基于方向滤波的指纹图像增强算法研究

论文在传统指纹图像增强算法的基础上,提出了一种改进的方向滤波指纹图像增强算法,算法速度得到提高,指纹图像增强效果显著。算法以方向滤波为基础,通过Sobel算子计算指纹图像的梯度和方向,根据指纹的特点设计方向滤波矩阵,由指纹局部方向选择相应方向滤波矩阵进行滤波,使指纹图像在纹线方向上得到增强,在垂直纹线方向上得到减弱,从而增加了前景和背景的对比度,消弱了噪声干扰,突出了指纹的有效信息,为后续的处理过程提供了良好的图像基础。     

指纹图像增强与特征提取

在指纹匹配中,从指纹图像中自动和可靠地提取特征点是一个关键性步骤.输入的指纹图像质量在自动识别和认证算法中起着重要的作用.基于脊线的频率和方向,提出了一个快速指纹图像增强和特征提取算法.指纹图像增强首先求出指纹的方向场,然后根据方向场进行滤波.指纹特征提取则先从细化图中得到特征点并剔除伪特征点.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于方向的二值卷积指纹增强优化算法

指纹图像增强是指纹识别系统中非常重要的一个环节,对基于二值卷积模板的指纹增强算法提出了一种优化方法,首先利用基于梯度矢量的方法计算块方向场,然后采用基于多数点的对比平均法进行方向校正,针对特定阈值内的方向应用特定的二值卷积模板进行指纹图像增强.对FVC2002指纹库中图像进行实验表明该方法是一种简单有效的指纹图像增强算...     

结合滤波和深度玻尔兹曼机重构的指纹增强

指纹图像增强,是自动指纹识别系统中的重要环节.为弥补传统指纹图像增强算法的缺陷,提出一种指纹图像增强算法.在指纹块质量分级机制和复合窗口策略下,指纹图像首先在频域被具有方向选择性的方向高斯带通滤波器滤波增强;随后,二值增强指纹中的误增强区域在空域被具有方向选择性的深度玻尔兹曼机（DBM）重构.提出的方法结合了传统指纹增强算法与深度学习算法的优点,拥有很强的容错能力,能够完成对低质量指纹图像的有效增强.为了验证提出算法的性能,在公开的指纹数据库FVC2004上进行了大量实验,实验结果表明,相比于传统的指纹增强算法,提出的方法具有很强的鲁棒性,对高质量和低质量指纹均有不俗的增强表现.     

两种菱形结构指纹图像方向滤波器组的设计

指纹增强对于提高指纹细节特征提取的准确率甚至整个自动指纹识别系统的性能都具有重要意义,指纹图像方向滤波器是进行指纹图像增强的一种常用方式.基于著名的斐波那契数列,设计了两组新的菱形结构的方向滤波器模板,在保证各个方向滤波器模板结构一致性的同时,既解决了模板旋转溢出的问题,又使参数在对应方向上分布更具规律性. 在FVC数据库中部分典型低质量指纹图像样本上的测试表明,新设计的两组方向滤波器模板对低质量指纹图像具有明显的增强效果.与已有的方向滤波器模板相比,设计的方向滤波器模板能更好地连接断裂脊线并分离粘连脊线,而且增强过程中产生的伪特征点更少.     

指纹图像预处理新方法

介绍并实现了一套完整的指纹图像预处理方法,通过剩余块处理和平滑方法改进了传统的指纹图像分割算法;使用方向匹配的方法对指纹图像方向块进行方向滤波完成图像增强;并除去细化后存在的短线和毛刺。该算法对Secugen指纹仪采集的图像和FVC2004数据库中的指纹图像进行实验,结果表明经过预处理后的指纹图像质量得到明显增强,方便进行细节特征提取。     

基于滤波和融合的指纹图像增强算法

指纹图像增强对于提高细节特征提取的准确率乃至整个自动指纹识别系统的性能都具有重要的意义.大部分的指纹图像增强算法都需计算指纹图像的纹线局部方向,本文给出了一种指纹图像增强的新方法,该方法不计算指纹图像局部区域内的方向,而将指纹图像按8个不同方向滤波,得到8幅滤波后的图像,再利用小波变换对8幅图像进行融合得到增强后的图像.实验表明,该算法有效的提高了指纹图像的质量.     

一种改进的指纹图像二值化处理方法

提出了一种指纹图像二值化处理方法,该方法利用维纳滤波对原始图像进行预处理,然后采用连续块方向图计算指纹方向,结合方向信息用方向滤波模板对图像进行增强二值化.实验结果表明,该算法可以消除孔洞、去除粘线、粘连断线,二值化后的图像效果良好,脊线饱满平滑.     

基于方向滤波的指纹图像增强算法研究

指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等步骤。其中图像预处理中的指纹图像增强是最关键的步骤,直接影响特征提取和匹配。为了消除噪声以提高指纹图象的质量,本文给出了一种基于方向滤波的指纹图像增强算法,根据方向图构建方向滤波模板对指纹图像进行滤波,并对滤波后的图像进行去噪处理。实验结果表明了本文采用的方法有更好的效果。     

指纹图像预处理与特征提取

指纹图像预处理与特征提取是指纹识别的前提。提出一套基于方向滤波与模糊数学方法的指纹图像预处理算法,并给出了指纹特征提取及其后处理算法。指纹图像预处理首先求出指纹的方向场,然后根据方向场进行滤波,最后用模糊数学方法得到二值化图像。指纹特征提取则先从细化指纹图中得到特征点,并依据伪特征点的脊线与角度特征剔除伪特征点。     

一种基于机器学习的指纹纹路方向计算方法

纹路方向是指纹图像的基本特征,而方向计算是指纹识别的基础,特征提取和匹配的过程中都需要用到方向.目前大多数纹路方向计算方法都是基于像素之间的灰度关系的.提出了一种用神经网络学习纹路方向的方法.对于正确的纹路方向,该网络的响应值较大;对于错误的纹路方向,该网络的响应值较小.计算指纹图像的方向场时,对于每个纹路图像块,计算网络在各个方向上的响应值,基于每个图像块在每个方向上的响应值可以计算出整个图像的方向场.该方法比现有方法更能正确地计算指纹图像方向场.     

混合滤波指纹增强

在自动指纹识别系统中,从指纹图像准确和可靠地提取细节点是一项很重要的工作,而指纹图像的质量和合适的增强技术又是指纹特征提取的关键步骤。根据方向一致性条件,可以将指纹划分为方向平缓区域和方向变化剧烈区域。在方向平缓的区域,提出一种新的方向滤波器进行指纹增强,增强算法具有自适应性。在方向变化剧烈区域,方向滤波器不能很好地增强指纹图像,因此在频率域中对指纹进行增强。实验结果表明:该算法对指纹增强有较好的效果、较快的速度。     

改进的基于Gabor滤波器的指纹增强算法

研究并实现了利用Gabor滤波器对指纹图像增强的算法。改进了指纹图像方向图和纹线频率的提取方法,增加了对特征点的额外处理,并研究了Gabor函数的具体应用形式。实践表明,该方法能大幅度提高指纹图像质量。     

一种新型自适应指纹图像增强算法

针对Gabor滤波器在处理低质量指纹图像时增强效果不佳的缺陷,提出一种基于方向域和频率域的新型自适应Gabor滤波增强算法。该算法改进了指纹图像方向图和纹线频率的提取方法,通过计算图像方向一致性和平均纹线频率两个参数来共同自适应地调节Gobor滤波器变换窗的大小。实验结果表明：对于低质量指纹图像,该算法大大提高了方向图准确性,而且自适应Gabor滤波器在处理不同类型的指纹时更具优越性。     

基于高斯滤波与可信度判别的改进指纹增强算法

对现有指纹图像增强算法进行研究并提出了一种新的改进算法。利用Gaussian滤波器对指纹图像多次滤波计算指纹图像方向图,减小了噪声的影响;根据得到的方向信息对原有图像进行对应分块旋转并沿Y轴垂直投影得到图像的统计频率,算法简便;采用Gabor滤波器进行指纹增强,取整幅图像有效频率的均值作为该图像的频率,减少了计算量。并在此基础上利用一定的判别规则对二值化图像进行可信度判别,进一步改进了增强后图像的质量。该算法简单有效,易于实现。实验结果表明对于一定噪声的指纹图像仍有很好的增强效果。     

改进的指纹图像方向图求取方法

为提高指纹图像方向图的准确性,提出了一种传统的指纹图像方向图求取算法－离散方向采样法的改进方法。该方法在原有采样模板的基础上,综合考虑中心像素点外的各层数据,给出了改进的采样模板。实验结果表明该方法比传统的离散方向采样法和灰度梯度法得到的指纹图像方向图更加准确。     

基于Hermite滤波器的指纹增强算法

指纹增强的目的在于改善指纹图像的质量,以提高指纹识别系统的性能。提出了一种基于Hermite滤波器的指纹增强算法,算法利用经典的梯度公式法计算纹线方向,利用指纹图像子块的频谱分布特征计算纹线频率。以纹线方向和频率作为滤波器的主要参数,利用具有良好带通特性的Hermite滤波器和具有可变角度带宽的低通滤波器进行滤波,有效地提高指纹的纹理清晰度,较好地避免奇异点区域的块效应。实验结果表明,算法具有良好的图像增强效果。     

Fingerprint ridge orientation field reconstruction using the best quadratic approximation by orthogonal polynomials in two discrete variables

This paper proposes a novel algorithm for reconstructing the fingerprint orientation field (FOF). The basic idea of the algorithm is to reconstruct the ridge orientation by using the best quadratic approximation by orthogonal polynomials in two discrete variables. We first estimate the local region orientation by the linear projection analysis (LPA) based on the vector set of point gradients, and then reconstruct the ridge orientation field using the best quadratic approximation by orthogonal polynomials in two discrete variables in the sine domain. In this way, we solve the problem that is difficult to accurately extract low quality fingerprint image orientation fields. The experiments with the database of FVC 2004 show that, compared to the state-of-the-art fingerprint orientation estimation algorithms, the proposed method is more accurate and more robust against noise, and is able to better estimate the FOF of low quality fingerprint images with large areas of noise.     

基于投影信号谱分析的指纹纹线间距估计方法

准确估计指纹纹线间距对指纹图像分割、增强及指纹细节特征提取具有重要意义。针对现有纹线间距估计方法存在的不足,提出了一种基于纹线方向投影信号谱分析的指纹纹线间距估计方法。该方法首先对指纹块方向图进行选择性平滑以滤除噪声干扰,然后计算方向投影信号的傅立叶变换能量谱,并通过谱分析提取信号基频,以此估计出纹线间距。实验结果表明,与现有的一些典型方法相比,该文方法对于纹线间距的估计更为准确、可靠。     

低质量指纹图像方向场提取

指纹方向场提取是自动指纹识别系统中的重要环节,是解决自动指纹识别中的某些关键技术的基础.提出一种通过线性投影分析和在sin域中用加权低阶2维勒让德多项式拟合提取指纹方向场的方法;能够解决大噪声低质量指纹图像方向场难以准确提取的问题;在FVC 2000指纹数据库中的大量实验结果表明,与已有基于梯度的指纹方向场估计算法相比,本文方法有更好的提取精度和鲁棒性,对于大噪声的低质量指纹图像能给出很好的方向场估计.