[发明专利]一种多光谱掌纹精细纹路提取识别方法

权利要求书

1.一种多光谱掌纹精细纹路提取识别方法，其特征在于：

a、多光谱图像采集：

针对手掌的相同区域，每个光谱下采集一幅掌纹图像；得到多光谱图像                                                ，，，…，，其中A、B、C、……、N为1、2、3、……、N个不同光谱下的图像；

b、单光谱图像精细纹路特征提取：

首先，对某光谱下的图像进行三层方向变换冗余的Contourlet变换分解，其中，得到十五幅子带图像，其中，表示某光谱图像经分解后的最低频子带系数，和分别表示第一层分解出的“水平”方向高频子带系数和 “垂直”方向高频子带系数，表示第二、三层分解出的所有高频子带系数；其次，计算系数矩阵和 的绝对值矩阵，分别将两个绝对值矩阵中各个元素从大到小排列，取出中间的元素的值分别记和；然后，遍历系数矩阵的各个元素，当元素值大于等于时，说明此为强边缘系数，则保留元素的值，当元素值小于时，说明此为弱边缘系数或者噪点，则将元素的值置0，进行消除,同理对系数矩阵进行处理；最后，把最低频子带系数和第二、三层分解出的所有高频子带系数均置0；

c、多光谱图像精细纹路特征融合：

 将不同光谱下的待融合图像、、、…经步骤b处理后，把各自第一层“水平”方向高频子带系数、、…、相融合，各自第一层“垂直”方向高频子带系数、、…、相融合；第一层高频系数融合采用系数绝对值选最大融合规则，即选取对应位置上系数的绝对值大的系数作为融合后的系数；第二、三层高频系数融合和最低频系数融合都采用系数叠加的融合规则，即选取对应位置上的系数加和值作为融合后的系数，这里融合后它们的系数均为0；将融合后的各层系数进行方向变换冗余Contourle逆变换；

d、形态学处理：

首先，二值化，方向变换冗余Contourle逆变换后图像的每个像素值都是有正有负的系数，其中大于1的系数在图像上显示为白色，小于0的系数在图像上显示为黑色，系数值在0～1之间的系数在图像上显示为灰色，因此，将所有像素值小于0的像素的值置零，将所有像素值大于等于零的像素的值置1，得到二值化后的图像；

然后，图像取反，用1减去二值化的图像,将图像中黑色像素转换成了白色，将图像中白色像素转换成了黑色，即得到反色后的图像纹路为白色，其他为黑色；

最后，形态学膨胀、细化、膨胀处理，使用结构元素‘disk’，半径为1，对图像进行膨胀，得到膨胀后的图像；将膨胀后的图像细化成单像素图像；由于单像素图像在纹线交叉的地方可能出现空点，因此要再对其进行膨胀，膨胀的结构元素是‘disk’，变径为1，得到微膨胀后的图像，中纹线的像素宽度在3个像素点左右；其中膨胀是指将图像中的黑色区域变大，白色纹线变细；

e、十字形纹和米字形纹识别：

(1)搜索图像中的白色像素点，当白色像素点m1八邻域的点均为白色时，则此点是纹线的内点，即为各纹线中心交叉点；

(2)根据十字纹的大小和形状特点，建立“形状矩阵”，其中正十字形状矩阵为Ⅰ型，45°状态的正十字矩阵为Ⅱ型；

(3)以m1为中心的区域内的像素点值所成的矩阵设为M1，将M1分别和不同类型的“形状矩阵”进行“与”运算，对得到的结果矩阵求矩阵的和值，将此和值作为“m1点是I/II型十字中心交叉点”的打分值；

(4)当打分值越接近“形状矩阵”的和值时，表明以m1为中心的矩形区域内的点的分布越接近“形状矩阵”，反之，则和“形状矩阵”的相似度越低；

(5)根据识别精度的要求设置阈值T，当打分值小于或等于T时，放弃此点，继续搜索下一个白色像素点进行“形状矩阵”对比；当打分值大于T时，表明此点m1是中心交叉点，且形状同“形状矩阵”，就表明此点是十字纹中心交叉点；当同一个像素点，既是“I型十字中心交叉点”，又是“II型十字中心交叉点”，则表明此点是“米字形纹中心交叉点”。

2.权利要求1所述多光谱掌纹精细纹路提取识别方法的图像采集装置，其特征在于：底座是由横杆（3）和竖杆（21）构成，在底座上安装有立杆（1）；

在横杆（3）上有横滑槽（5），横向电机（7）置于横滑槽（5）内，横向电机（7）的轴连接有纵行丝杠（6），纵行丝杠（6）上通过螺纹连接有纵行支架（8）；

在竖杆（21）上有纵滑槽（11），纵向电机（12）置于纵滑槽（11）内，纵向电机（12）的轴连接有横行丝杠（9），横行丝杠（9）上通过螺纹连接有横行支架（10）；

横行支架（10）固定安装在纵行支架（8）上；

在横行支架（10）上安装有竖直销（13），竖直销（13）插接在置物平台（2）上，置物平台（2）放置在下拖杆（14）上，下拖杆（14）固定在立杆（1）上；

置物平台（2）上安装有提升支架（16），相机（15）置于提升支架（16）内部；

环形盖子（17）通过螺纹与镜筒（19）相连接，不同波长的LED灯排布成均匀交错的环形阵列固定在环形盖子（17）盖内侧面上，光源控制盒（4）固定在环形盖子（17）的外侧面上，光源控制盒（4）内装有给LED灯供电的电池和控制光源切换的开关，环形盖子（17）、镜筒（19）和光源控制盒（4）组成的多光谱镜筒搭载在提升支架（16）上，镜筒（19）中心与相机（15）的镜头中心对准；

在立杆（1）上固定安装有上拖杆（18），上拖杆（18）上放置有背景板（20）。