[發明專利]基于手掌圖像信息的手機解鎖系統及解鎖方法

無效

• 申請號: 201210176438.6
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102739856A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 高海昌;戴菲;劉迪珊;趙晨光
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04M1/725
• 分類號: H04M1/725;G06K9/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于手掌圖像信息的手機解鎖系統，包括：

交互層（2），用于實現用戶（1）與用戶注冊模塊（4）的交互；

屏幕控制模塊（3），用于用戶（1）與用戶身份驗證模塊（5）進行交互，實現解鎖功能；

用戶注冊模塊（4），用于新用戶的信息注冊，即拍攝新用戶手掌照片，通過提取手掌照片上的感興趣區域，找出其中的指節紋和掌紋的特征信息進行注冊；

用戶身份驗證模塊（5），用于驗證用戶身份信息，并與屏幕控制模塊（3）交互，用戶嘗試解鎖時自動啟動攝像頭拍攝手掌照片，進行身份驗證；

手掌特征信息庫（6），用于存儲用戶注冊信息和用戶手掌圖像信息，用戶手掌圖像信息包括：指節紋和掌紋；

所述的交互層（2）分別與用戶注冊模塊（4）和用戶（1）雙向傳輸；屏幕控制模塊（3）分別與用戶身份驗證模塊（5）和用戶（1）雙向傳輸；手掌特征信息庫（6）與用戶注冊模塊（4）單向傳輸，與用戶身份驗證模塊（5）雙向傳輸。

2.一種基于手掌圖像信息的手機解鎖方法，包括如下：

A．選擇操作步驟

打開手機解鎖按鍵，如果用戶已注冊，則直接執行步驟C；如果沒有注冊則先執行步驟B，再執行步驟C；

B.注冊步驟

B1)首次使用解鎖的用戶啟動手機攝像頭，拍攝自己的手掌照片；

B2)每次拍攝完一張手掌照片后，將合格的手掌照片存入手機存儲卡相應目錄下，刪除不完整或不清晰的不合格手掌照片，并反饋給用戶相應的提示信息，然后重新調用攝像頭拍攝手掌照片；

B3)當拍攝完設定張數的合格手掌照片后，從保存在手機存儲卡下的每張手掌照片中提取出感興趣的區域，保存成圖片存儲；

B4)對感興趣區域的圖片進行特征提取，并存入手掌特征信息庫中，完成手掌信息錄入；

B5)手掌信息成功錄入后，設置備用密碼，防止手掌信息驗證失敗時用戶一直無法解鎖的情況，完成用戶注冊；

C.驗證步驟：

C1)手機自動啟動攝像頭，用戶拍攝手掌照片；

C2)對拍攝的手掌照片提取出感興趣的區域，將其保存成圖片存儲，再從感興趣區域中提取用于驗證的手掌圖片的特征；

C3)將提取的手掌圖片的特征與注冊時保存在手掌特征信息庫中的特征進行比對，若匹配成功則屏幕解鎖，若匹配失敗用戶則選擇輸入備用密碼解鎖，密碼輸入次數限制為3次。

3.根據權利要求2所述的方法，其中步驟B3)所述的從保存在手機存儲卡下的每張手掌照片中提取出感興趣的區域，按如下步驟進行：

B3a)對照片進行掃描，獲取每個像素的灰度值，進行5*5的高斯濾波；

B3b)對得到的灰度圖進行二值化處理；

B3c)按照二值化圖像上的每個點的四周都是黑色則設置該點為白色的原則，得到手掌輪廓線；

B3d)跟蹤手掌輪廓線，利用滾輪法依次搜索大拇指與食指之間的基準點a、食指與中指之間的基準點b、中指與無名指之間的基準點c、無名指與小拇指之間的基準點d和食指指尖p這五個點；

B3e)連結b點與d點，從c點向線段bd作垂線，交于e點，得到線段ce，從a點向線段ce的延長線作垂線，交于f點，以交點f為坐標原點，以fa連線為x軸，以fe連線為y軸，建立直角坐標系Q；

B3f)利用建立的直角坐標系Q，在手掌照片中剪切出感興趣的掌紋區域；

B3g)以食指為例，根據得到手掌輪廓線和食指指尖p，找到圖像上食指兩邊的輪廓線，確定中線為y軸，以p點為坐標原點建立直角坐標系W，在食指圖像上剪切出感興趣的指節紋區域，按照相同的方法提取中指、無名指和小拇指的感興趣指節紋區域。

4.根據權利要求2所述的方法，其中步驟B4)所述的對感興趣區域的圖片進行特征提取，按如下步驟進行：

B4a)采用基于全局均值和局部方差的圖像二值化方法，對圖片進行二值化處理，得到二值化后的圖像；

B4b)對二值化后的圖像進行膨脹，刪除面積小于圖片尺寸0.1%的區域；

B4c)采用查找索引表細化的方法對步驟B4b)處理后的圖像進行細化處理；

B4d)將細化后的圖像劃分成不重疊的小方塊，求出每一個小方塊內的掌紋和指節紋線在方塊中所處的位置向量和能量向量作為特征信息。

5.根據權利要求2所述的方法，其中步驟C3)所述的將提取的手掌圖片的特征與注冊時保存在手掌特征信息庫中的特征進行比對，是通過計算歸一化的海明距離的方法進行，海明距離越小則相似性越高，對于給定長度為N的兩個掌紋或者指節紋特征編碼A和B，其海明距離可定義為:其中表示異或操作，H(A,B)的值在0和1之間。