[發(fā)明專利]基于魯棒紋理特征和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)偽造虹膜圖像判別的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010244946.4
• 申請(qǐng)日: 2010-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101923640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚鐵牛;孫哲南;張慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 梁愛(ài)榮

1.一種基于魯棒紋理特征和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)偽造虹膜圖像判別的方法，包括步驟：

步驟S1：采集訓(xùn)練圖像庫(kù)中的訓(xùn)練虹膜圖像，所述訓(xùn)練虹膜圖像為訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像，并對(duì)訓(xùn)練虹膜圖像預(yù)處理、定位虹膜、截取訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像的感興趣區(qū)域；對(duì)訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像的感興趣區(qū)域做噪聲去除處理；進(jìn)行濾波生成多尺度空間濾波結(jié)果圖，在這些濾波結(jié)果圖的每一個(gè)像素計(jì)算簡(jiǎn)化的尺度不變特征變換描述子；對(duì)訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像的感興趣區(qū)域，計(jì)算每個(gè)像素的加權(quán)的局部二元模式算子特征碼；將訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像的感興趣區(qū)域分成多個(gè)子塊，分別計(jì)算每個(gè)子塊的加權(quán)局部二元模式算子特征碼的統(tǒng)計(jì)特征，通過(guò)分塊提取特征保留了訓(xùn)練虹膜圖像各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系；把提取的統(tǒng)計(jì)特征串連融合成為包含局部紋理和全局結(jié)構(gòu)信息的特征用于支持向量機(jī)的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，利用泛化能力好的分類學(xué)習(xí)算法，根據(jù)加權(quán)局部二元模式特征碼在訓(xùn)練集上的分布情況構(gòu)建偽造虹膜判別分類器；

步驟S2：采集測(cè)試虹膜圖像，包括真實(shí)虹膜和偽造虹膜圖像，對(duì)任意輸入的測(cè)試虹膜圖像預(yù)處理，得到所述測(cè)試虹膜圖像的感興趣區(qū)域，并做噪聲去除處理；從測(cè)試虹膜圖像的感興趣區(qū)域中提取簡(jiǎn)化的尺度不變特征變換描述子；從測(cè)試虹膜圖像的感興趣區(qū)域提取加權(quán)局部二元模式算子特征碼；將測(cè)試虹膜圖像的感興趣區(qū)域采用與訓(xùn)練過(guò)程相同的方式分成多個(gè)子塊，分別計(jì)算每個(gè)子塊的加權(quán)局部二元模式算子特征碼的統(tǒng)計(jì)特征，通過(guò)分塊提取特征保留了虹膜圖像各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系；將提取的統(tǒng)計(jì)特征串連融合成為包含局部紋理和全局結(jié)構(gòu)信息的特征作為偽造虹膜判別的特征向量；將偽造虹膜判別的特征向量輸入到訓(xùn)練得到的偽造虹膜判別分類器，根據(jù)偽造虹膜判別分類器輸出的結(jié)果判斷該測(cè)試虹膜圖像是否是來(lái)自偽造虹膜，如果是則給出報(bào)警信號(hào)，如果不是，則接受并進(jìn)入后續(xù)的虹膜識(shí)別過(guò)程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽造虹膜圖像判別方法，其特征在于，還包括建立包含訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像和訓(xùn)練偽造虹膜圖像的訓(xùn)練圖像庫(kù)，將訓(xùn)練偽造虹膜圖像作為正訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練真實(shí)虹膜圖像作為負(fù)訓(xùn)練樣本。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽造虹膜圖像判別方法，其特征在于，對(duì)所述訓(xùn)練虹膜圖像或測(cè)試虹膜圖像預(yù)處理，首先使用圓模型定位虹膜圖像中虹膜內(nèi)外圓邊界的圓心和半徑；截取以虹膜圓心為中點(diǎn)及二倍虹膜半徑為邊長(zhǎng)的正方形區(qū)域；將截取的正方形子區(qū)域縮放到統(tǒng)一的大小；然后排除該子區(qū)域的上面八分之一和下面八分之一的區(qū)域作為感興趣區(qū)域；之后采用全變分方法對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行去噪處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽造虹膜圖像判別方法，其特征在于，所述簡(jiǎn)化的尺度不變特征變換描述子是一個(gè)像素鄰域內(nèi)的灰度梯度方向直方圖，所述直方圖的橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)八個(gè)方向，這八個(gè)方向與水平方向夾角分別是0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度和315度；一個(gè)像素點(diǎn)的灰度梯度投影到與直方圖的八個(gè)方向中最接近的方向上，投影值由該像素點(diǎn)的灰度梯度幅值大小確定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽造虹膜圖像判別方法，其特征在于，所述的加權(quán)局部二元模式算子特征碼是在計(jì)算局部二元模式算子特征碼時(shí)根據(jù)SIFT描述子的大小順序確定二值序列里的順序，SIFT描述子直方圖的最大方向?qū)?yīng)二值序列的最高位，即編碼后在十進(jìn)制數(shù)中所占的權(quán)重最大，依次類推排序。