[发明专利]一种受损指纹图像的快速修复方法

说明书

本发明公开了一种受损指纹图像的快速修补方法，包括以下步骤：1)获取二维指纹图像，二维指纹图像部分区域受损并具有噪声点；对二维指纹图像进行边缘检测预处理，确定图像域中的标准域x∈Ω\Ωsubgt;in/subgt;和受损域以及受损边界2)将经边缘检测预处理后的图像的像素信息描述为二嵌段共聚物在二维空间点x和时间t处的局部单体密度差φ＝φ(x,t)；3)根据局部单体密度差通过使用二嵌段共聚物的相分离演化方程进行指纹图像的修复。该指纹修复技术简单易行，高效稳健，可被广泛用于民用、医疗、商用领域的生物身份识别，并为基于反应扩散系统的指纹图像的脊线修复提供了数学基础。

技术领域

本发明属于生物特征图像识别技术领域，涉及一种受损指纹图像的快速修复方法。

背景技术

生物特征识别是一种基于生理测量或行为特征的个人身份自动识别技术，特别地，指纹特征基于个体的指纹脊状结构和细节形态的唯一性以及不变性、可靠性和低成本等优点，在电子商务、刑事侦查、犯罪识别、信息安全及民商等领域受到广泛应用。例如，司法部门规定指纹甄别可作为有效刑侦手段。随着光学扫描和计算机技术的发展以及低功耗电容式指纹采集芯片的出现，移动设备屏下指纹技术、指纹门禁系统、ATM终端识别系统应运而生。而在不同的应用情景下，对图像修复识别的时间和精度是极为严苛的，例如民用门禁和警用系统要求实时性和高精度。

目前市场上常见的电容式指纹采集技术，为了改善图像亮度影响提高识别精度，通常需要使用转换装置或放大器来进行迭代采样处理。然而，这种改善指纹质量的方法耗时并且在指纹采集时会对用户造成不便。

通常在指纹图像的采集过程中，各种复杂的环境和人为因素均会导致采集的图像破损、模糊以及污迹，而多数自动指纹识别系统对质量差的图像具有较高拒识率和和误识率。通常，为了保证识别系统的可靠性和稳定性，采集的指纹图像也必须要通过质量评测，这使得图像完整性及高质量对图像精准识别变得至关重要。

此外，移动设备、智能系统中的指纹采集元件愈发普遍，为节省成本指纹传感器需向微型转变，尚有技术可以通过捕捉在滑动动作期间的图像切片信息来转化为完整图像，然而仍存在有时难以组合的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种受损指纹图像的快速修复方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种受损指纹图像的快速修补方法，包括以下步骤：

1)获取二维指纹图像，二维指纹图像部分区域受损并具有噪声点；对二维指纹图像进行边缘检测预处理，确定图像域中的标准域x∈Ω\Ω_in和受损域以及受损边界

2)将经边缘检测预处理后的图像的像素信息描述为二嵌段共聚物在二维空间点x和时间t处的局部单体密度差φ＝φ(x,t)；

3)根据局部单体密度差通过使用二嵌段共聚物的相分离演化方程进行指纹图像的修复。

本发明进一步的改进在于，通过指纹采集设备获取二维指纹图像。

本发明进一步的改进在于，时间t＝0处的局部单体密度差φ＝φ(x,0)，记为

式中，f(x)表示二维指纹图像，f_max和f_min分别表示指纹图像像素最大值和最小值。

本发明进一步的改进在于，使用二嵌段共聚物的相分离演化方程为：

其中，ε代表界面厚度；α为非局部项系数；x和t分别为空间和时间变量，Δ为拉普拉斯算子；f(φ)＝F′(φ)＝φ³-φ，计算边界为

本发明进一步的改进在于，公式(1)由总自由能和二维非局部CH演化方程得到；其中，总自由能为：