Дактилоскоп: цифровая обработка отпечатков пальца

дипломная работа

7. Результаты экспериментов

Реализованная программа прошла ряд тестов на изображениях отпечатков пальцев. Т.к. основная задача была в разработке алгоритма по выделению частных признаков, представленного отпечатка пальца, поэтому и тесты были проведены именно в этом направлении, с целью выявления недостатков алгоритма и в дальнейшем выработке рекомендаций по устранению таковых.

На рисунках приведены одни из самых характерных отпечатков на разборе которых можно заметить типичные ошибки и недостатки, которые возникают при определенных условиях.

На рис.7.1 представлен отпечаток пальца, довольно неплохого качества, с некоторыми незначительными разрывами линий. Как видно, алгоритм неплохо справился с этими небольшими разрывами (верхний левый угол). Правда следует сказать, что на один из разрывов программа все-таки поддалась и поставила окончание линии, что не соответствует действительности. Также был вообще проигнорирован участок в левом нижнем углу, где три линии сходятся друг с другом, но при этом на глаз не определить, толи это разрыв линии и линия или же все таки имеет место разветвления. Алгоритм благополучно пропустил этот участок по следующим причинам. Дело в том, две ветви идущие из левого нижнего угла дали по одной затравочной точке, затем эти линии пошли развиваться и, в конце концов, сошлись в одну. Но для каждой линии она была единственна, и не проверяла, сошлась ли она с какой-либо еще линией, что свидетельствовало бы о наличии разветвления, а точек с характерной картиной по направлениям к сожалений не оказалось. Анализируя этот отпечаток можно сказать, что необходимо предусмотреть проверку на слияние двух линий и затем их развитие уже как одной, а не только ограничиться поиском характерных точек.

Теперь рассмотрим отпечаток представленный на рисунке 7.2. Отпечаток в принципе примерно того же качества, что и предыдущий. Необходимо было убедиться, что результаты будут достаточно стабильны в пределах изображений сравнительно одинакового качества. Здесь опять же присутствует недостаток с наличием разрыва, а также опять прошла ситуация со слиянием линий не замеченной.

На рисунке 7.3 представлен отпечаток, характеризуемый более сильным нажатием, в результате чего линии стали жирнее, а межлинейное пространство явно уменьшилось, и появились лишние перемычки между линиями, которые впрочем, на глаз явно заметны. Как видно из рисунка в верхней части отпечатка программа справилась довольно неплохо. Это объясняется тем, что в этой части еще довольно четко разделяются линии и межлинейного пространства еще хватает, чтобы гасить лишние направления для точек. Однако по мере приближения к основанию отпечатка, все больше возникает неверных характерных точек. Если присмотреться, то в основании можно увидеть, что линии там практически слились в некоторых местах, т.е. межлинейное пространство сильно затемнено, и для программы, можно сказать, отсутствует, в результате чего появились лишние точки. В данном случае практически ничего предложить нельзя, т.к. дополнительные вычисления для выявления неверных точек могут занять много времени, поэтому придется смириться с их наличием. К тому же следует заметить, что появление пары лишних точек вряд ли сможет повлиять на результат дальнейшего сравнения отпечатков, главное чтобы они не появлялись слишком часто.

На последнем представленном отпечатке (рисунок 7.4) все линии повернут примерно на 90 градусов относительно обычного положения пальца. Таким образом, касательные к паппилярным линиям в основном ориентированы относительно вертикальной оси. На данном отпечатке в основном проверялся алгоритм в части нахождения затравочных точек. Дело в том, что при обычном положении отпечатка данный алгоритм, как правило, с каждой линией будет давать лишь одно пересечение вертикальной секущей, в то время как при такой ориентации отпечатка он будет давать обычно два пересечения. Таким образом, мы будем двигаться с двух концов линий по направлению к середине. Как видно особых сбоев не последовало. Все основные точки были выделены.

Таким образом, можно заключить, что алгоритм показывает наилучшие результаты на отпечатках где толщина линий немногим больше, а то и меньше величины межлинейного пространства. В алгоритм следует внести усовершенствования на предмет попадания точки на уже ранее пройденный путь, и далее произвести анализ в месте соединения на характерные точки паппилярного узора. В данном разделе я попытался разобрать типичные недостатки алгоритма, которые проявлялись каждый раз при наличие соответствующих условий. Как показали тесты, естественно, ошибки есть, но, в общем-то, они незначительны, хотя было бы не лишним попытаться от них избавиться, но, в общем, алгоритм неплохо справляется со своей задачей.

Делись добром ;)