[发明专利]一种基于模板的指纹图像细化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹识别前的指纹图像预处理方法，尤其涉及一种基于模板的指纹图像细化方法。

背景技术

指纹图像的预处理是指纹自动识别系统中最重要的部分，预处理的结果将直接影响识别的可靠性和准确性，因此，指纹图像的预处理已经成为指纹识别领域研究的热点。指纹图像的预处理包括图像的二值化和二值化指纹图像的细化二大处理步骤，通俗地讲，指纹图像的二值化是将指纹的谷线和图象背景赋予白色灰度值，而将指纹的脊线赋予黑色灰度值，以强化指纹的脊线；二值化指纹图像的细化是将指纹的脊线细化到一个像素的宽度。

国外期刊《计算机图像处理》(Computer Image Processing)1987，40(1)：30～40提供了一种指纹图像的细化算法，简称为OPTA算法，它是一种典型的模板细化方法。对于一幅二值化的指纹图像，我们设其背景点的像素值为0，前景点的像素值为1。OPTA算法是从图像的左上角开始，对每一个前景像素点(模板中的P5)抽取出如下的模板邻域：

  P1  P2  P3  ×  P4  P5  P6  P14  P7  P8  P9  ×  ×  P11  ×  ×

并将该前景像素点邻域与如下给定的删除模板相比较：

如果该像素点的邻域与八个删除模板中的任一个相匹配，也就是模板中的*点与抽取邻域中的P5点重叠时，模板与其所覆盖区域的像素值一致，则删除该P5点，否则准备保留该点。为了保持连通性，该像素点的邻域再与如下两个保留模板进行比较：

            A                         b

如果该像素点的邻域和上述保留模板a、b中的任意一个相匹配，则P5点才真正保留，否则P5删去(即将该P5点的像素值置为0)。

上述模板中的“1”代表该点的像素值为1，“0”代表该点的像素值为0，“×”代表该点的像素值既可以为1也可以为0。该算法是从图像的左上角开始扫描推移到右下角结束作为一次循环，反复进行迭代，直到比对时没有像素值改变为止。

虽然用OPTA算法对指纹图像进行细化可以达到较好的细化效果，但是它还是存在着细化后的图像细化不完全(即部分指纹脊线超过一个像素的宽度)、指纹纹线不光滑、毛刺多和纹线扭曲等问题，如图2所示。

鉴于OPTA方法存在的不足，中国图象图形学报1999，4(10)：835～838页提出了改进的OPTA算法，该算法的具体步骤与OPTA方法是相同的，都是抽取前景像素点的邻域与删除模板和保留模板进行比对，来决定像素点的删除和保留与否。所不同的是所采用的邻域模板、删除模板和保留模板不同，其中邻域模板如下：