第7卷第6期 智能系统学报 Vol.7 No.6 2012年12月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Dec.2012 D0I:10.3969/i.i89n.1673-4785.201204001 网络出版t地址：htp://www.cnki.net/kcma/detail/23.1538.TP.20121116.1702.011.html 基于三高斯滤波的低质指纹图像增强方法 赵慧敏，李卫军，刘扬阳2，谌琛'，陈亮' (1.中国科学院半导体研究所人工神经网络实验室，北京100083；2.中国科学院光电研究院，北京100094) 摘要：低质指纹图像在司法刑侦过程中普遍存在，往往需要人工参与鉴别.因此，符合人类视觉特性的指纹图像处 理方法研究具有一定的实用价值.将非经典感受野三高斯数学模型引入指纹图像处理，提出一种新的低质指纹图像 增强算法.首先通过三高斯单边滤波获得邻域图像的主观感觉亮度：然后对指纹图像进行局部对比度增强.通过分 析研究指纹脊谷交替分布的特性，结合三高斯模型自身特性，得到针对指纹图像的三高斯单边滤波的参数自适应模 型和局部对比度调整参数.对比实验结果表明，该方法取得了整体和局部的亮度增强效果，突出灰暗区域的细节特 征，尤其适用于低质指纹图像的处理 关键词：三高斯模型；指纹增强；非经典感受野：单边滤波 中图分类号：TP18;TN911.73文献标志码：A文章编号：16734785(2012)06048905 A low quality fingerprint image enhancement algorithm based on tri-Gaussian filter ZHAO Huimin',LI Weijun',LIU Yangyang?,CHEN Chen',CHEN Liang' (1.Laboratory of Artificial Neural Networks,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;2. The Institute of Opto-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China) Abstract:Low quality fingerprint recognition is an all-pervading problem of criminal investigation,which asks for extra manual efforts to address.Therefore,the fingerprint image processing method in accordance with human visu- al characteristics has certain practical value.This paper introduces the tri-Gaussian model of the concentric recep- tive field to the fingerprint image processing,and proposes a novel image enhancement algorithm especially for low- quality fingerprint image processing.The algorithm goes like this:firstly obtain the perceptual luminance of the neighbouring image by tri-Gaussian unilateral filtering;and then enhance the local contrast of the given fingerprint image.Based on analysis of the ridge-valley alternatedly distributing properties of fingerprint images and the disin- hibitory properties of concentric receptive field,we have obtained the adaptive parameter model of tri-Gaussian uni- lateral filter especially for fingerprint images as well as the local contrast adjustment parameters.The contrast exper- iments indicate that the proposed method is effective to enhance the global and local luminance,stress the details of dark areas,and especially appropriate to assist the low-quality fingerprint identification. Keywords:tri-Gaussian model;fingerprint enhancement;concentric receptive field;unilateral filter 指纹技术的研究有很长的历史，已经广泛应用有：脊线不连续，即脊线存在中断或裂缝；平行的脊 在社会安全、边防建设、身份验证、电子用户验证和 线不能很好地分开，主要由于汗孔、污渍等导致的脊 司法刑侦等领域.一个理想的输入指纹图像，脊线和 线粘连；指纹上的折痕、擦伤或者创伤；采集时由于 谷线在局部区域能连续变换，这样就可以轻易分辨 压力不均和角度旋转造成的形变山.这些因素很容 出脊线，从而准确提取细节点.但是，在刑侦领域，案 易造成丢失真正的特征，提取的特征中有伪特征，细 发现场采集到的通常都是低质指纹图像，主要原因 节点的位置特征（位置和方向）存在错误等问题.因 此，对于低质指纹图像，难以正确求取指纹的方向图 收稿日期：2012-0406.网络出版日期：2012-11-16. 基金项目：国家自然科学基金重大研究计划资助项目(90920013). 或频率图，自动指纹识别系统基本不能胜任，需要人 通信作者：李卫军.E-mail:wjli@semi.c.cm