基于矢量加权线检测算子的虹膜环状线条检测-仪器仪表学报.PDF

第３８卷　第６期 仪 器 仪 表 学 报 Ｖｏｌ３８Ｎｏ６ ２０１７年６月 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｊｕｎ．２０１７ 基于矢量加权线检测算子的虹膜环状线条检测 １ １，２ １ １ 苑玮琦 ，张　波 ，常　乐 ，刘笑楠 （１．沈阳工业大学视觉检测技术研究所　沈阳　１１０８７０；２．沈阳化工大学计算机科学与技术学院　沈阳　１１０１４２） 摘　要：由于虹膜环状线条与背景相比信号强度比较弱，且背景图像纹理异常丰富，环状线条灰度不完全连续，在灰度图像上直 接用边缘检测算子进行虹膜环状线条检测时，会丢失很多有效信息，误检率及漏检率较高，为了解决这个问题，在对虹膜环状线 条特征进行分析的基础上，设计了一种适用于虹膜环状线条检测的矢量加权线检测算子。首先由于环状线条在虹膜上的位置 比较固定，选取虹膜环状区域左右两部分区域作为感兴趣区域；其次，设计矢量加权线检测算子，依据优势信号出现在不同通道 的随机性自适应的进行加权，由此将矢量图像转变为边缘信息最为突出的单通道图像，再根据环状线条的线特征分布特点设计 线检测矩阵，对预处理后的感兴趣（ＲＯＩ）区域进行检测；最后在二值化图像上根据环状线条的形状设计区域形状因子排除非环 状线条，实现环状线条的检测。该方法在图库中人工标定的１９２１条环状线条的检测正确检出率达到９１．７８％。实验结果表 明，本方法与经典的边缘检测算子相比，更适用于虹膜环状线条的检测。 关键词：虹膜环状线条；矢量图像；线检测；区域形状因子 中图分类号：ＴＰ３９１．４１　ＴＨ７８６　　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：５１０．４０ Ｉｒｉｓａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｖｅｃｔｏｒｗｅｉｇｈｔｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｏｒ １ １，２ １ １ ＹｕａｎＷｅｉｑｉ，ＺｈａｎｇＢｏ ，ＣｈａｎｇＬｅ，ＬｉｕＸｉａｏｎａｎ （１．ＶｉｓｕａｌＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｒｉｓａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｒａｙｉｍａｇｅｄｉｒｅｃｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｏｒｗｉｌｌｌｏｓｔａｌｏｔｏｆｕｓｅｆｕｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｆａｌｓｅｒａｔｅａｎｄｍｉｓｓｉｎｇｒａｔｅｉｓｈｉｇｈ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｉｒｉｓａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｉｓｗｅａｋｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｉｍａｇｅｔｅｘｔｕｒｅｉｓｖｅｒｙｒｉｃｈａｎｄｔｈｅｇｒａｙｖａｌｕｅｏｆｔｈｅａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｉｓｎｏｔｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ．Ｔｈｕｓ，ａｎｉｒｉｓａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｉｒｉｓａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｔｗｏｐａｒｔｏｆｔｈｅ ａｎｎｕｌａｒａｒｅａｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｒｅｇｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔｄｕｅｔｏｔｈｅａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｆｉｘｅｄｉｎｔｈｅｉｒｉｓｉｍａｇｅ；Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｖｅｃｔｏｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｈｅｒａｎｄｏｍｎａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｓｉｇｎａｌｉｎ