一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统，通过读取虹膜图像；通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；对插值图像进行修正得到修正图像；对修正图像进行虹膜识别不仅提高了虹膜的正确率、而且缩短了虹膜识别的所耗时增长；降低了识别的时间复杂度，提高了用户体验，对于污损虹膜图像的容错性比之其他的算法更好，提高了虹膜识别效率。

A method and system for shortening iris recognition time

【技术实现步骤摘要】
一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统
本公开涉及虹膜识别技术、图像处理
，具体涉及一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统。
技术介绍
虹膜是位于人的眼睛结构中黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征；因此，依赖于计算机视觉技术将虹膜识别应用于身份识别的领域作为除了指纹识别之外的身份标识方法，有着很高的鲁棒性和准确率，防伪能力很高。虽然目前的虹膜识别技术中，取得了不错的识别效果，但是识别技术在响应速度方面仍然存在很多缺陷，尤其是最新的机器学习技术中支持向量机、BP神经网络应用于虹膜识别方面的技术，虽然提高了虹膜的正确率，但是虹膜识别的所耗时增长，需要在图像的空间中进行遍历搜索，所要耗费的时间复杂度很高，计算速度慢导致耗时的大幅增加，严重影响了用户体验。而在用户进行虹膜识别时需要将眼睛以一定的距离对准摄像头，导致设备无法清晰的拍摄到虹膜图像，或者拍摄的图像有镜面反射或者出现斑点时，识别效率更低。
技术实现思路
本公开提供一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统，通过读取虹膜图像；通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；对插值图像进行修正得到修正图像；对修正图像进行虹膜识别，由于修正后的图像的模糊区域比较少，所以识别的效率很高。本公开的目的是针对上述问题，提供一种缩短虹膜识别耗时的方法及系统，具体包括以下步骤：S100：读取虹膜图像；S200：通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；S300：将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；S400：在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；S500：对插值图像进行修正得到修正图像；S600：对修正图像进行虹膜识别。进一步地，在S200中，通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像的方法包括以下步骤：S201：通过高斯滤波对图像进行降噪；S202：计算梯度的幅值和方向；S203：对梯度幅值进行非极大值抑制；S204：通过80×80像素大小、包含8个方向的邻域对梯度幅值阵列的所有像素沿梯度方向进行梯度幅值的插值；S205：通过双阈值法检测和连接边缘得到边缘图像。进一步地，在S300中，将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域的方法包括以下步骤：S301：根据先验知识分别确定边缘图像中内外边界圆半径的范围，从而减小搜索半径；S302：圆的参数方程可改写为：a＝x-rcosθ,b＝y-rsinθ；θ是相对于x轴的角度，θ∈[0,2π)，r为半径；S303：将图像空间中的边缘点逐一代入圆的参数方程求出参数(a,b)值；如果(a,b)位于图像中间的80×80像素区域范围内，则将相应的累加阵H(a,b)中的元素加1，否则加0；累加阵H(a,b)为以(a,b)中心的80×80像素区域的(上下左右)四个方向相邻的各个80×80像素区域的矩阵的累加；S304：找出累加阵H(a,b)中最大元素的值，即是对应半径为r，圆心为(a,b)，且圆周上边点最多的圆的圆心作为瞳孔圆区域。进一步地，在S400中，在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像的方法包括以下步骤：S401：令f(x,y)为两个变量的函数，且其在瞳孔圆区域的内切正方形的顶点的值己知，通过下列双线性插值方程得到瞳孔圆区域的内切正方形内任意点的函数值：f(x,y)＝ax+by+cxy+d；其中，a,b,c,d四个参数由已知瞳孔圆区域的内切正方形的四个顶点的函数值确定；S402：通过上端插值方程对瞳孔圆区域的内切正方形上端的两个顶点进行插值，上端插值方程为：f(x,0)＝f(0,0)+x(f(1,0)-f(0,0))；S403：通过下端插值方程对瞳孔圆区域的内切正方形下端两个顶点进行插值，下端插值方程为：f(x,1)＝f(0,1)+x(f(1,1)-f(0,1))；S404：通过垂直方向插值方程对瞳孔圆区域的内切正方形垂直方向进行插值，垂直方向插值方程为：f(x,y)＝f(x,0)+x(f(x,1)-f(x,0))；S405：输出以上步骤处理得到的插值图像；插值得到插值图像虽然具有低通滤波性，但是会使高频分量受损，图像轮廓会呈现出模糊、不清晰的问题，因此图像需要进行修正。进一步地，在S500中，对插值图像进行修正得到修正图像的方法包括以下步骤：S501：对插值图像进行模糊区域检测：设F(i,j)是插值图像矩阵(i,j)处灰度值，M、N分别是图像矩阵的行与列，则模糊区域检测方程式为：|F(i,j)-u|≥3σ；其中，u为像素点灰度的平均值；σ为像素点灰度的标准差；S502：将插值图像的直方图的模糊区域的F(i,j)构成集合{F(l)|0≤l≤L},其中L是直方图的模糊区域总数量；S503：进行集合F(l)的3邻域的中值滤波处理；S504：计算滤波后的集合F(l)的一阶差分：F(1)(m)＝F(m)-F(m-1),1≤m≤L；S505：扫描集合F(l)获取同时满足下列条件的元素F(li)作为局部最大值：其中，0≤li≤L，0≤i≤N，N为局部最大值总数量，min函数用于求最小元素；S506：求出F(li)中的最大值F(lk)；S507：求集合{F(li)|k≤i≤N}的中值F(lK)，将F(lK)作为修正值填充到模糊区域所有像素点得到修正图像。本专利技术还提供了一种缩短虹膜识别耗时的系统，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：虹膜读取单元，用于读取虹膜图像；边缘检测单元，用于通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；圆检测单元，用于将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；图像插值单元，用于在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；图像修正单元，用于对插值图像进行修正得到修正图像；虹膜识别单元，用于对修正图像进行虹膜识别。本公开的有益效果为：本专利技术公开了一种缩短虹膜识别耗时的方法，不仅提高了虹膜的正确率、而且缩短了虹膜识别的所耗时增长；降低了识别的时间复杂度，提高了用户体验，对于污损虹膜图像的容错性比之其他的算法更好，提高了虹膜识别效率。附图说明通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：图1为本公开的一种缩短虹膜识别耗时的方法的流程图；图2为本公开实施方式的一种缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缩短虹膜识别耗时的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS100：读取虹膜图像；/nS200：通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；/nS300：将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；/nS400：在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；/nS500：对插值图像进行修正得到修正图像；/nS600：对修正图像进行虹膜识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种缩短虹膜识别耗时的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100：读取虹膜图像；
S200：通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像；
S300：将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域；
S400：在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像；
S500：对插值图像进行修正得到修正图像；
S600：对修正图像进行虹膜识别。


2.根据权利要求1所述的一种缩短虹膜识别耗时的方法，其特征在于，在S200中，通过Canny边缘检测算法进行边缘检测得到边缘图像的方法包括以下步骤：
S201：通过高斯滤波对图像进行降噪；
S202：计算梯度的幅值和方向；
S203：对梯度幅值进行非极大值抑制；
S204：通过80×80像素大小、包含8个方向的邻域对梯度幅值阵列的所有像素沿梯度方向进行梯度幅值的插值；
S205：通过双阈值法检测和连接边缘得到边缘图像。


3.根据权利要求1所述的一种缩短虹膜识别耗时的方法，其特征在于，在S300中，将边缘图像通过圆检测得到的圆心作为瞳孔圆区域的方法包括以下步骤：
S301：根据先验知识分别确定边缘图像中内外边界圆半径的范围，从而减小搜索半径；
S302：圆的参数方程可改写为：a＝x-rcosθ,b＝y-rsinθ；θ是相对于x轴的角度，θ∈[0,2π)，r为半径；
S303：将图像空间中的边缘点逐一代入圆的参数方程求出参数(a,b)值；
如果(a,b)位于图像中间的80×80像素区域范围内，则将相应的累加阵H(a,b)中的元素加1，否则加0；
S304：找出累加阵H(a,b)中最大元素的值，即是对应半径为r，圆心为(a,b)，且圆周上边点最多的圆的圆心作为瞳孔圆区域。


4.根据权利要求1所述的一种缩短虹膜识别耗时的方法，其特征在于，在S400中，在瞳孔圆区域中进行插值得到插值图像的方法包括以下步骤：
S401：令f(x,y)为两个变量的函数，且其在瞳孔圆区域的内切正方形的顶点的值己知，通过下列双线性插值方程得到瞳孔圆区域的内切正方形内任意点的函数值：f(x,y)＝ax+by+cxy+d；其中，a,b,c,d四个参数由已知瞳孔圆区域的内切正方形的四个顶点的函数值确定；
S402：通过上端插值方程对瞳孔圆区域的内切正方形上端的两个顶点进行插值...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢仕辉，
申请(专利权)人：中山市奥珀金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44