專利名稱：基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋圖像插值領(lǐng)域，尤其是基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法。
背景技術(shù)：
在圖像處理技術(shù)中，為了給圖像分析與識(shí)別做一個(gè)很好的預(yù)處理，對(duì)圖像進(jìn)行幾何矯正以及二值化、分割、細(xì)化等操作是達(dá)到最終識(shí)別效率高這一目的前提。針對(duì)指紋圖像，傳統(tǒng)的幾何矯正算法都是基于雙線性插值或者雙三次插值得 到的，其算法的矯正精度不夠聞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法來對(duì)指紋圖像進(jìn)行幾何矯正，從而使幾何矯正的精度更高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法，其不同之處在于首先將接收到的畸變圖像當(dāng)做原圖像，(x，y)為原圖像每一個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)位置，(X' ,1')為手指按捺位置處的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)位置(在這里假設(shè)手指按捺位置處有一個(gè)被平面鏡接收到的理想指紋圖像，我們的目的是取得這個(gè)理想指紋圖像)，從手指按捺位置處圖像的左下方起由左向右，自下而上掃描，每掃描一個(gè)位置，按以下公式計(jì)算對(duì)應(yīng)的原圖像像素坐標(biāo)
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j 上式中，0為三棱鏡指紋采集斜面的棱角，三棱鏡指紋采集面尺寸寬為|p/ p/ I，畸變圖像高為TH'，u為三棱鏡出射面到圖像傳感器光心的距離，f為焦距，Sff是畸變圖像的寬度，RW是矯正后圖像的寬度，i'是畸變圖像點(diǎn)的縱坐標(biāo)Wtl^1分別為畸變圖像梯形圖的底邊和頂邊，Wci=Ipc/ p/ I;然后按以下插值公式進(jìn)行計(jì)算，求得手指按捺位置處圖像的每一個(gè)像素值，
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I o A A i j-Q y y j公式中的匕即表示原圖像的像素值，r(x，y)表示對(duì)應(yīng)的目標(biāo)圖像的像素值，公式中有八個(gè)參數(shù)，我們稱之為插值權(quán)，其中Wi = (-DSi = O，I, 2，3，Uj = (-Dj, j = O，I, 2，3。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)本專利所構(gòu)造的幾何矯正算法與傳統(tǒng)的幾何矯正算法都屬于圖像插值，但傳統(tǒng)的圖像插值逼近精度不夠高，能夠達(dá)到的效果沒有本方法好，本專利所構(gòu)造的算法但比傳統(tǒng)的雙線性插值或者雙三次插值效果要好。


圖I為本專利具體實(shí)施例的畸變 矯正原理圖；圖2為本專利的具體實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明具體實(shí)施方式
。在指紋圖像的幾何矯正過程中，需要用到圖像的插值技術(shù)，為了介紹本專利的技術(shù)使用方法，現(xiàn)給出如下技術(shù)流程I.輸入的指紋圖像若為灰度圖像，則步驟3可以省略，光學(xué)指紋圖像一般用三棱鏡來采集，而三棱鏡光學(xué)傳感器是根據(jù)物理光學(xué)成像機(jī)制來捕捉圖像的。2.由于物理光學(xué)成像機(jī)制，在采集到的指紋圖像中，必然會(huì)存在一些畸變，為了后續(xù)的識(shí)別，必須對(duì)其進(jìn)行矯正。下面我們來詳細(xì)探討下本專利的畸變矯正算法先對(duì)指紋圖像進(jìn)行坐標(biāo)位置的矯正，我們建立上圖所示的坐標(biāo)系，TW表示成像平面圖，即上面的第一幅圖所示，T向視圖如左下方圖所示，表示三棱鏡指紋采集斜面，W梯形圖如右下方圖所示表示畸變圖像。T向視圖中，以Q點(diǎn)為原點(diǎn)，以CQA為Y軸。對(duì)應(yīng)在T向視圖上CQA即為QY1,同為Y軸，由此建立以Q為原點(diǎn)，以QX1為X軸的坐標(biāo)系。建立(X' ,y/ )坐標(biāo)系，W梯形圖中，以中軸線Q' Y1'為Y'軸，以過交叉點(diǎn)Q'垂直于Y'軸的直線為X'軸。其中，(X' ,y')為圖像采集器獲得的W梯形圖上的任一點(diǎn)，(x，y)為T向視圖中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。問題是根據(jù)已知一些相關(guān)信息，求(x，y)與(X' ,1')的對(duì)應(yīng)關(guān)系。指紋圖象幾何畸變的數(shù)學(xué)建模。如上圖的TW成像平面所示，變量F、F'為焦距，ACB為三棱鏡指紋采集剖面，AC為三棱鏡指紋采集斜面，W梯形圖中TH'為指紋采集面的尺寸高，對(duì)應(yīng)到圖像上為360個(gè)像素，9為三棱鏡指紋采集斜面的棱角即Z ACB.在上圖的T向視圖中，三棱鏡指紋采集面尺寸寬為IPc/ P1' |，高為TH'。在W梯形圖中，Wtl, W1為梯形圖的底邊和頂邊,底邊寬為Wtl = lP/ P/ I,高為TH'，a，b分別為梯形圖對(duì)角線中心到底邊的高，其中，a+b = TH' 因W。，Wla，b和TH'都是可測(cè)的已知量，而W梯形圖和T向圖的底邊寬已經(jīng)調(diào)整為一樣，所以Wtl= IPc/ P/ |。求y與y的關(guān)系在圖TW成像平面圖中，先分析y方向上的畸變，求出y與y'的關(guān)系。從該圖中可以看出ysin0是點(diǎn)E的縱坐標(biāo)，y'是點(diǎn)E'的縱坐標(biāo)。由于E和E'點(diǎn)在光路EOE'上，又在光路EO' E/上，所以y與y'的關(guān)系由EO'、0' E/和EOE' 3個(gè)直線方程決定，聯(lián)立3個(gè)直線方程即可求出y和y的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法，其特征在于首先將接收到的畸變圖像當(dāng)做原圖像，(x，y)為原圖像每一個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)位置，(X' ,1')為手指按捺位置處的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，從手指按捺位置處圖像的左下方起由左向右，自下而上掃描，每掃描一個(gè)位置，按以下公式計(jì)算對(duì)應(yīng)的原圖像像素坐標(biāo)
全文摘要
本發(fā)明涉及指紋圖像插值領(lǐng)域，尤其是基于三棱鏡光學(xué)傳感器的指紋圖像幾何矯正算法，其不同之處在于首先將接收到的畸變圖像當(dāng)做原圖像，為原圖像每一個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)位置，為手指按捺位置處的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，從手指按捺位置處圖像的左下方起由左向右，自下而上掃描，每掃描一個(gè)位置，計(jì)算對(duì)應(yīng)的原圖像像素坐標(biāo)，然后按以下插值公式進(jìn)行計(jì)算，求得手指按捺位置處圖像的每一個(gè)像素值。
文檔編號(hào)G06K9/32GK102789574SQ201210223969
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者王征平 申請(qǐng)人:湖北微駕技術(shù)有限公司