[发明专利]一种基于高光谱的潜在指纹检测方法

权利要求书

1.一种基于高光谱图像的潜在指纹痕迹检测方法，其特征在于：包括依次进行的以下步骤：

S1、在标准工作环境下，使用便携式微型高光谱检测仪对待检测指纹样本进行拍摄；

S2、将采集到的高光谱指纹数据分别进行光谱预处理和图像预处理，其中图像预处理需要下一步骤的光谱主成分析结果；

S3、对预处理后的光谱信息采用主成分分析法进行数据处理，获得w₁、w₂、w₃三个波段的主成分数据；

S4、对步骤S2的图像预处理数据、步骤S3所得数据分别进行指纹的形态学分析和成分分析，并接入大数据库，由数据库提供指纹识别比对样本和组成成分比对样本；

S5、对分析结果展示，显示结果包括以下：按照相似度降序排列，展示对象信息和相似度数据，并对指纹重要成分进行显示；

所述步骤S2中光谱预处理采用二阶导来扣除设备背景或漂移对信号的影响，从而完成对光谱的基线校正；采用SG平滑法消除光谱信号中的随机噪声，以此提高样本的信噪比，利于后续光谱分析；

所述步骤S2中的图像预处理包括以下步骤：

S201、将伪色彩光谱图像经灰度变换转换为灰度显示的光谱图，灰度变换是1.0伽马校正的灰度单色显示；

S202、为了有效提取现场环境的残缺污损指纹，降低刑侦工作者的工作量；对指纹可修复区域进行自适应分数阶微分图像增强处理；具体算法如下：

(1)设指纹图像信号f(x，y)，置于掩膜中心位置，最小步长h＝1，x、y的图像信号持续周期为x∈[x₁，x₂],y∈[y₁，y₂],则

(2)对指纹图像信号f(x，y)分别对x、y方向上进行近似偏分数阶微分差分运算并保留前三项得：

(3)同理获得x、y负方向和其对角线共计八个方向的分数阶微分，将上述所得作为掩膜；输出图像为：

其中：w(s，t)为M×N图像上n×n大小的滤波器，并且对中心作用点到图像边缘距离大于和的像素灰度值保留；mag(G)为梯度模值，mag(G[f(x，y)])＝|G|＝max{|G_x′|，|G_y′|},则分数阶微分阶的关系函数：

S204、对上述所获结果，采用Contourlet变换法对图像分割，通过Contourlet子带系数逐个获得每个像素的几何特征，计算均值mean和最大值max，并设置阈值cσ来区分强边缘系数、弱边缘系数、噪声系数；

其中，规定滤波窗口大小为(2M+1)×(2N+1),mean和σ计算公式如下：

对每一个像素点采用下式处理来增强弱边缘和抑制噪声:

并对方向子带进行系数模极大值检测，然后进行Contourlet逆变换、二值化处理和OPTA算法细化处理后得到高光谱潜在指纹分割图像；

S205、对步骤S3所获得的w₁、w₂、w₃波段的光谱图像进行上述S201～S204操作，通过工具箱对三个波段的特征图像进行融合，得到最终的融合图像。