Описание алгоритма «ReadLine»

Описание постановки задачи выделение локальных особенностей. Характеристика задачи. Основной частью работы подсистемы является переход от растрового представления к структурному представлению. Для этого необходимо найти на растре такие области, которые соответствуют раздвоениям или окончаниям. Поиск осуществляется путем обхода черных областей на растре, соответствующих линиям папиллярного узора, по контуру, при этом места с сильным искривлением контура являются специфическими точками.

Входная информация. Входной информацией является битовый растр после предобработки. Растр имеет глубину 1бит на пиксель и разрешение 600 dpi. Формат bmp (от слов BitMaP — битовая карта, или, говоря по-русски, битовый массив) представляет из себя несжатое (в основном), что позволяет не вносить погрешностей, изображение. Формат bmp довольно легко читается и выводится в ОС Windows, в которой есть специальные функции API.

Выходная информация. Выходной информацией является список параметров, где были обнаружены специфические точки (особенность, деталь), в абсолютных параметрах. Список, расположенный в памяти, на данном этапе содержит помимо нужных точек — ложные, которые образуются при некачественном входном образе. Каждый элемент массива (рисунок 3.6) содержит все необходимые параметры: координаты целого типа — 2×4 байта, угол направления 8 байт, тип точки 1 байт.

Рисунок 3.6 — Структура массива где Xi, Yi — Координаты минюции на растре;

i — Ориентация минюции;

T — Тип (окончание либо раздвоение);

k — Количество минюций.

Математическая постановка задачи. Поиск минюций происходит по нахождению локальных особенностей. Локальные особенности это сильные искривления контура линий, одни из искривлений являются минюциями — это окончания и раздвоения, но помимо них существуют слипания соседних линий и обрывы одной линии.

На рисунке 3.6 показано «окончание», при этом выполняется условие (формула 3.2).

(3.2).

гдеA= {x, y};

B= {x, y};

— эмпирическая величина.

На рисунке 3.7 показано «раздвоение», при этом выполняется условие (формула 3.2) для рисунка 3.7.

Рисунок 3.6 — Окончание где A — сильное искривление контура линии папиллярного узора;

B — вероятная точка продолжения линии папиллярного узора;

C — искривление контура в вероятной точке продолжения;

D1, D2 — прилегающие области;

L1, L2 — вероятные соседние линии папиллярного узора.

Рисунок 3.7 — Раздвоение где A — сильное искривление контура линии папиллярного узора;

B — вероятная точка продолжения линии папиллярного узора;

C — искривление контура в вероятной точке продолжения;

D1, D2 — прилегающие области;

L1, L2 — вероятные соседние впадины папиллярного узора.

Локальные особенности: разрыв и слипание описаны в пункте 3.2.

Алгоритм решения задачи. Выделим основные действия по обработке каждой линии на изображении отпечатка:

выделить произвольную черную точку на растре, принадлежащую обрабатываемой линии, и произвести обход по контуру линии папиллярного узора, которой принадлежит эта точка;

если обнаружена минюция, то запишем ее координаты в список.

Результатом является список параметров, с обнаруженными специфическими точками (особенность, деталь), в абсолютных параметрах. Список на данном этапе содержит помимо нужных точек — ложные, которые образуются при некачественном входном образе.

R — битовый растр

Map — список. Map = {x, y}i.

R.GetPixelColor (x, y) — получить значение цвета пикселя с координатами {x, y} на растре R.

R.FloodFill (x, y, color) — залить область с цветом R. GetPixelColor (x, y) в цвет color.

R.width () — ширина растра в пикселях.

R.height () — высота растра в пикселях.

R.ReadLine (Map[i]) — обход по контуру линии из точки Map[i], получает список координат минюций Начало Формировать из растра R список линий Map.

i,: i[1, |Map|] List := R. ReadLine (Map[i]).

Вывод List.

Конец Описание алгоритма «ReadLine».

Алгоритм для поиска окончаний и раздвоений, формирования списка параметров локальных особенностей.

dot0, dot1 -точки принадлежащие контуру линии.

vec0, vec1 — локальные направления.

GetVec (dot0, dot1) — направление из точки dot0 в dot1.

alphaTest — предопределенная константа.

NextDotCW (dot0, step) — получение координат точки следующей через step точек.

Return — возвращаемый список Условия обрыва и слипания описаны в п.п. 2.2.4.

Начало.

dot0 := начальное значение.

dot1 := NextDotCW (dot0, step);

vec0 := GetVec (dot0, dot1);

dot0 := dot1;

dot1 := NextDotCW (dot0, step);

vec1 := GetVec (dot0, dot1);

Если |vec1 — vec0| < alphaTest, то перейти к п. 11.

type := vec1 < vec0;

alpha := предположительное направление продолжения линии;

{dot0, alpha, type} Return.

Если обход по контуру привел к начальной точке, то перейти к п. 13.

vec0 := vec1; перейти к п. 5.

Конец.