[发明专利]一种纸币上潜指纹的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及指纹识别领域，尤其涉及一种纸币上潜指纹的识别方法。

背景技术

指纹识别技术是最流行和最成功的生物特征识别技术。随着人们对安全的关注、硬件设备价格的下降和指纹识别算法的快速发展，指纹识别技术已经应用到众多领域，上至公安机关下到个人，如犯罪调查、机场安全、门禁系统、银行支付和PC机的开机身份验证等。这使得人们对指纹识别产生了一个误解：指纹识别技术已经成熟。其实不然，这其中还存在着很多极具挑战性的问题，如小面积指纹、扭曲指纹和潜指纹等等。其中，潜指纹由于其在犯罪分子和恐怖分子的身份认证中具有重要意义而备受关注。潜指纹是不经意间留在犯罪现场的指纹，往往不能被裸眼直接观察到。目前潜指纹的处理往往依靠指纹专家手工来完成，非常耗时费力，且由于其枯燥性也易导致错误。

纸币是最常见的含有潜指纹的介质。因此研究人员发明了多种方法来显影纸币上的潜指纹，早期的方法主要为利用物理或者化学技术对指纹进行增强，物理或化学的方法都不能将纸币的复杂背景移除，这使得增强后的结果看起来依旧很糟糕。有人提出用背景差减法移除复杂的背景而达到更好地增强结果。然而此方法要求输入的含有潜指纹的图像和参考图像的质量相同，在同等光照条件下成像，用同一个刚体变化就能够精确地将两幅图像对准，这在现实中非常难以满足。近来，也有一些针对潜指纹增强的算法，其中包括基于松弛标注的重叠指纹分离算法、基于模型的重叠指纹分离算法、基于查字典的指纹方向场提取算法等，然而它们需要用户输入很多信息如标注指纹的区域等，这使得整个过程极为不方便，而且由于纸币复杂的背景，这些算法的结果并不理想。

发明内容

本发明的目的是解决纸币上或者其他具有参考图像的柔性介质（如常见商品的包装）上潜指纹的识别问题。

本发明的一个目的在于提出一种自动化程度高，准确率高，适用范围广的纸币上潜指纹的识别方法，包括：A.在输入纸币图像和参考纸币图像的每个图像块上估计多个最强的方向；B.利用所述图像块的块方向场和点梯度场对所述输入纸币图像和所述参考纸币图像进行对准；C.将所述输入纸币图像和已对准的参考纸币图像的方向信息进行对比，获取指纹的方向信息；D.利用Gabor滤波器对指纹进行增强。

在本发明的实施例中，所述步骤A包括：A1.将输入图像分成多个图像块；A2.利用傅里叶分析对每个所述图像块进行方向场估计。

在本发明的实施例中，所述步骤B包括：B1.利用所述图像块的块方向场对所述输入纸币图像和所述参考纸币图像进行粗对准；B2.利用所述图像块的点梯度场对所述输入纸币图像和所述参考纸币图像进行精对准；B3.将所有所述图像块的对准结果组合起来,获得所述已对准的参考纸币图像。

在本发明的实施例中，所述步骤C包括：C1.将所述输入纸币图像和已对准的参考纸币图像的方向信息进行对比，若发现新的方向，将含有潜指纹的局部纸币上新出现的方向作为潜指纹的方向；C2.对所述步骤C1得到的指纹方向场利用高斯滤波器进行第一次平滑，根据方向调整大小，得到可靠的指纹方向场及其所在区域；C3.对可靠的指纹方向场区域利用形态学闭运算进行区域空洞填充，得到完整的指纹区域；C4.对可靠的指纹方向场进行第二次平滑；C5.对第二次平滑后的指纹方向场的空洞部分进行插值填充。

在本发明的实施例中，所述步骤D包括：D1.根据指纹方向场计算周期图；D2.根据指纹方向场和周期图以及完整的指纹区域利用Gabor滤波器对指纹进行增强，得到增强后的潜指纹图像。

本发明的纸币上潜指纹的识别方法的核心思想是在含有潜指纹的图像上压制参考图像上的方向信息，从而得到指纹的方向信息，进而得到指纹的方向场，最后利用指纹的方向场结合Gabor滤波器对潜指纹进行增强。本发明至少具有如下有益结果：（1）本发明解决了整个过程完全自动化的问题，使得方便性和应用性大大提高；（2）本发明可以处理质量很差的纸币上的潜指纹，这对指纹鉴定具有非常重要的意义；（3）本发明不仅可以处理纸币上的潜指纹增强问题，也可以处理任何具有参考图像的介质（比如常见商品的包装）上的潜指纹。