DE102007035884B4

DE102007035884B4 - Linienrauschunterdrückungsvorrichtung, -verfahren und -programm

Info

Publication number: DE102007035884B4
Application number: DE102007035884.0A
Authority: DE
Inventors: Masanori Hara
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2027-08-01
Also published as: DE102007035884A1; FR2904716A1; FR2904716B1; JP4232800B2; JP2008040693A; US20080031531A1; US7916957B2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Linienrauschunterdrückungsvorrichtung bereitgestellt, durch die die Bildqualität eines Bereichs, der kein Linienrauschen enthält, nicht beeinträchtigt wird, und Linienrauschen ohne Periodizität unterdrückt werden kann. Die Linienrauschunterdrückungsvorrichtung weist auf: eine Bildbinarisierungseinrichtung zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren eines Eingangsbildes; eine Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; eine Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit die Linienrauschbereiche, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; und eine Dichteumwandlungseinrichtung zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um ein dichteumgewandeltes Bild zu erzeugen.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-212660 , eingereicht am 3. August 2006, deren Priorität sie beansprucht und auf deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zum Verarbeiten eines digitalen Bildes mit einem hohen Anteil an Hintergrundrauschen, z. B. eines Bildes eines latenten Fingerabdrucks, unter Verwendung eines Computers geeignet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Linienrauschunterdrückungsvorrichtung, die dazu geeignet ist, Rauschen gerader Linienform effektiv zu unterdrücken und zu beseitigen.
2. Beschreibung des diesbezüglichen Standes der Technik
Im Allgemeinen weist ein Fingerabdruck, der eine große Anzahl von Gratlinien in streifenförmigen Mustern aufweist, zwei herausragende Merkmale auf: ein Merkmal ist, dass er während der Lebenszeit einer Person unveränderlich ist, und das andere Merkmal ist, dass keine zwei Personen gleiche Fingerabdrücke haben. Daher sind Fingerabdrücke bei Ermittlungen in Strafverfahren seit jeher verwendet worden. Insbesondere ist ein Vergleich von an Tatorten verbliebenen latenten Fingerabdrücken ein effektives Verfahren zum Unterstützen der Ermittlungsarbeiten. In der letzten Zeit haben viele Polizeikräfte zum Vergleichen latenter Fingerabdrücke ein Fingerabdruckvergleichssystem unter Verwendung eines Computers verwendet.
Viele der Bilder der latenten Fingerabdrücke sind jedoch von geringer Qualität und mit Rauschen behaftet, wodurch es für einen Ermittler schwierig wird, Entscheidungen zu treffen. Dies ist auch ein wesentlicher Faktor, der eine Automatisierung des Systems behindert. In latenten Fingerabdrücken sind mehrere Typen von Hintergrundrauschen vorhanden. Ein Typ ist Rauschen mit einer geraden Linienform. 6 zeigt ein Beispiel eines auf einem Scheck verbliebenen latenten Fingerabdrucks. Wie im in 6 dargestellten Beispiel dargestellt ist, treten Fälle auf, in denen Fingerabdruck-Gratlinien auf regelmäßigen Linien des Schecks oder auf dem Hintergrundrauschen eines Linienmusters verbleiben. Durch herkömmliche Techniken wird derartiges Linienrauschen fehlerhaft beurteilt und als Fingerabdruck-Gratlinien extrahiert, so dass es schwierig ist, nur die Fingerabdruck-Gratlinien zu verbessern bzw. zu verstärken oder zu extrahieren.
Als herkömmliche Technik zum Unterdrücken des Hintergrundmusterrauschens wird allgemein eine Fouriertransformation verwendet. Eine derartige Technik ist beispielsweise in ”Background Pattern Removal by Power Spectral Filtering” von Cannon et al., Applied Optics, 15. März 1983 (Dokument 1 – kein Patent) beschrieben.
Wenn diese Technik zum Unterdrücken von Linienrauschen eines Fingerabdruckbildes verwendet wird, muss das Linienrauschen periodisch auftreten. Daher ist ihre Wirkung begrenzt. Außerdem werden, wenn die Periodizität des Linienrauschens der Periodizität der Fingerabdruck-Gratlinien ähnlich ist, auch die Fingerabdruck-Gratlinien unterdrückt. Daher ist ihre Wirkung auch in dieser Hinsicht begrenzt. Außerdem wird die Dichte der Fingerabdruck-Gratlinien in dem Bereich ohne Linienrauschen in der Linienrauschunterdrückungsverarbeitung vermindert, so dass ihre Wirkung auch in dieser Hinsicht begrenzt ist.
16B zeigt einen Zustand, in dem durch die herkömmliche Technik das Linienrauschen des Fingerabdruckbildes in 14A eliminiert ist. Wenn die Periodizität des Linienrauschens unklar ist, wie im Fall dieses Fingerabdruckbildes, ist das Unterdrückungsergebnis unzureichend.
16A zeigt einen Zustand, in dem durch die herkömmliche Technik das Linienrauschen des in 6 dargestellten Fingerabdruckbildes eliminiert ist. Anhand dieses Beispiels eines Fingerabdruckbildes ist ersichtlich, dass die Dichte der Fingerabdruck-Gratlinien ebenfalls vermindert ist.
Außerdem werden als herkömmliche Verfahren verschiedenartige Maßnahmen zum Verbessern der Fingerabdruck-Gratlinien vorgeschlagen, gemäß denen die Richtung und die Periodizität lokaler Gratlinien extrahiert und die Gratlinien durch eine Filterverarbeitung verbessert oder verstärkt werden, die der extrahierten Richtung und Periodizität entspricht. Dieses Verfahren ist in ”Fingerprint Image Enhancement: Algorithm and Performance Evaluation (1998)” von Hong et al., IEEE Transactions an Pattern Analysis and Machine Intelligence (Dokument 2 – kein Patent) und in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-99912 (Patentdokument 1) beschrieben.
Eine derartige herkömmliche Technik ist jedoch nicht wirksam, wenn die Richtung und die Perodizität der Gratlinien aufgrund des Einflusses von Linienrauschen nicht geeignet extrahiert werden können. Daher ist dieses Problem noch ungelöst.
Außerdem wird als herkömmliche Technik zum Unterdrücken von Linienrauschen in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-82110 (Patentdokument 2) insbesondere ein Verfahren zum Unterdrücken regelmäßiger Linien vorgeschlagen. Durch das vorgeschlagene Verfahren zum Erfassen vorgegebener Linien wird ein sich in eine vorgegebene Richtung erstreckender schwarzer Linienverlauf berechnet und ein Peak des Histogramms als vorgegebene Linie erfasst.
Wenn eine derartige herkömmliche Technik für ein Fingerabdruckbild verwendet wird, können jedoch die Fingerabdruck-Gratlinien fehlerhaft als die regelmäßigen Linien bestimmt werden. Daher ist ein derartiges Verfahren nicht wirksam. Der Grund hierfür ist, dass Fingerabdruck-Gratlinien mit einer geraden Linienform und Fingerabdruck-Gratlinien mit einer großen Breite lange schwarze Linienverläufe haben.
Außerdem wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H8-315135 (Patentdokument 3) als herkömmliche Technik ein Verfahren zum Erfassen von Liniensegmenten in einer Zeichnung vorgeschlagen. Gemäß diesem Verfahren wird ein Peak eines Bildhistogramms in einer vorgegebenen Richtung erfasst, um das Liniensegment zu erkennen.
Wenn eine derartige herkömmliche Technik für das Fingerabdruckbild verwendet wird, können jedoch die Fingerabdruck-Gratlinien fehlerhaft als Liniensegmente erfasst werden. Daher ist ein derartiges Verfahren nicht wirksam. Der Grund hierfür ist, dass Fingerabdruck-Gratlinien mit einer geraden Linienform und Fingerabdruck-Gratlinien mit einer großen Breite ein großes Bildhistogramm aufweisen.
In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2004-234333 (Patentdokument 4) wird als weitere herkömmliche Technik ein Verfahren zum Erfassen eines Liniensegments vorgeschlagen, gemäß dem Ränder eines Eingangsbildes erfasst werden und eine Hough-Transformation auf ein Binärbild (die Ränder sind binarisiert) angewendet wird, um das Liniensegment zu extrahieren.
Es ist jedoch nicht möglich, Linienrauschen zu extrahieren, das die Fingerabdruck-Gratlinien kreuzt, auch wenn diese Technik für latente Fingerabdruckbilder, die ein deutliches Linienrauschen aufweisen, angewendet wird. Daher ist dieses Verfahren nicht wirksam. Der Grund hierfür ist, dass die Ränder von Linienrauschkomponenten, die mehrere Fingerabdruck-Gratlinien kreuzen, als unterbrochene kurze Liniensegmente erscheinen, so dass die Komponenten nach der Hough-Transformation undeutlich werden.
Als ein Verfahren zum Eliminieren oder Unterdrücken von lokalem Hintergrundrauschen sind ein lokales Kontrastspreizungsverfahren (adaptive Kontrastspreizung) und ein lokales Histogrammausgleichsverfahren (adaptiver Histogrammausgleich) als wirksame Verfahren bekannt. Der Verbesserungseffekt kann jedoch mit den lokalen Verbesserungsverfahren nicht erwartet werden, sofern kein geeigneter Referenzbereich festgelegt wird.
Beispielsweise wird in dem JP-Patent 3465226 (Patentdokument 5) ein Bilddichteumwandlungsverfahren beschrieben, das dazu geeignet ist, die Eliminierung effektiver Information durch Teilen eines Eingangsbildes basierend auf einer Texturanalyse zu vermindern und den Glättungsgrad des Dichtehistogramms gemäß der Größe des Dynamikbereichs für jeden geteilten Bereich zu bestimmen.
Auch wenn das Eingangsbild basierend auf der Texturanalyse in jeweilige Bereiche geteilt wird, wie im Patentdokument 5 vorgeschlagen wird, ist es schwierig, den Bereich des Hintergrundrauschens, z. B. des Linienrauschens, exakt zu teilen. Daher überlagert der Referenzbereich den Hintergrundrauschbereich sowie den Nicht-Hintergrundrauschbereich in der Nähe der Grenze des Hintergrundrauschens. Dadurch kann der Referenzbereich nicht ausschließlich auf den Hintergrundrauschbereich begrenzt werden, so dass das erwartete Ergebnis der Dichteumwandlung nicht erhalten werden kann. Außerdem ist das in Patentdokument 5 vorgeschlagene Dichteumwandlungsverfahren wesentlich von der Genauigkeit des basierend auf der Texturanalyse des Eingangsbildes ausgeführten Bereichteilungsverfahrens abhängig. Daher wird dieses Verbesserungsergebnis beeinträchtigt, wenn der Linienrauschbereich nicht geeignet extrahiert werden kann.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann, wenn ein Abschnitt vorhanden ist, der von dem im Bild enthaltenen Linienrauschen schwer unterscheidbar ist, oder wenn das Linienrauschen keine Periodizität aufweist, das Linienrauschen nicht unterdrückt werden, ohne dass die Qualität des Bildes gemindert wird.
Daher ist es eine exemplarische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Linienrauschunterdrückungsvorrichtung bereitzustellen, durch die die Bildqualität im Bereich, der kein Linienrauschen enthält, nicht gemindert wird, und auch Linienrauschen, das keine Periodizität aufweist, unterdrückt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Linienrauschunterdrückungsvorrichtung wird nicht nur die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel in einer vorgegebenen Richtung, sondern auch der Anteil bzw. das Verhältnis weißer Pixel von Linien, die der Linie der aufeinanderfolgenden schwarzen Pixel in der orthogonalen Richtung benachbart sind, als Randmerkmalgröße des Binärbildes bestimmt. Dann wird das Linienrauschen basierend auf einer Kombination aus der Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel und der Randmerkmalgröße erfasst. Dadurch wird ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, wie beispielsweise eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst.
Außerdem berechnet die erfindungsgemäße Linienrauschunterdrückungsvorrichtung die Linienrauschzuverlässigkeit für jeden Drehwinkel, um den Drehwinkelkandidat zu bestimmen, bei dem das Linienrauschen mit einer vorgegebenen Richtung, z. B. der X-Achsen-Richtung, übereinstimmt, und berechnet den Linienrauschbereich des Bildes, das um den Drehwinkelkandidaten gedreht ist. Dadurch kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. In diesem Fall wird der Linienrauschbereich nicht in Abhängigkeit von der Periodizität, des Linienrauschens bestimmt. Dadurch kann Linienrauschen ohne Periodizität (z. B. in einem Fall, in dem nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist) oder Linienrauschen mit einer Periodizität unterdrückt werden, die derjenigen eines Teils des Originalbildes ähnlich ist (z. B. Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität hat wie die Fingerabdruck-Gratlinie).
Der Linienrauschbereich weist einen ermittelten Bereich auf, der als Teil des Linienrauschens beurteilt wird, und einen Bereich in der Nähe des ermittelten Bereichs.
Eine beispielhaft beschriebene Linienrauschunterdrückungsvorrichtung weist auf: eine Bildverbesserungseinrichtung zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält; eine Bildbinarisierungseinrichtung zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren des Eingangsbildes; eine Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; eine Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen, und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die den Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; eine Dichteumwandlungseinrichtung zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das der Bildverbesserungseinrichtung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem dichteverstärkten Bild entspricht; und eine Bildsynthetisierungseinrichtung zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Erfindungsgemäß wird ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, z. B. eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst. Außerdem kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. Außerdem kann Linienrauschen unterdrückt werden, das keine Periodizität aufweist (wie beispielsweise in dem Fall, dass nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist), oder Linienrauschen, das eine Periodizität hat, die derjenigen eines Teils des Originalbildes ähnlich ist (beispielsweise Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität hat wie die Fingerabdruck-Gratlinie).
Unter Verwendung der Bildverbesserungsvorrichtung kann ein rauschunterdrücktes Bild erzeugt werden, in dem die Dichtewerte innerhalb und außerhalb des Linienrauschbereichs angeglichen sind. Außerdem kann, auch wenn ein deutliches Hintergrundrauschen vorhanden ist, nach Ausführung der Rauschunterdrückungsverarbeitung im Rauschbereich die Hintergrunddichte in eine Dichte umgewandelt werden, die der Hintergrunddichte des rauschfreien Bildbereichs gleicht. Dadurch kann auch bei einem beispielsweise auf einem Scheck verbliebenen latenten Fingerabdruckbild Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
Ein erfindungsgemäßes Linienrauschunterdrückungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: einen Bildbinarisierungsschritt zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren eines Eingangsbildes, das Linienrauschen enthält; einen Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsschritt zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; einen Linienrauschbereichbestimmungsschritt, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die den Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; einen Dichteumwandlungsschritt zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem Eingangsbild entspricht; und einen Bildsynthetisierungsschritt zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Ähnlich wie im Fall der Linienrauschunterdrückungsvorrichtung wird im Linienrauschunterdrückungsverfahren ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, wie beispielsweise eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst.
Ferner kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. Außerdem kann Linienrauschen ohne Periodizität (z. B. in einem Fall, in dem nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist) oder Linienrauschen mit einer Periodizität unterdrückt werden, die derjenigen eines Teils des Originalbildes ähnlich ist (z. B. Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität hat wie die Fingerabdruck-Gratlinie).
Ein beispielhaft beschriebenes Linienrauschunterdrückungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: einen Bildverbesserungsschritt zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält; einen Bildbinarisierungsschritt zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren des Eingangsbildes; einen Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsschritt zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; einen Linienrauschbereichbestimmungsschritt, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus Drehwinkeln auszuwählen und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die den Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; einen Dichteumwandlungsschritt zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das des Bildverbesserungsschritts auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem dichteverstärkten Bild entspricht; und einen Bildsynthetisierungsschritt zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Erfindungsgemäß wird ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, z. B. eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst. Außerdem kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. Außerdem kann Linienrauschen unterdrückt werden, das keine Periodizität aufweist (wie beispielsweise in dem Fall, dass nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist), oder Linienrauschen, das eine Periodizität hat, die derjenigen eines Teils des Originalbildes ähnlich ist (beispielsweise Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität hat wie die Fingerabdruck-Gratlinie).
Unter Verwendung des Bildverbesserungsschritts kann ein linienrauschunterdrücktes Bild erzeugt werden, in dem die Dichtewerte innerhalb und außerhalb des Rauschbereichs angeglichen sind. Außerdem kann, auch wenn ein deutliches Hintergrundrauschen vorhanden ist, nach Ausführung der Unterdrückungsverarbeitung im Rauschbereich die Hintergrunddichte in eine Dichte umgewandelt werden, die der Hintergrunddichte des rauschfreien Bildbereichs gleicht. Dadurch kann auch bei einem beispielsweise auf einem Scheck verbliebenen latenten Fingerabdruckbild Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
Ein erfindungsgemäßes Linienrauschunterdrückungsprogramm veranlasst, dass ein Computer folgende Schritte ausführt: eine Bildverbesserungsverarbeitung zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält; eine Bildbinarisierungsverarbeitung zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren des Eingangsbildes; eine Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsverarbeitung zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; eine Linienrauschbereichbestimmungsverarbeitung, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die den Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; eine Dichteumwandlungsverarbeitung zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das der Bildverbesserungsverarbeitung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem dichteverstärkten Bild entspricht; und eine Bildsynthetisierungsverarbeitung zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Durch das Linienrauschunterdrückungsprogramm wird ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, z. B. eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst. Außerdem kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. Außerdem kann Linienrauschen unterdrückt werden, das keine Periodizität aufweist (wie beispielsweise in dem Fall, dass nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist), oder Linienrauschen, das eine Periodizität hat, die derjenigen eines Teils des Originalbildes ähnlich ist (beispielsweise Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität hat wie die Fingerabdruck-Gratlinie).
Unter Verwendung der Bildverbesserungsverarbeitung kann ein linienrauschunterdrücktes Bild erzeugt werden, in dem die Dichtewerte innerhalb und außerhalb des Rauschbereichs angeglichen sind. Außerdem kann, auch wenn ein deutliches Hintergrundrauschen vorhanden ist, nach Ausführung der Unterdrückungsverarbeitung im Rauschbereich die Hintergrunddichte in eine Dichte umgewandelt werden, die der Hintergrunddichte des rauschfreien Bildbereichs gleicht. Dadurch kann auch bei einem beispielsweise auf einem Scheck verbliebenen latenten Fingerabdruckbild Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
Als exemplarischer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird nicht nur die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel in einer vorgegebenen Richtung, sondern auch das Verhältnis weißer Pixel der der Linie aufeinanderfolgender schwarzer Pixel in orthogonaler Richtung benachbarten Linien als Randmerkmalgröße des Binärbildes erfasst. Dann wird das Linienrauschen basierend auf einer Kombination aus der Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel und der Randmerkmalgröße erfasst. Dadurch wird ein gerader breiter Bereich aufeinanderfolgender schwarzer Pixel, z. B. eine Fingerabdruck-Gratlinie, nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst.
Außerdem wird die Linienrauschzuverlässigkeit für jeden Drehwinkel berechnet, um den Drehwinkelkandidaten zu bestimmen, bei dem das Linienrauschen mit einer vorgegebenen Richtung, z. B. der X-Achsen-Richtung, übereinstimmt, und die Linienrauschbereiche werden im um den Drehwinkelkandidaten gedrehten Bild bestimmt. Dadurch kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. In diesem Fall wird der Linienrauschbereich nicht in Abhängigkeit von der Periodizität des Linienrauschens bestimmt. Dadurch kann Linienrauschen, das keine Periodizität aufweist (z. B. in einem Fall, in dem nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist) oder Linienrauschen unterdrückt werden, das eine Periodizität aufweist, die derjenigen eines Teils des Originalbildes gleicht (z. B. Linienrauschen, das eine ähnliche Periodizität wie die Fingerabdruck-Gratlinie hat).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Gesamt-Strukturblockdiagramm einer exemplarischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung;
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer in 1 dargestellten Linienrauschunterdrückungseinrichtung;
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen von Details einer durch die Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung ausgeführten Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsverarbeitung;
6 zeigt ein Beispiel eines Eingangsbildes;
7 zeigt ein Beispiel eines verbesserten Bildes, das durch Anwenden einer Verbesserungsverarbeitung auf das Eingangsbild von 6 erhalten wird;
8 zeigt ein Beispiel eines Binärbildes, das durch Binarisieren des verbesserten Bildes von 7 erhalten wird;
9A zeigt einen Teil eines gedrehten Bildes des in 8 dargestellten Binärbildes;
9B zeigt einen Teil eines gedrehten Bildes des in 7 dargestellten verbesserten Bildes;
10 zeigt ein Beispiel einer Linienrauschebene;
11 zeigt eine Darstellung zum Beschreiben eines Linienrauschbestimmungsbereichs und eines Linienrauschumgebungsbereichs;
12 zeigt ein Bild, das durch Anwenden einer Dichteumwandlung auf das in 9B dargestellte Bild erhalten wird;
13 zeigt ein Beispiel des als Ergebnis erhaltenen Bildes;
14A zeigt ein zweites Beispiel eines Eingangsbildes;
14B zeigt ein Bild, das durch Verbessern des in 14A dargestellten Bildes erhalten wird;
14C und 14D zeigen Bilder, die durch Unterdrücken des Linienrauschens des in 14B dargestellten Bildes erhalten werden;
14E zeigt ein Bild, das durch Synthetisieren des Bildes von 14C und des Bildes von 14D erhalten wird;
15A zeigt ein Beispiel eines Tinten-Fingerabdruckbildes;
15B zeigt ein Bild, das durch Unterdrücken des Linienrauschens des in 15A dargestellten Bildes erhalten wird;
16A zeigt ein Beispiel eines Bildes, das erhalten wird, indem das Rauschen des in 6A dargestellten Bildes mittels einer herkömmlichen Technik unterdrückt wird; und
16B zeigt ein Beispiel eines Bildes, das erhalten wird, indem das Rauschen des in 14A dargestellten Bildes mittels einer herkömmlichen Technik unterdrückt wird.
Ausführliche Beschreibung der exemplarischen Ausführungsform
Nachstehend werden die Struktur und die Arbeitsweise einer Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10 (ein Beispiel einer Linienrauschunterdrückungsvorrichtung) als exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Struktur der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10)
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zum Darstellen der Struktur der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10.
Die Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10 ist beispielsweise ein Personalcomputer und weist eine Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11, eine Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 und eine Fingerabdruckbildausgabeeinrichtung 13 auf.
Durch die Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11 werden beispielsweise mittels eines Sensors oder eines Scanners gelesene Fingerabdruckbilder eingegeben und digitalisiert. Außerdem können über die Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11 bereits digitalisierte Bilder in Form einer Datei eingegeben werden.
Die Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 hat eine Funktion zum Unterdrücken von Linienrauschen gerader Linienform des über die Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11 eingegebenen Fingerabdruckbildes (Eingangsbild) und Verstärken der Gratliniendichte.
Die Fingerabdruckbildausgabeeinrichtung 13 gibt das durch die Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 verarbeitete Fingerabdruckbild an einen Monitor, einen Drucker oder eine ähnliche Einrichtung aus.
Außerdem kann beispielsweise das durch die Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 verarbeitete Fingerabdruckbild direkt zu einer Vergleichseinrichtung 14 oder einer ähnlichen Einrichtung übertragen werden.
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zum Darstellen der Struktur der Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12.
Die Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 weist auf: einen Datenverarbeitungscontroller 21, eine Datenspeichereinrichtung (Datenspeicher) 22, eine Bildverbesserungseinrichtung 23, eine Bildbinarisierungseinrichtung 24, eine Bilddreheinrichtung 25, eine Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung 26, eine Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung 27, eine Dichteumwandlungseinrichtung 28 und eine Bildsynthetisierungseinrichtung 29.
Der Datenverarbeitungscontroller 21 steuert die Übertragung und den Empfang von Daten und Meldungen, die zwischen den einzelnen Einrichtungen der Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 ausgetauscht werden.
Die Datenspeichereinrichtung 22 weist beispielsweise einen RAM-Speicher (Direktzugriffsspeicher) auf, der von jeder der vorstehend erwähnten Einrichtungen der Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12 als Arbeitsbereich verwendet wird. Außerdem wird er zum Zwischenspeichern der durch jede der Einrichtungen berechneten Information verwendet. Darüber hinaus wird die Datenspeichereinrichtung 22 auch als Arbeitsbereich der Bildverbesserungseinrichtung 23, der Bildbinarisierungseinrichtung 24, der Bilddreheinrichtung 25, der Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung 26, der Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung 27, der Dichteumwandlungseinrichtung 28 und der Bildsynthetisierungseinrichtung 29 verwendet.
Die Bildverbesserungseinrichtung 23 weist eine Funktion zum Erzeugen eines verbesserten Bildes durch Erhöhen oder Verstärken der Dichte des Eingangsbildes unter Verwendung eines lokalen Bildverbesserungsverfahrens auf.
Die Bildbinarisierungseinrichtung 24 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Binärbildes durch Umwandeln des Eingangsbildes in zwei Werte ”Weiß” und ”Schwarz” auf.
Die Bilddreheinrichtung 25 weist eine Funktion zum Erzeugen eines gedrehten Bildes auf, das durch Drehen des Binärbildes um einen vorgegebenen Drehwinkel erhalten wird.
Die Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung 26 weist Funktionen zum Extrahieren und Analysieren horizontaler Linien des Binärbildes, Berechnen der zusammenhängenden Länge schwarzer Pixel in der horizontalen Richtung und des Randverhältnisses, Berechnen der Linienrauschzuverlässigkeit durch Kombinieren der erhaltenen Werte und Ausrichten der Linienrauschzuverlässigkeit auf die Linienrauschebene auf.
Die Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung 27 weist Funktionen zum Analysieren des Binärbildes und der Linienrauschebene, in der die Linienrauschzuverlässigkeit ausgerichtet ist, um den Linienrauschbereich zu bestimmen, und zum Ausrichten des Linienrauschbereichs in der Linienrauschebene auf.
Die Dichteumwandlungseinrichtung 28 weist Funktionen zum Spezifizieren des Linienrauschbereichs aus der Linienrauschebene, auf die der Linienrauschbereich ausgerichtet ist, Verbessern des Eingangsbildes unter Verwendung des lokalen Bildverbesserungsverfahrens (bei dem nur die Pixelgruppe in der horizontalen Richtung als Referenzbereich betrachtet wird) für jedes Pixel innerhalb des Linienrauschbereichs des durch die Dichteverstärkungseinrichtung verbesserten Bildes, und Ersetzen durch den Dichtewert der entsprechenden Pixel des verbesserten Bildes auf.
Die Bildsynthetisierungseinrichtung 29 weist eine Funktion auf, wodurch mehrere Bilder (in denen das Linienrauschen unterdrückt ist) in einem einzelnen Bild, in dem das Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt ist, durch Auswählen der minimalen Dichtewerte der Pixel synthetisiert werden.
Jede der vorstehend beschriebenen Einrichtungen kann implementiert werden, indem eine CPU (Zentraleinheit) der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10 ein Computerprogramm ausführt und die Hardware der Fingerabdruckbildverbesserungsvorrichtung 10 steuert.
Die 3 und 4 zeigen Ablaufdiagramme zum Darstellen der Verarbeitungen der gesamten Linienrauschunterdrückungseinrichtung 12, der Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11 und der Fingerabdruckbildausgabeeinrichtung 13.
In Schritt S1 in 3 wird durch die in 2 dargestellte Fingerabdruckbildeingabeeinrichtung 11 ein Fingerabdruckbild eingegeben. In diesem Schritt wird ein beispielsweise durch einen Scanner gelesenes Bild digitalisiert und eingegeben. Außerdem kann gemäß einem weiteren Beispiel eine bereits digitalisierte Fingerabdruckbilddatei eingegeben werden. Dieses Fingerabdruckbild wird durch GI bezeichnet.
Die Beispiele der Fingerabdruckbilder, wie beispielsweise das in 6 dargestellte Beispiel, sind Bilder, die durch Digitalisieren der durch einen Sensor oder einen Scanner eingelesenen Fingerabdruckbilder erhalten werden. Diese Fingerabdruckbildbeispiele werden mit einer Auflösung von 500 dpi gemäß ”ANSI/NIST-ITL-1-2000 Data Format for the interchange of Fingerprint, Facial, Scar Mark & Tattoo (SMT) Information” digitalisiert, das durch das National Institute of Standards and Technology (USA) standardisiert ist. Dieses Standardisierungsdokument kann von der folgenden URL (Stand Juni 2006) heruntergeladen werden:
ftp://sequoyah.nist.gov/pub/nist_internal_reports/sp500-245-a16.pdf
Mit dem vorstehend erwähnten Standard wird das Bild derart digitalisiert, dass es Dichtewerte mit 256 Abstufungen von 0–255 aufweist. Außerdem sind die Dichtewerte gemäß Luminanz- oder Helligkeitsstandards definiert, wobei die numerischen Werte mit zunehmender Helligkeit zunehmen. In der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basieren Erläuterungen hinsichtlich der Dichtewerte jedoch auf Dichtestandards, gemäß denen die numerischen Werte mit zunehmender Dichte zunehmen. Daher hat eine Gratlinie mit einer hohen Dichte einen Wert in der Nähe von 255 als Maximalwert, und die Papieroberfläche, oder die Gratlinienrillen mit einer geringen Dichte haben einen Dichtewert in der Nähe von 0.
Außerdem treten im Fingerabdruckbild gemäß diesem Standard Linien von oben nach unten auf, die von links nach rechts mit dem oberen linken Eckpunkt als Ausgangspunkt rasterartig gescannt werden.
In Schritt S2 in 3 verstärkt die in 2 dargestellte Bildverbesserungseinrichtung 23 die Dichte des Eingangsbildes und erweitert den Dynamikbereich der Fingerabdruck-Gratlinien. Für das Verbesserungsverfahren ist beispielsweise ein adaptives Histogrammausgleichs- oder ein adaptives Kontrastspreizverfahren geeignet. Auch in einem Bereich, in dem der Dynamikbereich der Fingerabdruck-Gratlinien schmal ist, kann durch Ausführen einer Bildverbesserung unter Verwendung des adaptiven Histogrammausgleichsverfahrens ein Bild mit einer gleichmäßigen Kontraständerung über den gesamten Bereich erhalten werden. Beim adaptiven Histogrammausgleichsverfahren ist die Festlegung der Größe des Referenzbereichs wichtig. Er wird in diesem Fall als Kreis mit einem Radius von etwa sechzehn Pixeln festgelegt. Der mittlere Abstand zwischen den Fingerabdruck-Gratlinien beträgt etwa 10 Pixel (der tatsächliche Abstand beträgt 0,5 mm), so dass man zweckmäßigerweise, einen Kreis mit einem Radius, der etwa dem 1,6-fachen mittleren Gratlinienabstand entspricht, als minimalen Bereich festlegt, der die Kontraständerung der Gratlinie beinhaltet. 7 zeigt ein Bild, das durch Anwenden der vorstehend beschriebenen Verarbeitung zum Verbessern des Eingangsbildes von 6 erhalten wird. Dieses Fingerabdruckbild wird mit GE bezeichnet. Gemäß 6 ist ersichtlich, dass sowohl der Bereich mit einer hohen Hintergrunddichte als auch der Bereich mit einer geringen Hintergrunddichte gleichmäßig verbessert wird.
Dann wandelt die in 2 dargestellte Bildbinarisierungseinrichtung 24 in Schritt S3 in 3 das durch die Bildverbesserungseinrichtung 23 verbesserte Kontrastbild in ein Binärbild aus ”Weiß” und ”Schwarz” um. Von den vielen vorgeschlagenen Binarisierungstechniken wird in diesem Beispiel eine einfache Binärverarbeitung verwendet, die den Mittelwert (127) als Schwellenwert verwendet, weil das Bild bereits verbessert ist. 8 zeigt ein Binärbild, das durch Anwenden der vorstehend erwähnten Verarbeitung auf das verbesserte Bild GE der 7 erhalten wird. Dieses Fingerabdruckbild wird durch B dargestellt.
Wenn in diesem Beispiel Linienrauschen in einer beliebigen Richtung vorhanden ist, wird das Linienrauschen erfasst und unterdrückt, nachdem das Bild derart gedreht worden ist, dass das Linienrauschen horizontal ausgerichtet ist. Außerdem kann eine Maske gedreht werden, die zum Erfassen des Linienrauschens ohne Drehung des Bildes verwendet wird. Durch dieses Verfahren wird das Bild jedoch derart gedreht, dass das Erfassungs-/Unterdrückungsvermögen verbessert wird, während die Verarbeitungen zum Erfassen und Unterdrücken des Linienrauschens vereinfacht werden.
Die nachfolgende Verarbeitung ist grob in zwei Hälften geteilt.
Die erste Hälfte der Verarbeitung erstreckt sich von Schritt S4 zu Schritt S9 in 3, wobei der Drehwinkel des Bildes gemäß der Richtung des Linienrauschens erfasst wird. Es treten Fälle auf, in denen ein latenter Fingerabdruck mehrere Linienrauschkomponenten in verschiedenen Richtungen aufweist. Daher werden mehrere Drehwinkelkandidaten gesetzt, um einen derartigen Fall zu handhaben.
Die zweite Hälfte der Verarbeitung ist die Verarbeitung ab Schritt S10 in 4, wobei die Rauschunterdrückungsverarbeitung für das Linienrauschen ausgeführt wird, nachdem das Bild um alle Drehwinkelkandidaten gedreht worden ist, und jedes der rauschunterdrückten Bilder wird synthetisiert, um das endgültige rauschunterdrückte Bild zu erzeugen.
In Schritt S4 der 3 setzt die Bilddreheinrichtung 25 den Wert 0 als Anfangswert für den Drehwinkel d (d = 0).
Dann dreht die in 2 dargestellte Bilddreheinrichtung 25 in Schritt S5 von 3 das vorstehend beschriebene Binärbild um den vorgegebenen Drehwinkel d. Als Technik zum Drehen des Bildes kann typischerweise eine affine Transformation verwendet werden.
9A zeigt eine vergrößerte Teilansicht der Bildes, das durch Drehen des Binärbildes von 8 um 45 Grad im Gegenuhrzeigersinn erhalten wird. Dieses Fingerabdruckbild wird durch B(d) dargestellt. Ein verbessertes Bild mit der gleichen Fläche wie derjenigen des in 9A dargestellten Bildes ist in 9B als Referenzbild dargestellt. Dieses Fingerabdruckbild wird mit GE(d) bezeichnet. Das Linienrauschen dieses Fingerabdruckbildbeispiels kann am deutlichsten erfasst werden, wenn das Bild um 45 Grad gedreht wird, so dass d = 45 Grad beträgt.
Dann analysiert die Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung 26 in Schritt S6 in 3 jede horizontale Linie des Binärbildes, berechnet die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel und die Randmerkmalgröße und kombiniert diese Anzahl und die Randmerkmalgröße, um die Linienrauschzuverlässigkeit zu berechnen. Die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel wird hierin als schwarzer Linienverlauf bezeichnet.
Diese Verarbeitung bildet den Kern der vorliegenden Erfindung, so dass sie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Im Fall eines verbliebenen latenten Fingerabdrucks wird das Linienrauschen aufgrund regelmäßiger oder vorgegebener auf einem Scheck oder dergleichen befindlicher Linien erzeugt, so dass kontinuierliche schwarze Pixel auftreten. Daher kann die Basis der Erfassung als schwarzer Linienverlauf betrachtet werden. Die Fingerabdruck-Gratlinien in der Nähe der Furchen im unteren Abschnitt des Fingerabdrucks können jedoch geradlinig sein, und die Gratlinienbreite kann in diesen Abschnitten groß sein. Daher kann der schwarze Linienverlauf in diesem Abschnitt lang werden. Im Allgemeinen erscheinen, wenn das Linienrauschen mit einer geradlinigen Fingerabdruck-Gratlinie verglichen wird, die geradlinigen Ränder des Linienrauschens deutlich, während die geradlinigen Ränder der Fingerabdruck-Gratlinie nicht deutlich erscheinen, weil ihre Ränder eine leichte Krümmung bilden, obwohl sie auf den ersten Blick geradlinig erscheinen. Daher wird die Randmerkmalgröße zum Unterscheiden der Fingerabdruck-Gratlinien vom Linienrauschen verwendet. In diesem Beispiel wird ein Verhältnis der Gesamtzahl weißer Pixel (die der Pixelgruppe des schwarzen Linienverlaufs benachbart sind) zu den Pixeln des schwarzen Linienverlaufs als Randmerkmalgröße verwendet. Dieses Verhältnis wird als Randverhältnis bezeichnet. Normalerweise ist das Randverhältnis von geradlinigem Linienrauschen größer als das Randverhältnis einer Fingerabdruck-Gratlinie.
Nachstehend wird die in Schritt S6 in 3 ausgeführte Verarbeitung unter Bezug auf das in 5 dargestellte Ablaufdiagramm ausführlich beschrieben.
In Schritt S61 von 5 wird die Linienrauschebene initialisiert. Die Linienrauschebene ist eine Bildebene, auf der die Linienrauschzuverlässigkeit jedes Pixels des Eingangsbildes vorübergehend ausgerichtet wird. Die höchste Linie (Y-Koordinate = 0) wird als Linienanfangswert gesetzt. Das hierin definierte Koordinatensystem ist ein kartesisches Koordinatensystem, in dem der obere linke Eckpunkt als Ursprung definiert ist, die sich nach rechts erstreckende horizontale Richtung die positive X-Koordinatenrichtung und die sich nach unten erstreckende vertikale Richtung die positive Y-Koordinatenrichtung darstellen.
Dann wird für die schwarze Pixelgruppe auf der horizontalen Linie der diese Pixel enthaltende schwarze Linienverlauf berechnet, und dieser wird in Schritt qS62 von 5 vorübergehend auf der Linienrauschebene ausgerichtet. Ein extrem kurzer schwarzer Linienverlauf von weniger als 16 Pixeln wird unterdrückt, weil er eine geringe Wahrscheinlichkeit als Kandidat für das Linienrauschen hat.
Dann wird in Schritt S63 in 5 das Randverhältnis der schwarzen Pixelgruppe auf der horizontalen Linie berechnet. Es werden ein oberseitiges Randverhältnis und ein unterseitiges Randverhältnis als Randverhältnis erhalten. Das oberseitige Randverhältnis wird durch Bestimmen der weißen Pixel, die der Oberseite der Pixelgruppe des schwarzen Linienverlaufs benachbart sind, und durch Berechnen ihres Verhältnisses erhalten. D. h., wenn alle Pixel auf der Oberseite der Pixelgruppe des schwarzen Linienverlaufs weiße Pixel sind, beträgt das Randverhältnis 100%. Das unterseitige Randverhältnis wird durch Bestimmen der weißen Pixel, die der Unterseite der Pixelgruppe des schwarzen Linienverlaufs benachbart sind, und durch Berechnen ihres Verhältnisses erhalten.
Als Randverhältnis wird entweder das oberseitige Randverhältnis oder das unterseitige Randverhältnis ausgewählt, je nach dem welches den größeren Wert hat.
Dann wird in Schritt S64 von 5 die Linienrauschzuverlässigkeit berechnet. Die Linienrauschzuverlässigkeit wird dadurch berechnet, dass der schwarze Linienverlauf mit dem Randverhältnis kombiniert wird. Damit wird es einfach als Produkt erhalten. D. h., wenn der schwarze Linienverlauf lang ist, wird die Zuverlässigkeit gering, wenn das Randverhältnis klein ist.
Dann wird in Schritt S65 von 5 die auf diese Weise berechnete Linienrauschzuverlässigkeit in der Linienrauschebene ausgerichtet.
10 zeigt die auf diese Weise erhaltene Linienrauschzuverlässigkeit des Binärbildes von 9A. Diese Linienrauschzuverlässigkeitsebene wird durch LC(d) dargestellt. In 9 ist das Bild derart dargestellt, dass die Dichte mit zunehmender Linienrauschzuverlässigkeit größer wird.
In 9A ist der schwarze Linienverlauf der durch das Bezugszeichen 91 bezeichneten Linie in zwei Teile geteilt. Dies ist so, weil die Linie in der Nähe des durch das Bezugszeichen 92 bezeichneten Punkts unterbrochen ist und stattdessen eine weiße Pixelgruppe erscheint. In 10 entspricht der durch Bezugszeichen 101 bezeichnete schwarze Linienverlauf dem Binärbild der Linie 91 in 9A.
Der Grund dafür, dass die Linienrauschzuverlässigkeit auf der linken Seite des Bezugszeichens 101 in 10 groß und diejenige auf der rechten Seite klein ist, ist, dass die schwarze Pixelgruppe auf der linken Seite des Bezugszeichens 101 in der 10 mit der schwarzen Pixelgruppe im Bereich auf der linken Seite der Figur verbunden ist (in diesem Bild nicht dargestellt).
Dann wird in Schritt S66 in 5 entschieden, ob die Linienrauschzuverlässigkeitsberechungsverarbeitung für alle Linien abgeschlossen ist oder nicht. Wenn entschieden wird, dass sie nicht abgeschlossen ist, wird die nächste Linie gesetzt, und die Verarbeitung springt zu Schritt S62 zurück. Wenn entschieden wird, dass sie für alle Linien abgeschlossen ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S7 von 3 fort.
Dann wird die Linienrauschzuverlässigkeit in Schritt S7 in 3 für alle Linien geprüft, und der Maximalwert wird als dem aktuellen Drehwinkel d entsprechender Linienrauschzuverlässigkeits-Maximalwert im Speicher gespeichert.
Anschließend wird in Schritt S8 in 3 entschieden, ob der gesamte Drehbereich abgedeckt ist oder nicht. Wenn entschieden wird, dass er nicht vollständig abgedeckt ist, wird beispielsweise ein um ein Grad inkrementierter Winkel als nächster Drehwinkel gesetzt, woraufhin die Verarbeitung zu Schritt S5 zurückspringt. Wenn entschieden wird, dass der Drehbereich vollständig abgedeckt ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S9 in 3 fort. Normalerweise können 180 Grad als Drehbereich ausreichend sein. Wenn der Bereich der Richtungen aller Linienrauschkomponenten im Voraus bekannt ist, können dem Bereich dieser Richtungen entsprechende Drehwinkel als Anfangswert und Endwert gesetzt werden.
Dann werden in Schritt S9 von 3 die Drehwinkelkandidaten durch Suchen der Drehwinkel und der entsprechenden Linienrauschzuverlässigkeiten ausgewählt, die in Schritt S7 im Speicher gespeichert worden sind. Diese Verarbeitung kann auf die folgende Weise ausgeführt werden.

1) Die maximale Linienrauschzuverlässigkeit wird für alle Drehwinkel gesucht. Wenn der dadurch erhaltene Wert größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, wird er als Drehwinkelkandidat im Speicher gespeichert. Wenn der erhaltene Wert kleiner ist als der Schwellenwert, wird die Drehwinkelkandidatenauswahlverarbeitung beendet.
2) Die Linienrauschunterdrückungsverarbeitung für die Drehwinkel in der Nähe des bereits ausgewählten Winkels (z. B. +15 und –15 Grad) ist ausgeschlossen, weil sie überflüssig ist.
3) Die maximale Linienrauschzuverlässigkeit unter den restlichen Drehwinkeln wird gesucht. wenn der dadurch erhaltene Wert gröber ist als der vorgegebene Schwellenwert, wird er als Drehwinkelkandidat im Speicher gespeichert. Wenn der erhaltene Wert kleiner ist als der Schwellenwert, wird die Drehwinkelkandidatenauswahlverarbeitung beendet.
4) Die vorstehend unter den Punkten 2) und 3) beschriebenen Verarbeitungen werden wiederholt ausgeführt, bis keine weiteren unverarbeiteten Drehwinkel mehr verbleiben.

Durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung werden mehrere, den Linienrauschrichtungen entsprechende Drehwinkelkandidaten ausgewählt.
Dann werden in Schritt S10 in 4 die Anfangswerte der Drehwinkelkandidaten gesetzt.
Daraufhin dreht die in 2 dargestellte Bilddreheinrichtung 25 in Schritt S11 in 4 das vorstehend beschriebene Binärbild um den spezifizierten Drehwinkel d. Diese Verarbeitung ist die gleiche wie die Verarbeitung von Schritt S5 in 3, so dass sie nicht näher erläutert wird.
Dann berechnet die in 2 dargestellte Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung 26 in Schritt S12 in 4 die Linienrauschzuverlässigkeit. Diese Verarbeitung ist die gleiche wie die Verarbeitung von Schritt S6 in 3, so dass sie nicht näher erläutert wird.
Dann analysiert die in 2 dargestellte Rauschbereichbestimmungseinrichtung 27 in Schritt S13 in 4 die Linienrauschebene LC(d) und das Binärbild B(d) und bestimmt den Linienrauschbereich auf folgende Weise.

1) Über die gesamten schwarzen Pixel wird die Linienrauschebene von etwa acht Pixeln auf der Ober- und der Unterseite durchsucht, um die Maximalwerte der Linienrauschzuverlässigkeiten für die Ober- bzw. die Unterseite zu bestimmen. Die bestimmten Maximalwerte werden durch LNC_U bzw. LNC_D dargestellt. Wenn in der Suchverarbeitung bezüglich der Ober- und der Unterseite ein weißes Pixel erreicht wird, wird die Suchverarbeitung jedoch beendet. Der kleinere Wert der Werte LNC_U und LNC_D wird mit der Linienrauschzuverlässigkeit der eigenen Pixel verglichen. Wenn der erstgenannte Wert größer ist als die Zuverlässigkeit der eigenen Pixel, wird die Zuverlässigkeit der eigenen Pixel durch den erstgenannten Wert ersetzt.

Diese Verarbeitung ist zum Handhaben von Linienrauschen mit der Breite von drei Pixeln oder mehr geeignet. Die Linie auf der Innenseite des breiten Linienrauschens hat ein kleines Randverhältnis, so dass die Linienrauschzuverlässigkeit ebenfalls klein wird. Die Linienrauschzuverlässigkeit der Linie auf der Innenseite wird während dieser Verarbeitung auf einen geeigneten Wert korrigiert.

2) Dann wird der Bereich mit einer Linienrauschzuverlässigkeit, die größer ist als der Schwellenwert, auf der Linienrauschebene als ermittelter Linienrauschbereich festgelegt. Wenn der Schwellenwert zu groß ist, nimmt die Linienrauschunterdrückungsfähigkeit ab. Wenn er zu klein ist, werden die Fingerabdruck-Gratlinien unterdrückt. Daher ist es wünschenswert, einen relativ kleinen Wert innerhalb eines Bereichs zu setzen, gemäß dem die Fingerabdruck-Gratlinien nicht unterdrückt werden. Die dunklen Linien in 11 stellen den ermittelten Bereich dar, der basierend auf der in 10 dargestellten Linienrauschzuverlässigkeit festgelegt wird.
3) Anschließend wird, wenn ein nicht ermittelter Bereich innerhalb des Bereichs von zwei Pixeln auf der Ober- und der Unterseite des bestimmten Linienrauschbereichs vorhanden ist, dieser Bereich als Linienrauschumgebungsbereich bestimmt. Es kommt häufig vor, dass der Linienrauschumgebungsbereich aufgrund des Einflusses des Linienrauschens eine hohe Dichte hat. Daher wird der Linienrauschumgebungsbereich auch als Zielbereich für die Dichteumwandlung gesetzt.
4) Dann wird auch der durch zwei ermittelte Linienrauschbereiche umschlossene Bereich innerhalb eines Bereichs von etwa acht Pixeln auf der Ober- und der Unterseite als Linienrauschumgebungsbereich bestimmt. Es kommt auch häufig vor, dass ein derartiger, durch mehrere Linienrauschbereiche umschlossener Bereich aufgrund des Einflusses des Linienrauschens eine hohe Dichte aufweist. Daher wird auch ein derartiger Bereich als Zielbereich für die Dichteumwandlung gesetzt. Die in 11 dargestellten Bereiche niedriger Dichte stellen die Linienrauschumgebungsbereiche dar, die basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit in 10 bestimmt werden. Die vom weißen Hintergrund in 11 verschiedenen Bereiche sind der Linienrauschzuverlässigkeit in 10 entsprechende Linienrauschbereiche. Diese Linienrauschbereichebene wird durch LA(d) bezeichnet.

Dann verwendet die in 2 dargestellte Dichteumwandlungseinrichtung 28 in Schritt S14 in 4 das Eingangsbild GI und wandelt die Dichte der Pixel im Linienrauschbereich durch ein lokales Bildverbesserungsverfahren (adaptiver Histogrammausgleich oder adaptive Kontrastspreizung) um. Das für diese Kontrastumwandlung verwendete lokale Bildverbesserungsverfahren verwendet ein Verfahren, das dem in Schritt S2 verwendeten Verfahren äquivalent ist. Als Referenzbereich des lokalen Bildverbesserungsverfahrens wird eine Pixelgruppe von etwa 16 Pixeln auf der rechten und der linken Seite in der horizontalen Richtung gesetzt.
Der Grund für die Begrenzung des Referenzbereichs auf die Pixelgruppe einer horizontalen Linie ist, dass er auf einen Bereich begrenzt werden soll, der etwa die gleiche Linienrauschdichte hat. Durch Begrenzen des Bereichs auf einen Bereich mit etwa der gleichen Linienrauschdichte wird erwartet, dass die Linienrauschkomponente vom dichteumgewandelten Bild unterdrückt wird.
Im Allgemeinen wird die Hintergrunddichte in der Nähe der Ränder des Linienrauschens vom Mittenabschnitt des Linienrauschens nach außen hin gleichmäßig aufgehellt. Diese Erscheinung tritt vermutlich aufgrund der Verschmierung der Tinte in der Nähe der Ränder des Linienrauschens oder aufgrund des Einflusses der Empfindlichkeit des Sensors auf.
Wenn als Referenzbereich der gesamte Linienrauschumgebungsbereich gesetzt wird, ist es nicht möglich, nur die Fingerabdruck-Gratlinien exakt zu verbessern, auch wenn die lokale Bildverbesserung ausgeführt wird, weil große Schwankungen der Hintergrunddichte auftreten. Wenn der Referenzbereich auf eine Linie in der Linienrauschrichtung begrenzt wird, kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte erwartet werden. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
12 zeigt das Ergebnis der Dichteumwandlung des Bereichs von 9B. Dieses Fingerabdruckbild wird durch GR(d) dargestellt. Durch Vergleichen der 9B und 12 ist ersichtlich, dass die Linienrauschkomponenten nahezu unterdrückt und die Fingerabdruck-Gratlinien verbessert sind.
Dann dreht die in 2 dargestellte Bilddreheinrichtung 25 in Schritt 15 in 4 das Bild entgegengerichtet. Diese Verarbeitung kann durch Spezifizieren eines Winkels –d implementiert werden, der einem Winkel entspricht, der erhalten wird, indem dem in Schritt S11 von 4 spezifizierten Drehwinkel ein negatives Vorzeichen gegeben wird. Dieses Bild wird durch GR'(d) dargestellt.
Dann erzeugt die in 2 dargestellte Bildsynthetisierungseinrichtung 29 in Schritt S16 in 4 ein einzelnes Bild, indem die beiden Bilder synthetisiert werden, wovon eines das Bild GR'(d) ist, das durch Unterdrücken des Linienrauschens für den aktuellen Drehwinkelkandidat d erhalten wird, und das andere das Bild GC ist, das als Ergebnis der zuvor für die vorangehenden Drehwinkelkandidaten ausgeführten Verarbeitung erhalten wird. Bei diesem Beispiel des Synthetisierungsverfahrens wird der niedrigere Dichtewert der Dichtewerte der beiden Bilder für jedes Pixel verwendet. Dies ist der Fall, weil der Dichtewert des Bildes, in dem das Linienrauschen unterdrückt ist, normalerweise klein wird. Das Bild GC'(d), das als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verarbeitung erhalten wird, wird als letztes synthetisiertes Bild GC im Speicher gespeichert.
Wenn der aktuelle Drehwinkel d der erste Drehwinkelkandidat ist, wird durch die vorangehende Linienrauschunterdrückungsverarbeitung kein Ergebnis erhalten. Daher wird das Ergebnis der in Schritt S15 ausgeführten Verarbeitung, d. h. GR'(d) als letztes synthetisiertes Bild GC verwendet, das nicht synthetisiert ist.
Die Bildsynthese wird nachstehend auf eine spezifische Weise unter Bezug auf das in 14 dargestellte zweite Fingerabdruckbildbeispiel beschrieben. 14A zeigt ein Eingangsbild GI, und 14B zeigt ein verbessertes Bild GE des Bildes GI.
Im Fingerabdruckbild von 14A ist Linienrauschen in zwei Richtungen vorhanden. Die Linienrauschkomponenten werden optimal erfasst, wenn das Bild im Gegenuhrzeigersinn um 15 Grad und 106 Grad gedreht wird, so dass diese beiden Winkel Drehwinkelkandidaten darstellen. 14C zeigt ein Bild GR'(15), das als Ergebnis der mit dem ersten Drehwinkelkandidaten von 15 Grad ausgeführten Verarbeitung erhalten wird, und 14D zeigt ein Bild GR'(106), das als Ergebnis der mit dem nächsten Drehwinkelkandidaten von 106 Grad ausgeführten Verarbeitung erhalten wird. Anhand der beiden Fingerabdruckbilder ist ersichtlich, dass das Linienrauschen in jeder Richtung unterdrückt ist.
Zunächst wird das Bild GR'(15), das als Ergebnis der mit dem ersten Drehwinkelkandidaten von 15 Grad ausgeführten Verarbeitung erhalten wird, als Bild GC im Speicher gespeichert. In der Verarbeitung des nächsten Drehwinkelkandidaten von 106 Grad wird das Bild GR'(106) als Ergebnis der aktuellen Verarbeitung erzeugt. Hierbei synthetisiert die in 2 dargestellte Bildsynthetisierungseinrichtung 29 die beiden Bilder durch das vorstehend beschriebene Verfahren, um das synthetisierte Bild GC'(106) zu erzeugen. Dieses synthetisierte Bild GC'(106) ersetzt das bereits im Speicher gespeicherte Bild und wird als neues Bild GC im Speicher gespeichert.
Dieses Beispiel des Bildsynthetisierungsverfahrens entspricht der folgenden Verarbeitung. D. h., wenn mehrere Linienrauschrichtungen vorhanden sind, wird die Verarbeitung für jede Richtung individuell ausgeführt, und mehrere Bilder, in denen das Linienrauschen unterdrückt ist, werden synthetisiert. Als weiteres Beispiel kann auch das Bild, von dem Linienrauschen in einer vorgegebenen Richtung unterdrückt ist, als Eingangsbild betrachtet werden, und das Linienrauschen einer nächsten Richtung kann darin unterdrückt werden. Gemäß diesem Beispiel ist aber eine der Linienrauschkomponenten einer anderen Richtung bereits in einem Bereich unterdrückt worden, in dem sich die Linienrauschkomponenten kreuzen. Dadurch wird es tendenziell schwierig, die andere Linienrauschkomponente zu erfassen, auch wenn in der betrachteten Richtung Linienrauschen vorhanden ist.
Dann wird in Schritt S17 der 4 entschieden, ob die Verarbeitung für alle Drehwinkelkandidaten abgeschlossen ist oder nicht. Wenn entschieden wird, dass sie nicht abgeschlossen ist, wird der als nächster Drehwinkelkandidat gespeicherte Winkel gesetzt, und die Verarbeitung springt zu Schritt S11 zurück. Wenn entschieden wird, dass sie abgeschlossen ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S18 in 4 fort.
Dann wird in Schritt S18 in 4 das Bild ausgegeben, in dem das Linienrauschen unterdrückt ist und die Gratlinien verbessert sind. Außer einem Monitor und einem Drucker kommen als Ausgabeeinrichtungen auch eine Vergleichseinrichtung und eine Merkmalextraktionseinrichtung in Betracht.
13 zeigt ein Bild, das als Ergebnis der bezüglich des Eingangsbildes von 6 durch die vorstehend beschriebenen Schritte ausgeführten Verarbeitung erhalten wird. Dieses Fingerabdruckbild wird durch GO dargestellt. Wie anhand von 13 ersichtlich ist, ist Linienrauschen darin unterdrückt, und nur die Fingerabdruck-Gratlinien sind verbessert.
In diesem Fall existiert nur ein Drehwinkelkandidat (45 Grad), so dass das Ausgangsbild GO das gleiche Bild ist wie das Bild GR'(45) und GC.
Dieses Beispiel ist unter Bezug auf Fingerabdruckbilder beschrieben worden. Ein anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung kann jedoch effektiv auf Handflächenabdruckbilder angewendet werden, die ähnliche Muster haben wie Fingerabdrücke. Wenn der exemplarische Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein Handflächenabdruckbild angewendet wird, kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden, indem als Referenzbereich eine geradlinige Pixelgruppe von etwa 20 Pixeln auf der rechten und der linken Seite in der Linienrauschrichtung gesetzt wird, weil der mittlere Gratlinienabstand des Handflächenabdrucks um etwa 25% größer ist als derjenige des Fingerabdrucks.
Außerdem wird in diesem Beispiel das durch Erhöhen oder Verstärken der Dichte des Eingangsbildes erhaltene dichteverstärkte Bild als Zielbild der Linienrauschunterdrückungsverarbeitung gesetzt. Gemäß einem noch anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung kann auch das Eingangsbild, in dem die Dichte nicht verstärkt worden ist, als Zielbild der Verarbeitung gesetzt werden.
Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in der Rauschunterdrückungsverarbeitung die Hintergrunddichte, die als Ergebnis der Rauschbereichunterdrückungsverarbeitung erhalten wurde, in eine Dichte umgewandelt, die der Hintergrunddichte des rauschfreien Bildbereichs gleicht, um Rauschen dadurch zu unterdrücken, dass es unauffällig gemacht wird. Wenn die Hintergrunddichte des rauschfreien Bereichs nicht gleichmäßig ist, kann die Wirkung der Rauschunterdrückungsverarbeitung nicht erwartet werden.
Wenn auffälliges Hintergrundrauschen vorhanden ist, wie im Fall eines verbliebenen latenten Fingerabdrucks, ist die Hintergrunddichte des Eingangsbildes nicht gleichmäßig. Dies ist der Grund, warum das dichteverstärkte Bild, das erhalten wird, indem die Hintergrunddichte durch die lokale Bildverbesserungsverarbeitung über den gesamten Bereich gleichmäßig verteilt wird, als Zielbild der Rauschunterdrückungsverarbeitung gesetzt wird.
Im Fall eines gescannten Bildes (Tinten-Fingerabdruckbild) auf einer Unterlage, auf der ein Fingerabdruck mit Tinte abgedruckt ist, ist die Hintergrunddichte gleichmäßig, weil der Hintergrund eine Papieroberfläche ist. Mit einem derartigen Bild kann die Wirkung der Rauschunterdrückungsverarbeitung erwartet werden, auch wenn das Eingangsbild als Zielbild der Verarbeitung verwendet wird.
Es treten Fälle auf, in denen vorgegebene Linien zum Anzeigen eines Rahmens, in dem der Fingerabdruck erfolgen soll, als Linienrauschen in Tinten-Fingerabdruckbildern vorhanden sind. Beispielsweise zeigt 15A ein Beispiel eines derartigen Fingerabdruckbildes. In diesem Fall erscheint es als Linienrauschen im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung in der Nähe des rechten Bildrandes.
Wenn das Linienrauschen der vorgegebenen Linien unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beispiels im Tinten-Fingerabdruckbild unterdrückt wird, kann Schritt S2 in 3 weggelassen werden, und die in Schritt S14 der 4 ausgeführte Dichteumwandlungsverarbeitung kann folgendermaßen ausgeführt werden.
In Schritt S14 der 4 wandelt die in 2 dargestellte Dichteumwandlungseinrichtung 28 die Dichte durch Ausführen der adaptiven Kontrastspreizung bezüglich der Pixel in dem Bereich um, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht. In dieser Stufe wird ein zweiter Referenzbereich zum Bestimmen des minimalen Sollwertes und des maximalen Sollwertes der Dichteumwandlung definiert. Der zweite Referenzbereich befindet sich in der Nähe des betrachteten Pixels und ist als Pixelgruppe im rauschfreien Bereich definiert, der dem Linienrauschbereich benachbart ist.
Die Dichte wird folgendermaßen umgewandelt.

1) Eine Pixelgruppe aus insgesamt etwa 33 Pixeln in der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels wird extrahiert, und der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert davon werden als minP bzw. maxP definiert.
2) Zwei Richtungen werden in der orthogonalen Richtung vom betrachteten Pixel gesucht, um zwei Pixel zu bestimmen (weil zwei Richtungen vorhanden sind), die Pixel außerhalb des Linienrauschbereichs, jedoch dem Linienrauschbereich benachbart sind.
3) eine Pixelgruppe aus insgesamt etwa 33 Pixeln in der Linienrauschrichtung der benachbarten Pixel werden jeweils extrahiert, und die maximalen Dichtewerte und die minimalen Dichtewerte davon werden bestimmt.
4) Ein gewichteter Mittelwert der beiden minimalen Dichtewerte in den beiden Richtungen wird berechnet und als minT definiert. Eine hinzugefügte Gewichtung wird als Reziprokwert des Abstands von einem betrachteten Pixel zu einem benachbarten Pixel definiert. Ähnlicherweise wird ein gewichteter Mittelwert der beiden maximalen Dichtewerte berechnet und als maxT definiert.
5) Die Dichte des betrachteten Pixels wird durch eine Kontrastspreizung basierend auf dem folgenden Ausdruck 1 umgewandelt.

[Ausdruck 1]

g' = (g – minP) × (maxT – minT) / maxP – minP + minT wobei

g':

Dichtewert nach der Umwandlung

g:

Dichtewert des Eingangsbildes

minP:

lokaler Minimalwert

maxP:

lokaler Maximalwert

minT:

minimaler Dichte-Sollwert

maxT:

maximaler Dichte-Sollwert

15B zeigt ein Bild GO, das durch Unterdrücken des Linienrauschens im Bild in 15A auf die vorstehend beschriebene Weise erhalten wird. Durch Vergleichen der 15B und 15A ist ersichtlich, dass die Linienrauschkomponenten nahezu unterdrückt sind und die Dichte in den Wert der Hintergrunddichte des Eingangsbildes umgewandelt ist.
Nachstehend wird die Wirkung der Fingerabdruckbildverbesserungseinrichtung 10 beschrieben.
Die Fingerabdruckbildverbesserungseinrichtung 10 erfasst ein geradliniges Linienrauschen und wendet ein lokales Bildverbesserungsverfahren (adaptiver Histogrammausgleich oder adaptive Kontrastspreizung) restriktiv auf den Rauschbereich an, um die Gratlinien zu verbessern und das Linienrauschen zu unterdrücken.
Dadurch können die Fingerabdruck-Gratlinien einfach verbessert und extrahiert werden. Wenn das Verfahren auf ein verbliebenes latentes Fingerabdruckbild angewendet wird, können verbesserte Fingerabdruck-Gratlinien dargestellt werden, während das Linienrauschen unterdrückt ist. Dadurch wird für einen Ermittler die Entscheidung einfacher. Außerdem kann eine Merkmalextraktion unter Verwendung des Bildes ausgeführt werden, dessen Linienrauschen unterdrückt ist, so dass eine exaktere Merkmalgröße extrahiert werden kann. Auch dadurch wird die Genauigkeit des Fingerabdruckvergleichs verbessert.
Der Abschnitt außerhalb des Rauschbereichs des Bildes wird durch ein Verfahren verbessert (Schritt S2 in 3), das dem lokalen Bildverbesserungsverfahren (Schritt S14 in 4) äquivalent ist, das zum Umwandeln der Dichte im Inneren des Rauschbereichs verwendet wird. Dadurch wird ein rauschunterdrücktes Bild erzeugt, in dem die Dichtewerte innerhalb und außerhalb des Rauschbereichs angeglichen sind.
Wenn das Verfahren auf ein Fingerabdruckbild angewendet wird, kann das Linienrauschen effektiv unterdrückt werden, indem als Referenzbereich eine geradlinige Pixelgruppe von etwa 33 Pixeln in der Linienrauschrichtung gesetzt wird. Die Fingerabdruck-Gratlinien haben einen mittleren Gratlinienabstand von zehn Pixeln (0,5 mm realer Abstand). Dadurch wird eine etwa der dreifachen Anzahl der dem Abstand entsprechenden Pixel reell als minimaler Bereich betrachtet, der die Schwankung der kreuzenden Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die in gewissem Maße schräg verlaufen.
Wenn das Verfahren auf ein Handflächenabdruckbild angewendet wird, kann als Referenzbereich eine Pixelgruppe von etwa 40 Pixeln gesetzt werden, weil der mittlere Gratlinienabstand des Handflächenabdrucks 25% größer ist als derjenige des Fingerabdrucks.
Indem als Referenzbereich nicht der gesamte Linienrauschumgebungsbereich gesetzt wird, sondern der Referenzbereich auf eine geradlinige Pixelgruppe (z. B. die Pixelgruppe einer geraden Linie) entlang der Linienrauschrichtung begrenzt wird, kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte bereitgestellt werden. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Wenn das Linienrauschen des Fingerabdruckbildes erfasst wird, wird nicht nur die Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel in einer vorgegebenen Richtung, sondern auch das Verhältnis weißer Pixel der Linien, die der Linie der aufeinanderfolgenden schwarzen Pixel in der orthogonalen Richtung benachbart sind, als Randmerkmalgröße des Binärbildes erfasst. Dann wird das Linienrauschen basierend auf einer Kombination von Anzahl aufeinanderfolgender schwarzer Pixel und Randmerkmalgröße erfasst. Dadurch wird eine geradlinige breite Fingerabdruck-Gratlinie nicht fehlerhaft als Linienrauschen erfasst.
Dadurch kann Linienrauschen in mehreren Richtungen unterdrückt werden. Außerdem kann Linienrauschen ohne Periodizität unterdrückt werden (wenn beispielsweise nur eine einzelne Linienrauschkomponente vorhanden ist). Außerdem kann Linienrauschen mit einer ähnlichen Periodizität wie diejenige der Fingerabdruck-Gratlinien unterdrückt werden.
Wenn das Bild durch Anwenden der adaptiven Kontrastspreizung auf die Pixel des erfassten Linienrauschens und die Pixel in dessen Nähe angewendet wird, werden der Maximalwert und der Minimalwert der Dichtewerte des Nicht-Linienrauschbereichs in der Nähe des betrachteten Pixels als Sollwerte für die Dichteumwandlung verwendet. Dadurch kann Linienrauschen im nicht verbesserten Bild unterdrückt werden.
Nachstehend werden weitere exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Punkt für Punkt beschrieben.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Linienrauschunterdrückungsvorrichtung ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, wobei die darin vorgesehene Dichteumwandlungsvorrichtung dazu geeignet sein kann: einen geradlinigen Bereich (mit Pixeln entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels, deren Zahl etwa das Dreifache der dem mittleren Gratlinienabstand entsprechenden Pixelzahl beträgt) als ersten Referenzbereich zu setzen; zwei Bereiche, die etwa aus der gleichen Pixelzahl bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als einen zweiten Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen zu extrahieren, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält; und den minimalen Sollwert und den maximalen Sollwert für die Dichteumwandlung basierend auf dem minimalen Dichtewert und dem maximalen Dichtewert aus den im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixeln zu bestimmen. Der ”Gratlinienabstand” bezeichnet einen Abstand zwischen den jeweiligen Mitten benachbarter Gratlinien.
Auf diese Weise werden der Maximalwert und der Minimalwert der Dichtewerte des Nicht-Linienrauschbereichs in der Nähe des betrachteten Pixels als Dichteumwandlungs-Sollwerte verwendet, wenn die Pixel im erfassten Linienrauschbereich des Bildes verstärkt werden. Dadurch kann Linienrauschen auch dann unterdrückt werden, wenn das Eingangsbild als Ziel der Rauschunterdrückungsverarbeitung verwendet wird.
Außerdem kann, weil ein geradliniger Bereich entlang der Linienrauschrichtung als Referenzbereich gesetzt wird, eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte verwendet werden. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem wird die Pixelzahl im Referenzbereich auf einen etwa dem dreifachen Wert des mittleren Gratlinienabstands entsprechenden Wert gesetzt, so dass als Referenzbereich ein Bereich gesetzt werden kann, der Schwankungen der Fingerabdruck-Gratlinien aufnimmt, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden. Die Pixelzahl im Referenzbereich beträgt im Fall eines Fingerabdruckbildes (bei dem der mittlere Gratlinienabstand etwa 0,5 mm beträgt) etwa 31 Pixel bei 500 dpi, und im Fall eines Handflächenabdruckbildes etwa 40 Pixel, d. h. etwa 25% mehr).
Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der Linienrauschunterdrückungsvorrichtung ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, wobei die darin vorgesehene Dichteumwandlungsvorrichtung dazu geeignet sein kann: einen geradlinigen Bereich (mit einer Pixelzahl, die etwa der dreifachen Anzahl der Pixel gleicht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen, und sich entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels befinden) als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung zu setzen.
Dadurch kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte gesetzt werden, weil der geradlinige Bereich entlang der Linienrauschrichtung als Referenzbereich gesetzt wird. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem wird die Pixelzahl im Referenzbereich auf einen etwa dem Dreifachen der tatsächlichen Abmessung der Gratlinie entsprechenden Wert gesetzt, so dass als Referenzbereich ein Bereich gesetzt werden kann, der die Schwankung der Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
In den exemplarischen Ausführungsformen der Linienrauschunterdrückungsvorrichtung kann die Bildsynthetisierungseinrichtung Bilder synthetisieren, indem der minimale Dichtewert (von den Dichtewerten der Pixel, die jedem dichteumgewandelten Bild entsprechen) als Dichte der Pixel im synthetisierten Bild verwendet wird.
Daher kann ein deutliches synthetisiertes Bild dadurch erhalten werden, dass die rauschunterdrückten Pixel aus mehreren Pixeln ausgewählt werden.
Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform des Linienrauschunterdrückungsverfahrens ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, für das keine Bildverbesserungsverarbeitung ausgeführt wird, wobei in einem Dichteumwandlungsschritt ein geradliniger Bereich (mit Pixeln entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels, deren Zahl etwa das Dreifache der dem mittleren Gratlinienabstand entsprechenden Pixelzahl beträgt) als erster Referenzbereich gesetzt wird; zwei Bereiche, die aus etwa der gleichen Pixelzahl bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als zweiter Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen extrahiert werden, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält; und der minimale Sollwert und der maximale Sollwert für die Dichteumwandlung basierend auf dem minimalen Dichtewert und dem maximalen Dichtewert der im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixel bestimmt werden.
Dadurch kann Linienrauschen unterdrückt werden, auch wenn das Eingangsbild als Ziel der Rauschunterdrückungsverarbeitung verwendet wird.
Außerdem kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte gesetzt werden. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem kann als Referenzbereich ein Bereich gesetzt werden, der die Schwankung der Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform des Linienrauschunterdrückungsverfahrens ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, wobei in einem Dichteumwandlungsschritt ein geradliniger Bereich (mit Pixeln entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels, deren Zahl etwa das Dreifache der dem mittleren Gratlinienabstand entsprechenden Pixelzahl beträgt) als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung gesetzt wird.
Dadurch kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte gesetzt werden, weil der geradlinige Bereich entlang der Linienrauschrichtung als Referenzbereich gesetzt wird. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem wird die Pixelzahl im Referenzbereich auf einen etwa dem Dreifachen der tatsächlichen Abmessung der Gratlinie entsprechenden Wert gesetzt, so dass als Referenzbereich der Bereich gesetzt werden kann, der die Schwankung der Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
In den exemplarischen Ausführungsformen des Linienrauschunterdrückungsverfahrens können im Bildsynthetisierungsschritt Bilder synthetisiert werden, indem der minimale Dichtewert (von den Dichtewerten der Pixel, die jedem dichteumgewandelten Bild entsprechen) als Dichte jedes Pixels im synthetisierten Bild verwendet wird.
Daher kann ein deutliches synthetisiertes Bild dadurch erhalten werden, dass die rauschunterdrückten Pixel aus mehreren Pixeln ausgewählt werden.
Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform des Linienrauschunterdrückungsprogramms ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, für das keine Bildverbesserungsverarbeitung ausgeführt wird, wobei in einer Dichteumwandlungsverarbeitung ein geradliniger Bereich (mit Pixeln entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels, deren Zahl etwa das Dreifache der dem mittleren Gratlinienabstand entsprechenden Pixelzahl beträgt) als erster Referenzbereich gesetzt wird; zwei Bereiche, die aus etwa der gleichen Pixelzahl bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als zweiter Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen extrahiert werden, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält, und der minimale Sollwert und der maximale Sollwert für die Dichteumwandlung basierend auf dem minimalen Dichtewert und dem maximalen Dichtewert der im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixel bestimmt werden.
Dadurch kann Linienrauschen unterdrückt werden, auch wenn das Eingangsbild als Ziel der Rauschunterdrückungsverarbeitung verwendet wird.
Außerdem kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte gesetzt werden. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem kann als Referenzbereich ein Bereich gesetzt werden, der die Schwankung der Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform des Linienrauschunterdrückungsprogramms ist das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild, wobei in einer Dichteumwandlungsverarbeitung ein geradliniger Bereich (mit Pixeln entlang der Linienrauschrichtung des betrachteten Pixels, deren Zahl etwa das Dreifache der dem mittleren Gratlinienabstand entsprechenden Pixelzahl beträgt) als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung gesetzt wird.
Dadurch kann eine gleichmäßige Hintergrunddichte als Referenzdichte gesetzt werden, weil der geradlinige Bereich entlang der Linienrauschrichtung als Referenzbereich gesetzt wird. Dadurch ist es möglich, nur die Gratlinien auf eine geeignete Weise zu verbessern.
Außerdem wird die Pixelzahl im Referenzbereich auf einen etwa dem Dreifachen der tatsächlichen Abmessung der Gratlinie entsprechenden Wert gesetzt, so dass als Referenzbereich ein Bereich gesetzt werden kann, der die Schwankung der Fingerabdruck-Gratlinien enthält, die eine spezifische Richtung schräg kreuzen. Dadurch kann Linienrauschen effektiv unterdrückt werden.
In den exemplarischen Ausführungsformen des Linienrauschunterdrückungsprogramms können in der Bildsynthetisierungsverarbeitung Bilder synthetisiert werden, indem der minimale Dichtewert (von den Dichtewerten der Pixel, die dem dichteumgewandelten Bild entsprechen) als Dichte jedes Pixels im synthetisierten Bild verwendet wird.
Daher kann ein deutliches synthetisiertes Bild dadurch erhalten werden, dass die rauschunterdrückten Pixel aus mehreren Pixeln ausgewählt werden.

Claims

Linienrauschunterdrückungsvorrichtung (10) mit: einer Bildbinarisierungseinrichtung (24) zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren eines Eingangsbildes, das Linienrauschen enthält; einer Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungseinrichtung (26) zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern, wobei die Randmerkmalgröße ein Verhältnis der Anzahl weißer Pixel, die neben dem Bereich liegen, zu der Anzahl der aufeinanderfolgenden schwarzen Pixel angibt, und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; einer Linienrauschbereichbestimmungseinrichtung (27), um die Linienrauschzuverlässigkeit eines schwarzen Pixels auf einer Innenseite einer Linienrauschkomponente mit einer Breite von drei Pixeln oder mehr mit einer Linienrauschzuverlässigkeit eines Pixels neben dem schwarzen Pixel zu vergleichen, zum Ersetzen der Linienrauschzuverlässigkeit mit einer der beiden Linienrauschzuverlässigkeiten, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen, und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; einer Dichteumwandlungseinrichtung (28) zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer Dichteerhöhung durch adaptive Kontrastspreizung oder adaptiven Histogrammausgleich auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem Eingangsbild entspricht; und einer Bildsynthetisierungseinrichtung (29) zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist; und die Dichteumwandlungseinrichtung (28) vorgesehen ist: zum Setzen eines geradlinigen Bereichs mit einer Pixelzahl, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung eines betrachteten Pixels befinden, als ersten Referenzbereich; zum Extrahieren zweier Bereiche, die aus der gleichen Pixelzahl bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als zweiten Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält; und zum Bestimmen eines minimalen Sollwerts und eines maximalen Sollwerts für die Dichteumwandlung basierend auf einem minimalen Dichtewert und einem maximalen Dichtewert der im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixel.
Linienrauschunterdrückungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, mit einer Bildverbesserungseinrichtung (23) zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer Dichteerhöhung durch adaptive Kontrastspreizung oder adaptiven Histogrammausgleich auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist; und wobei die Linienrauschunterdrückungsvorrichtung (10) eine Dichteumwandlungseinrichtung (28) aufweist, um einen geradlinigen Bereich, der aus einer Pixelzahl besteht, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung eines betrachteten Pixels befinden, als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung zu setzen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: in der Bildsynthetisierungseinrichtung (29) die Bilder dadurch synthetisiert werden, dass die Dichte jedes Pixels im synthetisierten Bild als minimaler Dichtewert aus den Dichtewerten der Pixel, die jedem der dichteumgewandelten Bilder entsprechen, gesetzt wird.
Linienrauschunterdrückungsverfahren mit: einem Bildbinarisierungsschritt zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren eines Eingangsbildes, das Linienrauschen enthält; einem Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsschritt zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; einem Linienrauschbereichbestimmungsschritt, um die Linienrauschzuverlässigkeit eines schwarzen Pixels auf einer Innenseite einer Linienrauschkomponente mit einer Breite von drei Pixeln oder mehr mit einer Linienrauschzuverlässigkeit eines Pixels neben dem schwarzen Pixel zu vergleichen, zum Ersetzen der Linienrauschzuverlässigkeit mit einer der beiden Linienrauschzuverlässigkeiten, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen, und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; einem Dichteumwandlungsschritt zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem Eingangsbild entspricht; und einem Bildsynthetisierungsschritt zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist, für das keine Bildverbesserungsverarbeitung ausgeführt wird, wobei im Dichteumwandlungsschritt ein geradliniger Bereich mit einer Pixelzahl, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung bezüglich eines betrachteten Pixels befinden, als erster Referenzbereich gesetzt wird; zwei Bereiche, die aus der gleichen Anzahl von Pixeln bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als zweiter Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen extrahiert werden, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält; und ein minimaler Sollwert und ein maximaler Sollwert für die Dichteumwandlung basierend auf einem minimalen Dichtewert und einem maximalen Dichtewert der im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixeln bestimmt werden.
Linienrauschunterdrückungsverfahren nach Anspruch 6, mit: einem Bildverbesserungsschritt zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer Dichteerhöhung durch adaptive Kontrastspreizung oder adaptiven Histogrammausgleich auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält; und dem Dichteumwandlungsschritt zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das des Bildverbesserungsschritts auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem dichteverstärkten Bild entspricht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist; und wobei im Dichteumwandlungsschritt ein geradliniger Bereich mit einer Pixelzahl, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung eines betrachteten Pixels befinden, als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei im Bildsynthetisierungsschritt die Bilder dadurch synthetisiert werden, dass die Dichte jedes Pixels im synthetisierten Bild als minimaler Dichtewert der Dichtewerte der Pixel, die jedem der dichteumgewandelten Bilder entsprechen, gesetzt wird.
Linienrauschunterdrückungsprogramm, das einem Computer gestattet, die folgenden Verarbeitungen auszuführen: eine Bildbinarisierungsverarbeitung zum Erzeugen eines Binärbildes durch Binarisieren eines Eingangsbildes, das Linienrauschen enthält; eine Linienrauschzuverlässigkeitsberechnungsverarbeitung zum Drehen des Binärbildes um mehrere Drehwinkel, um jeweilige gedrehte Bilder zu erzeugen, Berechnen einer Randmerkmalgröße für jeden aufeinanderfolgender Bereiche schwarzer Pixel in den gedrehten Bildern und Berechnen einer Linienrauschzuverlässigkeit basierend auf den Randmerkmalgrößen; eine Linienrauschbereichbestimmungsverarbeitung, um die Linienrauschzuverlässigkeit eines schwarzen Pixels auf einer Innenseite einer Linienrauschkomponente mit einer Breite von drei Pixeln oder mehr mit einer Linienrauschzuverlässigkeit eines Pixels neben dem schwarzen Pixel zu vergleichen, zum Ersetzen der Linienrauschzuverlässigkeit mit einer der beiden Linienrauschzuverlässigkeiten, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit, die die höhere Zuverlässigkeit angibt, einen Drehwinkelkandidaten, bei dem eine Richtung des Linienrauschens mit einer vorgegebenen Richtung übereinstimmt, aus den Drehwinkeln auszuwählen, und um basierend auf der Linienrauschzuverlässigkeit einen Linienrauschbereich der jeweiligen gedrehten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, zu bestimmen; eine Dichteumwandlungsverarbeitung zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem Eingangsbild entspricht; und eine Bildsynthetisierungsverarbeitung zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Synthetisieren der dichteumgewandelten Bilder, die jedem der Drehwinkelkandidaten entsprechen, wenn mehrere Drehwinkelkandidaten vorhanden sind.
Programm nach Anspruch 11, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist, für das keine Bildverbesserungsverarbeitung ausgeführt wird, wobei im Dichteumwandlungsschritt ein geradliniger Bereich mit einer Pixelzahl, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung eines betrachteten Pixels befinden, als erster Referenzbereich gesetzt wird; zwei Bereiche, die aus der gleichen Pixelzahl bestehen wie diejenige des Referenzbereichs, als zweiter Referenzbereich aus den Nicht-Linienrauschbereichen extrahiert werden, die der Ober- und der Unterseite des Linienrauschbereichs benachbart sind, der das betrachtete Pixel enthält; und basierend auf einem minimalen Dichtewert und einem maximalen Dichtewert der im zweiten Referenzbereich enthaltenen Pixel ein minimaler Sollwert und ein maximaler Sollwert für die Dichteumwandlung bestimmt wird.
Linienrauschunterdrückungsprogramm nach Anspruch 11, das einem Computer gestattet, die folgenden Verarbeitungen auszuführen: eine Bildverbesserungsverarbeitung zum Erzeugen eines dichteverstärkten Bildes durch Anwenden einer Dichteerhöhung durch adaptive Kontrastspreizung oder adaptiven Histogrammausgleich auf ein Eingangsbild, das Linienrauschen enthält; und die Dichteumwandlungsverarbeitung zum Erzeugen eines dichteumgewandelten Bildes durch Anwenden einer lokalen Bildverbesserung mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das der Bildverbesserungsverarbeitung auf einen Bereich, der dem Linienrauschbereich des Eingangsbildes entspricht, um die Dichte in eine Dichte von Pixeln umzuwandeln, die dem dichteverstärkten Bild entspricht.
Programm nach Anspruch 13, wobei das Eingangsbild ein Fingerabdruckbild oder ein Handflächenabdruckbild ist; und wobei in der Dichteumwandlungsverarbeitung ein geradliniger Bereich mit einer Pixelzahl, die der dreifachen Anzahl der Pixel entspricht, die dem mittleren Gratlinienabstand entsprechen und sich entlang der Linienrauschrichtung eines betrachteten Pixels befinden, als Referenzbereich zum Ausführen der lokalen Bildverbesserung gesetzt wird.
Programm nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei in der Bildsynthetisierungsverarbeitung die Bilder dadurch synthetisiert werden, dass die Dichte jedes Pixels im synthetisierten Bild als minimaler Dichtewert aus den Dichtewerten der Pixel, die jedem der dichteumgewandelten Bilder entsprechen, gesetzt wird.