图像去噪处理技术研究

张绪光

（甘肃政法学院，甘肃 兰州 730000）

图像去噪处理技术研究

张绪光

（甘肃政法学院，甘肃 兰州 730000）

案件现场中提取的指纹，往往由于受到自然环境或人为因素等影响，使显现的指纹图像质量较差，这给指纹比对甚至侦查工作带来了极大的困难。根据图像增强理论，利用Photoshop软件来处理报纸上显现的与印刷字体重叠的指纹图像，从而使指纹清晰可见，达到鉴定的条件。

图像增强；Photoshop；印刷字；指纹

一、前言

随着信息技术的飞速发展，计算机已经被应用到社会生活的各个方面。近年来，以电子数据方式存在的图像证据在司法诉讼活动中的应用得到了加强，刑事图像技术已成为司法鉴定领域中的一种重要技术手段。

实际勘查中，往往由于自然环境或者人为因素的影响，使得现场提取的手印质量较差。常出现指纹中部分纹线颜色浅淡、与背景颜色反差较小等模糊不清的状况。这给指纹的比对工作带来了极大的困难，甚至会影响到案件的进一步侦破。利用计算机图像增强处理技术对现场提取的指纹进行处理，能够使指纹更加清晰，提高指纹识别的精确程度。

（一）图像增强原理

图像增强技术作为图像处理技术中的一个大类，目的就是对图像进行后期加工，使其对具体应用来说取得最好的视觉效果，成为更“好”、更“有用”的图像。图像的增强是通过一系列的方法和技术手段来有选择地增强或者凸显某些对人或者机械分析较为感兴趣的信息。

目前，常用的图像增强方法可以依据处理方法、处理策略和处理对象进行分类。处理方法中可分为空域方法和频域方法，空域方法又可分为点处理（变换）和模板处理（滤波）；处理策略分为全局处理和局部处理；处理对象分为灰度图像和彩色图像。

在图像处理中，空域是指由像素组成的空间。根据对图像的每次处理是对单个像素进行的还是对像素及其邻域进行的，可以将空域技术分为两组：基于像素（点）的和基于模板的。点处理还可以分为灰度点处理和几何处理。灰度点处理和几何处理都改变一个像素的特性。一个灰度点处理将一组灰度映射回这组灰度。一般来说，灰度点处理并不可逆，因为两个不同的灰度有可能被映射到同一个灰度上，但其后就分不开了。因此，灰度点处理常导致不能恢复的信息丢失，几何处理仅改变一个像素的位置（仅根据这个像素的位置）。每一个模板实际上是一个2D数组，其中各个元素的取值确定了模板的功能。这种模板操作也可称为空间滤波（由频域对应而来）。实际中，有时需要仅增强图像中的某一部分或者对图像的各部分根据局部的特点分别进行增强，所以增强技术也可分为全局的和局部的。另外，以上讨论主要考虑图像是灰度图，但近年来彩色图像已得到广泛应用，所以已有许多针对彩色图像的增强方法。

（二）操作

Photoshop是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件，利用photoshop提供的“魔棒”“曲线”等工具，可以将指纹与报纸文字分离，达到鉴定要求。如图1所示。此手印在一盗窃案件现场，在报纸上用茚三酮显现法提取的手印。因为报纸上的印刷字迹和指纹重叠，加上显现的指纹颜色过浅，使得这枚指纹模糊，显现效果不佳。本文主要讨论的是应用Adobe Photoshop对遮盖图像处理，增加手印与背景分离。

图1 茚三酮提取的指纹jc4

对于图像的操作命令，分别在PS软件的工具栏和图像菜单中。在使用上述菜单中的子菜单命令时，要注意图像的变化。

1.首先在Windows环境下，安装Adobe Photoshop软件。点击PS软件的“文件”菜单栏的“打开”子菜单栏，将要处理的手印图像导入PS软件中。

2.在PS的主界面左边的工具栏中有一些调整的小工具，找到其中的魔棒工具。一般如果是单行的工具栏，那么第四个就是魔棒，若是双排工具栏，则第二列第二个即是。这里需要说明的是，有时魔棒工具会被隐藏，这时需要找先到快速选择工具，然后在其上单击右键，这样才会显出魔棒工具，它的快捷键是W，如图2所示。

图2 魔棒工具

魔棒工具的主要作用是选择不规则的图形，尤其是用于拾取那种轮廓边界线对比明显的地方。本图主要是用于报纸上与指纹重叠字迹的拾取。

3.在选定魔棒工具后，要调节容差。容差是指在选定操作后，在既选参数上允许多大的偏差，以此来选择控制扩展范围。容差位置如图3所示，在工具栏的上方。

图3 容差

4.下面对在报纸上用茚三酮显现的指纹图像进行处理。根据图像的情况，先选定魔棒工具，然后开始对报纸中与指纹重叠的印刷字进行拾取。因为字迹部分是小部分，所以将容差选择到10或15之间。拾取情况如图4、图5所示。

图4 魔棒拾取遮挡印刷字

图5 再次使用魔棒拾取遮挡印刷字

在拾取时要注意，尽量一次性将所有与指纹重叠的印刷字都选择上，这样在后面对其进行处理时可以保证字迹改变的参数是一致的，有利于保证显现效果。在拾取时，要按住shift键，这样就可以进行连续选择。

5.在对图像jc4中与指纹重叠的印刷字进行全部拾取后，再应用“曲线”功能进行处理。点击“图像”菜单栏下的“调整”子菜单栏，点击“曲线”，如图6所示。此时会弹出一个曲线参数的对话框，上面分别显示了通道、输入和输出的值。根据图中图片的情况，拖动曲线，调试参数。经调试，输入值为115，输出值为79，效果较好。如图7所示。

图6 菜单中曲线位置

图7 文字曲线参数

6.对文字进行处理后，再参照步骤4对指纹进行处理。此时选取魔棒工具后，将容差调到20，然后对指纹进行拾取。如图8所示。

图8 魔棒拾取覆盖指纹

然后打开“图像”中“调整”菜单栏下的“曲线”，根据图中的情况，将曲线参数“输出”值调为92，“输入”为158。如图9所示。将指纹和重叠印刷字调整好后的效果如图10所示。

图9 指纹曲线参数

图10 指纹效果图

7.在魔棒工具对jc4图中与指纹重叠的印刷字迹进行拾取时，由于字迹较小，精准拾取较为不易，此时可以采用缩放工具，可使用Ctrl和 Alt快捷键来进行放大和缩小的切换。

三、讨论

在实际工作中提取指纹时，常常会遇到所提取指纹的背景与指纹反差较小，或者背景中有与指纹重叠的干扰字迹、污迹等。这时常常需要对图像进行处理，消除干扰，增加背景与指纹的反差，以达到良好的显现效果。这种情况就可以用魔棒和曲线来进行调整。

对于指纹与其他字迹或者干扰物相重叠的情况，用图像处理软件进行处理，一般是不可能将干扰完全抹除去掉的。只能通过调整，使干扰与所需的显现指纹颜色亮度保持一致，让干扰与指纹很好地融合，这样就可以最大程度地消除重叠干扰因素，使指纹有好的显现效果，达到检验鉴定条件。

［1］刘丹.实用公安图像处理技术［M］.北京：国防工业出版社，2010.

（责任编辑：陈尚坤）

D918.2

A

1671-0541（2014）06-0052-03

2014-08-27

张绪光（1988-），男，吉林松原人，甘肃政法学院硕士研究生，主要研究方向：痕迹检验。