%改進(jìn)方法求點方向圖
clear;close all;
fp=imread('finger.tif');  %讀入指紋圖象
imshow(fp);title('原始指紋圖象')               %顯示指紋圖象  
M0=80;  
Var0=200;
[len,wid]=size(fp);
fpn=zeros(len,wid);       %為規(guī)格化后的圖象設(shè)置存儲空間
M=mean2(fp);              %求原始指紋圖象灰度均值
Var=std2(fp)^2;             %求原始指紋圖象灰度方差
%規(guī)格化
fp=double(fp);   %將unit8型轉(zhuǎn)換成double，便于sqrt的計算
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('規(guī)格化后的指紋圖象');  %顯示規(guī)格化后的指紋圖象

block_map=zeros(len,wid);
fp=double(fp);
%利用9*9的掩模，邊緣的四個像素不能處理
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個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

%下面顯示點方向圖，利用索引圖象，imshow(bit_dmap,map)
%去除邊緣的像素,得到點方向圖的數(shù)據(jù)矩陣bit_dmap
bit_dmap=imcrop(block_map,[5 5 247 247]);        %去除邊緣的4個像素  
%定義d_map函數(shù)
map=[1 0 0;          %方向1為紅色
     0 1 0;          %方向2為綠色
     0 0 1;          %方向3為藍(lán)色
     1 1 0;          %方向4為紅+綠=黃色
     1 0 1;          %方向5為紅+藍(lán)=洋紅色
     0 1 1;          %方向6為綠+藍(lán)=青色
     1 1 1;          %方向7為白色
     0 0 0];         %方向8為黑色
figure,imshow(bit_dmap,map);colorbar;
title('規(guī)格化后用改進(jìn)方法得到的點方向圖');
text(300,80,{'方向1為0度','方向2為-22.5度','方向3為-45度','方向4為-67.5度','方向5為-90度','方向6為67.5度',...
    '方向7為45度','方向8為22.5度'});