【摘要】 本发明涉及一种基于边界点和SUSAN边缘检测的虹膜定位方法，其首先采用投影法，对经过光斑填充得二值化虹膜图像进行水平和垂直灰度投影，得到瞳孔的粗略中心；通过对水平灰度曲线的扫描，找到灰度值大于某一阀值的一点作为虹膜的内边界点；对上述的一系列内边界点进行圆拟合，从而得到虹膜内缘的位置信息；再通过SUSAN边缘检测的方法，使虹膜外边缘特征不明显的状况得到了很好的解决，通过方向检测得到了虹膜的外边缘半径，准确地得到虹膜外缘的位置信息；利用SUSAN边缘检测的方法对虹膜区域外边缘进行定位是本发明的一个特色，与一般的两步虹膜定位方法相比，本发明的定位准确率要高5个百分点，并且速度提高40％。 【专利类型】发明授权 【申请人】电子科技大学中山学院 【申请人类型】学校 【申请人地址】528402 广东省中山市石岐区学院路1号 【申请人地区】中国 【申请人城市】中山市 【申请人区县】中山市 【申请号】CN200810026104.4 【申请日】2008-01-24 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101246544B 【公开公告日】2010-06-16 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101246544B 【授权公告日】2010-06-16 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06K9/00; G06K9/38 【发明人】解梅; 鲁剑 【主权项内容】一种基于边界点和最小核值相似区边缘检测的虹膜定位方法，其特征在于其包括以下步骤：步骤1、通过摄像装置，对人眼中的虹膜进行图像采集，得到含有虹膜图像的原始灰度图像；步骤2、选取一个固定的阈值Vb，将原始虹膜图像进行二值化，原始灰度图像中灰度值大于阈值Vb的象素点的灰度值赋为1，小于阈值Vb的象素点的灰度值赋为0；步骤3、对步骤2中得到的二值图像，进行数学形态学中的闭合运算来消除二值图像中的小空洞；具体来说，闭合运算公式为：其原理就是先对原始图像A用结构元素B进行膨胀运算，然后再进行腐蚀运算，其中g为闭合运算符，为膨胀运算符，Θ为腐蚀运算符；结构元素B为一个7×7的矩阵，中间近似圆形区域内的元素的值为1，其余元素的值为0，结构元素B为：步骤4、计算步骤3中得到图像的水平和垂直灰度投影，水平投影的计算公式为：垂直灰度投影的计算公式为：其中Sh(x)表示横坐标为x的灰度投影值，Sv(y)表示纵坐标为y的灰度投影值，M，N为图像的宽度和高度，I(x，y)为位置(x，y)的象素点的灰度值；步骤5、步骤4中的水平灰度投影Sh(x)取最小值时的横坐标xo和垂直灰度投影Sh(y)取最小值时的纵坐标yo，将(xo，yo)视为瞳孔的粗略中心；步骤6、在纵坐标为yo这一行上，以(xo，yo)为中心，沿水平方向向左象素灰度值大于T的点，当到象素灰度值大于T时立即停止，记下此时的坐标(xl，yo)作为瞳孔边界点的坐标，再按同样的方式进行沿水平方向向右的，得到另一边界点坐标(xr，yo)；步骤7、取坐标点(xo，yo)附近的若干行，在取出的每一行上进行瞳孔边界点的，方法与步骤6中在yo一行进行的方法相同，即以(xo，yi)为中心，yi为对应行纵坐标，沿水平方向向左象素灰度值大于T的点，当到象素灰度值大于T时立即停止，记下此时的坐标(xt，yi)作为瞳孔边界点的坐标，再按同样的方式进行沿水平方向向右的，得到另一边界点坐标(xv，yi)；最终可以得到一系列瞳孔边界点的坐标；步骤8、由于瞳孔的内边缘非常类似于一个圆，因此，对步骤7中得到的一系列瞳孔边界点进行圆拟合，具体来说：圆方程为x2+y2+cx+dy+e＝0，c，d和e是关于圆曲线的半径和圆心坐标点的参数，(x，y)为圆曲线上的点的坐标值，那么相对于这些坐标点的最佳圆曲线就是使误差方差和最小；误差方差和的公式为：其中，ε2是指误差方差和，(xi，yi)是已知点的坐标，最后得到瞳孔的精确圆心(xp，yp)和半径rp；步骤9、虹膜圆心和瞳孔圆心位置相近，可把瞳孔圆心作为虹膜圆心；限制最小核值相似区检测的范围，具体范围公式为：100＜x＜N-5，yp+rp＜y＜yp+3*rp；其中N＝255，yp表示坐标点(xp，yp)的垂直坐标值，rp表示瞳孔的半径；该检测区域为一矩形区域；步骤10、用半径为三个像素点的共37个像素的模板遍历整个检测区域；模板形状如示例模板数字1表示位于模板内的像素点，数字0表示不属于模板的像素点，模板中心的像素点就是所要检测的像素点；统计出每个像素点的核值相似区值；步骤11、把经过最小核值相似区检测的每个像素点的核值相似区值与核值相似区阈值作比较，如果该像素值大于核值相似区阈值，则把该像素点的灰度值设为255，否则保持像素点原来的灰度值不变；步骤12、选取合适的二值化阈值Tu，二值化图像检测区域；整个检测区域中，灰度值大于Tu的像素点被赋值为1，灰度值小于Tu的像素点被赋值为0；步骤13、运用方向检测，沿瞳孔圆心从瞳孔外边缘开始进行四个方向的检测，有检测公式公式1表示在检测方向-30°，-150°时水平方向和垂直方向的像素点检测时变化快慢的比例关系，公式2表示在检测方向-45°，-135°时水平方向和垂直方向的像素点检测时变化快慢的比例关系；方向检测中如遇像素点灰度值为1，则停止检测取该像素点作为虹膜外缘边界点；检测完毕后比较四个方向的虹膜外缘边界点，取四个外缘边界点距圆心距离的平均值为虹膜外边缘半径rr；步骤14、由于虹膜的外边缘也非常类似于一个圆，因此，通过步骤13中得到的虹膜外边缘边界点以及得出的虹膜外边缘半径rr，再加上步骤8中得到的圆心(xp，yp)，通过画外圆，即可以得到虹膜的外边缘。F2008100261044C00011.tif, F2008100261044C00012.tif, F2008100261044C00013.tif, F2008100261044C00014.tif, F2008100261044C00015.tif, F2008100261044C00021.tif, F2008100261044C00031.tif, F2008100261044C00032.tif 【当前权利人】电子科技大学中山学院 【当前专利权人地址】广东省中山市石岐区学院路1号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12442000G191713679 【引证次数】2.0 【被引证次数】4 【他引次数】2.0 【被他引次数】4.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】37
