[發(fā)明專利]掌紋采集儀以及生成全掌紋圖像的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410484330.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN104268542B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭振華;陳佳麗;鮑鮮杰;馮建江;周杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): G06K9/20
• 分類號(hào): G06K9/20;G06T11/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

1.一種掌紋采集儀，其特征在于：包括棱鏡、第一光源、圖像采集模塊、存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊；

所述棱鏡具有手掌接觸面、與所述手掌接觸面相對(duì)且平行的底面，所述手掌接觸面用于供手掌按壓以使所述圖像采集模塊獲取手掌的正面掌紋圖像和全反射掌紋圖像，其中所述正面掌紋圖像和所述全反射圖像分別由手掌經(jīng)所述棱鏡正反射和全反射而形成，所述第一光源為所述全反射圖像的全反射光路的產(chǎn)生光源；

所述存儲(chǔ)模塊與所述圖像采集模塊和所述圖像處理模塊連接，至少用于存儲(chǔ)所述正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像；

所述圖像處理模塊包括圖像轉(zhuǎn)換模塊和融合模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換模塊用于根據(jù)所述正面掌紋圖像與所述全反射掌紋圖像間的轉(zhuǎn)換模型，將所述正面掌紋圖像的掌心區(qū)域轉(zhuǎn)換成全反射掌心圖像；所述融合模塊用于將所述全反射掌心圖像與所述全反射掌紋圖像進(jìn)行融合，彌補(bǔ)所述全反射掌紋圖像的掌心缺失區(qū)域，從而恢復(fù)出全反射全掌紋圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的掌紋采集儀，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換模型是使用標(biāo)定板在所述正面掌紋圖像中標(biāo)定與所述掌心缺失區(qū)域?qū)?yīng)的正面掌心圖像，基于像素點(diǎn)對(duì)間的變換關(guān)系建立的。

3.如權(quán)利要求1所述的掌紋采集儀，其特征在于：還包括用于給所述圖像采集模塊的圖像采集過程增強(qiáng)光照的第二光源；

所述第二光源包括設(shè)于所述棱鏡的外圍且光線背對(duì)所述棱鏡的多個(gè)光源組。

4.如權(quán)利要求3所述的掌紋采集儀，其特征在于：所述第二光源為多光譜光源；所述掌紋采集儀還包括光源控制器，用以切換所述多光譜光源發(fā)出不同的光，以使所述圖像采集模塊采集到分別對(duì)應(yīng)不同光譜的多個(gè)所述正面掌紋圖像。

5.如權(quán)利要求4所述的掌紋采集儀，其特征在于：所述圖像采集模塊包括采集控制器和攝像儀器，所述采集控制器與所述光源控制器連接，用于控制所述攝像儀器的開啟/關(guān)閉，以及控制所述光源控制器切換不同光譜的光源。

6.如權(quán)利要求5所述的掌紋采集儀，其特征在于：所述攝像儀器包括位于所述底面下方的第一照相機(jī)和位于所述全反射光路終點(diǎn)的第二照相機(jī)，所述第一照相機(jī)用于拍攝所述正面掌紋圖像，所述第二照相機(jī)用于拍攝經(jīng)所述全反射光路而形成的所述全反射掌紋圖像。

7.一種生成全掌紋圖像的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、獲取手掌的正面掌紋圖像；提供一第一光源構(gòu)造全反射光路，通過所述全反射光路獲取手掌的全反射掌紋圖像；

B、在所述全反射掌紋圖像中確定掌心缺失區(qū)域，選定所述正面掌紋圖像中與所述掌心缺失區(qū)域?qū)?yīng)的正面掌心圖像；

C、根據(jù)所述正面掌紋圖像與所述全反射掌紋圖像之間的轉(zhuǎn)換模型，將所述正面掌心圖像轉(zhuǎn)換為全反射掌心圖像；

D、將所述全反射掌心圖像與所述全反射掌紋圖像進(jìn)行融合，得到全反射全掌紋圖像。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述步驟C中通過使用標(biāo)定板在所述正面掌紋圖像中標(biāo)定與所述掌心缺失區(qū)域?qū)?yīng)的正面掌心圖像，基于像素點(diǎn)對(duì)間的變換關(guān)系，建立所述正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像之間的所述轉(zhuǎn)換模型。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟A具體包括：

A1、提供具有手掌接觸面的棱鏡、用于增強(qiáng)圖像采集過程光照的第二光源和攝像儀器，且所述第二光源為多光譜光源；

A2、通過攝像儀器拍攝經(jīng)棱鏡正反射和全反射分別形成的正面掌紋圖像和全反射掌紋圖像，同時(shí)控制所述多光譜光源在每次拍攝時(shí)發(fā)出不同光譜的光，以獲得每種光譜下的所述正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像；

A3、對(duì)步驟A2中獲得的多張分別對(duì)應(yīng)不同光譜的所述正面掌紋圖像進(jìn)行融合，以獲得一張融合后的正面掌紋圖像；

所述步驟B具體包括：對(duì)步驟A2中獲得的所述全反射掌紋圖像確定所述掌心缺失區(qū)域，使用標(biāo)定板在融合后的正面掌紋圖像中標(biāo)定與所述掌心缺失區(qū)域?qū)?yīng)的所述正面掌心圖像，基于像素點(diǎn)對(duì)間的變換關(guān)系，建立融合后的正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像之間的轉(zhuǎn)換模型。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：所述步驟A3具體包括：對(duì)步驟A2中獲得的多張分別對(duì)應(yīng)不同光譜的所述正面掌紋圖像，分別進(jìn)行小波變換，然后選取小波系數(shù)，再進(jìn)行小波逆變換，以獲得一張融合后的正面掌紋圖像。

11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述步驟A具體包括：

A1、提供具有手掌接觸面的棱鏡、用于增強(qiáng)圖像采集過程光照的第二光源和攝像儀器，且所述第二光源為多光譜光源；

A2、通過攝像儀器拍攝經(jīng)棱鏡正反射和全反射分別形成的正面掌紋圖像和全反射掌紋圖像，同時(shí)控制所述多光譜光源在每次拍攝時(shí)發(fā)出不同光譜的光，以獲得每種光譜下的所述正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像；

所述步驟B具體包括：分別建立每種光譜下的所述正面掌紋圖像和所述全反射掌紋圖像之間的轉(zhuǎn)換模型；

所述步驟C具體包括：根據(jù)每種光譜下的正面掌紋圖像與全反射掌紋圖像之間的轉(zhuǎn)換模型，將各光譜下的所述正面掌心圖像分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的全反射掌心圖像；

所述步驟D具體包括：將各光譜下的全反射掌心圖像與全反射掌紋圖像進(jìn)行融合，得到各光譜下的全反射全掌紋圖像。