图像处理PPT学习教案

1、会计学1 图像处理图像处理 车车 牌牌 定定 位位 流流 程程 第1页/共41页 第2页/共41页 第3页/共41页 c, 0f(x,y) a (d-c)/(b-a)f(x,y)+c, af(x.y) b d , cf(x,y) M g(x,y)= 第4页/共41页 灰度拉伸处理灰度拉伸处理 第5页/共41页 第6页/共41页 二值化处理二值化处理 第7页/共41页 梯度的计算可以采用梯度的计算可以采用Sobel算子、拉普拉斯算算子、拉普拉斯算 子等。子等。 (a) 原二值化图像原二值化图像 (b) 经梯度锐化处理后的图经梯度锐化处理后的图 像像 第8页/共41页 第9页/共41页 第10页/

2、共41页 第11页/共41页 第12页/共41页 (a)原图像原图像 (b)显示牌照区域的图像显示牌照区域的图像 第13页/共41页 第14页/共41页 第15页/共41页 第16页/共41页 第17页/共41页 指纹识别系统指纹识别系统 v 指纹的基本特征指纹的基本特征 v 指纹识别系统简介指纹识别系统简介 v 指纹库的建立与查对指纹库的建立与查对 第18页/共41页 因为指纹纹路经常出现中断、分叉或打折，所以形成了许多节点。两枚指纹可能会具有相同的全局特征，但它们的局部特征却不可能完全相同。因为指纹纹路经常出现中断、分叉或打折，所以形成了许多节点。两枚指纹可能会具有相同的全局特征，但它们的

3、局部特征却不可能完全相同。 第19页/共41页 全局特征描述的是指纹的总体纹路结构，具体包括纹形、全局特征描述的是指纹的总体纹路结构，具体包括纹形、 模式区、核心点、三角点和纹数五个特征模式区、核心点、三角点和纹数五个特征 第20页/共41页 模式区模式区：指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹属于哪一种类型。有的指纹识别算法只使用模式区的数据，而有的指纹识别算法则需使用完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别：指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹属于哪一种类型。有的指纹识别算法只使用模式区的数据，而有的指纹识别算法则需使用完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别

4、 核心点核心点： 核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点，许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹。核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点，许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹。 第21页/共41页 三角点三角点： 三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点，或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点，三角点提供了指纹纹路计数跟踪的起始位置。三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点，或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点，三角点提供了指纹纹路计数跟踪的起始位置。 纹数纹数：

5、 指模式区内指纹纹路的数量，在计算指纹的纹数时，一般先连接核心点和三角点这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。指模式区内指纹纹路的数量，在计算指纹的纹数时，一般先连接核心点和三角点这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。 第22页/共41页 第23页/共41页 第24页/共41页 第25页/共41页 现有指纹图像获取设备包括三类：现有指纹图像获取设备包括三类： 第26页/共41页 成像技术光学成像技术硅晶体电容传 感器 超声波扫描 体积大小中 耐用性非常耐用容易损坏一般 成像能力汗多的和稍脏的 手指成像模糊 干手指好，汗 多的和稍脏的 手指不能成像 非常好 耗电较多较少较

6、多 成本低低很高 三种成像技术的比较三种成像技术的比较 第27页/共41页 第28页/共41页 将原始指纹图像应用一定的算法进行剪切，在基本不损失有用的指纹信息的基础上产生一个比原始图像小的指纹图像，这样可减少以后各步骤中所要处理的图像的数据将原始指纹图像应用一定的算法进行剪切，在基本不损失有用的指纹信息的基础上产生一个比原始图像小的指纹图像，这样可减少以后各步骤中所要处理的图像的数据 图像平滑图像平滑 平滑的任务就是去除噪声干扰，而又不使图像失真。平滑的任务就是去除噪声干扰，而又不使图像失真。 对图像进行空间低通滤波去噪对图像进行空间低通滤波去噪 采用多图像取均值的方法，进一步消弱噪声采用多

7、图像取均值的方法，进一步消弱噪声 第29页/共41页 对图像进行空间低通滤波去噪对图像进行空间低通滤波去噪 采用多图像取均值的方法，进一步消弱噪声采用多图像取均值的方法，进一步消弱噪声 111 121 111 10 1 n/ )y,x(f)y,x(f n k k 1 第30页/共41页 锐化是为强化指纹纹线间的界线，突出边缘信息，增强脊和谷之间的对比度，以利于二值化。试验表明，锐化是为强化指纹纹线间的界线，突出边缘信息，增强脊和谷之间的对比度，以利于二值化。试验表明，采用采用7 7的模板进行锐化是比较适宜的。的模板进行锐化是比较适宜的。 二值化二值化 对于锐化的指纹图像，其直方图有明显的双峰，

8、故易于选取阈值进行指纹图像二值化。对于锐化的指纹图像，其直方图有明显的双峰，故易于选取阈值进行指纹图像二值化。 第31页/共41页 修饰处理修饰处理 指纹图像经过二值化后，纹线边缘往往凹凸不齐，受锐化的影响，画面出现离散点。为使图像整洁，边缘圆滑，需要进行修饰处理。指纹图像经过二值化后，纹线边缘往往凹凸不齐，受锐化的影响，画面出现离散点。为使图像整洁，边缘圆滑，需要进行修饰处理。 细化处理细化处理 由于所关心的不是纹线的粗细，而是纹线的有无，因此，在不破坏图像连通性的情况下必须去掉多余的信息。为此由于所关心的不是纹线的粗细，而是纹线的有无，因此，在不破坏图像连通性的情况下必须去掉多余的信息。为

9、此采用半旋转式的细化方法采用半旋转式的细化方法，抽取纹线骨架。，抽取纹线骨架。 第32页/共41页 修饰结果修饰结果 细化结果细化结果 第33页/共41页 第34页/共41页 指纹定位是正确识别指纹的必要措施，任何的扭摆、错位都会造成误判。指纹定位是正确识别指纹的必要措施，任何的扭摆、错位都会造成误判。 1、定位、定位 人工定位：按输入指纹箕、斗和弓形纹进行定位，就可以迅速、准确地定位给定指纹，并由输入程序把该指纹图像送到计算机中。人工定位：按输入指纹箕、斗和弓形纹进行定位，就可以迅速、准确地定位给定指纹，并由输入程序把该指纹图像送到计算机中。 自动定位：由计算机确定相应的三角点及中心点，并经

10、过适当的平移与旋转，达到匹配定位的目的。自动定位：由计算机确定相应的三角点及中心点，并经过适当的平移与旋转，达到匹配定位的目的。 第35页/共41页 2、分区与提取、分区与提取 对已定位的图像，就可直接分区进行特征提取了。对已定位的图像，就可直接分区进行特征提取了。 区的数量视定位的精确度及处理的效果而定。区的数量视定位的精确度及处理的效果而定。 将指纹图像划分为纵横的将指纹图像划分为纵横的84的的32个区，特征是按区域抽取的，把各区的特征量按序构成个区，特征是按区域抽取的，把各区的特征量按序构成”指纹字指纹字”，用以表征给定指纹，并以此作为指纹库进行查对的基本单位。，用以表征给定指纹，并以此

11、作为指纹库进行查对的基本单位。 第36页/共41页 由于提取特征是根据预处理后的图像进行的，图像的微小差异由于提取特征是根据预处理后的图像进行的，图像的微小差异(如边缘不齐等）都会影响识别效果，因此必须建立正确的提取规则。如边缘不齐等）都会影响识别效果，因此必须建立正确的提取规则。 如对于分叉特征，先由八方向探索，判别有无三个分叉点，再考虑每个分叉的步数；建立各个分叉时每叉判三步走通为成功，反之如对于分叉特征，先由八方向探索，判别有无三个分叉点，再考虑每个分叉的步数；建立各个分叉时每叉判三步走通为成功，反之 为失败的规则，就可有三种情况：为失败的规则，就可有三种情况： 每叉均为成功记为分叉；每

12、叉均为成功记为分叉； 有一叉失败，不记有一叉失败，不记 两叉失败，记为端点两叉失败，记为端点 第37页/共41页 3、特征的选择、特征的选择 全力全力找出指纹纹理特征的奇异找出指纹纹理特征的奇异所在，可使识别大大简化。所在，可使识别大大简化。 分析指纹的奇异细节，可归纳为九种情况：起点、终点、小桥、小眼小钩小点、小棒：分叉和结合。进一步分析又可把它们合并为端点和分叉这两个特征。这些简化既有利于计算机进行特征提取，又可节省大量的存储空间。分析指纹的奇异细节，可归纳为九种情况：起点、终点、小桥、小眼小钩小点、小棒：分叉和结合。进一步分析又可把它们合并为端点和分叉这两个特征。这些简化既有利于计算机进

13、行特征提取，又可节省大量的存储空间。 方向数也是表征指纹纹理的重要参数。由于纹线走向在定位后已经固定，因而累计的方向数也被固定了下来。尽管由于定位、量化等原因而出现一些差异，但同一指纹累加方向数的总趋势是一样的，可达到较高的吻合度。方向数也是表征指纹纹理的重要参数。由于纹线走向在定位后已经固定，因而累计的方向数也被固定了下来。尽管由于定位、量化等原因而出现一些差异，但同一指纹累加方向数的总趋势是一样的，可达到较高的吻合度。 在反复试验的基础上，在反复试验的基础上，选择端点分叉和方向数作为特征选择端点分叉和方向数作为特征。 第38页/共41页 4、指纹的分类、指纹的分类 弓：弧形和帐形；弓：弧形

14、和帐形； 箕：正箕和反箕；箕：正箕和反箕； 斗：环形，蝶形，双箕形囊形和杂形斗：环形，蝶形，双箕形囊形和杂形 人工分类法：人工分类法： 大分类：由操作者通过人机会话告诉计算机是何种纹形；大分类：由操作者通过人机会话告诉计算机是何种纹形； 中分类：利用图像的总累计方向数，把同一类指纹进一步分成若干组中分类：利用图像的总累计方向数，把同一类指纹进一步分成若干组 小分类：利用指纹纹理的不对称性进一步把同一组指纹分成若干部分小分类：利用指纹纹理的不对称性进一步把同一组指纹分成若干部分 计算机分类法：计算机分类法： 第39页/共41页 指纹库系统是对指纹进行有效存储、管理的系统。根据数据库的一些设计思想和结构方法，采用分层模型和模块结构，并与上述的识别与分类有机地结合起来，因此可以迅速有效地查对指纹指纹库系统是对指纹进行有效存储、管理的系统。根据数据库的一些设计思想和结构方法，采用分层模型和模块结构，并与上述的识别与分类有机地结合起来，因此可以迅速有效地查对指纹 指纹经过识别和分类，形成指纹经过识别和分类，形成“指纹字指纹字”、“类别