一种虹膜定位方法及虹膜识别系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101916362A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101916362A(43)申请公布日2010.12.15(21)申请号201010186695.9(22)申请日2010.05.28(71)申请人深圳大学地址518054广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人王娜王运金李霞(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所44268代理人刘文求(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种虹膜定位方法及虹膜识别系统(57)摘要本发明涉及生物识别技术领域，公开了一种虹膜定位方法及虹膜识别系统，本发明是基于数学形态学、Radon变换(拉东变换)、canny算子(砍尼算子)和hough变换(霍夫变换)，该算法可分为内边缘和外边缘的定位。首先内边缘的定位是基于直线检测的灰度投影方法，采用数学形态学原理对二值化后的图像进行处理，以去除噪声的干扰；外边缘的定位则先利用数学形态学原理对虹膜图像进行处理，然后采用Radon变换检测上、下眼睑去除干扰，最后采用canny算法提取边缘和hough变换检测虹膜的外边缘，这样可以避免大面积的盲目搜索，从而提高定位速度。CN109632ACN101916362A权利要求书1/2页1.一种虹膜定位方法，其包括虹膜内边缘定位和虹膜外边缘定位，其特征在于，所述虹膜外边缘定位包括以下步骤：S81：采用形态学的开闭运算对滤波后的人眼图像进行减少噪声干扰处理；S82：采用Radon变换检测出上、下眼睑的位置；S83：利用Canny算子检测出水平信息边缘点，得到二值边缘图像；S84：将内圆参数作先验信息，再利用Hough变换类圆检测特性确定外圆的圆心和半径。2.根据权利要求1所述的虹膜定位方法，其特征在于，所述虹膜内边缘定位包括以下步骤：S71：利用人眼图像库中的虹膜灰度分布规律，对虹膜图像进行二值化处理，得到二值虹膜图像；S72：对得到的二值虹膜图像取反，采用形态学运算去除噪声；S73：对经形态学处理后的二值图像再次取反，采用灰度投影法对内圆中心进行初始定位；S74：采用校正点校正法校正内圆参数得到内圆的圆心和半径。3.根据权利要求2所述的虹膜定位方法，其特征在于，所述步骤S73包括以下步骤：S731、用函数f(x，y)表示二值虹膜图像，并用如下公式(1)表示：计算其在x方向和y方向的灰度值投影；S732、设瞳孔的近似中心位置为(x0，y0)，即：f(x0)＝min(f(x))f(y0)＝min(f(y))S733、求得的(x0，y0)为极坐标原点进行坐标变换，得到内圆中心初始定位。4.根据权利要求2所述的虹膜定位方法，其特征在于，所述步骤S74包括以下步骤：S741、将虹膜图像在极坐标形式下展开，并沿横轴方向，从起点开始每隔1/4个横轴长度取一个采样点；每个采样点分别对应直角坐标系中x、y轴的正反方向；S742、在每个采样点左右两侧相距固定长度处各取一个点作为校正点，分别得到四个采样点的三个边缘长度，以三个边缘长度的平均值作为每个采样点的度量值，分别用r1、r2、r3、r4表示；S743、对三个边缘长度进行比较，若其中某一个边缘长度与其它的两个差距比较大，则可将这个边缘长度值看作是一个误测量值，同时将其它两个测量值的平均值替换为新的测量长度；S744、变换调整规则可采用如下公式(3)表示：(xi，yi)＝((xi-1+(r1-r3)/2)，(yi-1+(r2-r4)/2))(3)其中，i为迭代次数，直至相邻迭代的差距小于一个像素时终止迭代，得到虹膜内边缘的中心位置和半径r＝(r1+r3)/2；2CN101916362A权利要求书2/2页S745、求解三个参数确定(xi，yi，r)，得到虹膜内边缘内圆的圆心和半径。5.一种虹膜识别系统，其包括依次连接的虹膜图像获取模块、虹膜图像预处理模块、特征设计与编码模块、模式匹配模块、虹膜数据库，其特征在于，所述虹膜图像预处理模块包括内圆定位子模块和外圆定位子模块，所述外圆定位子模块包括依次连接的第二形态学运算单元、Radon变换单元、边缘点检测单元、外圆圆心初始点位单元，以及逐点搜索单元：所述第二形态学运算单元，用于采用形态学的开闭运算对滤波后的人眼图像进行减少噪声干扰处理；所述Radon变换单元，用于采用Radon变换检测出上、下眼睑的位置；所述边缘点检测单元，用于采用Canny算子检测出水平信息边缘点，得到二值边缘图像；所述外圆圆心初始点位单元，用于通过运用内圆的定位信息作为先验知识，确定外圆圆心位置搜索区域；所述逐点搜索单元，用于利用Hough变换的类圆检测特性，搜索外圆圆心位置及半径。6.根据权利要求5所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述内圆