[發明專利]一種對人眼虹膜圖像曝光和對比度自適應調整的方法

有效

• 申請號: 202010775216.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112037140B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 陶茜;孫敬;牛同斌
• 申請（專利權）人: 福建福特科光電股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 沈蒙

一種對人眼虹膜圖像曝光和對比度自適應調整的方法，包括以下步驟：使用自動曝光采集人眼虹膜圖像；對采集圖像進行分析；根據人眼位置信息，調整曝光亮度統計區域或者修改曝光統計權重，調整曝光時間；對采集圖像中人眼區域所有像素值的像素點個數進行統計；利用得到的平滑直方圖的曲線特點提取眼球區域虹膜所占像素值的中值；微調曝光時間至虹膜平均亮度值落入圖像標準指定數值范圍；提取此時圖像的直方圖信息；提高瞳孔和虹膜之間的對比度，以及鞏膜和虹膜之間的對比度。本發明，自動調節曝光時間和對比度，避免了固定曝光使用場景單一化及和固定對比度對不同人眼虹膜圖像帶來的偏差。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理、圖像采集的技術領域，尤其涉及一種對人眼虹膜圖像曝光和對比度自適應調整的方法。

背景技術

虹膜是人的眼球中瞳孔外側的環狀紋理區域。其作為身份識別的生物特征之一被廣泛應用于安防系統。在實際的應用中，進行虹膜識別之前，需要用攝像機采集虹膜在近紅外光下的圖像。對虹膜圖像，我國有較為嚴格的行業標準，需符合《安防虹膜識別應用圖像技術要求》。針對不同規格的攝像機采集圖像的參數不同，需要對圖像進行調整，包括曝光時間，白平衡，聚焦以及對比度等。其中，曝光時間可以對虹膜圖像的灰度區間在有限范圍內調整，使其滿足行業標準。

然而，對于同一臺攝像機設備，不同的環境亮度采集的虹膜圖像并不一致，不同的被采集目標的虹膜亮度也各不相同即難以調整一套曝光和對比度參數滿足所有被測者虹膜的圖像要求。所以，我們試圖找到能夠自適應曝光和對比度的方法，以便不同的測試環境亮度、不同的被測者能夠在線調整適合其曝光時間和對比度。

發明內容

(一)發明目的

為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種對人眼虹膜圖像曝光和對比度自適應調整的方法，能夠在虹膜采集過程中，針對不同使用光照環境、不同被測者虹膜的特征，自動調節曝光時間和對比度；能夠根據環境亮度變化及不同人眼虹膜圖像進行在線的曝光和對比度自動調整，避免了固定曝光使用場景單一化及和固定對比度對不同人眼虹膜圖像帶來的偏差。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提出了一種對人眼虹膜圖像曝光和對比度自適應調整的方法，包括以下步驟：

S1：使用自動曝光采集人眼虹膜圖像；

S2：對采集圖像進行分析，虹膜在圖像中的位置信息；

S3：根據人眼位置信息，調整曝光亮度統計區域或者修改曝光統計權重，進而影響自動曝光的亮度統計值，調整曝光時間，使人眼部分亮度落在合理范圍內；

S4：對采集圖像中人眼區域所有像素值的像素點個數進行統計，形成像素值的直方圖，并對直方圖曲線平滑處理；

對原始圖像像素值進行直方圖統計，其公式為：

其中，δ(·)為沖擊函數，x為0-255之間的像素值，y_i為圖像中第i個像素點的像素值，n為圖像像素點個數；

生成直方圖后，將直方圖前后相鄰的m個像素值的直方圖取平均，得到平滑后的直方圖；m取值為5-8；

平滑直方圖中得到可見兩個相對的峰值，像素值較小的峰值為瞳孔特征值，像素值較大的峰值為虹膜中值特征值；

S5：利用得到的平滑直方圖的曲線特點提取眼球區域虹膜所占像素值的中值，得到虹膜中值特征值B；

得到的虹膜中值特征值B，與圖像標準指定數值進行比較，以進一步調整圖像采集器的曝光時間，使其新產生的圖像虹膜中值特征值落入圖像標準指定數值范圍；

其中，將指定數值分別加3及減3，以作為指定亮度數值的最暗值及最亮值邊界；