[發(fā)明專利]一種從眼部灰度圖像縮小似然圖計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法

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• 申請日: 2018-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN109376649A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彥龍
• 申請（專利權(quán)）人: 張彥龍
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種從眼部灰度圖像縮小似然圖計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法，該方法主要包括：重新標(biāo)定圖像的黑色區(qū)域，以降低噪聲和計(jì)算量；結(jié)合局部特征對(duì)圖像進(jìn)行濾波，生成眼皮的似然圖；在似然圖上檢測邊緣；根據(jù)眼皮的方向和水平移動(dòng)，選擇兩條邊緣來表示眼皮的方向、計(jì)算強(qiáng)度值和累積灰度值；將輸入圖像劃分為垂直五個(gè)部分，對(duì)于每個(gè)部分，找到一對(duì)最遠(yuǎn)和最短強(qiáng)度導(dǎo)數(shù)，兩組代表上下眼皮，上眼皮和下眼皮點(diǎn)之間的平均距離計(jì)算和用作眼間隙度量，在虹膜識(shí)別方面，采用眼皮檢測改善虹膜分割，提高識(shí)別率。本發(fā)明改進(jìn)了眼皮孔徑評(píng)估效率，使其相對(duì)于最先進(jìn)的方法提高了30個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)減少了其他眼睛特征的搜索時(shí)間，提高了識(shí)別效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法，特別是涉及一種從眼部灰度圖像縮小似然圖計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法。

背景技術(shù)

人眼皮是一種皮膚褶皺，其目的是保護(hù)眼球的前表面。在這些任務(wù)中，眼皮有助于調(diào)節(jié)到達(dá)眼睛的光量(例如，凝視明亮光源時(shí)瞇起眼睛)以及眼睛的維持(例如，在眨眼期間將淚膜分布在角膜上)。眼睛健康，這些任務(wù)會(huì)顯著地改變眼睛的外觀，給基于圖像生物識(shí)別的相關(guān)眼睛特征的識(shí)別帶來無數(shù)的問題。例如，它們可能導(dǎo)致瞳孔和虹膜被遮擋的程度或阻礙它們的照明補(bǔ)光。此外，眼皮可能會(huì)根據(jù)攝像機(jī)的眼睛位置而不斷地封閉這些眼睛特征。因此，一個(gè)準(zhǔn)確而健壯的眼睛眼皮位置的評(píng)估方法可以用來驗(yàn)證(甚至減少)感興趣特征的搜索空間。此外，正確評(píng)估眼皮孔徑對(duì)于眨眼、警覺、疲勞和嗜睡的識(shí)別也有直接的適用性

目前在虹膜識(shí)別，疲勞檢測方面對(duì)于眼皮的檢測時(shí)間消耗和精準(zhǔn)度，效率普遍不高。

有多個(gè)公開可用的數(shù)據(jù)集包含眼皮數(shù)據(jù)注通常需要長時(shí)間的注冊，處理優(yōu)先順序。文獻(xiàn)中最廣泛的數(shù)據(jù)集是ubiris和Casia數(shù)據(jù)集。然而，這些數(shù)據(jù)集是為生物測量目的而設(shè)計(jì)的，因此通常遵循準(zhǔn)則，以確保數(shù)據(jù)中存在的信息量和遮擋虹膜的噪聲的比例滿足某些要求-- 例如，虹膜直徑至少為140像素。因此，當(dāng)考慮到實(shí)際現(xiàn)場虹膜圖像采集的情況下，這些數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種從眼部灰度圖像縮小似然圖計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法，能解決目前在虹膜識(shí)別，疲勞檢測方面對(duì)于眼皮的檢測時(shí)間消耗和精準(zhǔn)度，效率普遍不高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種從眼部灰度圖像縮小似然圖計(jì)算識(shí)別上下眼皮的方法，選擇分別位于下眼皮和上眼皮的兩組像素Pix-l和Pix-U，然后將它們用于擬合表示每個(gè)眼皮輪廓的函數(shù)；該方法主要包括：

(1)重新標(biāo)定圖像的黑色區(qū)域，以降低噪聲和計(jì)算量；

(2)結(jié)合局部特征對(duì)圖像進(jìn)行濾波，生成眼皮的似然圖；

(3)在似然圖上檢測邊緣；根據(jù)眼皮的方向和水平移動(dòng)，選擇兩條邊緣來表示眼皮的方向、計(jì)算強(qiáng)度值和累積灰度值；將輸入圖像劃分為垂直五個(gè)部分，對(duì)于每個(gè)部分，找到一對(duì)最遠(yuǎn)和最短強(qiáng)度導(dǎo)數(shù)，兩組代表上下眼皮，上眼皮和下眼皮點(diǎn)之間的平均距離計(jì)算和用作眼間隙度量，在虹膜識(shí)別方面，采用眼皮檢測改善虹膜分割，提高識(shí)別率。

優(yōu)選的，具體的實(shí)現(xiàn)步驟為：

1)縮放圖像用于生成似然圖：為了保存位于靠近眼瞼暗淡的區(qū)域紋理,例如睫毛等，我們采用降低操作閾值，有利于低強(qiáng)度的像素；讓RF成為一個(gè)降尺度因子,該縮小的圖像的值RD從像素Pix-i∈Img (Pix-I＝Pi),基于方形滑動(dòng)窗口Width(W)與L＝2*RF+1像素和像素計(jì)算步幅RF兩側(cè)，對(duì)于Width的每個(gè)位置，窗口中的平均強(qiáng)度u被計(jì)算為

計(jì)算窗口強(qiáng)度直方圖Hist，并且圖像中的相對(duì)應(yīng)像素值d計(jì)算公式為