[發明專利]一種虹膜圖像中虹膜區域的分割方法及其裝置

有效

• 申請號: 201611242734.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106778664B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 譚鐵牛;孫哲南;李海青;張曼;張琪;劉年豐
• 申請（專利權）人: 天津中科智能識別產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06N3/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

本發明公開了一種虹膜圖像中虹膜區域的分割方法，包括步驟：第一步：建立多尺度的卷積神經網絡；第二步：預先對一個預先選擇的虹膜圖像中的預設關鍵點進行標注；第三步：將已標注預設關鍵點的所述虹膜圖像輸入到所述卷積神經網絡中，對所述卷積神經網絡進行訓練，使得卷積神經網絡的模型收斂；第四步：將需要進行虹膜區域分割的待測試虹膜圖像，輸入到完成訓練的所述卷積神經網絡中，獲得所述待測試虹膜圖像的二值編碼圖，即為最終分割好的虹膜區域。本發明公開的虹膜圖像中虹膜區域的分割方法及其裝置，其可以對非可控場景下采集的虹膜圖像中的虹膜區域進行及時、準確的分割，滿足用戶對虹膜分割的要求，能夠提高用戶的工作效率。

技術領域

本發明涉及模式識別和計算機視覺等技術領域，特別是涉及一種虹膜圖像中虹膜區域的分割方法及其裝置。

背景技術

目前，隨著人類科學技術的不斷發展，虹膜識別技術在人們日常生活中越來越普及，虹膜識別是利用虹膜的紋理的不變性，唯一性等鑒定身份的一種生物特征識別方法，其已經成功應用于國家安防、邊境控制、銀行金融、門禁考勤以及移動終端等領域。可以說，無論在人工智能研究還是公共安全應用方面，虹膜識別技術一直是一項前沿、熱門技術，擁有舉足輕重的地位。

對于虹膜識別技術，在實際應用中，遇到許多技術挑戰。特別是對于遠距離場景和人們不是完全配合的場景(如運動場景)等非可控場景(即復雜的、不可控制的場景)下，參見圖1所示，所采集到的人們的虹膜圖像由于存在光照和距離變化，因此虹膜圖像具有低分辨率、高噪聲、斜眼、模糊和被遮擋等特性，因此使得將虹膜圖像中的虹膜區域精確地分割出來尤為困難，因此影響了對人們進行虹膜識別的準確率和及時性。需要說明的是，虹膜分割的目的是為了將位于眼球的黑色瞳孔和白色鞏膜之間且不被各種噪聲遮擋的虹膜區域有效的分割出來，其作為虹膜識別的預處理步驟，對虹膜識別的準確率具有著直接的影響。

目前，為了分割虹膜圖像中的虹膜區域，典型的虹膜分割方法可以分為兩大類：基于邊緣檢測的方法以及基于像素點的方法。其中，基于邊緣檢測的方法，需要分別將虹膜內外邊緣，上下眼皮等邊緣分別檢測出來，從而確定虹膜的有效區域，該方法的步驟不僅繁瑣，而且這類方法往往基于虹膜區域是標準的圓形以及虹膜和眼皮的邊緣清晰可見。但在非可控的場景下，虹膜邊界更加模糊，或者虹膜已經扭曲變形不再是一個圓形，因此這類方法不能有效解決非可控場景下的虹膜分割。另一類虹膜分割方法為基于像素點的方法，這類方法利用了虹膜的紋理，顏色等表觀特征對每一個像素點進行判斷是否屬于有效的虹膜區域，從而有效的避免了上述缺陷。但是這類方法往往需要優先對光照，模糊等進行預處理，而且往往難以設計出有效特征來對像素點進行分類。

因此，目前迫切需要開發出一種技術，其可以對非可控場景下采集的虹膜圖像中的虹膜區域進行及時、準確的分割，滿足用戶對虹膜分割的要求，能夠提高用戶的工作效率，節約人們寶貴的時間，有效保證對虹膜圖像進行虹膜識別時的準確率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種虹膜圖像中虹膜區域的分割方法及其裝置，其可以對非可控場景下采集的虹膜圖像中的虹膜區域進行及時、準確的分割，滿足用戶對虹膜分割的要求，能夠提高用戶的工作效率，節約人們寶貴的時間，有效保證對虹膜圖像進行虹膜識別時的準確率，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種虹膜圖像中虹膜區域的分割方法，包括步驟：

第一步：建立多尺度的卷積神經網絡，所述卷積神經網絡包括依次對所輸入的圖像進行處理的卷積層和采樣層；

第二步：預先對一個預先選擇的虹膜圖像中的預設關鍵點進行標注；

第三步：將已標注預設關鍵點的所述虹膜圖像輸入到所述卷積神經網絡中，對所述卷積神經網絡進行訓練，使得卷積神經網絡的模型收斂；

第四步：將需要進行虹膜區域分割的待測試虹膜圖像，輸入到完成訓練的所述卷積神經網絡中，獲得所述待測試虹膜圖像的二值編碼圖，該二值編碼圖即為最終分割好的虹膜區域。