[发明专利]一种符合自然生长规律的掌纹主线提取方法

摘要

本发明公开了一种符合自然生长规律的掌纹主线提取方法，该方法结合了形态学滤波和邻域搜索方法，算法首先提取手掌轮廓并对其进行归一化方向矫正和截取感兴趣区域（ROI）。然后，提出一种新的平滑模板和3个特异性方向检测模板，利用形态学滤波法对掌纹主线进行粗提取。最后，确定生长于粗提取主线上的搜索起始点，对掌纹ROI灰度图像在两个方向上采用邻域搜索算法提取掌纹主线。在公开掌纹数据库上进行实验，验证本发明算法的有效性。实验结果表明：本发明算法能提取出完整、纯粹、自然的掌纹主线，有效屏蔽与主线不同方向上的干扰，避免了皱褶和噪声的错提取。

主权项

一种符合自然生长规律的掌纹主线提取方法，其特征在于该方法依照下列步骤实施：步骤一，掌纹图像预处理图像二值化；提取手掌轮廓；用圆盘法定位指根点；图像旋转矫正；截取ROI并归一化，使掌纹主线在方向上具有一致性；步骤二、掌纹主线粗提取设掌纹ROI图像信号为，本发明提出一种新的平滑模板，所述的平滑模板H为：首先用平滑模板对图像进行平滑：（1）引入三个方向结构元素，所述结构元素为：依次选择结构元素对平滑后的图像进行形态学Bottom‑hat变换：（2）而后采用恰当的阈值对进行H‑极大值变换，将处理后的图像用Otsu方法二值化处理，并采用形态学处理填补孔洞、适度膨胀后得到，融合三个方向的二值图，得到底帽变换的二值图：（3）为了避免二值图中的主线粘连的情况，还需采用“矩形”结构元素对BW进行开操作，断开主线之间的粘连，保证每条主线都是一个单连通区域；步骤三，定位搜索起始点（1） 对二值图中的单连通区域按面积从大到小进行排序，保留前3个连通区域；(2) 对粗提取出的掌纹主线进行形态学收缩（shrink）处理，使没有孔洞的区域收缩成一个点；(3) 统计主线点的5×5邻域中所有像素点的灰度值，拥有最小灰度值的点将成为主线搜索的起始点；步骤四，提取掌纹主线Step1：确定搜索方向；由于掌纹主线的走向具有规律性，所以搜索方向定为向左下角和右上角两个方向；Step2：确定下一个主线点；在的邻域中，采用一个长度为3像素的“探针”，以p点为起点，分别向3个搜索方向“刺探”；分别统计方向上的“探针”所经过像素的平均灰度值；在其中求出，也就是平均灰度值最小的方向作为主线的跟踪方向；那么，下一个主线点就是 “探针”在该方向上的中央像素点；Step3：更新当前点坐标，继续搜索；Step4：进行搜索终止判定；Step5：保存主线，主线点标记为1（黑色），其他为0（白色）。