[发明专利]一种基于改进的偏微分模型的指纹方向场计算方法

摘要

本发明公开了一种基于改进的偏微分模型的指纹方向场计算方法，属于自动指纹识别技术领域。本发明主要包括两个步骤第一，采用基本的梯度算法求解指纹的初始方向场；第二，对初始方向场采用改进的偏微分模型进行平滑。本发明主要针对原偏微分模型中的保持项进行改进，其一，将原模型中以初始方向场作为保持标准改进为以上一步迭代的方向场作为保持标准；其二，将原模型中的静态捕获奇异点函数改进为动态捕获奇异点函数。本发明的指纹方向场计算方法，能够有效地区分噪声区域和奇异点区域，使得算法更加合理，有效减少迭代次数，提高算法效率，使得方向场的计算更加准确。

主权项

一种基于改进的偏微分模型的指纹方向场计算方法，包括如下步骤：步骤1、将指纹图像划分为至少一个互不重叠的正方形窗口，对各个窗口进行预处理后，划分到指纹图像的前景区域和背景区域中；步骤2、利用梯度公式求解步骤1所述前景区域中各窗口的初始方向场θ，并定义初始方向场θ的正弦投影为vsin＝sin(2θ)、余弦投影为vcos＝cos(2θ)；步骤3、利用改进的偏微分模型分别对步骤2所述各窗口初始方向场的正弦投影vsin、余弦投影vcos进行迭代，得到各窗口最终方向场的正弦投影usin和余弦投影ucos；步骤4、根据步骤3得到的usin和ucos，计算前景区域中各窗口的最终方向场其特征在于：步骤3所述利用改进的偏微分模型分别对步骤2所述各窗口初始方向场的正弦投影vsin、余弦投影vcos进行迭代，得到各窗口最终方向场的正弦投影usin和余弦投影ucos的方法为：令迭代公式如下ui,jt+1=λ(ui-1,jt+ui+1,jt+ui,j-1t+ui,j+1t)-ψ(θ)(ui,jt-ui,jt-1)+ui,jt]]>其中，u为usin或ucos，λ为平衡参数，t为迭代次数，t＝1时，其中i,j分别为窗口在横、纵轴方向的位置，为前景区域中的窗口(i,j)在第t次迭代时的投影，ψ(θ)=1|Nn|Σn′∈Nn|sin(θt(n)-θt-1(n′))|]]>为动态捕获奇异点函数，n为前景区域中各窗口的像素点，n'为n的8邻域的其中一个像素点，Nn为n的8邻域的8个像素点的集合。