[发明专利]使用傅里叶变换的形状表示

说明书

本发明涉及使用傅里叶变换的形状表示。本发明可特别地但不是专用 地应用于生物测量学，例如应用于产生人类眼睛内的虹膜的外部和/或内部 边界的近似的表示(approximate representation)。

Ghosh和Jain(″An Algebra of Geometric Shapes″，IEEE Computer Graphics and Applications，1993，50)描述了通过跟踪形状的外部边缘，使 用快速傅里叶变换(FFTs)来模拟形状的轮廓。

依靠虹膜识别既能精确地识别和绘制虹膜的外部边缘也能精确地识 别和绘制虹膜的内部边缘(瞳孔的外围)，这在生物测量学系统中是相当 重要的。许多虹膜识别系统臆断瞳孔的形状总是圆形的，在许多案例中臆 断可能是不正确的。即使瞳孔确实是圆形的，当从某一个角度观查时，它 们往往变为细长的或者长方形的。

一些对非圆形瞳孔定位的研究已经完成：参见作者为B.Bonney、R. Ives、D.Etter和D.Yingzi的文献“Iris pattern extraction using bit planes and standard deviations”；2004年举行的第三十八届关于信号、系统和计算机 的Asilomar会议的会议记录(Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference on Signals，Systems and Computers，2004)；作者为Y. Du、B.L.Bonney、R.W.Ives、D.M.Etter和R.Schultz的文献“Analysis of Partial Iris Recognition Using a 1-D Approach”；以及在2005年3月18-23 日举行的关于声学、语言和信号处理的2005IEEE国际会议的会议记录 (Proceedings of the 2005IEEE International Conference on Acoustics， Speech，and Signal Processing，March 18-23，2005)。然而，尽管有这些早期 的方法，但仍然需要一种用简单的手段来逼近边界的系统，这个边界是由 该边界上的许多点规定的(这些点可以不是等距离地分隔)。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于逼近虹膜边界的方法，其包 括步骤：

·获取眼睛的图像，包括虹膜边界；

·在边界上记录多个分隔的边界点；

·选择一个固定的参考点；以及

·产生近似的边界表示(approximate boundary representation)，包括用 最小平方法来逼近所述边界点到所述固定点的距离关于所述固定点的角 度的函数的傅里叶级数。

由于边界上的点可能不是等距离地分隔，所以不能使用计算傅里叶级 数的系数的标准方法，例如离散傅里叶变换(DFT)或者快速傅里叶变换 (FFT)。

优选地，这种方法用于绘制人类眼睛的虹膜的内部边界(或者，等效 地，瞳孔的外部边界)。作为选择，这种方法可以用于绘制外部虹膜边界。

在所述的方法中，高次谐波的使用给正常的和不理想的眼睛图像都提 供了极好的瞳孔定位(pupil localisation)。该方法对大多数显著的非圆形的 瞳孔提供了极好的效果。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于逼近二维形状的方法，其包 括步骤：

·在形状上记录多个分隔的测量点；

·选择一个固定的参考点；以及

·产生近似的形状表示(approximate shape representation)，包括用最 小平方法来逼近所述测量点到所述固定点的距离关于所述固定点的角度 的函数的傅里叶级数。

本发明可以用许多方式来实施，下面将参考附图举例描述一个具体的 实施方式，其中：

图1显示了所画的非圆形的瞳孔形状；以及

图2显示了所述形状的近似。

现在将描述可以应用于描述非圆形的瞳孔形状的特定的问题的本发 明实施方式的方法。