虹膜图像处理终稿PPT课件
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虹膜图像预处理在实际获取的图像中,虹膜只占一部分区域。
图像中还包括瞳孔、眼睑、睫毛及眼睛和人脸的其它部分。
所以,在对虹膜纹理特征进行提取之前,要把虹膜区域从图像中分割出来。
其分割准确与否直接影响到后面的特征提取及匹配精度,即如果分割不准确,则虹膜识别效果就差,很可能造成误判,使识别算法失效。
针对Canny[2]算法优良的边缘检测性能及虹膜边界的特点,本文采用了该算法,与Hough变换相结合,用于定位虹膜内外边界、分割上下眼睑,采用阀值法剔除睫毛。
2.1 虹膜内外边界的定位虹膜的内边界即内边缘与瞳孔相交接的部分,外边界即外边缘与巩膜相交接的部分,均近似为圆形,因此定位虹膜内外边界就是要确定这两个拟合圆的圆心和半径。
2.1.1 Canny算子和Hough变换的基本原理(1)Canny边缘检测算子边缘是图像的基本特征,保留了原始图像中相当重要的信息,而又使得总的数据减小了很多。
准确提取边缘既能减少图像处理的信息量,又可重点描述物体的形态特征。
传统的边缘检测算子如Roberts、Sobel、Prewitt、Kirsch和Laplacian 等算子都是局域窗口梯度算子,由于它们对噪声敏感,所以在处理实际图像中效果并不理想。
1986年,Canny提出边缘检测算子应满足以下3个判断准则:信噪比准则;定位精度准则;单边缘响应准则,并由此推导出了最佳边缘检测算子--Canny算子。
该算子具有定位精度高、单一边缘和检测效果好等优点。
它主要分以下四步:○1平滑图像Canny边缘检测算子是高斯函数的一阶导数,是对信噪比与定位精度之乘积的最优化逼近算子。
选择合适的高斯低通滤波器来平滑原始的虹膜图像,既可以取得更加柔和的平滑效果,又不至于破坏图像中的边沿,同时还可以消除原始图像的高频噪声。
Canny算法首先用二维高斯函数的一阶导数,对图像进行平滑,设二维高斯函数为:22221(,)exp()22x y G x y πσσ+=-(2.1)其梯度矢量为:G x VG G y ⎡⎤∂∂=⎢⎥∂⎣⎦(2.2)把G 的2个滤波卷积模板分解为2个一维的行列滤波器:221222exp()exp()()()22G x y kx h x h y x σσ∂=--=∂ (2.3)221222exp()exp()()()22G y x ky h y h x y σσ∂=--=∂ (2.4)其中,k 为常数,σ为高斯滤波器参数,它控制着平滑程度。