[发明专利]一种指纹特征提取方法

权利要求书

1.一种指纹特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：指纹图像的采集：利用指纹采集设备，将一幅指纹图像转化成能用二维函数表示的数字图像；

S2：指纹图像场及其计算；

S3：指纹图像的分割、图像的均衡、图像的增强、图像的二值化和图像的细化；

S4：指纹特征的提取。

2.根据权利要求1所述的指纹特征提取方法，其特征在于，指纹图像场及其计算方法如下：

1）求指纹图像梯度场：

1-1）用二维函数表示指纹灰度图像，对求的偏导数，然后再继续求得其梯度向量为T=；

1-2）记和为图像Z=f(x,y)上这一点(x,y)的和，那么：

梯度大小为：

，

2）求指纹图像方向场：

设，

，

，

从而得到方向场大小为：

。

3.根据权利要求1所述的指纹特征提取方法，其特征在于，指纹图像的分割方法如下：

1）计算单位区域上的平均梯度作为该单位梯度阈值，用该平均梯度作为灰度梯度特征值，设f(x,y)为图像函数，T(x,y)为某位置(x,y)的梯度，则：；

2）设A为分割所选的阈值：

若，则点在指纹图像的前景上；

若，则点在指纹图像的背景上。

4.根据权利要求1所述的指纹特征提取方法，其特征在于，指纹图像的均衡方法如下：

设H(x)为直方图，为图像的面积，x为灰度级，则：

，直方图是均衡的，其概率密度函数为1；

设转换前后图像的概率密度如下，其中r,s分别表示转换前后的灰度级，转换函数为：

图像在被转换之前它的概率密度函数为；

图像在被转换之后它的概率密度函数为；

因此得到，；

假如想得到转换后直方图是均衡的即图像概率密度函数为1，则必须满足等式两边对r积分，可得：

；

灰度均衡的转换和实现算法：

；

对于离散图像，转换公式为：

；

式中，x为灰度级，为第级灰度的像素个数。

5.根据权利要求1所述的指纹特征提取方法，其特征在于，指纹特征的提取方法如下：

1）数字图像的直方图是离散函数，其中是第k级灰度，是图像中灰度级为的像素个数，二值化的指纹图像中只有0和255两种像素值，搜索上下左右四个方向的像素值边界，要满足条件且，i表示第i行或第i列；

2）设门限值为，初始化计数值count1，count2，对提取出的端点进行判断, 设当前点为0值，计算在相邻两个方向上连续出现的白色像素个数： ；若，则可认为这个端点是边缘端点，无需计算。