[发明专利]掌纹图像的获取设备及掌纹图像处理方法

权利要求书

1.一种掌纹图像的获取设备，其特征在于，该获取设备包含：

图像传感器和点状光源封装在小盒中，点状光源均匀散布于图像传感器周边，用于给图像传感器提供光照；

所述图像传感器的接收端与位于环境光中的手放置台的手形凹陷相对放置，用于在环境光中获取放置在手放置台上的包含用户手形状信息的手图像；

存储设备和图像传感器通过基于通用串行总线接口协议的连接线分别与个人计算机连接；所述个人计算机使用掌纹图像处理方法从图像传感器获取的手图像中提取掌纹图像，并从中提取掌纹图像特征，然后与存储设备存储用户注册的掌纹图像特征模板进行掌纹特征比对，对获取的用户手图像的掌纹图像进行识别，实现对用户身份的鉴别。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图像传感器与手放置台之间具有一固定的距离，所述手放置台固定在支架或是嵌装在墙体或是物体上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述手放置台的手形凹陷，用于提示手的放置位置及放置方式，限定手最大的姿态变化。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图像传感器采集用户手图像时，用户手掌背面放在手放置台的手形凹陷中。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述手放置台还具有手指区域和手掌区域镂空的手形凹陷。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述图像传感器采集用户手图像时，用户手掌心放在手放置台的手指区域和手掌区域镂空的手形凹陷中或用户手掌背放在手放置台的手指区域和手掌区域镂空的手形凹陷中。

7.一种从图像传感器获取的手图像中提取掌纹图像，并获取掌纹图像特征的掌纹图像处理方法，其特征在于，通过所述图像传感器和具有手形凹陷的手放置台获取手图像，在所述个人计算机上通过所述掌纹图像处理方法处理所述手图像，获取掌纹图像，提取掌纹图像特征，并将掌纹图像特征存储在存储设备中，其掌纹图像处理步骤包括：

步骤1：用户将手放置在基于环境光中的手放置台上的手形凹陷中采集手图像，结合手表皮颜色分布模型，图像传感器从采集到的手图像中将手从背景中分割出来，获得包含手形状信息的二值化手图像；

步骤2：个人计算机利用二值化手图像的形状矩对手图像的相对于图像坐标系水平方向的偏转角度进行估计，以手图像中心为坐标原点，根据偏转角度将手图像旋转至图像坐标系的水平方向，从而实现对手图像的旋转变化进行校正，得到旋转校正后的二值化的手图像；

步骤3：在旋转校正后的二值化的手图像中，采用形态学腐蚀操作去除手指区域，或采用逐行扫描二值化手图像判断每行的图像连通性，从而去除手指区域，得到手图像的掌心区域位置；

步骤4：以掌心区域质心点为中心建立直角坐标系，消除手图像平移变化对掌纹图像处理带来的不利影响，从而实现手图像的平移变化的校正；在所述直角坐标系中固定位置截取固定大小的感兴趣的图像区域作为掌纹图像，并将掌纹图像作为特征提取区域；

步骤5：利用一阶高斯导数滤波器求取经旋转和平移校正后的掌纹图像的梯度方向特征，将每个像素点的梯度方向进行量化编码，由此构成一个二维的基于量化梯度方向特征的掌纹图像特征模板，并存储于存储设备中，用以解决单调环境光的变化对掌纹图像识别的影响；通过计算在两个掌纹图像特征模板的对应位置上出现相同量化梯度方向编码的频率，来衡量两个掌纹图像特征模板的相似性。

8.根据权利要求7所述的掌纹图像处理方法，其特征在于，从采集到的手图像中将手从背景中分割出来，是利用所述原始图像的灰度图像里手区域和背景区域的像素灰度值的分布差异确定二值化的阈值，所述二值化的阈值是利用所述原始图像里手表皮颜色在颜色空间内的分布确定二值化的阈值。