[发明专利]基于校正手掌方向的掌纹感兴趣区域快速提取方法

摘要

本发明公开了一种基于校正手掌方向的掌纹感兴趣区域快速提取方法，主要解决现有技术对任意角度拍摄的手掌图片感兴趣区域提取效率慢和不准确的问题。其实现步骤为1.输入手掌图像；2.求取输入手掌图像的重心；3.根据手掌图像重心建立线位置图像；4.分别记录手掌的二值图像在每条直线位置上的像素值总和；5.依像素值总和最大的直线方向旋转手掌图像得到竖直方向的手掌图像；6.获得竖直方向手掌图像的轮廓图像；7.在手掌轮廓图像中分别求取位置最高的四个手指轮廓指尖处坐标值；8.获得两个谷点位置坐标，并提取感兴趣区域。本发明能快速准确提取任意角度拍摄的手掌图像感兴趣区域，可用于无接触掌纹识别系统的预处理。

主权项

一种基于校正手掌方向的掌纹感兴趣区域快速提取方法，包括以下步骤：(1)输入大小为M×N的手掌图像I(x,y)，其中M表示手掌图像I(x,y)的高度，N表示手掌图像I(x,y)的宽度，(x,y)表示手掌图像的坐标点；(2)对输入手掌图像I(x,y)进行阈值分割，得到手掌的二值图像IB(x,y)，并将该手掌的二值图像IB(x,y)转换为距离图像D(x,y)，对距离图像D(x,y)进行阈值分割，得到掌心区域二值图像C(x,y)，求取掌心区域二值图像C(x,y)的重心坐标并将其定义为手掌的重心坐标；(3)建立大小为M×N的空白图像，以手掌的重心坐标为圆心，竖直方向为基准逆时针在0‑180度的范围内等角度做180条直线，其中竖直方向的直线角度为0度，每两条相邻的直线的夹角为1度；(4)在手掌的二值图像IB(x,y)找到(3)中180条直线的位置，分别计算并记录手掌的二值图像IB(x,y)在每条直线位置上像素值的总和：(4a)构造180个大小为M×N的图像，并且将图像中全部像素赋值为0；然后将(3)中得到的过手掌中心的180条线按和(3)中相同的位置分别放入这180个图像中并把直线所在位置的像素值赋为1，得到180个由0和1构成的线模板图像L；(4b)将得到的180个线模板图像L分别与手掌的二值图像IB(x,y)进行与操作得到180个线段图像LM，计算每个线段图像LM中像素值的总和；(5)将手掌图像绕其中心旋转至水平方向：找到(4b)中180个线段图像LM中像素值总和最大的线段图像并记录其方向角度θ，得到手掌图像的旋转角度RA＝90‑θ；当RA为正时，则将手掌图像绕其中心逆时针旋转RA；当RA为负时，则将手掌图像绕其中心顺时针旋转‑RA，即得到水平方向的手掌图像，对该水平方向的手掌图像进行阈值分割，得到水平方向手掌的二值图像IBH(x,y)；(6)求取(5)中水平方向手掌的二值图像IBH(x,y)中手指的位置，将水平方向的手掌图像绕其中心旋转至竖直方向，得到竖直方向手掌图像IV(x,y)，对该竖直方向手掌图像IV(x,y)进行阈值分割，得到竖直方向手掌的二值图像记作IBV(x,y)；(7)对竖直方向手掌的二值图像IBV(x,y)进行腐蚀操作，得到腐蚀后的手掌二值图像IE(x,y)，进而获取竖直方向手掌图像的轮廓图像Edg(x,y)：Edg(x,y)＝IBV(x,y)‑IE(x,y)；(8)利用手掌轮廓追踪和去除手掌轮廓算法在竖直方向手掌轮廓图像Edg(x,y)中分别求取位置最高的四个手指轮廓指尖处坐标，从左到右依次记为(xT1,yT1),(xT2,yT2),(xT3,yT3),(xT4,yT4)；(9)根据(8)得到的四个指尖的坐标，在(xT1,yT1)到(xT2,yT2)的轮廓点内取横坐标最大值对应的坐标即为所求的第一个谷点的坐标(xV1,yv1)；在(xT3,yT3)到(xT4,yT4)的轮廓点内取横坐标最大值对应的坐标即为所求的第二个谷点的坐标(xV2,yv2)；(10)根据(9)中得到的两个谷点位置坐标，校正竖直方向手掌图像IV(x,y)使得两个谷点的连线处于水平方向，得到校正后的手掌图像IVJ(x,y)，提取校正后的手掌图像IVJ(x,y)的感兴趣区域。