[发明专利]应用于高自由度手掌图像中掌形提取和特征定位的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机图像采集技术领域，尤其涉及一种应用于高自由度手掌图像中掌形提取和特征定位的方法。

背景技术

手掌特征，包括指纹、掌纹、掌形等，是生物识别技术(Biometric Identification Technology)的一个重要研究分支。手掌部分的特征具有易用性高、误认影响因素少、准确性高、安全级别高、长期稳定等特点。因而指纹识别技术的发展一直以来备受关注，而掌纹和掌形特征识别近年来也逐渐受到重视。

手掌图像采集和掌形特征定位是手掌特征识别不可或缺的前提，该领域的研究在近些年取得了一定的进展，但仍处在初步阶段。当前的手掌图像采集设备多采用窗口模式(镶嵌图)、定位销，优点是掌形特征定位方法简单。然而这两种采集设备，前者窗口大小固定，难以适应不同大小的手掌采集；后者的定位销使用需要用户有专门指导或训练；两者还都存在不能普适左右手和舒适度欠佳的缺陷。

现有的基于暗箱中扫描仪的掌纹采集设备，以挡板代替了定位销的强限制，适用于左右手，是手掌图像采集的主要应用方法，但此方法仍未给用户提供较高的自由度，手掌位置大致固定且方向一致，特征提取方法难度较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

根据上述各种缺点和不足，可见手掌采集系统未来的发展趋势必然是无约束采集。现有的掌形特征定位方法，大都用于前述的固定位置手掌图像的特征定位，难以胜任不同大小、不同角度、不同手指张合度手掌图像的掌形特征定位任务。为了解决这一问题，本发明提出了一种应用于高自由度手掌图像中掌形提取和特征定位的方法，经实际应用验证，该方法速度快，准确度高，提取掌形完整，可用于各种二维手掌特征的定位提取，因此有很强的适用性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种应用于高自由度手掌图像中掌形提取和特征定位的方法，该方法基于掌形边缘极坐标距离和角度分布特征，适用于高自由度手掌图像的掌形提取和特征定位，包括如下步骤：

根据图像的颜色信息对采集的手掌图像进行区域分割，提取手掌掌形；

对提取的手掌掌形进行图像修正，并对修正的掌形区域进行边缘提取，以图像边缘跟踪方法获得掌形边缘点列坐标信息；

定位掌形重心及建立极坐标；

计算掌形边缘点的极坐标距离和角度；以及

计算掌形定位特征点，输出计算结果；

其中，所述对提取的手掌掌形进行图像修正，是采用半径为30的圆形结构元素，以此去除手指部分，而掌心部分得以保留，再依照下式求取腐蚀后区域的重心作为修正的掌形重心：