一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107609499A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710785736.8(22)申请日2017.09.04(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人朱旗李慧洁刘世旭张道强(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人贾郡(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06K9/32(2006.01)G06K9/38(2006.01)G06T7/66(2017.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法(57)摘要本发明提供一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，包括如下步骤：采集掌纹图像；提取出手掌前景的二值化图像；对二值化图像进行空洞填充和小面积区域去除；调整二值化图像中的手掌角度，使得中指指尖位于图像最上方；通过检测指尖位置和谷点位置，确定最大有效内切圆的搜索范围；对调整后的二值化图像进行距离变换，在上一步得到的搜索范围内进行遍历，同时限制内切圆的圆心和半径与中指长度的比例关系，获得最大有效内切圆；旋转最大有效内切圆图像，最终得到掌纹感兴趣区图像。本发明可用于对高像素手机采集的复杂环境下掌纹图像进行二值化处理、轮廓提取、关键点定位、平移、旋转矫正和感兴趣的掌纹中心区域的提取。CN107609499ACN107609499A权利要求书1/2页1.一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，其特征在于，包括顺序执行如下步骤：步骤1：采集掌纹图像；步骤2：提取出手掌前景的二值化图像；步骤3：对二值化图像进行空洞填充和小面积区域去除；步骤4：调整二值化图像中的手掌角度，使得中指指尖位于图像最上方；步骤5：通过检测中指、食指、无名指的指尖位置，以及中指与食指、中指与无名指之间的谷点位置，确定最大有效内切圆的搜索范围；步骤6：对调整后的二值化图像进行距离变换，在上一步得到的搜索范围内进行遍历，最终寻找到内切圆圆心位置和半径长度；步骤7：将最大有效内切圆向谷点进行平移；步骤8：旋转最大内切圆图像，尺寸归一化，最终得到掌纹感兴趣区图像。2.根据权利要求1所述的一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，其特征在于，步骤4中，所述调整手掌角度包括如下步骤：步骤4.1：得到手掌的重心坐标；步骤4.2：腐蚀二值化图像中手指部分，得到腐蚀手指后的手掌重心坐标；步骤4.3：得到上述两个重心的连线与纵轴的夹角θ；步骤4.4：将二值化图像中的手掌旋转θ角，使中指指尖位于图像最上方。3.根据权利要求1所述的一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，其特征在于，步骤5中，所述指尖位置和谷点位置检测步骤包括：步骤5.1：建立坐标系，原点位于图像左上角，x轴水平向右，y轴垂直向下；设中指指尖p0坐标为(x0,y0)，之后遍历中指左侧的手掌轮廓上点(xi,yi)，找到符合xi＜x0条件并且yi值最小的点，该点即为中指左侧相邻手指的指尖p1，坐标为(x1,y1)；步骤5.2：遍历中指右侧的手掌轮廓上点(xj,yj)，找到符合xj＞x0条件并且yj值最小的点，该点即为中指右侧相邻手指的指尖p2，坐标为(x2,y2)；步骤5.3：分别遍历中指与左侧相邻手指、右侧相邻手指之间的手掌轮廓点，y值最大的点即为中指与左侧相邻手指之间的谷点p3(x3,y3)以及中指与右侧相邻手指之间的谷点p4(x4,y4)；步骤5.4：根据三个指尖和两个谷点的坐标确定最大有效内切圆的搜索范围，搜索范围的左边界x轴坐标为x1，右边界x轴坐标为x2；若y3大于y4，则上边界y轴坐标为y4，下边界为2y4-y0；若y3小于y4，则上边界y轴坐标为y3，下边界为2y3-y0。4.根据权利要求1所述的一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，其特征在于，步骤6中，首先使用距离变换搜索范围中每一个点与自己最近的零点的距离，之后遍历搜索范围内像素点的距离变换值，距离变换值最大的像素点为圆心位置，其对应的距离变换值即为最大有效内切圆的半径；设圆心为O，中指指尖为P，中指右侧谷点为V，则所述像素点满足以下条件：2CN107609499A权利要求书2/2页其中，Dist(O,V)表示圆点O至谷点V的距离，Dist(P,V)表示中指指尖至谷点V的距离，PROPERTION_MIN、PROPERTION_MAX分别表示系统设定的的下限阈值和上限阈值。5.根据权利要求1所述的一种复杂环境下非接触式掌纹感兴趣区提取方法，其特征在于，步骤7，将最大有效内切圆向中指右侧谷点方向平移，使最大有效内切圆处于手掌纹线信息最丰富的位置。6.根据权利要求1所述的一种复杂环境下非接触式掌纹感