5. Kết cấu của đề tài
2.2.2. Xác định trƣờng định hƣớng
Ảnh vân tay là ảnh định hƣớng, các đƣờng vân là các đƣờng con theo các hƣớng xác định. Góc hợp bởi phƣơng của một điểm trên đƣờng vân với phƣơng ngang đƣợc gọi là hƣớng của điểm đó. Tập hợp các hƣớng của các điểm trên ảnh vân tay gọi là trƣờng định hƣớng của vân tay đó
Trƣờng định hƣớng đƣờng vân đóng vai trò quan trọng trong các giai đoạn xử lý về sau, chẳng hạn nhƣ phát hiện điểm tham chiếu, nâng cao chất lƣợng ảnh vân tay, phân lớp vân tay, .. Đặt biệt là giai đoạn nâng cao chất lƣợng ảnh sử dụng phƣơng pháp dựa vào hàm Gabor. Do vậy, cần có một phƣơng pháp hiệu quả để ƣớc lƣợng hƣớng đƣờng vân mà nó có thể giảm thiểu đáng kể sự tác động của nhiễu [1].
Có rất nhiều phƣơng pháp đã đề xuất cho việc ƣớc lƣợng hƣớng đƣờng vân, chẳng hạn nhƣ: phƣơng pháp dựa vào giá trị gradient , và phƣơng pháp dựa vào canh theo hàng các điểm ảnh. Phƣơng pháp canh theo hàng các điểm ảnh sẽ ƣớc lƣợng hƣớng cục bộ bằng cách xem xét sự dao động mức xám của các điểm ảnh theo một số phƣơng tham khảo cố định cho trƣớc. Tổng sự biến thiên mức xám là rất nhỏ, dọc theo phƣơng của đƣờng vân và rất lớn theo phƣơng vuông góc với đƣờng vân. Hƣớng đƣờng vân của mỗi khối đƣợc tính bằng cách lấy trung bình hƣớng của các điểm ảnh. Phƣơng pháp này có hạn chế trong việc xác định trƣớc số lƣợng cố định các phƣơng tham khảo. Phƣơng pháp bình phƣơng tối tiểu [1], thực hiện ƣớc lƣợng hƣớng
dựa vào giá trị gradient để tìm ra hƣớng thống trị, đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Gọi là trƣờng hƣớng của ảnh vân tay. ( ) là hƣớng của đƣờng vân tại khối ( ) . Các bƣớc xử lý ƣớc lƣợng hƣớng đƣờng vân đƣợc mô tả vắn tắt nhƣ sau:
Chia ảnh vân tay thành các khối liên tiếp không trùng nhau, kích thƣớc là WxW điểm ảnh ( trong đề tài sử dung khối 4x4)
Tính toán giá trị gradient ( ) và ( ) của mỗi điểm ảnh
( ) tƣơng ứng với phƣơng nằm ngang và phƣơng thẳng đứng. Toán tử gradient có
thể sử dụng là toán tử Sobel hoặc phức tạp hơn là toán tử Marr-Hildreth. Toán tử Sobel đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp này (xem Hình 2.8a mặt nạ cho việc tính , hình 2.8b cho việc tính ∂y ).
Hình 2.8: mặt nạ toán tử sobel dùng để tính gradient.
(a) tính gradient theo phương thẳng đứng, (b) tính gradient theo phương nằm ngang
Ƣớc lƣợng hƣớng cho mỗi khối ( ) bằng cách lấy trung bình giá trị gradient nhƣ sau:
( ) ∑ ∑ ( ) ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ( ) Và ( ) ∑ ∑ ( ) ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ( ) Sau đó: ( ) ( ( ) ( ))
Hình 2.9: trường định hướng đường vân