[發明專利]虹膜圖像的去模糊方法

有效

• 申請號: 201110366654.2
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102542535A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 譚鐵牛;孫哲南;劉京
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06K9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及數字圖像處理、模式識別和統計學習等技術領域，特別是涉及一種虹膜圖像的去模糊方法。

背景技術

隨著社會的發展進步，人們對于身份認證的可靠性的要求越來越高。由于生物特征的各種優點，近期研究者們提出了很多的基于生物特征的認證方法。其中，虹膜識別因其本身的高唯一性、強穩定性、非侵犯性等優點，特別適合用于人的身份認證和識別，并且已經有了很多非常成功的應用，特別是在大規模以及高精度要求的情況下。

基于虹膜的身份認證系統通過對虹膜成像裝置獲取到虹膜圖像，再對其進行分析，完成對用戶身份的認證或識別。虹膜成像裝置在獲取虹膜圖像的時候，不可避免地會采集到一些不清晰的圖片，如圖2(b)、圖2(c)和圖2(d)所示。對于模糊的虹膜圖像，其中的紋理細節信息會在一定程度上有所損失。而這一問題導致了虹膜識別的錯誤拒絕率升高。虹膜成像裝置在獲取虹膜圖像的時候，為了采集到清晰的虹膜圖片會對用戶提出一些比較苛刻的要求。用戶為了通過虹膜識別系統，需要使拍出的虹膜圖像足夠清晰，不得不去盡量地配合虹膜識別系統。這種對用戶配合的嚴格要求，在一定程度上限制了虹膜識別的應用范圍，造成了虹膜識別中最大的瓶頸。

在虹膜成像裝置中，有限的景深是造成這一問題的主要原因。過淺的景深使得用戶和相機之間的距離只能在一個很小的范圍內變化，否則的話捕獲到的虹膜紋理將會變得模糊不清，使得識別效果變得不理想，這種模糊被稱為離焦模糊。受現階段硬件設配和虹膜特殊性的限制，為了增加系統的景深，現行的系統往往會使用較大的光圈值。然而，當使用大光圈值時，捕獲到的圖像會變暗，我們只能通過增加相機的曝光時間來進行彌補。這樣，在拍攝照片過程中，如果用戶不能保證完全的靜止，將會十分容易拍攝到運動模糊的圖像。

德國Robert?Bosch?GmbH公司的Liu等人在其專利U.S.Pat?No.2010/0201798AI中提出了一種虹膜圖像去模糊方法。該方法通過深度傳感器來獲得人與相機的距離，估計離焦情況下的點擴散函數，再進行模糊虹膜圖像的修復。

雖然上述虹膜去模糊方法取得了不錯的恢復效果，但是它仍然存在很多缺陷。首先，它需要對模糊的成因進行假設，即在其系統中只能出現離焦模糊，這使得該方法都只能處理這一種情況下的模糊虹膜圖像。當虹膜圖像中還存在運動模糊時，此方法將會失效。其次，在這種假設下，使用了給定的點擴散函數的形式。僅通過距離傳感器得到的信息去估計點擴散函數的參數，這使得點擴散函數不能夠十分準確地反映真實模糊情況。另外，在這一方法中需要添加額外的硬件(深度感知器)來獲得人與相機間的距離信息，使得不是所有的虹膜識別系統都能夠應用此方法。最后，由于點擴散函數估計和圖像噪聲建模的不準確，使得圖像去模糊的效果不是十分理想。

綜上所述，現有的虹膜圖像去模糊方法仍存在一定的改進余地，如何同時處理離焦模糊和運動模糊圖像，以及如何獲得準確的點擴散函數仍然是一個亟待解決的難題。如果能夠增強模糊的虹膜圖像中的細節信息、修復模糊的虹膜圖像，就可以在一定程度上放寬對用戶的要求，提高虹膜識別的可靠性和準確性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的是針對上述現有技術中存在的問題，提供一種虹膜圖像的去模糊方法，以準確、魯棒地實現模糊虹膜圖像的修復。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種虹膜圖像的去模糊方法，該方法包括：步驟S1、分析輸入的虹膜圖像，判斷該虹膜圖像的模糊屬于離焦模糊或運動模糊，再根據該判斷結果初始化得到一點擴散函數；步驟S2、對輸入虹膜圖像的梯度進行選取，使得在選取出的梯度圖上能夠更有效地估計點擴散函數，再基于所選擇的梯度信息，將所述已初始化的該點擴散函數進一步修正；步驟S3、基于所述修正后的點擴散函數，對模糊的虹膜圖像進行修復。