本發(fā)明涉及指紋識(shí)別領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像融合的指紋識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的指紋識(shí)別系統(tǒng)通常采用單攝像頭或單個(gè)傳感器對(duì)目標(biāo)指紋進(jìn)行采集，單攝像頭或單個(gè)傳感器的指紋識(shí)別系統(tǒng)能夠滿足一些精度要求不是十分高的應(yīng)用場(chǎng)景，例如指紋開(kāi)鎖、指紋打卡、指紋門(mén)禁等，但是對(duì)于一些精確度要是十分高的，且指紋不完整的應(yīng)用場(chǎng)景，采用單攝像頭或單個(gè)傳感器的指紋識(shí)別系統(tǒng)常常不能應(yīng)對(duì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種基于圖像融合的指紋識(shí)別系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像融合的指紋識(shí)別系統(tǒng)，包括指紋采集模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、指紋圖像處理模塊、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊和結(jié)果驗(yàn)證模塊，所述指紋采集模塊用于采集目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；所述指紋圖像處理模塊用于對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像進(jìn)行去噪、分解和合成處理，得到目標(biāo)指紋圖像；所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中存儲(chǔ)有標(biāo)準(zhǔn)的指紋圖像；所述結(jié)果驗(yàn)證模塊將目標(biāo)指紋圖像與標(biāo)準(zhǔn)的指紋圖像進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，得到指紋驗(yàn)證結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像進(jìn)行融合，利用融合后的指紋圖像來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別，可大大提高指紋識(shí)別的精確度。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的指紋圖像處理模塊的框架結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

指紋采集模塊1、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊2、指紋圖像處理模塊3、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4、結(jié)果驗(yàn)證模塊5、指紋圖像預(yù)處理子模塊31、指紋圖像分解處理子模塊32和指紋圖像融合子模塊33。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見(jiàn)圖1，包括指紋采集模塊1、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊2、指紋圖像處理模塊3、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4和結(jié)果驗(yàn)證模塊5，所述指紋采集模塊1后方連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊2，用于采集目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊2用于對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；所述指紋圖像處理模塊3用于對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像進(jìn)行去噪、分解和合成處理，得到目標(biāo)指紋圖像；所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4中存儲(chǔ)有標(biāo)準(zhǔn)的指紋圖像；所述結(jié)果驗(yàn)證模塊5與所述指紋圖像處理模塊3和所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4連接，用于將目標(biāo)指紋圖像與標(biāo)準(zhǔn)的指紋圖像進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，得到指紋驗(yàn)證結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示。

優(yōu)選地，所述指紋采集模塊對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像和紫外圖像進(jìn)行采集時(shí)，采用紅外coms成像鏡頭對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像進(jìn)行采集，采用紫外ccd成像鏡頭對(duì)目標(biāo)指紋的紫外圖像進(jìn)行采集，紫外ccd成像鏡頭前方連接有l(wèi)ed激勵(lì)器件，后方連接有紫外圖像增強(qiáng)器，最后連接紅外coms成像鏡頭，所有鏡頭光路同軸且平行放置。

優(yōu)選地，所述紅外coms成像鏡頭和紫外ccd成像鏡頭皆為雙色集成式結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明上述實(shí)施例，將目標(biāo)指紋的紅外圖像與紫外圖像進(jìn)行融合，利用融合后的指紋圖像來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別，可大大提高指紋識(shí)別的精確度。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述指紋圖像處理模塊包括指紋圖像預(yù)處理子模塊、指紋圖像分解處理子模塊和指紋圖像融合子模塊；所述指紋圖像預(yù)處理子模塊將帶噪聲的紅外圖像和紫外圖像進(jìn)行小波變換處理，得到相應(yīng)的小波系數(shù)，此時(shí)得到的小波系數(shù)包括無(wú)噪聲小波系數(shù)以及噪聲小波系數(shù)，然后利用改進(jìn)的小波閾值函數(shù)對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像和紫外圖像進(jìn)行去噪處理，具體為：

(1)采用改進(jìn)的閾值函數(shù)將得到的小波系數(shù)進(jìn)行閾值化處理，以濾除噪聲小波系數(shù)，得到無(wú)噪聲小波系數(shù)，采用的改進(jìn)的閾值函數(shù)為：

式中，表示無(wú)噪聲小波系數(shù)，ψ為帶噪聲的紅外圖像和紫外圖像進(jìn)行小波變換處理后得到的小波系數(shù)，sgn(·)為符號(hào)函數(shù)，i為符號(hào)函數(shù)的變量，p和q為可調(diào)參數(shù)，υ為小波系數(shù)閾值，ε為噪聲標(biāo)準(zhǔn)差；

當(dāng)p＝0或q＝∞時(shí)，此改進(jìn)的閾值函數(shù)為硬閾值函數(shù)，當(dāng)p＝1且q＝1時(shí)，此改進(jìn)的閾值函數(shù)為軟閾值函數(shù)；

(2)利用閾值化處理后得到無(wú)噪聲小波系數(shù)進(jìn)行對(duì)目標(biāo)指紋的紅外圖像和紫外圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到無(wú)噪聲紅外圖像和無(wú)噪聲紫外圖像。

本發(fā)明上述實(shí)施例，通過(guò)改進(jìn)的閾值函數(shù)對(duì)指紋圖像的紅外圖像和紫外圖像經(jīng)過(guò)小波變換處理后得到的小波系數(shù)中的帶噪聲小波系數(shù)進(jìn)行濾除，然后利用濾除帶噪聲小波系數(shù)后的小波系數(shù)進(jìn)行圖像重構(gòu)，得到邊無(wú)噪聲紅外圖像和紫外圖像，進(jìn)行指紋圖像預(yù)處理濾除指紋圖像中的噪聲，以便在目標(biāo)指紋圖像融合時(shí)能夠得到高質(zhì)量的目標(biāo)指紋圖像圖像，且改進(jìn)后的閾值函數(shù)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)p和q的值，使改進(jìn)的閾值函數(shù)介于軟、硬閾值函數(shù)之間，增強(qiáng)對(duì)小波系數(shù)濾除時(shí)的靈活性。

優(yōu)選地，所述指紋圖像分解處理子模塊首先對(duì)經(jīng)過(guò)所述指紋圖像預(yù)處理模塊處理后，得到的無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2采用非下采樣contourlet變換(nsct)分別進(jìn)行分解處理，得到各自的一個(gè)低頻子帶系數(shù)和一系列的高頻子帶系數(shù)，即和x1low(j,k)和x2low(j,k)分別表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在像素點(diǎn)(j,k)處的低頻子帶系數(shù)，和表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在像素點(diǎn)(j,k)處的第m個(gè)尺度的第n個(gè)方向的高頻子帶系數(shù)，m為尺度數(shù)，m表示第m個(gè)尺度，n為第n個(gè)方向，nm為第m個(gè)尺度下的方向數(shù)；

然后將(j,k)處像素點(diǎn)經(jīng)過(guò)nsct進(jìn)行分解處理后得到的子帶系數(shù)與周?chē)?個(gè)像素點(diǎn)的子帶系數(shù)值進(jìn)行比較，用自定義活躍度計(jì)算公式逐點(diǎn)計(jì)算兩幅無(wú)噪聲圖像像素點(diǎn)的活躍度，利用無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2的高頻子帶系數(shù)進(jìn)行活躍度計(jì)算，得到像素點(diǎn)(j,k)的高頻子帶活躍度，自定義活躍度計(jì)算公式為：

式中，和分別表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2中(j,k)處像素點(diǎn)第m個(gè)尺度的第n個(gè)方向的高頻子帶活躍度，和表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在(j,k)處的第m個(gè)尺度第n個(gè)方向的高頻子帶系數(shù)，分別表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2與(j,k)處像素點(diǎn)的上、下、左、右4個(gè)方向相鄰的像素點(diǎn)的第m個(gè)尺度第n個(gè)方向的高頻子帶系數(shù)；

同樣地，將高頻子帶系數(shù)換成低頻子帶系數(shù)，利用自定義活躍度計(jì)算公式，對(duì)兩幅無(wú)噪聲圖像的低頻子帶的活躍度進(jìn)行計(jì)算，得到無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在(j,k)處像素點(diǎn)的低頻子帶的活躍度w1^low(j,k)和w2^low(j,k)。

本發(fā)明上述實(shí)施例，通過(guò)自定義活躍度計(jì)算公式逐點(diǎn)計(jì)算出無(wú)噪聲紅外圖像和無(wú)噪聲紫外圖像中像素點(diǎn)的活躍度，以活躍度來(lái)反映像素點(diǎn)的清晰程度，像素點(diǎn)的活躍度越高則該點(diǎn)的清晰度越高，根據(jù)活躍度對(duì)紅外圖像和紫外圖像融合時(shí)，有利于選取到清晰度更高的像素點(diǎn)，得到質(zhì)量更高的、包含細(xì)節(jié)特征更多的融合后的目標(biāo)指紋圖像。

優(yōu)選地，所述指紋圖像融合子模塊首先對(duì)無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在點(diǎn)(j,k)處的活躍度進(jìn)行比較，得到相應(yīng)的活躍度比較結(jié)果，根據(jù)活躍度比較結(jié)果，對(duì)子帶系數(shù)進(jìn)行重新取值，得到新的高頻子帶系數(shù)與新的低頻子帶系數(shù)，并將新的子帶系數(shù)作為融合后的目標(biāo)指紋圖像的子帶系數(shù)，具體為：

式中，x(j,k)為融合后的目標(biāo)指紋圖像在點(diǎn)(j,k)處重新取值后的子帶系數(shù)，x1(j,k)和x2(j,k)分別為無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在點(diǎn)(j,k)處的子帶系數(shù)，w1(j,k)和w2(j,k)分別為無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2中(j,k)處像素點(diǎn)的活躍度，w1(j,k)包括w1^low(j,k)和w2(j,k)包括w2^low(j,k)和x1(j,k)包括x1^low(j,k)和x2(j,k)包括x2^low(j,k)和當(dāng)x1(j,k)＝x1^low(j,k)時(shí)，x2(j,k)＝x2^low(j,k)，w1(j,k)＝w1^low(j,k)，w2(j,k)＝w2^low(j,k)，當(dāng)時(shí)，為調(diào)整閾值，設(shè)定為0.5，x1^low(j,k)和x2^low(j,k)分別表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在像素點(diǎn)(j,k)處的低頻子帶系數(shù)，和表示無(wú)噪聲紅外圖像x1和無(wú)噪聲紫外圖像x2在像素點(diǎn)(j,k)處的第m個(gè)尺度的第n個(gè)方向的高頻子帶系數(shù)，j和k分別表示兩幅無(wú)噪聲圖像的寬度和高度；

利用新的高頻子帶系數(shù)與新的低頻子帶系數(shù)作為合成圖像的高頻子帶系數(shù)與低頻子帶系數(shù)，通過(guò)nsct逆變換重構(gòu)圖像，得到融合后的目標(biāo)指紋圖像，并進(jìn)行輸出。

本發(fā)明上述實(shí)施例，對(duì)無(wú)噪聲紅外圖像和無(wú)噪聲紫外圖像像素點(diǎn)活躍度大小比較，根據(jù)比較結(jié)果，對(duì)融合后的目標(biāo)指紋圖像子帶系數(shù)取不同的值，有利于噪聲紅外圖像和無(wú)噪聲紫外圖像的細(xì)節(jié)互補(bǔ)，使得融合后的目標(biāo)指紋圖像能夠包含兩幅圖像的細(xì)節(jié)特征，在進(jìn)行指紋識(shí)別驗(yàn)證時(shí)，大大提高識(shí)別精度。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。