像素计算方向场，并利用指纹方向场连续性估计边缘区域的方向场，最终得到完整方向场；以及D2.根据所述低频指纹分区的指纹增强结果，使用Gabor滤波方法，得到边缘背景区域的指纹增强结果。

进一步地，所述步骤E进一步包括：E1.通过灰度拉伸方法使得所述低频分区增强结果与所述边缘分区增强结果在接近的区域有相同的灰度极值；以及E2.将灰度拉伸后的所述低频分区增强结果与边缘分区增强结果合并之后，进行平滑处理，得到最终的指纹增强图像。

本发明利用指纹显像前的背景图像和显像后的含有背景的指纹图像进行指纹图像的背景去除，得到高质量的现场指纹图像，从而使得指纹特征更易于提取。本发明同样适用于受到文字和图形干扰的现场掌纹和脚纹。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的去除背景干扰的现场指纹增强方法的流程图

图2为显像前后图像示例（BG0和GI0）

图3为配准后的背景图像与指纹图像（BG与GI)

图4为第一图像分区掩膜、及其指纹子图和增强指纹子图（portions0、G0和GH0）

图5为第二图像分区掩膜、及其指纹子图和增强指纹子图（portions1、G1和GH1）

图6为背景边缘图像掩膜和边缘指纹子图（BE和GE）

图7为低频背景区域指纹增强结果与方向场提取结果（GR和D）