傅里叶频域下基于曲面变换的指纹增强算法

梅 ,

(南京信息工程大学 a.江苏省网络监控中心;b.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心; c.计算机与软件学院,南京 210044)

0 概述

鉴于指纹皮肤干湿、清洁度、破损及传感器噪声等因素,往往会造成较大比例采集到的指纹图像中存在低质量区域。为了确保低质量区域特征提取的准确性,需要对指纹进行增强,其目的是提升指纹脊、谷纹路的清晰度。

宏观上讲,常用的指纹图像增强方法主要分为空域增强和频域增强,其基本思想都是利用指纹图像在局部所呈现的方向性信息及脊、谷线交替的频率信息来设计滤波器以达到增强目的。

1)空域增强主要的代表工作有方向滤波[1-3]、Gabor滤波[4-7]等。方向滤波预先设计一组具有固定方向的滤波模板,通过选择与当前待增强区域方向一致的滤波模板来实现增强。Gabor滤波器具有天然的频率和方向双重选择性质,该方法沿脊线方向实施低通滤波以连接断开的脊线,在脊线垂直方向实施带通滤波以分离粘连的脊、谷线。

2)频域增强将指纹图像从空域转换到频域下,依据频谱特征设计滤波器以实现指纹增强。文献[8]给出了一种基于傅里叶变换的增强算法,其主要步骤为:对原指纹图像做傅里叶变换获得频谱图像;使用0-n个方向带通滤波器分别对频谱图像滤波,得到一组滤波后频谱图PF0-PFn;对滤波后频谱图做傅里叶逆变换获得一组预滤波图像pf0-pfn;依据每个像素点方向,从方向一致的预滤波图像中选取该像素来组成滤波后图像;设置阈值对滤波后图像进行二值化,得到增强图像。……