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指纹识别中的图像处理研究--指纹图像的特性分析 (二)

? 2018年01月23日 16:19 ? 次阅读

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn 2.2纹理图像的特征及描述

纹理是以象素的邻域灰度空间分布为特征的,因此无法用点来定义,关于图像纹理的精确的定义迄今还没有一个统一的认识,本论文引用一个比较流行的定义如下。纹理是指图像强度局部变化的重复模式。纹理形成的机理是图像局部模式变化大小,一般无法在给定的分辨率下把不同的物体或区域分开。这样,在一个图像区域中重复出现满足给定灰度特性的一个连通象素集合构成了一个纹理区域。最简单的例子就是在白色背景下黑点的重复模式;例如,打印在白纸上的一行行的字符就构成了纹理;图2.3是一个纹理图像的例子。

目前,纹理分析包含有三个主要的问题,分别是:纹理分类、纹理分割和纹理图像恢复。由于本论文指纹图像的分割与纹理分割技术关系密切,故在此对纹理分析的方法进行简单的阐述。比较常用的方法有两种,一种是灰度共生矩阵测量方法,另一种是自相关函数法。

2.2.1灰度共生矩阵

灰度共生矩阵(co-occurrence matrix)P[i,j]是一个二维相关矩阵,其定义如下:首先规定一个位移矢量d =(dx,dy),然后,计算被d分开的且具有灰度级i和j的所有象素对个数。位移矢量为(1,1)是指象素向右和向下各移动一步。显然,灰度级数为n时,同现矩阵是一个n&TImes;n矩阵。例如,考虑一个具有灰度级0,1,2的简单5&TImes;5图像,

如图2.4所示,由于仅有三个灰度级,所以P[i,j]是一个3&TImes;3矩阵;在5&TImes;5图像中,共有16个(规定距离矢量d = (1,1)的情况下)象素对满足空间分离性;首先,计算所有象素对的数量,即计算所有象素值i与象素值j距离为d的象素对数量,然后把这个数填入矩阵P[i,j]的第i行和第j列,例如,有三对象素值为[2,1],因此在P[2,1]项中写3,所以象素对统计完后的矩阵如图2.5所示。

由于具有灰度级[i,j]的象素对数量不需要等于灰度级[i,j]的象素对数量,因此P[i,j]是一个非对称的矩阵,P[i,j]与象素对的总数之比称为规范化矩阵;在上面的例子中,每一项除以16就得到规范化矩阵,由于规范化矩阵P[i,j]的各元素值总和为1,因此,可以把它视为概率质量函数。

灰度共生矩阵表示了图像灰度空间分布,这可以很容易用下面的一个简单例子来说明。考虑一幅棋格为8×8的二值化图像,如图2.6所示,其中每一个方格对应一个象素。

由于两级灰度,所以P[i,j]是一个2×2的矩阵。如果仍然定义距离矢量d =(1,1)则得到归一化矩阵P[i,j],如图2.7所示。由于象素对的结构的规则性,象素对仅仅出现[1,1]和[ 0,0]。矩阵的非对角元素为零。

从上面的例子可以看出,如果黑色象素随地分布在整幅图像上,没有一个固定的模式,则灰度共生矩阵中不具有任何灰度级对的优先集合,则此时的矩阵元素值是均匀分布的,用于测量灰度级分布随机性的一种特征参数叫做熵(entropy),定义为

当矩阵P[i,j]的所有项都为零时,其熵值最高,这样的矩阵对应的图像不存在任何规定位移矢量的优势灰度级对。

2.2.2自相关函数法

一幅N×N图像的自相关(Auto-correlation)函数p[ k,l]定义为式(2.13)

对于含有重复纹理模式的图像,自相关函数表现出一定的周期性,其周期等于相邻基元的距离,当纹理粗糙时,自相关函数缓慢下降,而细纹理下降迅速。用自相关函数可以测量纹理的周期性以及纹理基元的大小。

通过以上的介绍,我们发现,当纹理基元很小并成为微纹理的时候,用灰度共生矩阵特别有用,相反,当纹理基元很大时,直接用灰度级矩阵就不是很有效,甚至失效;这个时候就要寻找其它的方法确定纹理结构。而自相关函数法,对于测量纹理的周期性和纹理的大小比较有用,但是自相关函数法的算法复杂度比较高,如果对比较大的图像直接用自相关函数法,则运算量太大;为了降低运算次数,可以先对图像进行分块,然后再对每个分块进行相关的运算。

2.3指纹图像的特征及描述

指纹图像是一种比较特殊的数字纹理图像,所以它即具有数字图像的性质,又具有纹理图像的性质,除了具有上述两种共性之外,指纹图像还具有指纹的特殊的性质。

①指纹图像具有方向性,但是,指纹的方向性与纹理的方向性有不同之处,一般纹理的方向一般具有一致性,但是指纹图像只有在指纹的局部才有一致性,并且,指纹图像的局部方向还要有连续性,因为对于不同的指纹纹线走向会发生变化,但是这种变化是缓慢变化的。

②指纹图像中的纹线的宽度是有一定的限制的,它即不会很宽,又不会很窄,这是指纹图像区别与其它纹理图像的又一个方面。这为图像的分割提供了一个有用的先验知识。

③指纹图像的有效区域中包含的纹线是黑白交替出现的,在有效区域的局部,即不会出现2条连续的白色纹线,也不会出现2条连续的黑色纹线。这也是对指纹图像统计出的先验知识,可以为后续的指纹图像的处理提供帮助。

④指纹图像的噪声也是有区别于其它的数字图像的,一般的数字图像中的噪声大部分可以认为是随机噪声,可以用比较多的现成的算法来尽可能的去除。而指纹图像的噪声除了具有随机噪声之外,还有因为器件或者其它人为因素造成的噪声,这种噪声的一般的表现是:图像中纹线断断续续,纹线不清晰,不连贯;或者图像中的纹线全部粘连在一起,分不清纹线的走向;这种噪声给指纹图像的分割造成了极大的困难。图2.8是两个具有这种噪声的指纹图像。

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江苏南京自考应用“人脸识别+指纹识别”技术验证考...

2017年12月,江苏省南京市高等教育自考、增考在考生报名、考试阶段在“技防”上首次引入广州像素数据...

发表于 2018-01-23 07:59 ? 297次阅读
江苏南京自考应用“人脸识别+指纹识别”技术验证考...

指纹识别中的图像处理研究--基础名词解释

以信息技术为代表的现代科学技术大大地推动了现代社会的进步和发展,为人类提供了更为快捷与便利的交流手段...

发表于 2018-01-22 07:11 ? 276次阅读
指纹识别中的图像处理研究--基础名词解释

基于HD-SDI技术的高清图像处理系统设计

随着图像处理技术及传感器技术的不断发展,高清数字图像取代模拟图像成为一种趋势。设计了一种基于HD-S...

发表于 2018-01-22 07:02 ? 204次阅读
基于HD-SDI技术的高清图像处理系统设计

屏下指纹识别和触控IC技术成芯片厂商竞争新高地

2017年12月29日,停牌两个月的兆易创新发布《关于重大资产重组继续停牌的议案》(以下简称《议案》...

发表于 2018-01-21 03:53 ? 157次阅读
屏下指纹识别和触控IC技术成芯片厂商竞争新高地

手机指纹识别并不安全 指纹识别度的比率达到20%...

手机制造商为什么要降低指纹识别度的比率呢?研究人员认为,识别度低解起锁来成功率高,客户用起来也更方便...

发表于 2018-01-19 16:45 ? 1814次阅读
手机指纹识别并不安全 指纹识别度的比率达到20%...

侧面指纹识别好不好用?魅蓝CEO李楠是这么说的

对于目前侧面指纹识别的应用还是比较少的,魅族手机首次这么设计也是一种大胆的冒险,那侧面指纹识别到底好...

发表于 2018-01-18 11:38 ? 509次阅读
侧面指纹识别好不好用?魅蓝CEO李楠是这么说的

手机指纹识别再现漏洞 能做到任意解锁?

手机指纹识别被认为是目前安全系数比较高的锁屏技术,但是最近有报道,手机指纹识别能被任意解锁,说好的安...

发表于 2018-01-17 16:13 ? 347次阅读
手机指纹识别再现漏洞 能做到任意解锁?

资料加密结合指纹识别 信息保护全新升级

全景软件GuardKey FP软件功能集成星友科技新产品-指纹加密锁Hello Finger,结合生...

发表于 2018-01-17 11:24 ? 152次阅读
资料加密结合指纹识别 信息保护全新升级

值得收藏的关于指纹识别芯片技术和厂商的文章

一个人身上所具有的独一性生物特征有不少,包括指纹、 虹膜、掌纹等,指纹由于其独一性和便利性,目前已经...

发表于 2018-01-16 18:21 ? 2016次阅读
值得收藏的关于指纹识别芯片技术和厂商的文章

指纹识别依然是手机首选 2018年智能手机指纹...

由于Android阵营目前尚未开发出能完全取代指纹识别的生物识别技术,预期指纹识别依然会是大部分手机...

发表于 2018-01-16 15:39 ? 1223次阅读
指纹识别依然是手机首选  2018年智能手机指纹...

未来一年的手机市场依旧是以人工智能为主导

第一手机界研究院院长孙燕飚在题为《2018年手机行业市场趋势预测与分析》的主题演讲中提到,未来一年的...

发表于 2018-01-16 10:57 ? 1292次阅读
未来一年的手机市场依旧是以人工智能为主导

全球智能手机导入指纹识别技术,神盾2017营收创...

集微网消息,自2013年苹果在iPhone、iPad中导入指纹识别技术后,Android阵营跟进采用...

发表于 2018-01-15 22:52 ? 162次阅读
全球智能手机导入指纹识别技术,神盾2017营收创...

图像处理基本思想和算法研究

图像处理的基本思想还是要立足于图像本身,要深度到图像内部结构中,思维要灵活。图像处理是一个非常大的概...

发表于 2018-01-12 18:13 ? 412次阅读
图像处理基本思想和算法研究

ISP图像处理芯片

本文主要介绍了一种ISP图像处理芯片,FH8510是一款针对CIS(CMOSImageSensor)...

发表于 2018-01-12 17:31 ? 361次阅读
ISP图像处理芯片

图像处理算法有哪些_图像处理十大经典算法

图像处理,是对图像进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理以及其他要求的技术。目前大多数的图像是以...

发表于 2018-01-12 16:17 ? 1406次阅读
图像处理算法有哪些_图像处理十大经典算法

屏下指纹识别技术突破,带动2018年指纹识别渗透...

1、MCU引爆2018涨价新行情; 2、屏下指纹识别技术突破,带动2018年指纹识别渗透率达60%;...

发表于 2018-01-12 12:36 ? 616次阅读
屏下指纹识别技术突破,带动2018年指纹识别渗透...

敦泰发布“健康监测+指纹识别” 创造了上下游产业...

敦捷光电林瑞建总经理表示: 『我们将同步发表多项革命性技术与产品;包括onFlux ID屏下指纹方案...

发表于 2018-01-11 14:24 ? 1452次阅读
敦泰发布“健康监测+指纹识别” 创造了上下游产业...

笔记本、智能锁等IoT产品线上,汇顶科技指纹识别...

在很多人眼里,汇顶科技更多是手机指纹芯片提供商。事实上,过去一年多,汇顶科技的指纹芯片已经被广泛应用...

发表于 2018-01-11 10:55 ? 1426次阅读
笔记本、智能锁等IoT产品线上,汇顶科技指纹识别...

Dell XPS 13 采用汇顶科技的指纹识别方...

集微网 1月10日报道 在很多人眼里,汇顶科技更多是手机指纹芯片提供商。事实上,过去一年多,汇顶科技...

发表于 2018-01-11 01:52 ? 176次阅读
Dell XPS 13 采用汇顶科技的指纹识别方...

IoT硬件防盗机制 须考量经济效益与弹性

用硬件增进物联网(IoT)装置防盗机制的方法为加入安全元件(Secure Element),在装置内...

发表于 2018-01-10 12:50 ? 201次阅读
IoT硬件防盗机制 须考量经济效益与弹性

屏下指纹识别原理介绍_屏下指纹识别技术原理分析

屏下指纹识别原理是什么?屏下指纹识别技术原理介绍。指纹识别技术如今已经十分成熟,有着各种处理手段,还...

发表于 2018-01-09 19:58 ? 5165次阅读
屏下指纹识别原理介绍_屏下指纹识别技术原理分析

基于单片机系统的指纹识别方案和设计要点介绍

随着指纹识别在智能手机上面的普及,指纹识别技术在越来越多的场合中得到应用。除了手机应用之外,在移动支...

发表于 2018-01-08 10:40 ? 230次阅读
基于单片机系统的指纹识别方案和设计要点介绍

vivo X20 Plus与三星Note9的首款...

谁能在全面屏浪潮中率先使用上屏下指纹解锁,那么这款新机无疑能给消费者带来更大的吸引力,市场份额可能就...

发表于 2018-01-05 14:42 ? 1755次阅读
vivo X20 Plus与三星Note9的首款...

付款还在扫码?一文看懂当下五大生物识别技术

付款还在扫码?试试扫自己。一文看懂当下五大生物识别技术。其中包括:指纹识别、面部识别、虹膜识别、静脉...

发表于 2018-01-03 13:36 ? 1135次阅读
付款还在扫码?一文看懂当下五大生物识别技术

介绍新型深度CNN模型——NIMA 它能判断出哪...

在NIMA:Neural Image Assessment这篇论文中,我们介绍了一个深度卷积神经网络...

发表于 2017-12-29 14:29 ? 1257次阅读
介绍新型深度CNN模型——NIMA 它能判断出哪...

传小米7将搭载面部识别 指纹识别被抛弃

苹果首先抛弃指纹识别技术,三星S9紧接其后,到现在网上有传闻小米7也将放弃指纹识别,迎合市场需求将配...

发表于 2017-12-28 16:27 ? 506次阅读
传小米7将搭载面部识别 指纹识别被抛弃

labview130例的源码

发表于 2017-12-03 15:50 ? 1673次阅读
labview130例的源码

LV视觉处理是否有高斯滤波处理方法的模块(萌新发问)?

发表于 2017-12-03 11:53 ? 385次阅读
LV视觉处理是否有高斯滤波处理方法的模块(萌新发问)?

关于 IMAQ ExtractSingleColorPlane 提示无效图片类型的问题

发表于 2017-11-13 23:43 ? 638次阅读
关于 IMAQ ExtractSingleColorPlane 提示无效图片类型的问题

【新手求助】关于树莓派+opencv+摄像头图像处理的问题?

发表于 2017-11-09 08:57 ? 580次阅读
【新手求助】关于树莓派+opencv+摄像头图像处理的问题?

NI Vision assistant 好多图片格式打不开,怎么办?

发表于 2017-11-08 10:32 ? 438次阅读
NI Vision assistant 好多图片格式打不开,怎么办?