[发明专利]虹膜瞳孔到卷缩轮区域信息提取方法

说明书

技术领域：本发明属于生物特征识别技术及信息辅助提取技术领域，具体涉及一种人眼虹膜瞳孔到卷缩轮区域信息提取方法。

背景技术：目前的涉及生物特征识别及信息辅助提取的方式大都不够完善，尤其涉及眼球虹膜特征识别及信息提取大都依靠简易的图像采集和采集者肉眼观察来实现，而信息数据提取的结果又大都依靠采集者经验积累以及被采集者当时所处的环境等因素所影响，主观依赖性较强，缺乏客观化、定量化的依据又无法重复实现，而眼球虹膜特征又应用在很多的领域，所以其过程及结果的客观性、可靠性和可重复性尤其重要。

发明内容：

发明目的：本发明提供一种虹膜瞳孔到卷缩轮区域信息提取方法，其目的是解决以往的人工观察虹膜的虹膜信息提取方式所存在的主观性强、可靠性低和定量化的依据无法重复实现的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种虹膜瞳孔到卷缩轮区域信息提取方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

(一)人眼图像采集

利用现有的虹膜采集仪采集人眼图像；

(二)人眼虹膜定位

确定瞳孔与虹膜、虹膜与巩膜之间的两个边界；

(三)虹膜图像归一化

把虹膜两个边界构成的圆环映射到一个固定形状的纹理图中；

(四)基元结构与模式建立

为了描述像素间的灰度变化程度，在建立的基元结构中定义该基元模式；

(五)建立图像特征向量

将窗口内所有模式出现的频次按照顺序组成向量，定义为图像特征向量；

(六)定义图像边界与非边界模式

根据图像特征向量定义出图像边界与非边界模式；

(七)瞳孔到卷缩轮区域外边缘提取

在归一化图像上建立一定大小的窗口，根据上述边界定义进行瞳孔到卷缩轮区域外边缘信息提取。

该方法的步骤如下：如果图像中某一范围出现边界模式的频数高，同时出现非边界模式的频数低，实际计算中用这两种模式频数的商来表示，在某方向上找到商的最大值，那么这个范围即为该方向上存在边界的范围。

该方法的步骤如下：

(一)利用现有的虹膜采集仪采集人眼图像；

(二)确定瞳孔与虹膜、虹膜与巩膜之间的两个边界；

1)检测瞳孔内部一点，建立一个40*40的模板并计算其灰度和作为模板中心点i的灰度值N_i，将模板在整个人眼图像遍历求得灰度和，并找出最小值，其模板的中心点即为瞳孔内部一点记为P_O(X_O,Y_O)；

2)内边界定位，从瞳孔内部点P出发，沿着左、右和下三个方向计算像素的灰度梯度值，梯度最大值即为内边界的3个点，分别记为P_L1(X_L1,Y_L1)、P_R1(X_R1,Y_R1)、P_D1(X_D1,Y_D1)，根据不共线的三点确定一个圆作为虹膜内边界，求出内边界的圆心坐标和半径；

3)外边界定位，从瞳孔内边界三点P_L1(X_L1,Y_L1)、P_R1(X_R1,Y_R1)、P_D1(X_D1,Y_D1)出发，沿着左、右和下三个方向计算像素的灰度梯度值，梯度最大值即为外边界的3个点，分别记为P_L2(X_L2,Y_L2)、P_R2(X_R2,Y_R2)、P_D2(X_D2,Y_D2)，与内边界定位方法一致求得外边界圆心坐标和半径；

(三)映射就是虹膜图像的归一化，采用极坐标转换方法将原直角坐标转换为极坐标，所表示的矩形虹膜，这就是弹性模型；将虹膜区域从内半径到外半径等分为150份，那么利用上述方法将虹膜图像归一化，归一化图像大小为360*150；