一種基于方向圖的指紋預(yù)處理方法研究

2 指紋圖像的分割

2.1 指紋圖像的濾波及二值化

　　為了消除干擾及增強(qiáng)紋線，針對指紋紋線有較強(qiáng)方向性的特點(diǎn)，使用了基于方向圖的紋線濾波增強(qiáng)方法。為估計(jì)方向場，把指紋脊線的走向分為8個(gè)方向，1個(gè)象素處的8個(gè)指紋脊線方向如圖1所示，各方向之間的夾角為π/8，以0～7表示。在求取各點(diǎn)方向圖時(shí)，由于圖像在采集過程中，會(huì)受到各種隨機(jī)噪聲的影響，所以并不直接使用計(jì)算點(diǎn)的灰度值G′(i，j)，而是利用了高斯低通濾波器的旋轉(zhuǎn)對稱性，將該點(diǎn)與其八鄰域中的點(diǎn)(C1～C8)所形成的點(diǎn)集Ω與高斯低通濾波器Gu做卷積運(yùn)算，得到該點(diǎn)的新的灰度值G″(i，j)。

　　同時(shí)計(jì)算該點(diǎn)8個(gè)方向上的象素的灰度值之和，得到S0，……S7。將8個(gè)方向灰度值按兩兩垂直的方向分為4組(0～4，1～5，2～6，3～7)，取兩兩差值最大的方向p為象素點(diǎn)可能的方向。在2個(gè)方向中灰度平均值與該點(diǎn)象素值G″(i，j)最接近的方向作為該象素處的脊線方向。

　　在計(jì)算各點(diǎn)方向的過程中，可以同時(shí)進(jìn)行紋線的增強(qiáng)及二值化。如果象素點(diǎn)為脊線上的點(diǎn)，則該點(diǎn)的灰度值一定會(huì)大于8個(gè)方向上所有點(diǎn)的灰度平均值，而且它的脊線方向和垂直于脊線方向的所有點(diǎn)的灰度和的平均值一定會(huì)大于8個(gè)方向上所有點(diǎn)的灰度平均值。因此將上述2個(gè)條件聯(lián)合起來會(huì)取得更好的效果。