Описание постановки задачи выявления дефектов сканирования и их устранение

Характеристика задачи. Папиллярный узор представленный в виде растра содержит отдельные элементы линии. Линии — это отображение гребней папиллярного узора, обход по контуру этих линий позволит выделить отдельные гребни и получить информацию об их расположении на пальце. Однако в процессе получения растра отпечатка возможны типичные дефекты изображения, которые возникают вследствие попадания мусора на сканирующее устройство, существование порезов и складок на коже, непостоянном прижиме пальца к сканеру и изменение его положения при каждом новом сканировании.

Дефекты бывают двух видов — это слипания соседних гребней и обрывы гребня на растре вследствие описанных выше ситуаций. Так как данные дефекты частично предсказуемы, то можно их устранить. Применяя подготовку изображения, к дальнейшему структурному анализу, удается значительно понизить количество шумов и искажений в исходном растре, что ведет к повышению скорости и надежности распознавания.

В результате решения задачи выявления и устранения дефектов сканирования система идентификации личности дополнит свои функциональные возможности способностью повышения качества входных образов Входная информация. Входной информацией является битовый растр отпечатка, полученный с помощью сканирования разрешением 600 dpi. Расширение битового файла по умолчанию *.bmp. Формат bmp (от слов BitMaP — битовый массив) представляет из себя несжатое (в основном), что позволяет не вносить погрешностей, изображение. Формат bmp довольно легко читается и выводится в ОС Windows, в которой есть специальные функции API.

Входной растр представлен форматом BMP, который имеет структуру представленную на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 — Входной растр представленный форматом BMP.

В начале стоит заголовок файла — BITMAPFILEHEADER.

Выходная информация. Выходной информацией для данной задачи является скорректированный растр, практически не имеющий слипаний и разрывов, который более пригоден для поиска на нем минюций.

Математическая постановка. Поиск минюций происходит по нахождению локальных особенностей. Локальные особенности это сильные искривления контура линий. Искривления, которые являются минюциями — это окончания и раздвоения, но помимо них существуют слипания соседних линий и обрывы одной линии, что не является минюциями.

На рисунке 3.4 показан разрыв полосы, при всем этом производится последующее условие (формула 3.1):

(3.1).

где A= {x, y};

B= {x, y};

— эмпирическая величина.

На рисунке 3.5 показано слипание линий, при этом выполняется условие (формула 3.1) для рисунка 3.5.

Рисунок 3.4 — Разрыв линии где A — сильное искривление контура линии папиллярного узора;

B — вероятная точка продолжения линии папиллярного узора;

C — искривление контура в вероятной точке продолжения;

D1, D2 — прилегающие области;

L1, L2 — вероятные соседние линии папиллярного узора.

Рисунок 3.5 — Слипание линий где A — сильное искривление контура линии папиллярного узора;

B — вероятная точка продолжения линии папиллярного узора;

C — искривление контура в вероятной точке продолжения;

D1, D2 — прилегающие области;

L1, L2 — вероятные соседние впадины папиллярного узора.

Алгоритм решения задачи. Выделим основные действия по обработке каждой линии на изображении отпечатка:

выделить произвольную черную точку на растре, принадлежащую обрабатываемой линии, и произвести обход по контуру линии папиллярного узора, которой принадлежит эта точка;

если обнаружена область разрыва, то выполняется восстановление целостности линии;

если обнаружена область слипания, то выполняется разъединение линий.

Результатом работы является растр более пригодный для поиска на нем минюций, чем изначальный.

R — Битовый растр

Map — список. Map = {x, y}i.

R.GetPixelColor (x, y) — получить значение цвета пикселя с координатами {x, y} на растре R.

R.FloodFill (x, y, color) — залить область с цветом R. GetPixelColor (x, y) в цвет color.

R.width () — ширина растра в пикселях.

R.height () — высота растра в пикселях.

R.ChangeLine (Map[i]) — обход по контуру линии из точки Map[i].

Начало Формировать из растра R список линий Map.

i,: i[1, |Map|] R. ChangeLine (Map[i]).

Если растр R был изменён, то перейти к п. 2.

Конец.