用于生物认证的特征提取及匹配以及模板更新制造技术

本发明专利技术涉及用于生物认证的特征提取及匹配以及模板更新。在特征提取与型式匹配系统中，图像锐化可达成用于检测来自眼睛的可见脉管系统的所关注点的血管点检测VPD。扩展多半径局部二进制型式的型式直方图及/或扩展多半径中心对称局部二进制型式的型式直方图可提供对环绕所关注点的图像的部分的描述，且可使用经由VPD检测的点及对应描述符产生登记及验证模板。可从所述登记及验证模板选择内围点对，且可基于内围点对的数目及通过内围点检测选择的变换的一个或多个参数而计算指示所述两个模板的相似性的第一匹配分数。可通过应用所述选定变换来计算第二匹配分数，且可使用任一或两个分数来认证用户。

【技术实现步骤摘要】
用于生物认证的特征提取及匹配以及模板更新分案申请信息本专利技术专利申请是申请日为2014年09月16日、申请号为201480057943.6、专利技术名称为“用于生物认证的特征提取及匹配以及模板更新”的专利技术专利申请案的分案申请。相关申请案的交叉参考本申请案与2013年9月16日提出申请的标题为“图像特征检测、认证及信息隐藏(ImagefeatureDetection,Authentication,andInformationHiding)”的第61/878,588号美国临时申请案有关且主张所述美国临时申请案的优先权权益，所述美国临时申请案以其全文引用方式并入本文中。
本专利技术一般来说涉及用于确定两个图像之间的相似性的图像比较技术，且特定来说涉及基于眼睛的图像的生物认证。
技术介绍
通常期望将对性质或资源的存取限定于特定个体。生物识别系统可用于认证个体的身份以授予或拒绝对资源的存取。举例来说，虹膜扫描仪可由生物安全系统使用以基于个体的虹膜中的独特结构而识别所述个体。在典型基于图像的生物认证系统中，从声称是经授权用户的人获得一个或多个图像。将所述图像与已知由一个或多个经授权用户提供的一个或多个参考图像进行比较。只有在声称者供应的图像与一个或多个参考图像匹配良好的情况下，可确定声称者为经授权用户。两个图像之间的匹配(即，两个图像之间的相似性测量)可基于所述图像的特征。所述特征可包含图像中的一个或多个所关注点及对环绕此些关注点的图像的部分的描述的集合。
技术实现思路
此说明书描述很好地适合用于基于眼睛的图像的生物认证的技术。特定来说，图像锐化技术可有助于高效特征检测。血管点检测(VPD)技术可从眼睛的可见脉管系统检测所关注点，且扩展多半径局部二进制型式的型式直方图(PH-EMR-LBP)及/或扩展多半径中心对称局部二进制型式的型式直方图(PH-EMR-CS-LBP)可高效地提供对环绕脉管系统的所关注点的图像的部分的描述。可使用巩膜掩模来获得可见脉管系统，所述巩膜掩模可为包含白眼球且从眼睛图像排除环绕所述白眼球的图像部分的二进制图像掩模。本文中所描述的匹配技术可通过使用离群点检测来改进基于距离或相关性的匹配的效率及/或准确度。所描述技术还允许更新从参考图像导出且用于认证的模板(在下文的讨论中一般称为登记模板)，使得在认证中使用最佳质量且多样图像，例如，以最小化在不同位置及时间处捕获的图像中的自然生成的方差。在特征提取与型式匹配系统中，图像锐化可达成血管点检测(VPD)以用于从眼睛的可见脉管系统检测所关注点。扩展多半径局部二进制型式的型式直方图及/或扩展多半径中心对称局部二进制型式的型式直方图可提供对环绕所关注点的图像的部分的描述，且可使用经由VPD检测的点及对应描述符来产生登记及验证模板。可从所述登记及验证模板选择内围点对，且可基于内围点对的数目及通过内围点检测选择的变换的一个或多个参数而计算指示所述两个模板的相似性的第一匹配分数。可通过应用所述选定变换来计算第二匹配分数，且可使用任一或两个分数来认证用户。登记模板可为例如血管点(VPD)的关注点及例如增强型多半径局部二进制型式(EMR-LBP)、增强型多半径局部二进制型式的型式直方图(PH-EMR-LBP)、增强型多半径中心对称局部二进制型式的型式直方图(PH-EMR-CS-LBP)及增强型多半径中心对称局部二进制型式(EMR-CS-LBP)的对应特征的集合。在一些实施方案中，仅在所获取图像基于VPD点与经分段巩膜区域的大小的点的比率而超过特定阈值的情况下可形成登记模板。一个以上登记对于单个用户来说是可能的。可更新登记模板以适应影响所获取扫描的行为及/或环境变化。使用验证更新所述登记模板可基于候选验证模板的质量、匹配分数及/或其它图像及曝光相似性测量。因此，在一个方面，计算机实施的方法包含基于若干个所捕获图像而获得锐化图像。一个或多个所捕获图像可包含血管结构的图像。此外，所述方法包含检测所述锐化图像中的数个血管点，且针对若干个所检测血管点中的每一者，产生一个或多个不同局部图像描述符。所述方法还包含产生包含所述所检测血管点中的一者或多者及其相应局部图像描述符的模板。此方面的其它实施例包含对应系统、设备及计算机程序。在一个实施方案中，获得特定锐化图像包含从所述数个所捕获图像选择一个或多个图像且对所述选定图像求平均以产生平均图像。所述方法还包含用高斯拉普拉斯算子(LoG)核对所述平均图像求卷积以获得卷积图像，且从最大像素值减去所述卷积图像的每一像素，以获得差异图像。另外，所述方法的此实施方案包含以逐像素方式将所述差异图像与所述平均图像相乘，以获得所述特定锐化图像。在一些实施方案中，代替使用LoG核、计算所述差异图像且将所述差异图像与所述平均图像相乘，以不同角度定向的若干个伽柏核可用于对所述平均图像求卷积，以便直接获得所述锐化图像。在另一实施方案中，可用偶数伽柏核集对所述平均图像求卷积以获得所述锐化图像。可基于数个参数(例如输入图像的分辨率及尺度以及可见脉管系统的平均宽度)而调谐跨越各种角度定向的所述偶数伽柏核集。代替上文所提及的基于LoG的锐化图像或除上文所提及的基于LoG的锐化图像之外，还可使用此卷积图像。在一个实施方案中，检测若干个血管点包含选择所述锐化图像中的点作为候选血管点。接着，可识别集中于所述候选血管点的根据第一窗的数个(例如，N，其中N大于1)第一邻域点。另外，还可识别集中于所述候选血管点的根据第二不同窗的数个(例如，N)其它第二邻域点。在此实施方案中，所述方法进一步包含确定N个状态，其中N大于1。所述N个状态中的每一者对应于所述第一点邻域中的所述N个点中的一个邻域点。可通过至少部分地基于以下各项的相应强度而执行比较来确定一状态：所述第一邻域点中的一者(即，根据所述第一窗的所述N个点中的一者)、所述第二邻域的对应点(即，根据所述第二窗的所述N个点中的一者)及所述候选血管点。所述方法还可包含合计所述N个状态，且至少部分地基于所述合计状态的值而将所述候选血管点指定为血管点。在一些实施方案中，所述候选血管点与所述第一窗中的第一邻域点之间的几何距离小于所述候选血管点与所述第二窗中的第一邻域点之间的几何距离，其中所述第二窗中的所述第一邻域点对应于所述第一窗中的所述第一邻域点。所述比较可包含测试N个点的所述第一邻域中的所述点的强度是否比所述候选血管点的强度大第一阈值。替代地或另外，所述比较可包含测试N个点的所述第二邻域中的所述对应点的强度是否比所述候选血管点的所述强度大所述第一阈值。确定对应状态可包含在所述两个测试中的任一者为真的情况下将所述状态设定为第一值(例如，逻辑高值或“1”)，且否则将所述状态设定为第二值(例如，逻辑低值或“0”)。在一个实施方案中，合计所述N个状态包含对所述N个状态求和，且指定包含测试所述合计状态的经求和值是否超过选定计数。所述选定计数可为N，或在一些实施方案中可小于N。另一比较可包含测试N个点的所述第一邻域中的任一点的所述强度是否大于第二阈值，及/或测试N个点的所述第二邻域中的所述对应点的所述强度是否大于所述第二阈值。确定所述对应状态可包含在所述两个测试中的任一者为真的情况下将所述状态设定为第二值(例如，逻辑低值或“0”)。在一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实施的方法，其包括：接收包括血管结构的眼睛的至少一部分的图像；识别所述图像中的多个血管点，所述识别包括：(a)选择所述图像中的点作为候选血管点；(b)定义围绕所述候选血管点的第一邻域点；(c)定义围绕所述候选血管点和所述第一邻域点的至少一部分的不同的第二邻域点；(d)通过将第一邻域和第二邻域中的点的各个强度与所述候选血管点的强度比较，确定所述候选血管点的强度是否为血管点，确定所述候选血管点是否为血管点；及至少部分地基于识别的所述血管点生成模板。

【技术特征摘要】
2013.09.16 US 61/878,5881.一种计算机实施的方法，其包括：接收包括血管结构的眼睛的至少一部分的图像；识别所述图像中的多个血管点，所述识别包括：(a)选择所述图像中的点作为候选血管点；(b)定义围绕所述候选血管点的第一邻域点；(c)定义围绕所述候选血管点和所述第一邻域点的至少一部分的不同的第二邻域点；(d)通过将第一邻域和第二邻域中的点的各个强度与所述候选血管点的强度比较，确定所述候选血管点的强度是否为血管点，确定所述候选血管点是否为血管点；及至少部分地基于识别的所述血管点生成模板。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像包括基于图像集的锐化图像。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：对所述图像集中的所述图像求平均以产生平均图像；用高斯拉普拉斯算子LoG核对所述平均图像求卷积，以获得卷积图像；从最大像素值减去所述卷积图像的每一像素，以获得差异图像；及以逐像素方式将所述差异图像与所述平均图像相乘，以获得所述锐化图像。4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：对所述图像集中的所述图像求平均以产生平均图像；及用以不同角度定向的多个伽柏核对所述平均图像求卷积，以获得所述锐化图像。5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述候选血管点是否为血管点包括：基于所述比较，确定对应于所述第一邻域中的多个点的多个状态；及合计所述多个状态，其中至少部分地基于合计的状态将所述候选血管点确定为血管点。6.根据权利要求5所述的方法，其中：所述比较包括：(i)确定所述第一邻域点中的一点的强度是否比所述候选血管点的强度大一阈值量，及(ii)确定如果所述第二邻域点中的一对应点的强度是否比所述候选血管点的强度大所述阈值量；及确定所述多个状态包括：如果比较确定(i)和(ii)中的其中一者为真的情况下，则将对应于所述第一邻域中的所述点和所述第二邻域中的所述对应点的状态设置为第一值，否则将所述状态设置为第二值。7.根据权利要求5所述的方法，其中：合计所述多个状态包括对所述多个状态求和；及确定所述候选血管点是否是血管点包括确定所述合计的状态的经求和值是否超过选择的计数。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述候选血管点是否是血管点包括：如果以下中的至少一者成立：(i)所述第一邻域点中的一点的强度大于一阈值，和(ii)所述第二邻域点中的对应点的强度大于所述阈值，则确定所述候选血管点不是血管点。9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：对所述图像中的多个点执行步骤(a)-(d)；将确定为血管点的每一候选血管点设置为第一值且将其他候选血管点设置为第二值以获得二进制血管图(BVM)。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括通过排除至少一个以下的血管点来减薄BVM：(i)对应于边界的，以及(ii)被设置为第一值的。11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括为多个检测到的所述血管点中的每一者生成至少一个相应的局部图像描述符。12.根据权利要求11所述的方法，其中进一步基于生成的所述局部图像描述符生成所述模板。13.根据权利要求11所述的方法，其中为检测到的血管点生成局部图像描述符包括计算以下各项中的至少一者：(i)环绕所述所检测血管点的图像区域的扩展多半径局部二进制型式的型式直方图，及(ii)环绕所述所检测血管点的图像区域的扩展多半径中心对称局部二进制型式的型式直方图。14.一种系统，其包括：至少一个存储器，其用于存储计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：维卡斯·格特木库拉，R·R·德拉赫沙尼，S·K·萨里帕勒，
申请(专利权)人：眼验股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US