指紋識(shí)別是一種有效身份鑒定技術(shù)方法，可是任何指紋采集設(shè)備和方法都無法在采集過程中完全解決圖像質(zhì)量的問題，為此需要在識(shí)別之初首先對(duì)指紋圖像進(jìn)行處理。文中將采用方向場(chǎng)技術(shù)對(duì)指紋圖像進(jìn)行處理，從仿真結(jié)果來看該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、處理效果良好。

【關(guān)鍵詞】指紋識(shí)別 預(yù)處理 點(diǎn)方向場(chǎng) 塊方向場(chǎng)

1 前言

當(dāng)今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代，個(gè)人身份正變得越發(fā)隱性化。為了保證個(gè)人信息安全，準(zhǔn)確鑒別身份就成了首要問題。由于每人的指紋紋線的特點(diǎn)不同，且形態(tài)穩(wěn)定，所以被很多各類身份識(shí)別系統(tǒng)采用。要實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別，指紋圖像預(yù)處理是前提，本文嘗試用方向場(chǎng)技術(shù)來進(jìn)行指紋圖像處理，以升身份識(shí)別率。

2 指紋方向場(chǎng)簡(jiǎn)介

方向場(chǎng)其實(shí)是用來對(duì)圖像中紋理方向和對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行描述的一個(gè)二維平面場(chǎng)。就指紋來說，其方向場(chǎng)的功能就是描述圖像的紋理方向及其在空間分布。具體而言，指紋方向場(chǎng)有兩種：一種是可用于表示圖中每個(gè)像素點(diǎn)脊線方向，且具有連續(xù)性和漸變性的點(diǎn)方向場(chǎng)，這類的特點(diǎn)是方向過渡自然，易受噪聲影響；而另一種則是可表示圖中每塊脊線大致方向的塊方向場(chǎng)，此類方向場(chǎng)能很好地去除噪聲，但是其整體過渡性差，精確度不高。本文將點(diǎn)方向場(chǎng)和塊方向場(chǎng)進(jìn)行結(jié)合，以優(yōu)化識(shí)別效果。

3 指紋方向場(chǎng)的計(jì)算方法

3.1 求解指紋點(diǎn)方向場(chǎng)

在計(jì)算點(diǎn)方向場(chǎng)時(shí)，可以采用鄰域方向模板法，可以把指紋脊線的走向按八個(gè)方向進(jìn)行劃，并將方向模板中心設(shè)為基準(zhǔn)點(diǎn)。如此一來，從水平方向起，沿著逆時(shí)針方向，每隔一定的間隔確定一個(gè)方向i（i=0，...，7），本文中求取方向角范圍是[0，π]，相鄰方向間隔相等。

3.2 求解指紋塊方向場(chǎng)

為了削弱點(diǎn)方向場(chǎng)D（x，y）所受的噪聲干擾，還要依據(jù)點(diǎn)方向場(chǎng)進(jìn)一步求取塊方向場(chǎng)，為此往往會(huì)將點(diǎn)方向場(chǎng)劃分為一系列相互之間不重疊的塊。然后再針對(duì)每個(gè)小塊求取平均方向，并把該方向視為此小塊脊線的主導(dǎo)方向。若用該小塊的主導(dǎo)方向替代小塊內(nèi)每個(gè)像素的方向，就可以得到塊方向場(chǎng)了。但如此一來，由于未對(duì)其他相鄰小離散塊中像素的影響進(jìn)行考量，很可能會(huì)造成方向的不連續(xù)性，故而性能亟待改進(jìn)。

3.3 求解指紋連續(xù)分布方向場(chǎng)

4 結(jié)論

指紋方向場(chǎng)實(shí)際是指紋圖像的一種變換表示方法，在預(yù)處理中可以利用其對(duì)指紋圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所采集的不確定性指紋進(jìn)行圖像增強(qiáng)，為后繼的識(shí)別步驟做準(zhǔn)備?？墒?，常規(guī)的點(diǎn)方向場(chǎng)計(jì)算受噪聲影響較大，一般無法完全反映指紋脊線的真實(shí)走向；而塊方向場(chǎng)的整體過渡性差，精確度不高。文中將兩者進(jìn)行了適當(dāng)組合，從仿真結(jié)果來看可以處理效果較好。

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作者簡(jiǎn)介

段沛沛（1980-），女，河南省洛陽市人。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為西安石油大學(xué)講師。研究方向?yàn)橹悄苄盘?hào)處理、數(shù)字圖像處理。

作者單位

西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 陜西省西安市 710065