一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)，通過(guò)讀取虹膜圖像；通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別不僅提高了虹膜的正確率、而且縮短了虹膜識(shí)別的所耗時(shí)增長(zhǎng)；降低了識(shí)別的時(shí)間復(fù)雜度，提高了用戶體驗(yàn)，對(duì)于污損虹膜圖像的容錯(cuò)性比之其他的算法更好，提高了虹膜識(shí)別效率。

A method and system for shortening iris recognition time

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)
本公開(kāi)涉及虹膜識(shí)別技術(shù)、圖像處理
，具體涉及一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
虹膜是位于人的眼睛結(jié)構(gòu)中黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，其包含有很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等的細(xì)節(jié)特征；因此，依賴于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)將虹膜識(shí)別應(yīng)用于身份識(shí)別的領(lǐng)域作為除了指紋識(shí)別之外的身份標(biāo)識(shí)方法，有著很高的魯棒性和準(zhǔn)確率，防偽能力很高。雖然目前的虹膜識(shí)別技術(shù)中，取得了不錯(cuò)的識(shí)別效果，但是識(shí)別技術(shù)在響應(yīng)速度方面仍然存在很多缺陷，尤其是最新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)中支持向量機(jī)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于虹膜識(shí)別方面的技術(shù)，雖然提高了虹膜的正確率，但是虹膜識(shí)別的所耗時(shí)增長(zhǎng)，需要在圖像的空間中進(jìn)行遍歷搜索，所要耗費(fèi)的時(shí)間復(fù)雜度很高，計(jì)算速度慢導(dǎo)致耗時(shí)的大幅增加，嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)。而在用戶進(jìn)行虹膜識(shí)別時(shí)需要將眼睛以一定的距離對(duì)準(zhǔn)攝像頭，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法清晰的拍攝到虹膜圖像，或者拍攝的圖像有鏡面反射或者出現(xiàn)斑點(diǎn)時(shí)，識(shí)別效率更低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開(kāi)提供一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)，通過(guò)讀取虹膜圖像；通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別，由于修正后的圖像的模糊區(qū)域比較少，所以識(shí)別的效率很高。本公開(kāi)的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法及系統(tǒng)，具體包括以下步驟：S100：讀取虹膜圖像；S200：通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；S300：將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；S400：在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；S500：對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；S600：對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別。進(jìn)一步地，在S200中，通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像的方法包括以下步驟：S201：通過(guò)高斯濾波對(duì)圖像進(jìn)行降噪；S202：計(jì)算梯度的幅值和方向；S203：對(duì)梯度幅值進(jìn)行非極大值抑制；S204：通過(guò)80×80像素大小、包含8個(gè)方向的鄰域?qū)μ荻确店嚵械乃邢袼匮靥荻确较蜻M(jìn)行梯度幅值的插值；S205：通過(guò)雙閾值法檢測(cè)和連接邊緣得到邊緣圖像。進(jìn)一步地，在S300中，將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域的方法包括以下步驟：S301：根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)分別確定邊緣圖像中內(nèi)外邊界圓半徑的范圍，從而減小搜索半徑；S302：圓的參數(shù)方程可改寫為：a＝x-rcosθ,b＝y(tǒng)-rsinθ；θ是相對(duì)于x軸的角度，θ∈[0,2π)，r為半徑；S303：將圖像空間中的邊緣點(diǎn)逐一代入圓的參數(shù)方程求出參數(shù)(a,b)值；如果(a,b)位于圖像中間的80×80像素區(qū)域范圍內(nèi)，則將相應(yīng)的累加陣H(a,b)中的元素加1，否則加0；累加陣H(a,b)為以(a,b)中心的80×80像素區(qū)域的(上下左右)四個(gè)方向相鄰的各個(gè)80×80像素區(qū)域的矩陣的累加；S304：找出累加陣H(a,b)中最大元素的值，即是對(duì)應(yīng)半徑為r，圓心為(a,b)，且圓周上邊點(diǎn)最多的圓的圓心作為瞳孔圓區(qū)域。進(jìn)一步地，在S400中，在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像的方法包括以下步驟：S401：令f(x,y)為兩個(gè)變量的函數(shù)，且其在瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形的頂點(diǎn)的值己知，通過(guò)下列雙線性插值方程得到瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形內(nèi)任意點(diǎn)的函數(shù)值：f(x,y)＝ax+by+cxy+d；其中，a,b,c,d四個(gè)參數(shù)由已知瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形的四個(gè)頂點(diǎn)的函數(shù)值確定；S402：通過(guò)上端插值方程對(duì)瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形上端的兩個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行插值，上端插值方程為：f(x,0)＝f(0,0)+x(f(1,0)-f(0,0))；S403：通過(guò)下端插值方程對(duì)瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形下端兩個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行插值，下端插值方程為：f(x,1)＝f(0,1)+x(f(1,1)-f(0,1))；S404：通過(guò)垂直方向插值方程對(duì)瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形垂直方向進(jìn)行插值，垂直方向插值方程為：f(x,y)＝f(x,0)+x(f(x,1)-f(x,0))；S405：輸出以上步驟處理得到的插值圖像；插值得到插值圖像雖然具有低通濾波性，但是會(huì)使高頻分量受損，圖像輪廓會(huì)呈現(xiàn)出模糊、不清晰的問(wèn)題，因此圖像需要進(jìn)行修正。進(jìn)一步地，在S500中，對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像的方法包括以下步驟：S501：對(duì)插值圖像進(jìn)行模糊區(qū)域檢測(cè)：設(shè)F(i,j)是插值圖像矩陣(i,j)處灰度值，M、N分別是圖像矩陣的行與列，則模糊區(qū)域檢測(cè)方程式為：|F(i,j)-u|≥3σ；其中，u為像素點(diǎn)灰度的平均值；σ為像素點(diǎn)灰度的標(biāo)準(zhǔn)差；S502：將插值圖像的直方圖的模糊區(qū)域的F(i,j)構(gòu)成集合{F(l)|0≤l≤L},其中L是直方圖的模糊區(qū)域總數(shù)量；S503：進(jìn)行集合F(l)的3鄰域的中值濾波處理；S504：計(jì)算濾波后的集合F(l)的一階差分：F(1)(m)＝F(m)-F(m-1),1≤m≤L；S505：掃描集合F(l)獲取同時(shí)滿足下列條件的元素F(li)作為局部最大值：其中，0≤li≤L，0≤i≤N，N為局部最大值總數(shù)量，min函數(shù)用于求最小元素；S506：求出F(li)中的最大值F(lk)；S507：求集合{F(li)|k≤i≤N}的中值F(lK)，將F(lK)作為修正值填充到模糊區(qū)域所有像素點(diǎn)得到修正圖像。本專利技術(shù)還提供了一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行在以下系統(tǒng)的單元中：虹膜讀取單元，用于讀取虹膜圖像；邊緣檢測(cè)單元，用于通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；圓檢測(cè)單元，用于將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；圖像插值單元，用于在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；圖像修正單元，用于對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；虹膜識(shí)別單元，用于對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別。本公開(kāi)的有益效果為：本專利技術(shù)公開(kāi)了一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，不僅提高了虹膜的正確率、而且縮短了虹膜識(shí)別的所耗時(shí)增長(zhǎng)；降低了識(shí)別的時(shí)間復(fù)雜度，提高了用戶體驗(yàn)，對(duì)于污損虹膜圖像的容錯(cuò)性比之其他的算法更好，提高了虹膜識(shí)別效率。附圖說(shuō)明通過(guò)對(duì)結(jié)合附圖所示出的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本公開(kāi)的上述以及其他特征將更加明顯，本公開(kāi)附圖中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相似的元素，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本公開(kāi)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，在附圖中：圖1為本公開(kāi)的一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法的流程圖；圖2為本公開(kāi)實(shí)施方式的一種縮本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：/nS100：讀取虹膜圖像；/nS200：通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；/nS300：將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；/nS400：在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；/nS500：對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；/nS600：對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
S100：讀取虹膜圖像；
S200：通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像；
S300：將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域；
S400：在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像；
S500：對(duì)插值圖像進(jìn)行修正得到修正圖像；
S600：對(duì)修正圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，其特征在于，在S200中，通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)得到邊緣圖像的方法包括以下步驟：
S201：通過(guò)高斯濾波對(duì)圖像進(jìn)行降噪；
S202：計(jì)算梯度的幅值和方向；
S203：對(duì)梯度幅值進(jìn)行非極大值抑制；
S204：通過(guò)80×80像素大小、包含8個(gè)方向的鄰域?qū)μ荻确店嚵械乃邢袼匮靥荻确较蜻M(jìn)行梯度幅值的插值；
S205：通過(guò)雙閾值法檢測(cè)和連接邊緣得到邊緣圖像。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，其特征在于，在S300中，將邊緣圖像通過(guò)圓檢測(cè)得到的圓心作為瞳孔圓區(qū)域的方法包括以下步驟：
S301：根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)分別確定邊緣圖像中內(nèi)外邊界圓半徑的范圍，從而減小搜索半徑；
S302：圓的參數(shù)方程可改寫為：a＝x-rcosθ,b＝y(tǒng)-rsinθ；θ是相對(duì)于x軸的角度，θ∈[0,2π)，r為半徑；
S303：將圖像空間中的邊緣點(diǎn)逐一代入圓的參數(shù)方程求出參數(shù)(a,b)值；
如果(a,b)位于圖像中間的80×80像素區(qū)域范圍內(nèi)，則將相應(yīng)的累加陣H(a,b)中的元素加1，否則加0；
S304：找出累加陣H(a,b)中最大元素的值，即是對(duì)應(yīng)半徑為r，圓心為(a,b)，且圓周上邊點(diǎn)最多的圓的圓心作為瞳孔圓區(qū)域。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縮短虹膜識(shí)別耗時(shí)的方法，其特征在于，在S400中，在瞳孔圓區(qū)域中進(jìn)行插值得到插值圖像的方法包括以下步驟：
S401：令f(x,y)為兩個(gè)變量的函數(shù)，且其在瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形的頂點(diǎn)的值己知，通過(guò)下列雙線性插值方程得到瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形內(nèi)任意點(diǎn)的函數(shù)值：f(x,y)＝ax+by+cxy+d；其中，a,b,c,d四個(gè)參數(shù)由已知瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形的四個(gè)頂點(diǎn)的函數(shù)值確定；
S402：通過(guò)上端插值方程對(duì)瞳孔圓區(qū)域的內(nèi)切正方形上端的兩個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行插值...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧仕輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中山市奧珀金屬制品有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44