[发明专利]基于频谱分析的虹膜活体检测方法

权利要求书

1.一种基于频谱分析的虹膜活体检测方法，所述方法包括活体虹膜频谱分布特征训练过程S1和虹膜活体检测过程S2；

其中，活体虹膜频谱分布特征训练过程S1包括如下子步骤：构建活体虹膜数据库作为训练库，对训练库中的图像进行预处理，裁剪出眼部区域；利用频谱变换方法提取眼部区域特征，得出眼部频谱图；采用图像处理方法得到眼部频谱图的二值化的差值图像；进行区域分析得出眼部频谱分析图；叠加训练库中所有图像的眼部频谱分析图，统计活体虹膜频谱能量分布图；对活体虹膜频谱能量分布图进行多级分解，得出多级活体虹膜频谱能量分布图；

所述虹膜活体检测过程S2包括如下子步骤：

S21：对测试图像进行预处理，采用人眼检测方法定位眼睛位置，裁剪出眼部图像；

S22：利用快速傅里叶变换的频谱变换方法提取眼部区域的频谱特征，得到眼部频谱图；

S23：对眼部频谱图进行图像处理，包括滤波、差值处理和二值化处理，得到眼部频谱图的二值化的差值图像；

S24：根据训练所得的多级活体虹膜频谱能量分布图，选取判决机制进行活体检测；

S25：输出活体检测结果；

其中，所述判决机制设置为如下步骤：

S2411：进行弱活体虹膜检测，利用训练所得弱活体虹膜频谱能量分布图，对虹膜活体检测过程S2中步骤S23所得二值化的差值图像进行滤波处理，并进行连通域分析，保留连通域面积较大的区域；

S2412：判断是否为弱活体虹膜，如果是，则继续进行强活体虹膜检测，进入步骤S2413，否则判为检测到假体，发出报警，虹膜活体检测过程终止；

S2413：进行强活体虹膜检测，利用训练所得强活体虹膜频谱能量分布图，对步骤S2411滤波处理后的图像进行滤波处理，并进行连通域分析，保留连通域面积较大的区域；

S2414：判断是否为强活体虹膜，如果是，则判为活体虹膜，输出检测结果，虹膜活体检测过程终止，否则返回步骤S21对下一幅测试图像进行虹膜活体检测；

或者，所述判决机制还可以设置为如下步骤：

S2421：进行强活体虹膜检测，利用训练所得强活体虹膜频谱能量分布图，对虹膜活体检测过程S2中步骤S23所得二值化的差值图像进行滤波处理，并进行连通域分析，保留连通域面积较大的区域；

S2422：判断是否为强活体虹膜，如果是，则判为活体虹膜，输出检测结果，虹膜活体检测过程终止，否则继续进行弱活体虹膜检测，进入步骤S2423；

S2423：进行弱活体虹膜检测，利用训练所得弱活体虹膜频谱能量分布图，对步骤S2421滤波处理后的图像进行滤波处理，并进行连通域分析，保留连通域面积较大的区域；

S2424：判断是否为弱活体虹膜，如果是，则对下一帧图像进行虹膜活体检测，返回虹膜活体检测过程S2中的步骤S21对下一幅测试图像进行活体虹膜检测，否则判为检测到假体，发出报警，虹膜活体检测过程终止。

2.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的虹膜活体检测方法，其特征在于，所述活体虹膜频谱分布特征训练过程S1包括如下具体步骤：

S11：对训练库中的图像进行预处理，采用人眼检测方法定位眼睛位置，裁剪出眼部图像；

S12：利用快速傅里叶变换的频谱变换方法提取眼部区域的频谱特征，得到眼部频谱图；

S13：对眼部频谱图进行图像处理，包括滤波、差值处理和二值化处理，得到眼部频谱图的二值化的差值图像；

S14：采用连通域分析方法对二值化的差值图像进行区域分析，保留连通域面积较大的区域，得到频谱分析图；

S15：叠加训练库中所有图像的眼部频谱分析图，统计活体虹膜频谱能量分布图；

S16：对活体虹膜频谱能量分布图进行多级分解，得出强、弱活体虹膜频谱能量分布图。

3.根据权利要求2所述的一种基于频谱分析的虹膜活体检测方法，其特征在于，所述活体虹膜频谱分布特征训练过程S1中步骤S16的多级分解方法为：设置阈值a和b，其中a＞b，将活体虹膜频谱能量分布图数值大于b的区域标记为1，否则标记为0，将此标记图像记为弱活体虹膜频谱能量分布图；将活体虹膜频谱能量分布图数值大于a的区域标记为1，否则标记为0，将此标记图像记为强活体虹膜频谱能量分布图。