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专利号: 2020103099298
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于卷积稀疏表示的多源指纹图像融合方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

1)采用基于卷积稀疏的形态成分分析模型的稀疏编码得到指纹图像的卡通分量和纹理分量的稀疏系数图;

2)根据两种源指纹图像质量评价指标方向确定度OCL的值,确定权重添加方式并将其添加至源指纹图像的卡通分量和纹理分量中;

3)采用基于卷积稀疏表示的融合方法对源指纹图像的卡通分量和纹理分量分别进行融合,由加权平均规则获得各分量的融合系数图,然后根据各分量的融合系数图进行重建得到融合指纹图像。

2.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏表示的多源指纹图像融合方法,其特征在于,所述步骤1)包括如下步骤:(11)采用基于卷积稀疏表示的形态成分分析模型的稀疏编码,其中模型定义为:其中,S是整幅图像,dm,c和dm,w分别代表卡通分量和纹理分量的稀疏表示SR的两组字典过滤器,xm,c和xm,w分别表示卡通分量和纹理分量的稀疏系数图,nc和nw分别表示卡通分量与纹理分量字典过滤器的数量,λc和λw是正则化参数,该模型将图像分解成卡通分量与纹理分量;

k 1 2

(12)让I ,k∈{1,2},其中I和I 分别表示内部指纹与外部指纹图像,将式(1)表示的模型应用于两种指纹图像,并将模型进行优化分别得到两种指纹图像的卡通分量与纹理分量。

3.根据权利要求1或2所述的基于卷积稀疏表示的多源指纹图像融合方法,其特征在于,所述步骤2)包括如下步骤:(21)根据两种源指纹图像的方向确定度OCL的值,其中OCL的值越小代表指纹图像的质量就越好,确定添加权重的方式,其中权重被定义如下:

1 2 1 2

其中W和W分别表示内部与外部指纹在融合过程中所占的权重,OCL和OCL分别表示内部指纹与外部指纹的OCL值;

(22)添加OCL权重之后的待融合的源指纹图像的卡通分量和纹理分量分别被定义为:其中, 和 分别为内部指纹的卡通分量和纹理分量, 和 为外部指纹的卡1

通分量和纹理分量, 和 分别为内部指纹添加权重w 后的卡通分量和纹理分量,2

和 为外部指纹添加权重w后的卡通分量和纹理分量。

4.根据权利要求1或2所述的基于卷积稀疏表示的多源指纹图像融合方法,其特征在于,所述步骤3)包括如下步骤:(31)两种源指纹图像的初始活动级别映射 被定义如下:其中, 表示包含像素(x,y)处的 的稀疏的nj维向量,j(j∈{c,w})表示卡通和纹理分量;

基于窗口的策略可用于提高对误配准和噪声的鲁棒性,最终的活动级别映射被定义如下:其中,G为(2rn+1)*(2rn+1)的高斯核函数;

(32)融合系数映射定义为 使用加权平均规则得到融合系数映射的表达式如下:

k* 1‑k*

其中,w 和w 分别为固定值0.7和0.3, 和 分别表示卡通和纹理的融合系数映射;

(33)将卡通融合系数映射 和纹理融合系数映射 进行重建得到最终的融合指纹图像;

f

I是最终的融合指纹图像。