[发明专利]掌纹图像采集装置及掌纹图像定位与分割方法

说明书

技术领域

本发明涉及家电智能化安全领域，特别涉及一种快速的掌纹图像定位与分割方法。

背景技术

随着家电智能化程度的不断提高，物联网得到了快速的发展，而物联网与互联网的结合实现家电的远程控制更是物联网发展的趋势，未来的物联网将与人们的日常生活息息相关，因此，物联网的安全性就显得尤为重要，而物联网的个人身份鉴别更是对物联网安全使用的首要方面。

传统的身份鉴别的方法包括两类：即标志物法和知识法。标志物法是采用“只有我有”的物件表明自己的身份，如个人的印鉴、证件、信用卡、钥匙等；而知识法则是采用“只有我知”的信息来表明自己的身份，如暗号、密码等。标志物存在着携带不方便，容易被盗和丢失的弊端，而人们在使用密码时，也被众多的密码所困扰，密码过于复杂则容易忘记，但过于简单又容易被窃取，可见，传统的方法已经不能适应当今社会的需要，不能有效地保证身份鉴别的安全性。

掌纹识别是利用人的掌部纹理作为生物特征进行身份鉴别，掌纹主要特征明显，可在低分辨率图像中提取，不易受噪声干扰，特征空间小，可实现快速检索和匹配，并且其区域比较大，信息量丰富，所以少量的磨损和局部的变化几乎不会对整体的识别效果产生很大的影响。但是由于掌纹面积较大，对掌纹图像进行预处理所需计算量非常大。另外，由于掌纹图像的复杂性，采集得到的细节特征点并不稳定，它可能随采集条件的改变而改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掌纹图像采集装置和一种快速的掌纹图像定位与分割算法，减少掌纹图像预处理所需的计算量，有效地提高其预处理的效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种掌纹图像采集装置，包括图像传感器面板和存储器，所述图像传感器面板上包括成像区、遮挡区；所述成像区用一虚线框标记，手掌只有落在该虚线框才能采集到图像；所述遮挡区内有三个定位梢，第一定位稍用于使食指与中指隔开，第二定位稍用于使中指和无名指隔开，第三定位稍用于使无名指和小指隔开；所述图像传感器面板采集摆放在其上的手掌的灰度图像存储至所述存储器中。

所述的三个定位稍使手掌的中心落在成像区域内，其余部分则不在成像区域，节约图像的像素，并且使手指分开，突出指间的分叉点，这样就使得采集到的掌纹图像具有比较规范，有利于后续的处理，第二定位稍使得采集到的掌纹图像在中指和无名指之间有一个梯形的标志物。

一种对所述的掌纹图像采集装置采集到的掌纹图像进行定位与分割的方法，包括以下步骤：

S11：把手放在图像传感器面板上的成像区内，让遮挡区的第一定位稍位于食指与中指之间，让遮挡区的第二定位稍位于中指和无名指之间，让遮挡区的第三定位稍位于无名指和小指之间，采集得到一个在中指和无名指之间有一个梯形的标志物的掌纹图像；

S12：利用梯形标志物作为模板，采用图像处理算法对掌纹图像进行快速匹配，找出定位所需的局部图像；

S13：算出局部图像的最佳阈值，对局部图像进行阈值化，转换为二值图像，再利用八邻域边缘跟踪算法检测出局部图像的手掌轮廓线；

S14：提取手掌轮廓线上的两个轮廓特征点；

S15：以两个轮廓特征点的连线作Y轴，以该连线的中点为O，以其垂线为X轴，建立参考坐标系XOY，并在坐标系XOY内平行于Y轴一固定距离，取一个固定大小的正方形方块，以此为模板，在原始掌纹图像中相应位置分割出中心子图；

S16：对中心子图进行归一化处理。

步骤S11中采用的图像处理算法有SSDA、小波变换等算法。

步骤S12中计算局部图像的最佳阈值的算法有自适应阈值、大津法等算法。

所述手掌轮廓线上的轮廓特征点在图像采集时不受手掌的摆放状态影响，只要确定特征点的位置，手掌轮廓线的相对位置就确定了，所述轮廓特征点定义为切点。

轮廓特征点是决定目标形状的重要特征单元，具有平移不变性和旋转不变性。掌纹轮廓线上的特征点对手掌的相对位置起关键性的作用，在图像采集时不受手掌的摆放状态影响，只要确定特征点的位置，纹线的相对位置就确定了。

本发明的有益技术效果有：

1、解决了因手掌的随意放置和光照条件的不均匀导致采集的掌纹图像难以进行后续处理的问题；

2、由装置采集的掌纹图像，具有规范的梯形参考图像，将模板匹配限制在很小的局部图像内，大大减少了预处理的计算量；