DMAP.zip_DMAP_方向图_方向模板法

%由指纹点方向图求解指纹的块方向图 clear;close all; fp=imread('finger.tif'); %读入指纹图象 imshow(fp);title('原始指纹图象') %显示指纹图象 [len,wid]=size(fp); M0=100; Var0=200; fpn=zeros(len,wid); %为规格化后的图象设置存储空间 M=mean2(fp); %求原始指纹图象灰度均值 Var=std2(fp)^2; %求原始指纹图象灰度方差 %规格化 fp=double(fp); %将unit8型转换成double，便于sqrt的计算 for i=1:len for j=1:wid if fp(i,j)>M fpn(i,j)=M0+sqrt( Var0*(fp(i,j)-M)^2/Var ); else fpn(i,j)=M0-sqrt( Var0*(fp(i,j)-M)^2/Var ); end end end fp=uint8(fpn); figure,imshow(fp);title('规格化后的指纹图象'); %显示规格化后的指纹图象 block_map=zeros(len,wid); fp=double(fp); %利用9*9的掩模，边缘的四个像素不能处理 for i=5:len-4 for j=5:wid-4 aver_gray_d1=sum( [fp(i,j),fp(i,j-4),fp(i,j-2),fp(i,j+2),fp(i,j+4)] )/5; %求8个方向上的灰度平均值； aver_gray_d2=sum([fp(i,j),fp(i-2,j-4),fp(i-1,j-2),fp(i+1,j+2),fp(i+2,j+4)])/5; aver_gray_d3=sum([fp(i,j),fp(i-4,j-4),fp(i-2,j-2),fp(i+2,j+2),fp(i+4,j+4)])/5; aver_gray_d4=sum([fp(i,j),fp(i-4,j-2),fp(i-2,j-1),fp(i+2,j+1),fp(i+4,j+2)])/5; aver_gray_d5=sum([fp(i,j),fp(i-4,j),fp(i-2,j),fp(i+2,j),fp(i+4,j)])/5; aver_gray_d6=sum([fp(i,j),fp(i+4,j-2),fp(i+2,j-1),fp(i-2,j+1),fp(i-4,j+2)])/5; aver_gray_d7=sum([fp(i,j),fp(i+4,j-4),fp(i+2,j-2),fp(i-2,j+2),fp(i-4,j+4)])/5; aver_gray_d8=sum([fp(i,j),fp(i+2,j-4),fp(i+1,j-2),fp(i-1,j+2),fp(i-2,j+4)])/5; std_d1=sqrt( sum( [ (aver_gray_d1-fp(i,j-4))^2,(aver_gray_d1-fp(i,j-2))^2,(aver_gray_d1-fp(i,j+2))^2,(aver_gray_d1-fp(i,j+4))^2 ] )/4); std_d2=sqrt( sum( [(aver_gray_d2-fp(i-2,j-4))^2,(aver_gray_d2-fp(i-1,j-2))^2,(aver_gray_d2-fp(i+1,j+2))^2,(aver_gray_d2-fp(i+2,j+4))^2] )/4); std_d3=sqrt( sum( [(aver_gray_d3-fp(i-4,j-4))^2,(aver_gray_d3-fp(i-2,j-2))^2,(aver_gray_d3-fp(i+2,j+2))^2,(aver_gray_d3-fp(i+4,j+4))^2] )/4); std_d4=sqrt( sum( [(aver_gray_d4-fp(i-4,j-2))^2,(aver_gray_d4-fp(i-2,j-1))^2,(aver_gray_d4-fp(i+2,j+1))^2,(aver_gray_d4-fp(i+4,j+2))^2] )/4); std_d5=sqrt( sum( [(aver_gray_d5-fp(i-4,j))^2,(aver_gray_d5-fp(i-2,j))^2,(aver_gray_d5-fp(i+2,j))^2,(aver_gray_d5-fp(i+4,j))^2] )/4); std_d6=sqrt( sum( [(aver_gray_d6-fp(i+4,j-2))^2,(aver_gray_d6-fp(i+2,j-1))^2,(aver_gray_d6-fp(i-2,j+1))^2,(aver_gray_d6-fp(i-4,j+2))^2] )/4); std_d7=sqrt( sum( [(aver_gray_d7-fp(i+4,j-4))^2,(aver_gray_d7-fp(i+2,j-2))^2,(aver_gray_d7-fp(i-2,j+2))^2,(aver_gray_d7-fp(i-4,j+4))^2] )/4); std_d8=sqrt( sum( [(aver_gray_d8-fp(i+2,j-4))^2,(aver_gray_d8-fp(i+1,j-2))^2,(aver_gray_d8-fp(i-1,j+2))^2,(aver_gray_d8-fp(i-2,j+4))^2] )/4); std_d=... [std_d1,std_d2,std_d3,std_d4,std_d5,std_d6,std_d7,std_d8]; [minstd,minstd_index]=min(std_d); block_map(i,j)=minstd_index; end end %下面显示点方向图，利用索引图象，imshow(bit_dmap,map) %去除边缘的像素,得到点方向图的数据矩阵bit_dmap bit_dmap=imcrop(block_map,[5 5 247 247]); %去除边缘的4个像素 %定义d_map函数 map=[1 0 0; %方向1为红色 0 1 0; %方向2为绿色 0 0 1; %方向3为蓝色 1 1 0; %方向4为红+绿=黄色 1 0 1; %方向5为红+蓝=洋红色 0 1 1; %方向6为绿+蓝=青色 1 1 1; %方向7为白色 0 0 0]; %方向8为黑色 figure,imshow(bit_dmap,map);colorbar; title('改进方法得到的点方向图'); text(300,80,{'方向1为0度','方向2为-22.5度','方向3为-45度','方向4为-67.5度','方向5为-90度','方向6为67.5度',... '方向7为45度','方向8为22.5度'}); %下面通过点方向图求解块方向图 %先对原来的点方向图进行平滑 smoothbit_map=ones(len,wid); for i=5:len-4 for j=5:wid-4 masknum=[block_map(i-1,j-1),block_map(i-1,j),block_map(i-1,j+1),block_map(i,j-1),... block_map(i,j+1),block_map(i+1,j-1),block_map(i+1,j),block_map(i+1,j+1)]; %masknum是以(i,j)为中心的8个邻近的像素 numd=zeros(8,1); for m=1:8 switch masknum(m) case 1 numd(1)=numd(1)+1; %8领域中方向为1的像素个数 case 2 numd(2)=numd(2)+1; case 3 numd(3)=numd(3)+1; case 4 numd(4)=numd(4)+1; case 5 numd(5)=numd(5)+1; case 6 numd(6)=numd(6)+1; case 7 numd(7)=numd(7)+1; case 8 numd(8)=numd(8)+1; end end %8领域中方向为1的像素个数 [maxnumd,maxnumd_index]=max(numd); %8领域中方向数目最多的方向为maxnumd_index,数目为maxnumd numd(maxnumd_index)=-1; [submaxnumd,submaxnumd_index]=max(numd); %8领域中方向数目第二多的方向为submaxnumd_index,数目为submaxnumd if (5<=maxnumd)&(maxnumd<=8) smoothbit_map(i,j)=maxnumd_index; elseif ( 3<=maxnumd & maxnumd<=5 )&(submaxnumd>=2)&( (maxnumd-submaxnumd)<=2 ) smoothbit_map(i,j)=round( (maxnumd_index+submaxnumd_index)/2 ); else smoothbit_map(i,j)=block_map(i,j); end end end smoothed_bit_dmap=imcrop(smoothbit_map,[5 5 247 247]); figure,imshow(smoothed_bit_dmap,map);colorbar; title('平滑后的点方向图'); text(300,80,{'方向1为0度','方向2为-22.5度','方向3为-45度','方向4为-67.5度','方向5为-90度','方向6为67.5度','方向7为45度','方向8为22.5度'}); block_dmap=ones(256,256); %给块方向图定义存储空间，初值为1，全白色 for i=1:32 for j=1:32 %分成32*32个块 x=smoothbit_map([1+(i-1)*8:8+(i-1)*8],[1+(j-1)*8:8+(j-1)*8]); y=block_dmap([1+(i-1)*8:8+(i-1)*8],[1+(j-1)*8:8+(j-1)*8]); y_size=size(y); blocknum=zeros(8,1); for m=1:8 %每个小块由8*8像素组成 for n=1:8 switch x(m,n) %在每小块内计算方向直方图 case 1 blocknum(1)=blocknum(1)+1; case 2 blocknum(2)=blocknum(2)+2; case 3 blocknum(3)=blocknum(3)+3; case 4 blocknum(4)=blocknum(4)+4; case 5 blocknum(5)=blocknum(5)+5; case 6 blocknum(6)=blocknum(6)+6; case 7 blocknum(7)=blocknum(7)+7; case 8 blocknum(8)=blocknum(8)+8; end end end totalblock_d=sum(blocknum); averblock_d=round(totalblock_d/64); %根据averblock_d的值，在该小块内绘制该方向 switch averblock_d case 1 y(4,[2:7])=0; %方向1，即方向为0度时，令第8行第2-15列的元素为0（黑色） case 2 idx=sub2ind(y_size,[ 3 4 4 5 5 6 ],[2:7]); y(idx)=0; case 3 idx=sub2ind(y_size,[2:7],[2:7]); y(idx)=0; case 4 idx=sub2ind(y_size,[2:7],[ 3 4 4 5 5 6 ]); y(idx)=0; case 5 y([2:7],4)=0; case 6 idx=sub2ind(y_size,[7:-1:2],[ 3 4 4 5 5 6 ]); y(idx)=0; case 7