[发明专利]基于条纹模式的指纹方向特征获取方法

权利要求书

1.基于条纹模式的指纹方向特征获取方法，其特征在于，由指纹图像预处理、三维单基信号的获取和方向信息的获取三个步骤组成。

2.根据权利要求1所述的条纹模式的指纹方向特征获取方法，其特征在于，所述的指纹图像预处理步骤具体为：将指纹图像看作一个二维调频调幅信号，其在二维空间域内的条纹信号模型能够表示为：

其中，a(x，y)为指纹图像的灰度补偿值，b(x，y)为调制信号的幅值，为包含指纹特征信息的相位，n(x，y)为图像中的高频噪声；

对给定的指纹信号f(x，y)，使用高斯低通滤波器和均值滤波分别滤除信号中的高频噪声n(x，y)和灰度补偿项a(x，y)，若指纹图像中脊线与谷线平均宽度为w个像素，则求取局部图像灰度平均值的窗口大小为w*w；得到：

其中，q₁(x，y)为只包含幅度信息和相位信息的指纹信号。

3.根据权利要求1所述的基于条纹模式的指纹方向特征获取方法，其特征在于，所述的三维单基信号的获取步骤是将三维单基信号从只包含幅度信息和相位信息的指纹信号中获取，具体为：

首先，通过傅里叶变换将q₁(x，y)从时域空间转换到频域空间，得到：

Q₁(u1，u2)＝F(q₁(x，y))

u1表示频域横坐标，u2表示频域纵坐标；

其次，令Q₁(u1，u2)分别与两个弧度转换算子α(u1，u2)和β(u1，u2)相乘得到Q₂(u1，u2)和Q_a(u1，u2)：

Q₂(u1，u2)＝Q₁(u1，u2)α(u1，u2)

Q₃(u1，u2)＝Q₁(u1，u2)β(u1，u2)

此处，

令Q₁，Q₂，Q₃共同构成一个三维向量Q(Q₁，Q₂，Q₃)；

最后，对三维向量Q(Q₁，Q₂，Q₃)进行傅里叶逆变换得到时域向量q(q₁，q₂，q₃)，此向量即为所求的三维单基信号函数。

4.根据权利要求1所述的基于条纹模式的指纹方向特征获取方法，其特征在于，所述的指纹方向特征获取步骤具体为：在信号调制过程中，任意复数信号在某时刻的取值能够由某实数信号在复数空间内旋转而来，旋转轴与虚轴之间的夹角即为方向角，对指纹信号而言，此方向角即为指纹图像中某一像素点的方向信息，计算方向角函数就能够得到指纹方向场θ(x，y)；

将q(q₁，q₂，q₃)从笛卡尔坐标系转换到球面坐标系中，得到：

按照如下公式求出指纹的方向场：

所述的方向场θ(x，y)为方向特征。