一種基于方向圖的指紋預處理方法研究

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紋線(xiàn)，針對指紋紋線(xiàn)有較強方向性的特點(diǎn)，使用了基于方向圖的紋線(xiàn)濾波增強方法。為估計方向場(chǎng)，把指紋脊線(xiàn)的走向分為8個(gè)方向，1個(gè)象素處的8個(gè)指紋脊線(xiàn)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(guò)程中，會(huì )受到各種隨機噪聲的影響，所以并不直接使用計算點(diǎn)的灰度值G′(i，j)，而是利用了高斯低通濾波器的旋轉對稱(chēng)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做卷積運算，得到該點(diǎn)的新的灰度值G″(i，j)。

　　同時(shí)計算該點(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(xiàn)方向。

　　在計算各點(diǎn)方向的過(guò)程中，可以同時(shí)進(jìn)行紋線(xiàn)的增強及二值化。如果象素點(diǎn)為脊線(xiàn)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(xiàn)方向和垂直于脊線(xiàn)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(lái)會(huì )取得更好的效果。