Un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de huella dactilar.

Un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de una huella dactilar,

incluyendo el método las etapas de

seleccionar una región en una imagen de huella dactilar y realizar un proceso de filtrado separadamentepara cada píxel (i, j) de la región mediante un filtro que tiene respuesta cero a una señal fija, que no tieneinfluencia en la onda sinusoidal y que está adaptado a la parámetros de imagen locales, a saber, al ángulode inclinación de las líneas dérmicas, escala y curvatura de las líneas dérmicas, incluyendo el proceso defiltrado, el filtrado digital de la región seleccionada sucesivamente realizado un número n de iteracionespredeterminado, en donde el número predeterminado es no menor que tres,

calcular para cada píxel de la región seleccionada n valores W[n]|[i][j], siendo dichos valores una medida dela diferencia entre los valores de brillo de este píxel después de realizar la (k)ésima y la (n-1)ésima iteraciónpara la región seleccionada; y

proporcionar dichos valores como un vector de entrada para clasificar los píxeles como pertenecientes auna región identificable o no identificable de la imagen.

Un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de huella dactilar

Campo de la Invención La invención se refiere a métodos para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de huella dactilar, en particular a un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de huella dactilar basado en la evaluación de los cambios de imagen en sucesivas iteraciones de filtrado digital de dicha imagen.

Técnica Anterior

Las imágenes de huellas dactilares son ampliamente utilizadas para fines de identificación de personas, en particular en sistemas de entrada de acceso, sistemas de identificación dactiloscópica automáticos, y sistemas dactiloscópicos similares. El reconocimiento automático de un patrón de huella dactilar consiste en formar un esbozo de imagen del patrón original y determinar las características dactiloscópicas, a saber, terminaciones y tripletes. Antes de la formación del esbozo, cuando sea posible, se eliminan los ruidos de la imagen original mediante filtrado digital. El contenido principal de una imagen de huella dactilar es un patrón de líneas dérmicas. Típicamente, toda la imagen de huella dactilar tiene una calidad variable. Las líneas dérmicas de algunas regiones no son identificables debido a la falta de protuberancias características y partes cóncavas debido a defectos de la piel o pérdida parcial de información durante la formación, captura o procesamiento de la huella dactilar. Los factores que afectan a la calidad de la imagen de huella dactilar son los siguientes:

- la condición original de un patrón de huella dactilar de piel;

- las influencias agresivas, influencias mecánicas, arrugas, cambios relacionados con la edad y cambios producidos por enfermedades de la piel;

- calidad del sistema óptico, calidad de digitalización, errores de enfoque, distorsiones ópticas, resolución baja, contraste insuficiente o excesivo, transmisión de luminancia no lineal;

- ruidos característicos del procesado dinámico de formación de imagen, tales como deformación, movimiento repentino, rotura de imagen, suciedad, etc.

Estos ruidos en su conjunto dan lugar a que algunas regiones de una imagen de huella dactilar se vuelvan no identificables. Cuando se forma un boceto de imagen para tal región, el sistema “detecta” y marca características dactiloscópicas falsas sobre la imagen. Tales características falsas ocultan la comparación automática de la huella dada con otras huellas, debido a que la probabilidad de errores de tipo 1 y 2 aumenta. De este modo, el procesamiento automático de áreas no identificables cuando se reconoce el patrón de huela dactilar da lugar a un deterioro importante de las características del sistema dactiloscópico. El problema se puede resolver detectando tales regiones de patrón no identificable y excluyéndolas del patrón con el que se va a hacer el boceto, y además determinando las características dactiloscópicas. En los primeros sistemas dactiloscópicos, un experto determinaba visualmente la calidad de las regiones de la imagen, y marcaba las regiones no inidentificables de la imagen. Dicho método era suficientemente preciso, pero laborioso. Por lo tanto, actualmente se utilizan diferentes métodos automáticos para evaluar un patrón de huella dactilar. Una medida de la calidad de la región de imagen obtenida de algún modo se utiliza para decidir si el procesamiento adicional de dicha región es razonable. Además, en algunos sistemas dactiloscópicos, la medida de la calidad de región de la imagen se utiliza como un factor de ponderación de una característica dactiloscópica en dicha región cuando se comparan automáticamente dos patrones.

El documento US 5963656 expone un método para determinar la calidad de imágenes de huellas dactilares. Dicho método incluye seleccionar al menos un bloque de píxeles en una imagen de huella dactilar y determinar si el bloque de píxeles seleccionado tiene una dirección destacada con referencia adicional a bloques direccionales o no direccionales, respectivamente. Después, el bloque dado se determina como un bloque de primer plano o bloque de plano de fondo, dependiendo de la intensidad de los píxeles del bloque comparada con los píxeles vecinos. Para este fin, la suma de las diferencias de intensidad entre cada píxel en el bloque y los píxeles vecinos se compara con el umbral de plano de fondo, siendo cada uno de dichos píxeles clasificados como un píxel de primer plano si dicha suma es mayor que dicho umbral de plano de fondo; por el contrario, dicho píxel se clasifica como píxel de plano de fondo. A continuación la cantidad de píxeles de fondo de cada bloque se compara con el umbral de bloque. Si se excede dicho umbral, todo el bloque es determinado como fondo; por el contrario, el bloque es determinado como primer plano. Además, se forman regiones que contienen bloques de primer plano direcciones adyacentes, siendo las regiones utilizadas durante el procesamiento de la imagen de huella dactilar. De acuerdo con dicho método, la medida de la calidad de la imagen se determina como una relación de las áreas de todas las regiones formadas de este modo respecto al área de toda la imagen de huella dactilar.

La solicitud de patente de Estados Unidos 20060120575 expone un método para clasificar la calidad de la imagen de huella dactilar, incluyendo el método las etapas de dividir una imagen de huella dactilar en una pluralidad de bloques; calcular y vectorizar parámetros para determinar la calidad de cada bloque; obtener la clasificación de calidad para cada bloque basada en dichos parámetros; y seleccionar un valor representativo de los valores de clasificación de calidad, que está definido como una medida de calidad de la imagen dactiloscópica.

La medida de calidad evaluada de acuerdo con los métodos anteriormente mencionados no considera las características del sistema de filtrado digital, y por lo tanto no es óptima para determinar las regiones de patrón identificables y no identificables cuando se filtra digitalmente utilizando diferentes sistemas de filtrado y procesamiento.

Bergengruen (véase O. Bergengruen. Matching of fingerprint images. Technical report. Dept. of Numerical Analysis (CeCal) , School of Engineering, Universidad de la República de Uruguay, Montevideo, 1994) propuso una medida de calidad basada en la evaluación de la relación señal/ruido en cada punto. Tal evaluación supone que la imagen mejorada mediante filtrado se puede clasificar como “imagen verdadera”, y la diferencia de rango de luminancia entre la imagen original y la imagen mejorada se clasifica como “ruido”. Bergengruen también sugirió utilizar la medida de calidad calculada de esta manera como factores de ponderación en los algoritmos de comparación. Este método permite la determinación de regiones de una imagen de huella dactilar en donde el patrón se ha destrozado de manera irrecuperable. Sin embargo, las regiones que tienen una relación de señal/ruido baja pero con un patrón recuperable también se clasificarán como no identificables. En particular esto ocurre en las regiones de una imagen en la que las líneas dérmicas están fuertemente fragmentadas debido a las peculiaridades de una estructura de la piel de una persona. De acuerdo con este método, tales regiones se clasificarán como no identificables.

De este modo, las líneas dérmicas fuertemente fragmentadas, por ejemplo líneas dérmicas que constan de puntos o secciones cortas, no pueden ser clasificadas como recuperables de acuerdo con lo métodos conocidos, aunque pueden ser percibidas visualmente por un examinador.

Descripción de la Invención El objeto de la presente invención es proporcionar un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de huella dactilar, en el que se proporciona la determinación de las regiones con patrón no identificable con alta precisión, y además regiones de la imagen de baja calidad y/o regiones de la imagen con líneas dérmicas fuertemente fragmentadas pero recuperables son clasificadas como regiones con patrón inidentificables. Este método debería proporcionar la evaluación de la calidad de la imagen de huella dactilar comparable con la proporcionada por un análisis visual realizado por un experto. Este método también debería considerar las características de un algoritmo de filtrado digital de imagen utilizado y determinar las regiones con patrón identificable y no identificable dependiendo del algoritmo específico.

Este objeto se consigne proporcionando un método para evaluar la calidad de la imagen que representa un patrón de huella dactilar de acuerdo con la reivindicación 1.

Realización de la... [Seguir leyendo]

1. Un método para evaluar la calidad de una imagen que representa un patrón de una huella dactilar,

incluyendo el método las etapas de

seleccionar una región en una imagen de huella dactilar y realizar un proceso de filtrado separadamente

5 para cada píxel (i, j) de la región mediante un filtro que tiene respuesta cero a una señal fija, que no tiene

influencia en la onda sinusoidal y que está adaptado a la parámetros de imagen locales, a saber, al ángulo

de inclinación de las líneas dérmicas, escala y curvatura de las líneas dérmicas, incluyendo el proceso de

filtrado, el filtrado digital de la región seleccionada sucesivamente realizado un número n de iteraciones

predeterminado, en donde el número predeterminado es no menor que tres,

10 calcular para cada píxel de la región seleccionada n valores W[n]|[i][j], siendo dichos valores una medida de

la diferencia entre los valores de brillo de este píxel después de realizar la (k) ésima y la (n-1) ésima iteración

para la región seleccionada; y

proporcionar dichos valores como un vector de entrada para clasificar los píxeles como pertenecientes a

una región identificable o no identificable de la imagen.

15 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el vector de entrada es suministrado a una red de

neuronas con el fin de realizar la evaluación de calidad.