[发明专利]一种基于方向向量的腭皱倾斜图像矫正方法

说明书

一种基于方向向量的腭皱倾斜图像矫正方法，属于腭皱识别领域，本发明针对由于采集角度的多样化而造成的图像倾斜问题，提出了一种基于方向向量的倾斜腭皱图像矫正算法，该算法首先设定腭皱标准图像的判断准则及特征点的选取规则；然后依据规则选择特征点进行标定并拟合出两条直线，求其方向向量；最后由两方向向量的夹角确定目标图像的旋转角度并进行旋转，以获得角度矫正图像，对从不同角度采集的腭皱图像进行仿真测试，实验结果表明，该算法能够很好的对目标图像进行角度矫正以获得标准图像，具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明属于腭皱识别领域，特别是涉及一种基于方向向量的腭皱倾斜图像矫正方法。

背景技术

随着现代法医学及人工智能技术的快速发展，学者们已经针对人类的某些固有生理特性 (如牙齿、颅面形态、指纹、掌纹、DNA)等重要同一认定特征指标[2-3]进行了大量研究，但有时由于应用环境的特殊性，传统同一认定技术仍存在一些问题。一方面，由于解剖位置处于人体表面的指纹、掌纹、颅面等特征指标，容易受到诸如火灾、化学腐蚀或外部创伤等环境因素的影响而产生信息缺失；在重大灾害及恐怖袭击中，环境和经济因素也常常限制大规模遇难者DNA测定的实现。另一方面，人脸识别、指纹识别、虹膜识别等生物识别技术容易受到制造假指纹、面部整容、牙齿手术等手段的攻击。因此，研究不易被破坏和伪造且成本较低的人类特征指标，可为法医同一认定提供一种新的手段。腭皱的形态，就像指纹、唇纹一样，在人的一生中从不改变，甚至疾病，外伤或化学腐蚀都不会改变腭皱的形态和位置。腭皱的稳定性、差异性、及其广泛存在于人体上这三个特征，使腭皱具备了作为同一认定的检验指标。

同一认定是一种法医通过对已知和未知客体的两个或多个特征指标之间的异同点比较和鉴别，推断出所研究客体是否来自同一客体的认识活动。同一认定采用的特征指标需满足唯一性、普遍性、永久性、可采集性及可识别性等条件。腭皱，是位于硬腭前部三分之一，自腭中缝向两侧非对称分布的不规则软组织嵴。腭皱形态的普遍性、稳定性和唯一性特征，满足同一认定的要求，可作为法医同一认定的特征指标。与其他相对成熟的同一认定技术(如 DNA)相较而言，腭皱同一认定尚处于初步研究阶段，学者们的研究集中在腭皱形态描述和条纹编码方面，关于腭皱图像较理想的预处理方案和评估方案很少，并未建立起较完备的预处理系统。初步处理方案的缺乏给后续工作的进行增加了难度，成为了腭皱识别技术中的一大问题，本研究旨在通过对腭皱图像预处理系统中的图像矫正方法的研究，提高腭皱图像识别准确率。

发明内容

本发明针对由于采集角度的多样化而造成的图像倾斜问题，旨在提供一种基于方向向量的腭皱倾斜图像矫正方法。本发明算法具有很稳定的矫正效果以及较强的鲁棒性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于方向向量的腭皱倾斜图像矫正方法，按照以下步骤进行：

步骤1)数据采集；

步骤2)标准图像定义与特征点选取：以切牙乳突为中点，左右两侧第三颗牙齿的轮廓大致中点处选择特征点，且按照从左至右的顺序选取。若两点连线为水平线，则该腭皱图像为标准图像，此状态为标准状态。若连线为非水平线，则为非标准图像，需对其进行相应的角度矫正；

步骤3)倾斜角的确定：以两点法为理论基础，进行倾斜角度的确定；

步骤4)旋转方向的确定：根据对标准腭皱图像的定义，将腭皱图像的倾斜模式分为两种，根据所选特征点的坐标，比较其相对位置，通过其在图像中的分布情况决定旋转方向，即由选定的特征点坐标(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，比较y₂和y₃的大小，当y₂＜y₃时，则为第一种倾斜模式，此时需将图像按顺时针旋转角度v；当y₂≥y₃，即为第二种倾斜模式，此时将图像逆时针旋转角度v。