圖像去噪處理技術(shù)研究

張緒光

（甘肅政法學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

圖像去噪處理技術(shù)研究

張緒光

（甘肅政法學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

案件現(xiàn)場中提取的指紋，往往由于受到自然環(huán)境或人為因素等影響，使顯現(xiàn)的指紋圖像質(zhì)量較差，這給指紋比對(duì)甚至偵查工作帶來了極大的困難。根據(jù)圖像增強(qiáng)理論，利用Photoshop軟件來處理報(bào)紙上顯現(xiàn)的與印刷字體重疊的指紋圖像，從而使指紋清晰可見，達(dá)到鑒定的條件。

圖像增強(qiáng)；Photoshop；印刷字；指紋

一、前言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)方面。近年來，以電子數(shù)據(jù)方式存在的圖像證據(jù)在司法訴訟活動(dòng)中的應(yīng)用得到了加強(qiáng)，刑事圖像技術(shù)已成為司法鑒定領(lǐng)域中的一種重要技術(shù)手段。

實(shí)際勘查中，往往由于自然環(huán)境或者人為因素的影響，使得現(xiàn)場提取的手印質(zhì)量較差。常出現(xiàn)指紋中部分紋線顏色淺淡、與背景顏色反差較小等模糊不清的狀況。這給指紋的比對(duì)工作帶來了極大的困難，甚至?xí)绊懙桨讣倪M(jìn)一步偵破。利用計(jì)算機(jī)圖像增強(qiáng)處理技術(shù)對(duì)現(xiàn)場提取的指紋進(jìn)行處理，能夠使指紋更加清晰，提高指紋識(shí)別的精確程度。

（一）圖像增強(qiáng)原理

圖像增強(qiáng)技術(shù)作為圖像處理技術(shù)中的一個(gè)大類，目的就是對(duì)圖像進(jìn)行后期加工，使其對(duì)具體應(yīng)用來說取得最好的視覺效果，成為更“好”、更“有用”的圖像。圖像的增強(qiáng)是通過一系列的方法和技術(shù)手段來有選擇地增強(qiáng)或者凸顯某些對(duì)人或者機(jī)械分析較為感興趣的信息。

目前，常用的圖像增強(qiáng)方法可以依據(jù)處理方法、處理策略和處理對(duì)象進(jìn)行分類。處理方法中可分為空域方法和頻域方法，空域方法又可分為點(diǎn)處理（變換）和模板處理（濾波）；處理策略分為全局處理和局部處理；處理對(duì)象分為灰度圖像和彩色圖像。

在圖像處理中，空域是指由像素組成的空間。根據(jù)對(duì)圖像的每次處理是對(duì)單個(gè)像素進(jìn)行的還是對(duì)像素及其鄰域進(jìn)行的，可以將空域技術(shù)分為兩組：基于像素（點(diǎn)）的和基于模板的。點(diǎn)處理還可以分為灰度點(diǎn)處理和幾何處理?；叶赛c(diǎn)處理和幾何處理都改變一個(gè)像素的特性。一個(gè)灰度點(diǎn)處理將一組灰度映射回這組灰度。一般來說，灰度點(diǎn)處理并不可逆，因?yàn)閮蓚€(gè)不同的灰度有可能被映射到同一個(gè)灰度上，但其后就分不開了。因此，灰度點(diǎn)處理常導(dǎo)致不能恢復(fù)的信息丟失，幾何處理僅改變一個(gè)像素的位置（僅根據(jù)這個(gè)像素的位置）。每一個(gè)模板實(shí)際上是一個(gè)2D數(shù)組，其中各個(gè)元素的取值確定了模板的功能。這種模板操作也可稱為空間濾波（由頻域?qū)?yīng)而來）。實(shí)際中，有時(shí)需要僅增強(qiáng)圖像中的某一部分或者對(duì)圖像的各部分根據(jù)局部的特點(diǎn)分別進(jìn)行增強(qiáng)，所以增強(qiáng)技術(shù)也可分為全局的和局部的。另外，以上討論主要考慮圖像是灰度圖，但近年來彩色圖像已得到廣泛應(yīng)用，所以已有許多針對(duì)彩色圖像的增強(qiáng)方法。

（二）操作

Photoshop是Adobe公司旗下最為出名的圖像處理軟件，利用photoshop提供的“魔棒”“曲線”等工具，可以將指紋與報(bào)紙文字分離，達(dá)到鑒定要求。如圖1所示。此手印在一盜竊案件現(xiàn)場，在報(bào)紙上用茚三酮顯現(xiàn)法提取的手印。因?yàn)閳?bào)紙上的印刷字跡和指紋重疊，加上顯現(xiàn)的指紋顏色過淺，使得這枚指紋模糊，顯現(xiàn)效果不佳。本文主要討論的是應(yīng)用Adobe Photoshop對(duì)遮蓋圖像處理，增加手印與背景分離。

圖1 茚三酮提取的指紋jc4

對(duì)于圖像的操作命令，分別在PS軟件的工具欄和圖像菜單中。在使用上述菜單中的子菜單命令時(shí)，要注意圖像的變化。

1.首先在Windows環(huán)境下，安裝Adobe Photoshop軟件。點(diǎn)擊PS軟件的“文件”菜單欄的“打開”子菜單欄，將要處理的手印圖像導(dǎo)入PS軟件中。

2.在PS的主界面左邊的工具欄中有一些調(diào)整的小工具，找到其中的魔棒工具。一般如果是單行的工具欄，那么第四個(gè)就是魔棒，若是雙排工具欄，則第二列第二個(gè)即是。這里需要說明的是，有時(shí)魔棒工具會(huì)被隱藏，這時(shí)需要找先到快速選擇工具，然后在其上單擊右鍵，這樣才會(huì)顯出魔棒工具，它的快捷鍵是W，如圖2所示。

圖2 魔棒工具

魔棒工具的主要作用是選擇不規(guī)則的圖形，尤其是用于拾取那種輪廓邊界線對(duì)比明顯的地方。本圖主要是用于報(bào)紙上與指紋重疊字跡的拾取。

3.在選定魔棒工具后，要調(diào)節(jié)容差。容差是指在選定操作后，在既選參數(shù)上允許多大的偏差，以此來選擇控制擴(kuò)展范圍。容差位置如圖3所示，在工具欄的上方。

圖3 容差

4.下面對(duì)在報(bào)紙上用茚三酮顯現(xiàn)的指紋圖像進(jìn)行處理。根據(jù)圖像的情況，先選定魔棒工具，然后開始對(duì)報(bào)紙中與指紋重疊的印刷字進(jìn)行拾取。因?yàn)樽舟E部分是小部分，所以將容差選擇到10或15之間。拾取情況如圖4、圖5所示。

圖4 魔棒拾取遮擋印刷字

圖5 再次使用魔棒拾取遮擋印刷字

在拾取時(shí)要注意，盡量一次性將所有與指紋重疊的印刷字都選擇上，這樣在后面對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)可以保證字跡改變的參數(shù)是一致的，有利于保證顯現(xiàn)效果。在拾取時(shí)，要按住shift鍵，這樣就可以進(jìn)行連續(xù)選擇。

5.在對(duì)圖像jc4中與指紋重疊的印刷字進(jìn)行全部拾取后，再應(yīng)用“曲線”功能進(jìn)行處理。點(diǎn)擊“圖像”菜單欄下的“調(diào)整”子菜單欄，點(diǎn)擊“曲線”，如圖6所示。此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)曲線參數(shù)的對(duì)話框，上面分別顯示了通道、輸入和輸出的值。根據(jù)圖中圖片的情況，拖動(dòng)曲線，調(diào)試參數(shù)。經(jīng)調(diào)試，輸入值為115，輸出值為79，效果較好。如圖7所示。

圖6 菜單中曲線位置

圖7 文字曲線參數(shù)

6.對(duì)文字進(jìn)行處理后，再參照步驟4對(duì)指紋進(jìn)行處理。此時(shí)選取魔棒工具后，將容差調(diào)到20，然后對(duì)指紋進(jìn)行拾取。如圖8所示。

圖8 魔棒拾取覆蓋指紋

然后打開“圖像”中“調(diào)整”菜單欄下的“曲線”，根據(jù)圖中的情況，將曲線參數(shù)“輸出”值調(diào)為92，“輸入”為158。如圖9所示。將指紋和重疊印刷字調(diào)整好后的效果如圖10所示。

圖9 指紋曲線參數(shù)

圖10 指紋效果圖

7.在魔棒工具對(duì)jc4圖中與指紋重疊的印刷字跡進(jìn)行拾取時(shí)，由于字跡較小，精準(zhǔn)拾取較為不易，此時(shí)可以采用縮放工具，可使用Ctrl和 Alt快捷鍵來進(jìn)行放大和縮小的切換。

三、討論

在實(shí)際工作中提取指紋時(shí)，常常會(huì)遇到所提取指紋的背景與指紋反差較小，或者背景中有與指紋重疊的干擾字跡、污跡等。這時(shí)常常需要對(duì)圖像進(jìn)行處理，消除干擾，增加背景與指紋的反差，以達(dá)到良好的顯現(xiàn)效果。這種情況就可以用魔棒和曲線來進(jìn)行調(diào)整。

對(duì)于指紋與其他字跡或者干擾物相重疊的情況，用圖像處理軟件進(jìn)行處理，一般是不可能將干擾完全抹除去掉的。只能通過調(diào)整，使干擾與所需的顯現(xiàn)指紋顏色亮度保持一致，讓干擾與指紋很好地融合，這樣就可以最大程度地消除重疊干擾因素，使指紋有好的顯現(xiàn)效果，達(dá)到檢驗(yàn)鑒定條件。

［1］劉丹.實(shí)用公安圖像處理技術(shù)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2010.

（責(zé)任編輯：陳尚坤）

D918.2

A

1671-0541（2014）06-0052-03

2014-08-27

張緒光（1988-），男，吉林松原人，甘肅政法學(xué)院碩士研究生，主要研究方向：痕跡檢驗(yàn)。