專利名稱：基于三棱鏡光學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別做一個很好的預處理，對圖像進行幾何矯正以及二值化、分割、細化等操作是達到最終識別效率高這一目的前提。針對指紋圖像，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
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于三棱鏡光學傳感器的指紋圖像幾何矯正算法來對指紋圖像進行幾何矯正，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做原圖像，(x，y)為原圖像每一個像素點的坐標位置，(X' ,1')為手指按捺位置處的對應點的坐標位置(在這里假設手指按捺位置處有一個被平面鏡接收到的理想指紋圖像，我們的目的是取得這個理想指紋圖像)，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，每掃描一個位置，按以下公式計算對應的原圖像像素坐標
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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'是畸變圖像點的縱坐標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行計算，求得手指按捺位置處圖像的每一個像素值，
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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)表示對應的目標圖像的像素值，公式中有八個參數(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為本專利具體實施例的畸變 矯正原理圖；圖2為本專利的具體實施例的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明具體實施方式
。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，光學指紋圖像一般用三棱鏡來采集，而三棱鏡光學傳感器是根據(jù)物理光學成像機制來捕捉圖像的。2.由于物理光學成像機制，在采集到的指紋圖像中，必然會存在一些畸變，為了后續(xù)的識別，必須對其進行矯正。下面我們來詳細探討下本專利的畸變矯正算法先對指紋圖像進行坐標位置的矯正，我們建立上圖所示的坐標系，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點為原點，以CQA為Y軸。對應在T向視圖上CQA即為QY1,同為Y軸，由此建立以Q為原點，以QX1為X軸的坐標系。建立(X' ,y/ )坐標系，W梯形圖中，以中軸線Q' Y1'為Y'軸，以過交叉點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，(x，y)為T向視圖中的對應點。問題是根據(jù)已知一些相關(guān)信息，求(x，y)與(X' ,1')的對應關(guān)系。指紋圖象幾何畸變的數(shù)學建模。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，對應到圖像上為360個像素，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分別為梯形圖對角線中心到底邊的高，其中，a+b = TH' 因W。，Wla，b和TH'都是可測的已知量，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E的縱坐標，y'是點E'的縱坐標。由于E和E'點在光路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個直線方程決定，聯(lián)立3個直線方程即可求出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做原圖像，(x，y)為原圖像每一個像素點的坐標位置，(X' ,1')為手指按捺位置處的對應點的坐標位置，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，每掃描一個位置，按以下公式計算對應的原圖像像素坐標
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做原圖像，為原圖像每一個像素點的坐標位置，為手指按捺位置處的對應點的坐標位置，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，每掃描一個位置，計算對應的原圖像像素坐標，然后按以下插值公式進行計算，求得手指按捺位置處圖像的每一個像素值。
文檔編號G06K9/32GK102789574SQ201210223969
公開日2012年11月21日 申請日期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 申請人:湖北微駕技術(shù)有限公司