指紋采集方法、系統及存儲介質與流程

文檔序號:18167303發布日期:2019-07-13 09:42
指紋采集方法、系統及存儲介質與流程

本發明涉及計算機視覺技術領域,尤其涉及一種指紋采集方法、系統及存儲介質。



背景技術:

指紋采集是計算機視覺領域中一個重要的課題,主要任務是從手指圖像中采集出清晰的指紋信息,需要準確地識別出指紋特征的具體類別,并給出每個指紋特征的邊界框。由于視角、姿態等因素引起指紋特征發生形變,導致指紋采集成為一個具有挑戰性的任務。

傳統指紋采集方法主要分為光學指紋采集和電容式指紋采集。光學式指紋采集采用CCD或者CMOS圖像傳感器,采用拍攝視窗內印在表面的平面指紋信息圖像,形成包含指紋脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像。光學指紋采集局限性體現于潛在指印方面(潛在指印是手指在臺板上按完后留下的),不但會降低指紋圖像的質量,嚴重時還可能導致2個指印重疊,顯然,難以滿足實際應用需要。此外,臺板涂層及CCD陣列會隨時間推移產生損耗,可能導致采集的指紋圖像質量下降。

基于半導體硅電容效應的指紋采集技術的裝置廣泛應用于手機等電子產品上。硅傳感器成為電容的一個極板,手指則是另一極板,利用手指紋線的脊和谷相對于平滑的硅傳感器之間的電容差,形成灰度圖像。電容傳感器發出電子信號,電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層,直達手指皮膚的活體層(真皮層),直接讀取指紋圖案。由于深入真皮層,傳感器能夠捕獲更多真實數據,不易受手指表面塵污的影響,提高辨識準確率,有效防止辨識錯誤。

最新的指紋采集技術還有采用超聲波傳感器,利用超聲波的反饋實現指紋脊線和谷線的采集。

無論是光電式、電容式還是電容式的指紋采集裝置,其主要的問題是只能采集平面的指紋信息,即只有貼合在指紋采集裝置表面的指紋信息才能夠被采集到,在某些需要采集全部手指指紋信息的特殊行業(如刑偵),這些采集方式無法滿足實際的應用需求。



技術實現要素:

本發明的主要目的在于提出一種指紋采集方法、系統及存儲介質,旨在提升指紋采集的效率和準確性,以滿足不同場景的使用需求。

為實現上述目的,本發明提供一種指紋采集方法,所述方法應用于指紋采集系統,所述系統包括至少兩個用于采集手指不同角度圖像的圖像傳感器,所述方法包括以下步驟:

獲取所述圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;

對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;

對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

本發明的進一步的技術方案是,所述對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像的步驟包括:

提取所述手指不同角度圖像的LOHF特征,進行圖像配準,得到與所述手指不同角度的圖像相對應的待拼接圖像;

將所述與所述手指不同角度圖像相對應的待拼接圖像進行圖像融合處理,得到融合處理后的圖像;

所述對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像的步驟包括:

對所述融合處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

本發明的進一步的技術方案是,所述提取所述手指不同角度圖像的LOHF特征的步驟包括:

對所述手指不同角度圖像的數字圖像處理、建立圖像的匹配模板、以及圖像變換,其中,所述數字圖像處理包括去噪處理、和/或邊緣提取、和/或直方圖處理,所述圖像變換包括傅里葉變換、和/或小波變換。

本發明的進一步的技術方案是,所述進行圖像配準的步驟包括:

采用預設的匹配策略,獲取待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

本發明的進一步的技術方案是,所述采用預設的匹配策略,獲取待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系的步驟包括:

根據模板或者圖像特征之間的對應關系,計算出數學模型中的各參數值,建立所述拼接圖像與參考圖像之間的數學變換模型;

根據所述數學變換模型,將所述待拼接圖像轉換到參考圖像的坐標系中,完成統一坐標變換;

根據統一后的坐標變換,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

本發明的進一步的技術方案是,所述對所述融合處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像的步驟包括:

對所述融合處理后的圖像進行銳化處理、和/或去色處理,得到指紋信息圖像。

為實現上述目的,本發明還提出一種指紋采集系統,所述系統包括至少兩個用于采集手指不同角度圖像的圖像傳感器、以及存儲器、處理器、存儲在所述存儲器上的指紋采集程序,所述指紋采集程序被所述處理器運行時實現以下步驟:

獲取所述圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;

對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;

對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

本發明的進一步的技術方案是,所述指紋采集程序被所述處理器運行時還實現以下步驟:

提取所述手指不同角度圖像的LOHF特征,進行圖像配準,得到與所述手指不同角度的圖像相對應的待拼接圖像;

將所述與所述手指不同角度圖像相對應的待拼接圖像進行圖像融合處理,得到融合處理后的圖像;

對所述融合處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

本發明的進一步的技術方案是,所述指紋采集程序被所述處理器運行時還實現以下步驟:

對所述手指不同角度圖像的數字圖像處理、建立圖像的匹配模板、以及圖像變換,其中,所述數字圖像處理包括去噪處理、和/或邊緣提取、和/或直方圖處理,所述圖像變換包括傅里葉變換、和/或小波變換。

為實現上述目的,本發明還提出一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質上存儲有指紋采集程序,所述指紋采集程序被處理器運行時實現如上所述的方法的步驟。

本發明的有益效果是:本發明指紋采集方法、系統及存儲介質,通過上述技術方案,獲取圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像,相對于現有技術,能一次形成完整的指紋信息,從而提升指紋采集的效率和準確性,以滿足不同場景的使用需求。

附圖說明

圖1是本發明指紋采集方法較佳實施例的流程示意圖;

圖2是圖1中步驟S20的細化流程示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例,參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。

考慮到目前的指紋采集裝置都是單一的平面指紋信息采集方式,指紋采集的信息量包含內容少,無法滿足特殊場景的應用需求,在圖像處理部分,都是使用圖像采集傳感器直接形成的指紋圖像信息,沒有進行圖像拼接處理,導致采集指紋的效率和準確性低,且不能滿足實際應用需求,由此,本發明提出一種指紋采集方法。

本發明指紋采集方法所主要采用的技術方案是通過多個圖像傳感器對同一個手指進行拍照,然后通過圖像拼接處理,組合出一張包含手指全部指紋信息的圖片,能一次形成完整的指紋信息,并保證指紋信息采集的更加全面,從而提升指紋采集的效率和準確性,以滿足不同場景的使用需求。

具體的,請參照圖1,圖1是本發明指紋采集方法較佳實施例的流程示意圖。

可以理解的是,本實施例所提出的指紋采集方法應用于指紋采集系統,所述系統包括至少兩個用于采集手指不同角度圖像的圖像傳感器,其中,所述圖像傳感器可以采用攝像頭,該至少兩個攝像頭能清晰的拍攝手指上的指紋圖像。

具體的,本實施例所提出的指紋采集方法包括以下步驟:

步驟S10,獲取所述圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像。

具體實施時,可以將攝像頭在指紋采集裝置中圍繞中心點的一定半徑內進行弧形布置,并保證根據攝像頭角度拍攝的圖像與相鄰攝像頭拍攝圖像之間有足夠的重合部分,如果重合部分不足,可以增加攝像頭的個數或者增大攝像頭的可拍攝角度。

步驟S20,對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像。

具體的,對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理包括圖像配準和圖像融合重構處理。

其中,圖像配準是指:將提取圖像的LOHF(Local Oriented Harris Feature)特征進行配準。LOHF特征主要包括兩個部分:(1)Harris角點及其局部鄰接邊緣的切向角度,由此定義4維度特征描述符;(2)不同LOHF之間在有向邊緣鏈上的排列關系,由此劃分特征點子集,找出待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,進而確定兩幅圖像之間的變換關系。

圖像融合是指,將拼接圖像的重合區域進行融合得到拼接重構的平滑無縫全景圖像。

步驟S30,對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

例如,可以對所述拼接處理后的圖像進行銳化處理、和/或去色處理,以得到清晰、準確的指紋信息圖像。

進一步的,如圖2所示,本實施例中,上述步驟S20具體可以包括以下子步驟:

步驟S201,提取所述手指不同角度圖像的LOHF特征,進行圖像配準,得到與所述手指不同角度的圖像相對應的待拼接圖像。

具體實施時,可以對所述手指不同角度圖像的數字圖像處理、建立圖像的匹配模板、以及圖像變換,其中,所述數字圖像處理包括去噪處理、和/或邊緣提取、和/或直方圖處理,所述圖像變換包括傅里葉變換、和/或小波變換。

在進行圖像配準時,可以采用預設的匹配策略,獲取待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

具體的,可以先根據模板或者圖像特征之間的對應關系,計算出數學模型中的各參數值,建立所述拼接圖像與參考圖像之間的數學變換模型。

然后根據所述數學變換模型,將所述待拼接圖像轉換到參考圖像的坐標系中,完成統一坐標變換;

再根據統一后的坐標變換,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

步驟S202,將所述與所述手指不同角度圖像相對應的待拼接圖像進行圖像融合處理,得到融合處理后的圖像。

上述步驟S30,對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像的步驟中,主要是對融合處理后的圖像進行銳化處理、和/或去色處理,得到清晰的指紋信息圖像。

本發明指紋采集方法通過上述技術方案,獲取圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像,相對于現有技術,能一次形成完整的指紋信息,從而提升指紋采集的效率和準確性,以滿足不同場景的使用需求。

為實現上述目的,本發明還提出一種指紋采集系統,所述系統包括至少兩個用于采集手指不同角度圖像的圖像傳感器、以及存儲器、處理器、存儲在所述存儲器上的指紋采集程序,所述指紋采集程序被所述處理器運行時實現以下步驟:

獲取所述圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;

對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;

對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像,其中,可以對所述拼接處理后的圖像進行銳化處理、和/或去色處理。

可以理解的是,本發明指紋采集系統,包括至少兩個用于采集手指不同角度圖像的圖像傳感器,其中,所述圖像傳感器可以采用攝像頭,該至少兩個攝像頭能清晰的拍攝手指上的指紋圖像。

具體實施時,可以將攝像頭在指紋采集裝置中圍繞中心點的一定半徑內進行弧形布置,并保證根據攝像頭角度拍攝的圖像與相鄰攝像頭拍攝圖像之間有足夠的重合部分,如果重合部分不足,可以增加攝像頭的個數或者增大攝像頭的可拍攝角度。

對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理包括圖像配準和圖像融合重構處理。

其中,圖像配準是指:將提取圖像的LOHF(Local Oriented Harris Feature)特征進行配準。LOHF特征主要包括兩個部分:(1)Harris角點及其局部鄰接邊緣的切向角度,由此定義4維度特征描述符;(2)不同LOHF之間在有向邊緣鏈上的排列關系,由此劃分特征點子集,找出待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,進而確定兩幅圖像之間的變換關系。

圖像融合是指,將拼接圖像的重合區域進行融合得到拼接重構的平滑無縫全景圖像。

進一步的,所述指紋采集程序被所述處理器運行時還實現以下步驟:

提取所述手指不同角度圖像的LOHF特征,進行圖像配準,得到與所述手指不同角度的圖像相對應的待拼接圖像;

將所述與所述手指不同角度圖像相對應的待拼接圖像進行圖像融合處理,得到融合處理后的圖像。

對所述融合處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像。

具體實施時,可以對所述手指不同角度圖像的數字圖像處理、建立圖像的匹配模板、以及圖像變換,其中,所述數字圖像處理包括去噪處理、和/或邊緣提取、和/或直方圖處理,所述圖像變換包括傅里葉變換、和/或小波變換。

在進行圖像配準時,可以采用預設的匹配策略,獲取待拼接圖像中的模板或特征點在參考圖像中對應的位置,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

具體的,可以先根據模板或者圖像特征之間的對應關系,計算出數學模型中的各參數值,建立所述拼接圖像與參考圖像之間的數學變換模型。

然后根據所述數學變換模型,將所述待拼接圖像轉換到參考圖像的坐標系中,完成統一坐標變換;

再根據統一后的坐標變換,確定待拼接圖像與參考圖像之間的變換關系。

其中,對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像的步驟,主要是對融合處理后的圖像進行銳化處理、和/或去色處理,得到清晰的指紋信息圖像。

本發明指紋采集系統通過上述技術方案,獲取圖像傳感器拍攝到的手指不同角度圖像;對所述手指不同角度圖像進行圖像拼接處理,得到拼接處理后的圖像;對所述拼接處理后的圖像進行處理,得到指紋信息圖像,相對于現有技術,能一次形成完整的指紋信息,從而提升指紋采集的效率和準確性,以滿足不同場景的使用需求。

為實現上述目的,本發明還提出一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質上存儲有指紋采集程序,所述指紋采集程序被處理器運行時實現如上各實施例所述的方法的步驟,這里不再贅述。

以上僅為本發明的優選實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。

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