[发明专利]基于低通滤波器提取指纹图像方向的方法

摘要

本发明提出了一种基于低通滤波器提取指纹图像方向的方法，主要解决现有提取指纹图像的方向图效率低，方向偏差的问题。其实现步骤是(1)采集指纹图像；(2)计算梯度分量；(3)获得正弦均值和余弦均值；(4)矫正方向角；(5)采集指纹是否完成；(6)输出所有的指纹方向矩阵；本发明将人体指纹图像中每个像素点的梯度分量均值化，再将梯度分量的均值进行正弦余弦操作和低通算子操作，充分考虑了指纹图像的全局信息和指纹纹线的局部信息，从而很好的保证了指纹图像的方向渐变性，提高了指纹图像的方向准确性。本发明方法计算过程简便，结构复杂度低，提高了提取指纹图像的方向图效率。

主权项

一种基于低通滤波器提取指纹图像方向的方法，具体步骤如下：(1)采集指纹图像：(1a)利用电容式指纹采集器，在p个人体的q个指纹中采集一个指纹图像，将采集到的指纹图像以矩阵的形式存在电容式指纹采集器缓存中，其中，p的取值范围为q的取值范围为0＜q≤10p；(1b)从缓存中提取指纹图像到系统内存中；(2)按照下式，计算所输入指纹图像中的每一个像素点的梯度分量：Gx＝Sx*ZGy＝Sy*Z其中，Gx和Gy分别表示所输入指纹图像中的每一个像素点的平行于x轴的梯度分量和平行于y轴的梯度分量，Sx和Sy分别表示sobel算子核集合中平行于x轴的算子核和平行于y轴的算子核，*表示卷积操作，Z表示输入的指纹图像；(3)获取每个像素点二倍方向角的正弦均值和余弦均值：(3a)利用正弦和余弦操作公式，分别计算每个像素点方向角的正弦值和余弦值；(3b)利用正弦和余弦二倍角操作公式，分别计算每个像素点二倍方向角的正弦值和余弦值；(3c)对每个像素点二倍方向角的正弦值和余弦值进行排列操作，得到二倍方向角正弦值和余弦值的矩阵；(3d)按照下式，计算每个像素点二倍方向角的正弦均值和余弦均值：Vsin＝M*KsinVcos＝M*Kcos其中，Vsin和Vcos分别表示每个像素点二倍方向角的正弦均值和余弦均值，M表示平均算子，Ksin表示二倍角正弦值的矩阵，Kcos表示二倍角余弦值的矩阵；(4)对每个像素点的一倍方向角进行矫正：(4a)按照下式，计算每个像素点二倍方向角的正弦均值和余弦均值的低通分量：Ψsin＝W*VcosΨcos＝W*Vsin其中，Ψsin和Ψcos分别表示每个像素点二倍方向角的正弦均值和余弦均值的正弦低通分量和余弦低通分量，W表示低通算子；(4b)利用反正切操作公式，计算每个像素点矫正后的一倍方向角；(5)对每个像素点矫正后的一倍方向角进行排列操作，得到指纹图像的方向矩阵；(6)判断是否采集完所有的人体指纹图像，若是，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(1)；(7)输出所有的人体指纹图像的方向矩阵。