[發明專利]一種指紋姿態估計方法、裝置和設備

在審

• 申請號: 202211694872.3
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116229523A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蘇毅婧;李俊
• 申請（專利權）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: G06V40/12
• 分類號: G06V40/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 楊洋

本發明公開了一種指紋姿態估計方法、裝置和設備，方法包括：獲取指紋采集時對手指拍攝的手指圖像；從手指圖像中提取手指非指紋區域特征，手指非指紋區域特征至少包括手指輪廓、指關節紋理、指關節褶線和指甲邊緣中的一種；通過手指非指紋區域特征計算采集的指紋在手指上的姿態信息。本發明提供的技術方案，能夠提高指紋姿態估計的準確率。

技術領域

本發明涉及指紋識別領域，具體涉及一種指紋姿態估計方法、裝置和設備。

背景技術

指紋圖像是進行身份識別的重要生物信息之一。由于大多數指紋采集設備沒有嚴格限定指紋的采集姿勢，往往無法獲取到具有統一姿態(角度或者在手指上的位置等)的指紋圖像。因此在指紋圖像匹配算法中，估計指紋圖像姿態，或者圖像間的相對姿態變換關系是較為重要的一個環節。

現有技術主要是基于指紋的特征點(如奇異點等)、或者紋理特征規律對指紋姿態進行估計。但是弓型紋等類型的指紋存在不穩定的特征點，只能依賴人工經驗提取如脊線上曲率最高的點等作為基準。依賴紋理特征規律的方法，往往需要事先統一指紋姿態之后再進行規律的統計與學習。此外，當指紋圖像中出現部分缺失或者扭曲時，更加難以獲得穩定的姿態信息。因此，單純從指紋紋理獲取其在手指上的姿態信息具有局限性，效果不佳，需要一種新的指紋姿態估計方法提高指紋姿態估計的準確率。

發明內容

有鑒于此，本發明實施方式提供了一種指紋姿態估計方法、裝置和設備，從而提高了指紋姿態估計的準確率。

根據第一方面，本發明實施例提供了一種指紋姿態估計方法，所述方法包括：獲取指紋采集時對手指拍攝的手指圖像；從所述手指圖像中提取手指非指紋區域特征，所述手指非指紋區域特征至少包括手指輪廓、指關節紋理、指關節褶線和指甲邊緣中的一種；通過所述手指非指紋區域特征計算采集的指紋在手指上的姿態信息。

可選地，所述獲取指紋采集時對手指拍攝的手指圖像，包括：獲取指紋采集時對手指拍攝的手指正面圖像和手指側面圖像。

可選地，所述獲取指紋采集時對手指拍攝的手指正面圖像和手指側面圖像，包括：獲取指紋采集設備的第一俯視圖和第一側視圖；獲取手指放置在指紋采集設備時的第二俯視圖和第二側視圖；對所述第二俯視圖和所述第一俯視圖做差，得到所述手指正面圖像；對所述第二側視圖和所述第一側視圖做差，得到所述手指側面圖像。

可選地，所述從所述手指圖像中提取手指非指紋區域特征，包括：提取所述手指正面圖像的像素點集，并計算所述像素點集投影方差最大的維度方向；從所述手指側面圖像中提取第一指關節褶線和手指邊緣相交的位置像素點，并從所述手指側面圖像中提取手指與指紋采集設備接觸段的兩側端點，所述第一指關節褶線是手指指尖一節與手指中節間的指關節褶線；將所述維度方向、所述位置像素點和所述兩側端點作為所述手指非指紋區域特征。

可選地，所述從所述手指側面圖像中提取第一指關節褶線和手指邊緣相交的位置像素點，包括：通過預設的卷積神經網絡模塊從所述手指側面圖像中識別手指指尖一節與手指中節間的所述第一指關節褶線；獲取所述手指側面圖像的邊緣圖像；對所述邊緣圖像和所述第一指關節褶線執行相與運算，得到相與結果；計算所述相與結果的質心位置，得到所述位置像素點。

可選地，所述從所述手指側面圖像中提取手指與指紋采集設備接觸段的兩側端點，包括：通過Hough直線檢測算子檢測所述手指側面圖像中的直線；從檢測的直線中選取位于圖像最下方的目標直線，并將所述目標直線的兩側端點作為手指與指紋采集設備接觸段的兩側端點。

可選地，所述通過所述手指非指紋區域特征計算采集的指紋在手指上的姿態信息，包括：計算所述兩側端點中靠近所述第一指關節褶線的端點和所述位置像素點之間的第一直線距離；計算所述兩側端點之間的第二直線距離；以所述位置像素點為區間起點，以所述第一直線距離和所述第二直線距離的和為區間長度確定指紋位于手指的區間范圍；基于所述維度方向確定指紋偏移角度；將所述區間范圍和所述指紋偏移角度作為所述姿態信息。