[发明专利]一种指纹姿态估计方法、装置和设备

说明书

本发明公开了一种指纹姿态估计方法、装置和设备，方法包括：获取指纹采集时对手指拍摄的手指图像；从手指图像中提取手指非指纹区域特征，手指非指纹区域特征至少包括手指轮廓、指关节纹理、指关节褶线和指甲边缘中的一种；通过手指非指纹区域特征计算采集的指纹在手指上的姿态信息。本发明提供的技术方案，能够提高指纹姿态估计的准确率。

技术领域

本发明涉及指纹识别领域，具体涉及一种指纹姿态估计方法、装置和设备。

背景技术

指纹图像是进行身份识别的重要生物信息之一。由于大多数指纹采集设备没有严格限定指纹的采集姿势，往往无法获取到具有统一姿态(角度或者在手指上的位置等)的指纹图像。因此在指纹图像匹配算法中，估计指纹图像姿态，或者图像间的相对姿态变换关系是较为重要的一个环节。

现有技术主要是基于指纹的特征点(如奇异点等)、或者纹理特征规律对指纹姿态进行估计。但是弓型纹等类型的指纹存在不稳定的特征点，只能依赖人工经验提取如脊线上曲率最高的点等作为基准。依赖纹理特征规律的方法，往往需要事先统一指纹姿态之后再进行规律的统计与学习。此外，当指纹图像中出现部分缺失或者扭曲时，更加难以获得稳定的姿态信息。因此，单纯从指纹纹理获取其在手指上的姿态信息具有局限性，效果不佳，需要一种新的指纹姿态估计方法提高指纹姿态估计的准确率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式提供了一种指纹姿态估计方法、装置和设备，从而提高了指纹姿态估计的准确率。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种指纹姿态估计方法，所述方法包括：获取指纹采集时对手指拍摄的手指图像；从所述手指图像中提取手指非指纹区域特征，所述手指非指纹区域特征至少包括手指轮廓、指关节纹理、指关节褶线和指甲边缘中的一种；通过所述手指非指纹区域特征计算采集的指纹在手指上的姿态信息。

可选地，所述获取指纹采集时对手指拍摄的手指图像，包括：获取指纹采集时对手指拍摄的手指正面图像和手指侧面图像。

可选地，所述获取指纹采集时对手指拍摄的手指正面图像和手指侧面图像，包括：获取指纹采集设备的第一俯视图和第一侧视图；获取手指放置在指纹采集设备时的第二俯视图和第二侧视图；对所述第二俯视图和所述第一俯视图做差，得到所述手指正面图像；对所述第二侧视图和所述第一侧视图做差，得到所述手指侧面图像。

可选地，所述从所述手指图像中提取手指非指纹区域特征，包括：提取所述手指正面图像的像素点集，并计算所述像素点集投影方差最大的维度方向；从所述手指侧面图像中提取第一指关节褶线和手指边缘相交的位置像素点，并从所述手指侧面图像中提取手指与指纹采集设备接触段的两侧端点，所述第一指关节褶线是手指指尖一节与手指中节间的指关节褶线；将所述维度方向、所述位置像素点和所述两侧端点作为所述手指非指纹区域特征。

可选地，所述从所述手指侧面图像中提取第一指关节褶线和手指边缘相交的位置像素点，包括：通过预设的卷积神经网络模块从所述手指侧面图像中识别手指指尖一节与手指中节间的所述第一指关节褶线；获取所述手指侧面图像的边缘图像；对所述边缘图像和所述第一指关节褶线执行相与运算，得到相与结果；计算所述相与结果的质心位置，得到所述位置像素点。

可选地，所述从所述手指侧面图像中提取手指与指纹采集设备接触段的两侧端点，包括：通过Hough直线检测算子检测所述手指侧面图像中的直线；从检测的直线中选取位于图像最下方的目标直线，并将所述目标直线的两侧端点作为手指与指纹采集设备接触段的两侧端点。

可选地，所述通过所述手指非指纹区域特征计算采集的指纹在手指上的姿态信息，包括：计算所述两侧端点中靠近所述第一指关节褶线的端点和所述位置像素点之间的第一直线距离；计算所述两侧端点之间的第二直线距离；以所述位置像素点为区间起点，以所述第一直线距离和所述第二直线距离的和为区间长度确定指纹位于手指的区间范围；基于所述维度方向确定指纹偏移角度；将所述区间范围和所述指纹偏移角度作为所述姿态信息。