RU2051415C1 - Method for output of papillary pattern image - Google Patents
Method for output of papillary pattern imageInfo
- Publication number
- RU2051415C1 RU2051415C1 RU93049611A RU93049611A RU2051415C1 RU 2051415 C1 RU2051415 C1 RU 2051415C1 RU 93049611 A RU93049611 A RU 93049611A RU 93049611 A RU93049611 A RU 93049611A RU 2051415 C1 RU2051415 C1 RU 2051415C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- rolling
- line
- finger
- frames
- Prior art date
Links
Landscapes
- Image Input (AREA)
Abstract
Description
На протяжении многих лет широко используемым способом получения изображения папиллярного узора является накатывание предварительно окрашенной поверхности кожи на лист бумаги. Чаще всего этим способом изготовляют дактилоскопические десятипальцевые карты, используемые правоохранительными органами. Стандартная дактокарта содержит отпечатки пальцев, прокатанных на бумаге от ногтя до ногтя, отпечатки ладоней, а также контрольные оттиски, образованные одновременным приложением к карте четырех пальцев одной руки-указательного, среднего, безымянного и мизинца. Over the years, a widely used method of obtaining an image of a papillary pattern is to roll a pre-painted surface of the skin onto a sheet of paper. Most often this method produces fingerprints ten-finger cards used by law enforcement agencies. A standard dactocard contains fingerprints rolled on paper from nail to nail, palm prints, as well as control prints formed by the simultaneous application of four fingers of one hand — index, middle, ring and little fingers.
Трудоемкая и неприятная процедура изготовления дактокарт с применением красителя имеет очевидные недостатки. Во-первых, отпечатки удовлетворительного качества получаются не всегда и поэтому последовательно удачно прокатать все десять пальцев очень трудно. Во-вторых, очень часто отпечатки в верхней части содержит зоны смаза, вызванные деформированием сферической части пальца при разворачивании ее на плоскость. Смаз наблюдается и в других частях отпечатка, что обусловлено сложной искривленной формой пальца. The laborious and unpleasant procedure for the manufacture of dactocard using dye has obvious disadvantages. Firstly, prints of satisfactory quality are not always obtained, and therefore successively rolling all ten fingers is very difficult. Secondly, very often the imprints in the upper part contain the lubrication zone caused by deformation of the spherical part of the finger when it is deployed to a plane. Lubrication is observed in other parts of the fingerprint, due to the complex curved shape of the finger.
Было предложено несколько способов получения отпечатков пальцев без использования красителя. Several methods have been proposed for obtaining fingerprints without the use of dye.
Известны способы [1,2] в которых изображение папиллярного узора пальца формируется на поверхности призмы конической формы. Но даже использовать набор призм различной кривизны, не удается добиться полного прилегания поверхности пальца от ногтя к поверхности призмы, так как сложная искривленная поверхность пальца имеет мало общего с конической поверхностью. Known methods [1,2] in which the image of the papillary pattern of the finger is formed on the surface of a conical prism. But even using a set of prisms of different curvature, it is not possible to achieve a complete fit of the surface of the finger from the nail to the surface of the prism, since the complex curved surface of the finger has little in common with the conical surface.
Предложен способ [3] формирования изображения отпечатка пальца, в котором в процессе продвижения пальца регулируется положение источника света для обеспечения оптимального угла подсветки. Такой способ не нашел применения, потому что в нем нет контроля за качеством получаемого изображения. A method [3] of imaging a fingerprint is proposed, in which, during the advancement of the finger, the position of the light source is adjusted to provide an optimal illumination angle. This method has not found application, because there is no control over the quality of the resulting image.
В известном способе [4] контролируется положение линии, вдоль которой в данный момент наблюдается изображение отпечатка пальца. Такой способ также не решает всех проблем, поскольку невозможно прокатить палец с одной постоянной заданной скоростью и в процессе прокатки всегда будет либо забегание вперед, либо отставление реального положения пальца от указанного индикаторного положения. Такое несогласованное движение приводит к потере информации на краях изображения при небольшом рассогласовании и к разрыву изображения при большом. In the known method [4], the position of the line along which the fingerprint image is currently observed is controlled. This method also does not solve all problems, since it is impossible to roll a finger with one constant predetermined speed, and during the rolling process there will always be either a forward run or a lag of the actual position of the finger from the indicated indicator position. Such an inconsistent movement leads to loss of information at the edges of the image with a slight mismatch and to rupture of the image with a large.
Известны также два способа формирования изображения отпечатка пальца [5]
В первом способе динамически изменяющиеся изображения суммируются за время прокатки 1-3 с. При этом рассчитывать на получение четкого несмазанного изображения можно лишь в том случае, если между поверхностью прокатки и пальцем обеспечено абсолютное сцепление и полностью отсутствует проскальзывание, что не осуществимо по причинам, описанным выше.Two methods of imaging a fingerprint are also known [5]
In the first method, dynamically changing images are summed over a rolling time of 1-3 s. At the same time, one can rely on obtaining a clear, non-lubricated image only if absolute adhesion is ensured between the rolling surface and the finger and slipping is completely absent, which is not feasible for the reasons described above.
Во втором способе конечное изображение формируется из нескольких промежуточных изображений следующим образом. Перед началом прокатки итоговое изображение инициализируется значениями яркости, соответствующими яркости пустой поверхности прокатки, затем первое промежуточное изображение сравнивается с итоговым и в тех местах, где промежуточное изображение темнее итогового, соответствующие значения яркости в итоговом изображении заменяются яркостями из промежуточного изображения. Процесс повторяется для второго и последующих изображений и в результате формируется развернутое изображение отпечатка пальца. Такому способу присущи два недостатка. Первый состоит в том, что к итоговому изображению добавляется каждый раз крайняя часть промежуточного изображения, т.е. та часть, которая характеризуется слабым прилеганием пальца к поверхности прокатки. В результате теряются четкость и контрастность изображения. Второй недостаток обусловлен тем, что два смежных фрагмента изображения могут быть сформированы несмежными промежуточными изображениями и вследствие эластичности кожного покрова между этими фрагментами не будет непрерывного перехода. In the second method, the final image is formed from several intermediate images as follows. Before rolling, the final image is initialized with brightness values corresponding to the brightness of the empty rolling surface, then the first intermediate image is compared with the final one and in those places where the intermediate image is darker than the final one, the corresponding brightness values in the final image are replaced by the brightnesses from the intermediate image. The process is repeated for the second and subsequent images and as a result, a detailed image of the fingerprint is formed. There are two drawbacks to this method. The first is that each time the extreme part of the intermediate image is added to the final image, i.e. the part that is characterized by a weak fit of the finger to the rolling surface. As a result, the clarity and contrast of the image are lost. The second drawback is due to the fact that two adjacent image fragments can be formed by non-adjacent intermediate images and due to the elasticity of the skin between these fragments there will be no continuous transition.
Наиболее близкой к предложенной является система формирования прокатных изображений отпечатков пальцев [6] в которой движение по поверхности прокатки отслеживается по динамическим характеристикам изображения в нескольких соседних строках текущего изображения. На каждом кадре фиксируется положение левой и правой кромок текущего изображения. Суммарное изображение формируется из промежуточных во многом аналогично способу [5] с той лишь разницей, что замещение изображения в итоговом изображении производится не повсюду, а в диапазоне от левой до правой кромки. Еще одним отличием является то, что, кроме процедуры замещения, предусмотрена процедура усреднения итогового и промежуточного изображений. Closest to the proposed system is the formation of rolling images of fingerprints [6] in which movement along the rolling surface is monitored by the dynamic characteristics of the image in several adjacent lines of the current image. On each frame, the position of the left and right edges of the current image is fixed. The total image is formed from the intermediate ones in much the same way as in [5] with the only difference being that the image is not replaced everywhere in the final image, but in the range from the left to the right edge. Another difference is that, in addition to the substitution procedure, there is a procedure for averaging the final and intermediate images.
К недостаткам этой системы следует отнести оба описанных недостатка второго способа [5] Низкая точность отслеживания кромок текущего изображения обуславливается тем, что анализируется не все изображение, а лишь небольшое количество его строк. В систему заложено серьезное ограничение, вызванное тем, что анализ движения изображения и формирование итогового изображения производятся в реальном времени, что приводит к ограничению на частоту опроса текущего изображения, поскольку процессору необходимо некоторое время на завершение указанных вычислений. Это ограничивает возможности системы в уменьшении смаза изображения отпечатка пальца. The disadvantages of this system include both described disadvantages of the second method [5] The low accuracy of tracking the edges of the current image is due to the fact that not all the image is analyzed, but only a small number of its lines. The system has a serious limitation caused by the fact that the analysis of the image movement and the formation of the final image are performed in real time, which leads to a limitation on the frequency of polling the current image, since the processor needs some time to complete these calculations. This limits the system's ability to reduce fingerprint blur.
Предлагаемый способ обладает повышенной устойчивостью к загрязнению экрана и к появлению смаза на изображении и обеспечивает более четкое и контрастное изображение по сравнению с существующими. The proposed method has increased resistance to screen contamination and the appearance of smear in the image and provides a sharper and more contrast image compared to existing ones.
Текущее изображение, состоящее из N строк и М столбцов, разбивается на квадратные области n*n элементов изображения. Элементы разбиения последовательно анализируются с тем, чтобы узнать, какие из элементов текущего кадра содержат изображение. Для этого значения элементов суммируются и сумма сравнивается с параметром Q. Если сумма превышает Q, то считается, что элемент содержит изображение. The current image, consisting of N rows and M columns, is divided into square areas of n * n image elements. The elements of the partition are sequentially analyzed in order to find out which of the elements of the current frame contain the image. For this, the values of the elements are summed up and the sum is compared with the Q parameter. If the sum exceeds Q, then it is considered that the element contains an image.
S(k,l)i,j),
F(k,l)=1, еcли S(k,l)>Q k=1.i/n,
F(k,l)=0, еcли S(k,l)<=Q l=1.j/n,
F(k,l)- матрица заполненноcти кадра.S (k, l) i, j),
F (k, l) = 1 if S (k, l)> Q k = 1.i / n,
F (k, l) = 0 if S (k, l) <= Q l = 1.j / n,
F (k, l) is the matrix of frame occupancy.
Параметр Q задается только больше нуля для того, чтобы шум оцифровщика не вносил ошибок в правильность определения матрицы. The parameter Q is set only greater than zero so that the noise of the digitizer does not introduce errors into the correct determination of the matrix.
По матрице заполненности кадра можно найти линию, вдоль которой обеспечивается оптимальное прилегание пальца и поверхности прокатки. Интуитивно эту линию можно определить как проходящую через центр данного текущего изображения. Эта линия является оптимальной по нескольким соображениям. Во-первых, эта линия достаточно далеко отстоит от переднего фронта, и изображение вдоль этой линии является сформировавшимся, т.е. оно имеет максимально возможные четкость и контраст. Во-вторых, смаз изображения поперек этой линии минимален вследствие того, что давление пальца на поверхность прокатки приблизительно симметрично относительно этой линии. В-третьих, изображение вдоль этой линии имеет максимальную высоту, и, как результат, в суммарном изображении не происходит потери изображения вдоль верхней и нижней кромок. On the frame occupancy matrix, you can find a line along which the optimal fit of the finger and the rolling surface is ensured. Intuitively, this line can be defined as passing through the center of a given current image. This line is optimal for several reasons. Firstly, this line is far enough away from the leading edge, and the image along this line is formed, i.e. It has the highest possible clarity and contrast. Secondly, the blur of the image across this line is minimal due to the fact that the finger pressure on the rolling surface is approximately symmetrical with respect to this line. Thirdly, the image along this line has a maximum height, and as a result, the image does not lose the image along the upper and lower edges.
Здесь необходимо пояснить, что понимается под сформировавшимся изображением. Поскольку папиллярная линия имеет неровности на поверхности, сразу после прикосновения линии к поверхности прокатки изображение является слабым. Небольшой промежуток времени неровности заполняются смазкой, искусственно нанесенной на поверхность или образованной потожировым веществом пальца, и изображение становится максимально четким и контрастным. Here it is necessary to explain what is meant by the formed image. Since the papillary line has irregularities on the surface, immediately after the line touches the rolling surface, the image is weak. For a short period of time, the irregularities are filled with grease artificially applied to the surface or formed by the sweat substance of the finger, and the image becomes as sharp and sharp as possible.
Центральной линией является вертикальная линия, проходящая через центр тяжести текущего изображения (можно использовать центральную линию в форме кривой):
X
k 1.i/n
l 1.j/n
Обозначим
X
k 1.i / n
l 1.j / n
We denote
Если указанные вычисления провести для всех промежуточных кадров, то в результате получим следующий набор параметров, характеризующих процесс прокатки:
x(i), M(i), i 0,1.Nk, Nk количество кадров.If the above calculations are performed for all intermediate frames, then as a result we obtain the following set of parameters characterizing the rolling process:
x (i), M (i), i 0,1.N k , N k the number of frames.
По определению:
X(O) 0, U(O) 0,
X(Nk) M, U(Nk) 0
Процесс прокатки может закончиться раньше окончания последнего кадра N. Чтобы определить момент окончания прокатки, текущая площадь изображения кадра сравнивается с максимальной площадью кадра. Процесс прокатки считается законченным, тогда выполняется следующее условие:
U(i) <Umax/p p > 2
Umax max(U(i) i 1,2.Nk
Направление прокатки (фиг.2) определяется по положению пальца в первом кадре, т.е. по X(I):
Если X(I) > M/2 прокатка справа налево.A-priory:
X (O) 0, U (O) 0,
X (N k ) M, U (N k ) 0
The rolling process may end before the end of the last frame N. In order to determine the end time of rolling, the current image area of the frame is compared with the maximum frame area. The rolling process is considered complete, then the following condition is met:
U (i) <U max / pp> 2
U max max (U (i) i 1,2.N k
The rolling direction (Fig. 2) is determined by the position of the finger in the first frame, i.e. by X (I):
If X (I)> M / 2 roll from right to left.
Если X(1) M/2 прокатка слева направо. If X (1) M / 2 is rolling from left to right.
Скорость прокатки, вычисленная по разнице X(n) X(n-1), изменяется скачкообразно от кадра к кадру. Это вызвано погрешностью определения средней линии. Для устранения этого нежелательного явления несколько раз применяется несложная процедура:
Xt(2) (X(I) + X(3))/2
Xt(3) (X(2) + X(4))/2
Xt(Nk-3) (X(Nk-4) + X(Nk-2))/2
Xt(Nk-2) (X(Nk-3) + X(Nk-1))/2
После применения этой процедуры изменение скорости приобретает плавный характер, как показано на фиг. 3, что позволяет максимально использовать информацию из промежуточных кадров и усиливать возможности системы в борьбе со смазом.The rolling speed calculated by the difference X (n) X (n-1) changes in steps from frame to frame. This is caused by the error in determining the midline. To eliminate this undesirable phenomenon, a simple procedure is used several times:
X t (2) (X (I) + X (3)) / 2
X t (3) (X (2) + X (4)) / 2
X t (N k -3) (X (Nk-4) + X (N k -2)) / 2
X t (N k -2) (X (Nk-3) + X (N k -1)) / 2
After applying this procedure, the change in speed becomes smooth, as shown in FIG. 3, which allows you to maximize the use of information from intermediate frames and strengthen the system's capabilities in the fight against lubrication.
Конечное изображение формируется из промежуточных следующим образом. Из первого кадра берется полоса от X(1) до Х(2), из n-го полоса от Х(n-1) до X(n), из Nk-го полоса от Х(Nl-1) до X(Nk).The final image is formed from intermediate as follows. From the first frame, a strip from X (1) to X (2) is taken, from the nth strip from X (n-1) to X (n), from the N kth strip from X (N l-1 ) to X (N k ).
Как другой вариант процедуры склейки можно применить усреднение по нескольким промежуточным кадрам, т.е. полоса изображения формируется следующим образом. As another variant of the gluing procedure, one can apply averaging over several intermediate frames, i.e. the image strip is formed as follows.
В полосе от X(i-1) до X(i) берется среднее из изображений кадров с номерами i-p, i-p+1,i+p-1, i+p(p>0)
Bx(i,j) [Bi-p(i,j) + Bi-p+1(i,j) ++ Bi+p(i,j)]/2-p+1), где Bx(i,j) элемент сформированного изображения;
Bn(i,j) элемент изображения из кадра n.In the band from X (i-1) to X (i), the average of the images of frames with the numbers ip, i-p + 1, i + p-1, i + p (p> 0) is taken
B x (i, j) [B ip (i, j) + B i-p + 1 (i, j) ++ B i + p (i, j)] / 2-p + 1), where B x (i, j) an element of the generated image;
B n (i, j) picture element from frame n.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049611A RU2051415C1 (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Method for output of papillary pattern image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049611A RU2051415C1 (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Method for output of papillary pattern image |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2051415C1 true RU2051415C1 (en) | 1995-12-27 |
RU93049611A RU93049611A (en) | 1997-03-20 |
Family
ID=20148686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93049611A RU2051415C1 (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Method for output of papillary pattern image |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2051415C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001077997A1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-18 | Pavel Anatolievich Zaitsev | Method for forming an image of papillary fingerprints |
WO2013022387A1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Абилма" | Ridge pattern recording system |
-
1993
- 1993-10-22 RU RU93049611A patent/RU2051415C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент РСТ N 92/004689, кл. G 06K 9/00, 1992. * |
2. Патент США N 4933976, кл. G 06K 9/00, 1991. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001077997A1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-18 | Pavel Anatolievich Zaitsev | Method for forming an image of papillary fingerprints |
WO2013022387A1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Абилма" | Ridge pattern recording system |
RU2475185C1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Абилма" | Papillary picture recording system |
US9104900B2 (en) | 2011-08-10 | 2015-08-11 | Abilma LLC | Ridge pattern recording system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4933976A (en) | System for generating rolled fingerprint images | |
US6483932B1 (en) | Method and apparatus for rolled fingerprint capture | |
US10339357B2 (en) | Device and method for the direct recording of prints of rolled fingers | |
US5953440A (en) | Method of measuring the focus of close-up images of eyes | |
JP2588297B2 (en) | Evaluation method for sharpness of painted surface | |
CN101576999B (en) | Fingerprint image orientation enhancement method | |
EP0751473A1 (en) | Locating features in an image | |
CN101866486B (en) | Finger vein image quality judging method | |
DE10009539A1 (en) | Analysis of electronically generated fingerprint images | |
US11244429B2 (en) | Method of providing a sharpness measure for an image | |
US20060133656A1 (en) | System and method for counting ridges in a captured print image | |
CN109242831A (en) | Picture quality detection method, device, computer equipment and storage medium | |
CN108921813A (en) | Unmanned aerial vehicle detection bridge structure crack identification method based on machine vision | |
EP1542151B1 (en) | Method and apparatus for the electronic capture of rolled fingerprints | |
CN116310290B (en) | Method for correcting swimming touch pad feedback time | |
CN100410964C (en) | Acquisition and splicing method of three-face rolling fingerprint | |
RU2051415C1 (en) | Method for output of papillary pattern image | |
CN110111347A (en) | Logos extracting method, device and storage medium | |
US20050047631A1 (en) | Method and apparatus for rolled fingerprint image capture with variable blending | |
CN110008834B (en) | Steering wheel intervention detection and statistics method based on vision | |
JPH09154832A (en) | Skin surface shape judging method and device | |
EP1044424B1 (en) | Producing an image of a rolled-off fingerprint from a series of individual images | |
WO2001067960A3 (en) | System and method for processing an image sequence | |
RU2320261C2 (en) | Method for producing papillary fingerprint image | |
JPS63194477A (en) | Background picture extracting method |