不均勻光照條件下的虹膜提取方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及圖像處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種不均勻光照條件下 的虹膜提取方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)今信息化時(shí)代，如何準(zhǔn)確鑒定一個(gè)人的身份，保護(hù)信息安全是一個(gè)必須解決 的關(guān)鍵社會(huì)問題。為此，生物特征鑒別技術(shù)悄然興起，并成為目前世界信息安全管理領(lǐng)域的 前沿研究課題。
[0003] 生物特征鑒別技術(shù)是指利用人體所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份 鑒定，其中虹膜身份識(shí)別技術(shù)是生物特征鑒別技術(shù)的一個(gè)重要分支。對(duì)于一個(gè)人來(lái)說(shuō)，他眼 珠的中心是黑色的瞳孔，而虹膜就是瞳孔外緣間的環(huán)形組織，其呈現(xiàn)出相互交錯(cuò)的類似于 斑點(diǎn)、細(xì)絲、條紋、隱窩的紋理特征。虹膜在一個(gè)人的一生中幾乎不會(huì)發(fā)生改變，不同人的虹 膜是完全不一樣的。虹膜身份識(shí)別技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和模式識(shí)別技術(shù)在個(gè)人身份 識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用。由于其存在高穩(wěn)定性和高準(zhǔn)確性，同時(shí)還可以使人們擺脫記憶信用卡號(hào)、 銀行帳號(hào)、身份證號(hào)、網(wǎng)絡(luò)登錄號(hào)的繁瑣，因此在銀行、公安、機(jī)場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全等行業(yè)領(lǐng)域得 到廣泛使用。
[0004] 典型的虹膜身份識(shí)別主要由圖像采集、圖像預(yù)處理、特征編碼、特征匹配四部分構(gòu) 成。在圖像預(yù)處理過(guò)程中，虹膜提取尤其關(guān)鍵，其執(zhí)行時(shí)間和精度將直接影響整個(gè)虹膜身份 識(shí)別過(guò)程的識(shí)別速度和精度。傳統(tǒng)的虹膜提取方法包括Hough變換圓檢測(cè)的方法、Daugman 的基于微分積分算子的方法以及Wildes等采用的邊界檢測(cè)方法。他們都將虹膜邊界建模 為包括內(nèi)外兩條邊界的圓環(huán)形，通過(guò)提取圓環(huán)的內(nèi)外圓來(lái)實(shí)現(xiàn)虹膜提取。
[0005] 然而，在實(shí)際采集過(guò)程中，由于上眼瞼總是遮擋虹膜的上半部分，因此虹膜通常不 是一個(gè)完整的圓環(huán)形。以及，虹膜外邊界常常較為模糊，即虹膜與鞏膜（鞏膜即眼球外圍的 白色部分，是眼睛最外層的纖維膜）的過(guò)渡不明顯，從而難以用上述傳統(tǒng)的邊界檢測(cè)方法 來(lái)檢測(cè)外邊界。尤其需要指出的是，傳統(tǒng)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以滿足實(shí)時(shí)快速準(zhǔn)確檢測(cè)的要 求。
[0006] 為此，對(duì)于這種非理想采集的虹膜提取，許多研究者也開展了相關(guān)工作。例如，在 發(fā)明專利申請(qǐng)CN103246871A中，發(fā)明人首先利用現(xiàn)有Daugman方法來(lái)提取圖像的內(nèi)邊界， 進(jìn)而選定內(nèi)邊界左右兩側(cè)的矩形區(qū)域，使得矩形區(qū)域盡可能覆蓋內(nèi)邊界之外的左右兩側(cè)的 虹膜，然后對(duì)該矩形區(qū)域進(jìn)行灰度變換，利用Canny算子對(duì)矩形區(qū)域進(jìn)行邊界檢測(cè)。具體 地，在對(duì)矩形區(qū)域進(jìn)行邊界檢測(cè)時(shí)，根據(jù)預(yù)定的閾值，低于閾值的像素值被設(shè)定為〇,否則被 設(shè)定為1，從而得到邊界點(diǎn)集合。由此可見，在該發(fā)明專利申請(qǐng)CN103246871A中采用了所謂 閾值分割的常用圖像處理基本操作手段，用以提取出感興趣的目標(biāo)。
[0007] 然而，僅僅采用單一閾值操作通常難以穩(wěn)健地檢測(cè)出虹膜邊界。特別是對(duì)于雙眼 虹膜身份識(shí)別的情形，由于雙眼通常處于不均勻光照條件下，這就使得一個(gè)單一的、固定的 閾值無(wú)法同時(shí)適應(yīng)雙眼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述不均勻光照條件影響虹膜提取的問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種不均勻 光照條件下的虹膜提取方法及設(shè)備。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種不均勻光照條件下的虹膜提取方法，包括：從 包含虹膜的圖像中濾除不均勻光照強(qiáng)度分量；在濾除后的所述圖像中計(jì)算色差；以及根據(jù) 所述色差進(jìn)行虹膜提取。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述從包含虹膜的圖像中濾除不均勻光照強(qiáng)度分量包括：對(duì)所 述圖像的色彩模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得轉(zhuǎn)換后的所述圖像中的所述不均勻光照強(qiáng)度分量和色彩 分量相分尚。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，將所述圖像從RGB色彩模式轉(zhuǎn)換到Lab色彩模式，得到L通道、a 通道和b通道中的相應(yīng)的圖像分量，以使得轉(zhuǎn)換后的所述圖像中的所述不均勻光照強(qiáng)度分 量和色彩分量相分離，其中所述L通道中的圖像分量包括所述不均勻光照強(qiáng)度分量，所述a 通道中的圖像分量和所述b通道中的圖像分量包括所述色彩分量。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述在濾除后的所述圖像中計(jì)算色差包括：利用所述a通道中 的圖像分量和所述b通道中的圖像分量計(jì)算所述色差。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)如下公式，利用所述a通道中的圖像分量和所述b通道中的 圖像分量計(jì)算所述色差
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種不均勻光照條件下的虹膜提取方法，包括： 從包含虹膜的圖像中濾除不均勻光照強(qiáng)度分量； 在濾除后的所述圖像中計(jì)算色差；以及 根據(jù)所述色差進(jìn)行虹膜提取。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述從包含虹膜的圖像中濾除不均勻光照強(qiáng)度分 量包括： 對(duì)所述圖像的色彩模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得轉(zhuǎn)換后的所述圖像中的所述不均勻光照強(qiáng)度分 量和色彩分量相分尚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將所述圖像從RGB色彩模式轉(zhuǎn)換到Lab色彩模式， 得到L通道、a通道和b通道中的相應(yīng)的圖像分量，以使得轉(zhuǎn)換后的所述圖像中的所述不均 勻光照強(qiáng)度分量和色彩分量相分離，其中所述L通道中的圖像分量包括所述不均勻光照強(qiáng) 度分量，所述a通道中的圖像分量和所述b通道中的圖像分量包括所述色彩分量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述在濾除后的所述圖像中計(jì)算色差包括： 利用所述a通道中的圖像分量和所述b通道中的圖像分量計(jì)算所述色差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中根據(jù)如下公式，利用所述a通道中的圖像分量和所 述b通道中的圖像分量計(jì)算所述色差：
其中△￡3)3表示所述色差，△ (a)表示所述a通道內(nèi)兩個(gè)數(shù)值之差，△ (b)表示所述b通 道內(nèi)兩個(gè)數(shù)值之差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中所述根據(jù)所述色差進(jìn)行虹膜提取包括： 將所述色差與預(yù)定的色差閾值進(jìn)行比較，得到第一比較結(jié)果；以及 根據(jù)所述第一比較結(jié)果進(jìn)行虹膜提取。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述從包含虹膜的圖像中濾除不均勻光照強(qiáng)度分 量還包括： 從所述L通道中的圖像分量中濾除所述不均勻光照強(qiáng)度分量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中從所述L通道中的圖像分量中濾除所述不均勻光 照強(qiáng)度分量包括： 將所述L通道中的圖像分量進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算； 將對(duì)數(shù)變換后的所述圖像分量進(jìn)行快速傅里葉變換； 通過(guò)高通濾波濾除快速傅里葉變換后的所述圖像分量中的低頻部分； 將高通濾波后的所述圖像分量進(jìn)行快速傅里葉變換的逆變換；以及 將逆變換后的所述圖像分量進(jìn)行指數(shù)運(yùn)算。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述根據(jù)所述色差進(jìn)行虹膜提取還包括： 將所述色差與預(yù)定的色差閾值進(jìn)行比較，得到第一比較結(jié)果； 計(jì)算濾除所述不均勻光照強(qiáng)度分量后的所述L通道中的圖像分量對(duì)應(yīng)的灰度值； 將所述灰度值與預(yù)定的灰度閾值進(jìn)行比較，得到第二比較結(jié)果； 計(jì)算所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果的第一交集；以及 根據(jù)所述第一交集進(jìn)行虹膜提取。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述根據(jù)所述色差進(jìn)行虹膜提取還包括： 計(jì)算濾除所述不均勻光照強(qiáng)度分量后的所述L通道中的圖像分量中任意一點(diǎn)的亮度 減去所述點(diǎn)周圍的預(yù)定數(shù)目的點(diǎn)的亮度的平均值的差值； 將所述差值與預(yù)定的亮度差值閾值進(jìn)行比較，得到第三比較結(jié)果； 計(jì)算所述第一交集和所述第三比較結(jié)果的第二交集；以及 根