[发明专利]一种基于关键列选择的滚动指纹图像序列实时拼接方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理和模式识别等技术领域，尤其是一种滚动指纹图像序列的拼接方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，生物识别技术成为身份认证的首选方式，其中指纹认证方式最为普遍。市面上的指纹采集仪采集面积通常比较小，且大多采用平面按捺的方式进行采集，采集者很难每次都采集到相同的指纹区域，因而增加了指纹身份认证的拒识率。用同一手指滚动按捺采集指纹图像，并将多帧有重叠区域的图像拼接得到完整无缝的指纹图像，可以克服如上的缺陷，且增大指纹区域有效面积，提供更多的指纹特征信息，从而使身份认证更准确。

Duan等人提出了基于覆盖计算的拼接方法，将得到的有效的相邻两帧指纹图像进行像素覆盖处理，并通过低通滤波来消除错位重印，但是方法时间复杂度较高，无法实现实时拼接。Wang Peng等人提出的方法从有效图像帧的二值化图像的参考区域提取图像波形信息，通过计算有效相邻图像帧之间的波形相似度来估计垂直和水平位移，从而根据位移量进行拼接，但这种方法容易产生明显的重印现象。Jie Zhou等人提出的方法将指纹看成是由圆柱面和圆锥面组成的，分别对圆柱面和圆锥面进行处理。由圆柱面确定两指纹帧的拼接点后进行初步拼接，之后对圆锥面进行一定角度的旋转处理得到最后完整的滚动拼接指纹帧，这种方法有明显的拼接错位痕迹，容易产生指纹伪特征点。本发明提出的基于列选择的滚动指纹图像序列实时方法不但能满足实时拼接的要求，不会产生明显的拼接痕迹和重影现象，且能支持回滚，实验证明该方法具有较高的准确性和实用性。

发明内容

为了克服现有的滚动指纹实时拼接技术仍不够成熟且实时拼接效果比较差的不足，本发明提供了一种提高指纹图像拼接的效率以及准确性、提升实时拼接效果的基于关键列选择的滚动指纹图像序列实时拼接方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于关键列选择的滚动指纹图像序列实时拼接方法，所述拼接方法包括以下步骤：

1）指纹检测：包括指纹出现和指纹消失两个状态的检测；

1.1）指纹出现检测；

1.2）指纹消失检测；

2）指纹拼接：把图像看作由一列一列组成，检测最后拼接得到图像的每一列分别是来自哪一帧，最后根据这个列的选择方案进行拼接；拼接过程如下：

假设I＝{I₁,I₂,...,I_K}为采集得到的一个图像序列，I_K为当前帧，先定义两个参量：

以某一列为中心的三列的背景点个数C_i(j)：

Ci(j)=|{(x,y)|Ii(x,y)>Ti}j-1≤x≤1≤y≤Hj+1|---(1)]]>

其中T₁为给定的阈值；

以某一列为中心的三列的像素灰度值之和f_i(j)：