[發(fā)明專利]一種十字鄰域法提取睫毛圖像和定位瞳孔的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310456248.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN103488990A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高俊雄;易開軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢虹識(shí)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/46
• 分類號(hào): G06K9/46;G06K9/40;G06K9/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提取睫毛和定位瞳孔的方法，特別涉及一種十字鄰域法提取睫毛圖像和定位瞳孔的方法及裝置。

背景技術(shù)

生物識(shí)別是用生物特征識(shí)別個(gè)人身份的一種技術(shù)。在所有的生物識(shí)別中，虹膜識(shí)別是最準(zhǔn)確，最安全，最穩(wěn)定又最健康最方便的。由于高效可用和準(zhǔn)確的虹膜識(shí)別算法的出現(xiàn)，基于虹膜的自動(dòng)身份識(shí)別和驗(yàn)證系統(tǒng)在過去幾年越來越受歡迎。虹膜識(shí)別包括圖像抓取，圖像預(yù)處理，虹膜定位，特征編碼以及特征匹配六個(gè)步驟。瞳孔定位是虹膜定位的一部分，這一步的好壞將直接影響虹膜識(shí)別系統(tǒng)的噪聲容量，并最終導(dǎo)致對(duì)虹膜識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的限制，因此這一步是最重要的。

虹膜分割在虹膜生物識(shí)別中用于定位有效虹膜部分,包括找到瞳孔和虹膜的邊緣界限。虹膜分割如此重要有兩個(gè)原因：第一，作為虹膜識(shí)別的最前端步驟，虹膜分割限定了用于特征提取與匹配的圖像內(nèi)容，而這與識(shí)別精度直接有關(guān)。據(jù)報(bào)道，虹膜識(shí)別中大多數(shù)匹配失敗是由不精確的虹膜分割引起的；第二，速度經(jīng)常是實(shí)際應(yīng)用中的瓶頸，虹膜分割通常是虹膜識(shí)別系統(tǒng)中最耗時(shí)的部分。定位出瞳孔以后再定位虹膜的外邊界就能事倍功半。很顯然，一個(gè)精確，快速而且魯棒性好的瞳孔定位方法是值得期待的。然而，現(xiàn)有的技術(shù)方案所有定位效果比較好的方法都是從粗定位（圖像二值化處理）到精定位（最小二乘法擬合或用圓形邊緣檢測器或算子邊緣處理）兩步走的方法，這種方法復(fù)雜，計(jì)算量大，且對(duì)于有噪聲的圖像，這些方法的效果不盡人意。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同時(shí)進(jìn)行提取睫毛和定位瞳孔的、具有計(jì)算量小、精度高、快速進(jìn)行虹膜分割的十字鄰域法提取睫毛圖像和定位瞳孔的方法及裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種十字鄰域法提取睫毛圖像和定位瞳孔的方法，包括以下步驟：

步驟1：對(duì)人眼圖像進(jìn)行灰度處理得到灰度圖像，對(duì)灰度圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的十字鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行從小到大的排序，得到多個(gè)像素序列；

步驟2：將每個(gè)像素序列中的第一預(yù)定位置的像素值與當(dāng)前的十字鄰域中的核心像素點(diǎn)的像素值做差并取絕對(duì)值，得到第一差值，將第一差值替代當(dāng)前的十字鄰域中的核心像素點(diǎn)的像素值，得到睫毛圖像；

步驟3：將每個(gè)像素序列中的第二預(yù)定位置的像素值與像素序列中的第三預(yù)定位置的像素值做差并取絕對(duì)值，得到第二差值，將第二差值替代當(dāng)前的十字鄰域中的核心像素點(diǎn)的像素值，得到瞳孔邊界圖像；

步驟4：對(duì)瞳孔邊界圖像進(jìn)行二值化處理，得到瞳孔二值化圖像；

步驟5：對(duì)瞳孔二值化圖像分別做水平方向的投影和垂直方向的投影，分別得到水平投影曲線和垂直投影曲線；

步驟6：對(duì)水平投影曲線和垂直投影曲線分別做均值濾波，得到分別帶有兩個(gè)波峰的垂直濾波曲線和水平濾波曲線；

步驟7：獲取垂直濾波曲線左側(cè)波峰的第一半高點(diǎn)和右側(cè)波峰的第二半高點(diǎn)，獲取水平濾波曲線左側(cè)波峰的第三半高點(diǎn)和右側(cè)波峰的第四半高點(diǎn)，根據(jù)第一半高點(diǎn)、第二半高點(diǎn)、第三半高點(diǎn)和第四半高點(diǎn)確定瞳孔的位置。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用的像素點(diǎn)少，可以有效的減小計(jì)算量，提高處理速度；能同時(shí)簡單高效地提取出睫毛和瞳孔邊界；能高效地去除人眼圖像中的噪聲。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述第一預(yù)定位置具體為，將像素序列中所有像素?cái)?shù)量乘以三分之一，對(duì)乘積保留整數(shù)部分，得到第一整數(shù)，取像素序列中所述第一整數(shù)個(gè)像素所在的位置。

進(jìn)一步，所述第二預(yù)定位置具體為，將像素序列中所有像素?cái)?shù)量乘以五分之三，對(duì)乘積保留整數(shù)部分，得到第二整數(shù)，取像素序列中所述第一整數(shù)個(gè)像素所在的位置。

進(jìn)一步，所述第三預(yù)定位置具體為，將像素序列中所有像素?cái)?shù)量乘以二分之一，對(duì)乘積保留整數(shù)部分，得到第三整數(shù)，取像素序列中所述第一整數(shù)個(gè)像素所在的位置。

進(jìn)一步，所述步驟6進(jìn)一步為，以第一半高點(diǎn)、第二半高點(diǎn)、第三半高點(diǎn)和第四半高點(diǎn)作為瞳孔的上下左右邊界的邊界點(diǎn)，根據(jù)第一半高點(diǎn)、第二半高點(diǎn)、第三半高點(diǎn)和第四半高點(diǎn)的坐標(biāo)確定瞳孔的圓心坐標(biāo)和半徑長度。

進(jìn)一步，一種十字鄰域法提取睫毛圖像和定位瞳孔的裝置，包括灰度排序模塊，定位睫毛模塊，定位瞳孔邊界模塊，二值化模塊，投影模塊，濾波模塊和定位瞳孔模塊；

所述灰度排序模塊，用于對(duì)人眼圖像進(jìn)行灰度處理得到灰度圖像，對(duì)灰度圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的十字鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行從小到大的排序，得到多個(gè)像素序列，將像素序列發(fā)送給定位睫毛模塊和定位瞳孔邊界模塊；