基于２Ｄ－ＤＣＴ变换的虹膜特征设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及生物识别技术领域，公开了基于２Ｄ－ＤＣＴ变换的虹膜特征设计方法及系统。本发明专利技术通过基于二维ＤＣＴ变换的虹膜特征设计算法，得到一种能够快速、准确且能节省存储空间的虹膜识别系统。利用二维ＤＣＴ变换的能量集中和频率分散的特性提取虹膜特征，通过分块处理虹膜图像块选取不同的频率系数作为虹膜特征码来进行特征编码，本发明专利技术的方法处理速度快，并可有效克服光照不均带来的影响，使系统在速度和性能上都有了很大的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物识别
，尤其涉及的是一种基于2D-DCT变换的虹膜特征 设计方法及虹膜识别系统。
技术介绍
现有的虹膜识别系统主要包括虹膜图像获取、虹膜图像预处理、特征设计与编码、 模式匹配、数据库。而整个虹膜识别系统从逻辑上包括两大阶段，即注册阶段和认证阶段。在注册阶段，首先要对所有合法用户的虹膜图像进行采集、预处理、特征设计等过 程，而后将得到虹膜特征信息与用户的姓名或标识(ID)联系起来存储到数据库中，创建用 户信息模板。在认证阶段，与注册过程一样要经过图像进行采集、预处理、特征设计等过程处理 后，获取用户的虹膜特征信息，然后再与事先注册过的虹膜数据库模板进行匹配，以验证用 户的身份信息做出最后的决策。而现有的虹膜识别系统在虹膜特征设计与编码部分采用现有的特征设计与编码 方法进行特征代码的编制的处理速度比较慢，而且不能有效克服光照不均带来的影响，使 系统的性能不稳定，同时还影响了后续模式匹配的准确性。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法及虹膜识别系 统，其处理速度快，并可有效克服光照不均带来的影响，使虹膜识别系统在速度和性能上都 有了很大的提高，提高整个系统的运行效率的虹膜识别算法和系统。本专利技术的技术方案如下一种基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其包括以下步骤SlOl 对经预处理过的虹膜图像进行特定分块得到多个虹膜子块； S102 利用二维DCT变换对每一虹膜子块进行变换处理；S103:选择编码对象；S104 对编码对象进行编码。所述的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其中，所述步骤SlOl中的多个虹膜 子块设置为等大小且无重叠区域。所述的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其中，所述步骤SlOl中的多个虹膜 子块设置为等大小且部分区域重合。所述的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其中，所述步骤S102具体包括利 用二维DCT变换对每一块进行处理，得到M个DCT系数块；并舍弃代表虹膜子块平均亮度的 第一个DCT系数及第M个DCT系数块用作特征位，采用的中低频系数作为特征编码位。所述的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其中，所述步骤S103具体包括对每一子块的DCT系数进行Zigzag扫描，使每一子块的DCT系数成为一个一维的系数序列， 在编码时截取某一段连续的系数作为编码对象。所述的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，其中，所述步骤S104具体包括对 编码对象采用公式 进行编码。一种虹膜识别系统，其包括依次连接的虹膜图像获取模块、虹膜图像预处理模块、 特征设计与编码模块、模式匹配模块、虹膜数据库，其特征在于，所述特征设计与编码模块 还包括图像分块单元用于对虹膜图像进行分块到虹膜子块；DCT变换单元用于利用二维DCT变换对每一块进行处理，得到M个DCT系数块；编码对象选择单元用于将Zigzag扫描后的每一子块的DCT系数组成一个一维的 系数序列，在编码时进行截取，将截取的某一段连续的系数作为编码对象；编码单元用于采用编码公式对系数进行编码。本专利技术的有益效果本专利技术通过基于二维DCT变换的虹膜特征设计算法，得到一 种能够快速、准确且能节省存储空间的虹膜识别系统。利用二维DCT变换的能量集中和频 率分散的特性提取虹膜特征，通过分块处理虹膜图像块选取不同的频率系数作为虹膜特征 码来进行特征编码，本专利技术的方法处理速度快，并可有效克服光照不均带来的影响，使系统 在速度和性能上都有了很大的提高。附图说明图1是虹膜识别系统的原理框图；图2是本专利技术中特征设计与编码模块的原理框图；图3是本专利技术中特征设计与编码模块的算法流程图；图4虹膜图像有重叠分块示意图；图5Zigzag扫描后截取编码对象图。具体实施例方式本专利技术所提供的一种基于2D-DCT变换(二维离散余弦变换)的虹膜特征设计方 法及虹膜识别系统，为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并 举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本 专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示为本专利技术虹膜识别系统10的原理框图，其包括依次连接的虹膜图像获 取模块11、虹膜图像预处理模块12、特征设计与编码模块13、模式匹配模块15、虹膜数据库 14。其中，虹膜图像获取模块11用于获取通过图像采集系统(如摄像机)从人体头部将人 眼图像拍摄采集下来，而后将这些采集到的人眼图像送到PC机内进行处理。虹膜图像预处理模块12用于处理包括人眼图像的评估、去噪、定位、归一化。特征4设计与编码模块13用于对归一化后的矩形虹膜图像进行特征提取与编码。模式匹配模块 15用于根据系统所处阶段不同，将得到的虹膜特征编码送入数据库存储(注册)或者与已 有的数据库进行特征匹配(认证)。虹膜数据库14用于将得到虹膜特征信息与用户的姓名 或标识(ID)联系起来存储到数据库中，创建用户信息模板。虹膜区域的定位与特征的设计与编码是基于虹膜识别技术中最为关键的两部分， 虹膜区域的定位准确与否，直接关系到虹膜图像能不能用作识别，而虹膜特征设计与编码 方式又直接影响识别的性能。以下将对本专利技术的特征设计与编码模块内进行的基于2D-DCT 变换(二维离散余弦变换)的虹膜特征设计方法进行详细的描述。如图2所示本专利技术中特征设计与编码模块13的原理框图，其包括虹膜图像划分模 块131、DCT变换单元132、编码对象选择单元133、编码模块134，其中，图像分块单元131 用于对经预处理过的虹膜图像进行特定分块得到多个虹膜子块；DCT变换模132块用于利 用二维DCT变换对每一块进行处理，得到M个DCT系数块；编码对象选择单元133用于用于 将Zigzag扫描后的每一子块的DCT系数组成一个一维的系数序列，在编码时进行截取，将 截取的某一段连续的系数作为编码对象；编码单元134用于采用编码公式(后文有详细描 述)对系数进行编码。本专利技术实施例所提供的基于2D-DCT变换的虹膜特征设计方法，是利用二维DCT变 换的特性，通过分块处理虹膜图像块来进行特征编码，本专利技术方法处理速度快，并可有效克 服光照不均带来的影响，使系统在速度和性能上都有了很大的提高。参见图3为本专利技术中 特征设计与编码模块的算法流程图，其具体流程如下SlOl 对经预处理过的虹膜图像进行特定分块得到多个虹膜子块。接收经虹膜图像预处理模块预处理过的归一化虹膜图像，对该归一化虹膜图像40 进行特定分块，分块时可重叠，也可无重叠，共得到M个虹膜子块Ik，k代表第k个虹膜子 块，尺寸大小设为m和η。如图4所示，设第一方框41为第k个虹膜子块，第二方框42为 第k+Ι个虹膜子块，且两子块有一半的重叠部分，参见图4 ；在本实施例中设置虹膜图像分 块大小为16X16，有重叠划分，重叠的目的是为了克服旋转。由于在拍摄人眼图像时，可能 会产生一定的旋转，而对虹膜进行定位和归一化后，产生的效果就是可能有左右移动，通过 进行有重叠的分块，能克服一定的旋转的影响。S102 利用二维DCT变换对每一虹膜子块进行变换处理。利用二维DCT变换对每一块进行处理，得到M个DCT系数块，如图5所示，整个虹 膜图像被分为64个虹膜子块，且每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于２Ｄ－ＤＣＴ变换的虹膜特征设计方法，其特征在于，包括以下步骤：Ｓ１０１：对经预处理过的虹膜图像进行特定分块得到多个虹膜子块；Ｓ１０２：利用二维ＤＣＴ变换对每一虹膜子块进行变换处理；Ｓ１０３：选择编码对象；Ｓ１０４：对编码对象进行编码。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，王运金，李霞，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]