在图像中确定可能代表个体的至少一个手指的至少一个区域的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在手的图像中检测可能含有该手中至少一个指纹的图像区域的方法。
【背景技术】
[0002]从文件W02009/112717中获悉一种在个体的手的图像检测指纹的方法，该图像在进行中获得，不与手接触。在该方法中，为了在图像中标识指纹，使用被投射到手上的发光测试卡，以及然后以所投射的颜色中的一种颜色生成单色图像，以及分析该单色图像来寻找其中指纹的形状特性，例如条纹的局部偏向，条纹的形状/轮廓，气孔(pore)的位置。如果在图像中找到这些特性形状，则获知已标识出代表指纹的图像。
[0003]这种检测方法需要投射特定测试卡，并分析图像来寻找其中代表指纹的特性。因此需要简化在图像中检测指纹的方法。
[0004]发明目的
[0005]本发明的目的是获得一种检测个体的手的至少一个部分的图像中可能含有至少一个指纹的区域的替换方法。
【发明内容】
[0006]为了达到该目的，根据本发明，提出一种检测个体的手的至少一个部分的图像中可能含有至少一个指纹的区域的方法，该方法的必要技术特征在于，其包括:
[0007]a)在光学传感器的辅助下并且在不接触手的情况下获取该手的至少一个照明部分的图像的步骤；
[0008]b)在获取的图像中确定多个区域的步骤，每个区域从而被确定为该获取的图像的点的连续区域，其中每个点均展现出大于或等于为该区域的确定所选择的发光强度阈值的发光强度水平；
[0009]c)从所确定的区域中选择可能代表手指的至少一处指纹的区域的第一选择步骤，该选择在第一种类型的至少一个过滤准则的辅助下执行，该至少一个过滤准则选自手指形状标识准则和/或指纹标准纹理标识准则和/或手指标准颜色标识准则。
[0010]获取的图像由多个也被称为像素的并列点构成。
[0011]为了确定区域，使用该区域的各点间共享的公共特性，在这种情况下:
[0012]-该区域中每个点的发光强度的固有水平均大于或等于选定的强度阈值；以及
[0013]-该区域中每个点与该区域中的至少一个其他点相接触/相邻接。
[0014]“点的连续区域”的表述意味着该区域仅由与至少一个其他点相接触的点组成。
[0015]如果第一点展现出大于或等于该选定的发光强度阈值的固有发光强度水平，但不与任何其他展现出大于或等于该选定的发光强度阈值的固有发光强度水平的点相邻接/相毗邻，则将该第一点从包含该第一点的区域中排除。
[0016]根据本发明的方法中使用的用于确定区域的原理类似于在所谓的分水岭(watershed)分割算法中使用的原理。这些分水岭分割算法在与图像中的指纹的标识相差较远的其他技术领域中使用。通常，在区域确定步骤中确定的区域在外侧由所谓的分水岭线划界。
[0017]根据本发明的方法使得可以在获取的图像内利用获取的图像上的采用发光强度偏差变化，该发光强度变化在特定给定手指的指纹中心更显著，而随着移向该手指的边缘而变弱。发光强度偏差变化的这种属性与手指的伪圆柱形形状有关相联系。在光学传感器的辅助下且在不接触该手的情况下获得一个伪圆柱形形状的被照明的该手指的图像时，观察到:发光强度变化的这种属性在获取的摄影图像的包含该手指的摄影图像的区域中观察到发光强度偏差的这种属性是可见的。根据本发明的方法在获得的图像中搜索展现出形成的点的连续区域由相邻的点形成的点的连续区域，并且具有大于或等于该选定的强度阈值的固有发光强度水平的的相邻点的区域。由此，对于每个选定的强度阈值，检测到高发光强度的区域，其最可能是包含至少手指顶部的区域，并且因此是最有可能包含/代表至少一处指纹的区域。
[0018]根据本发明的方法从计算上来看在计算方面不昂贵，但极大减轻在空中在进行中(on the fly)在获取的手的图像中定位指纹的工作量。它进一步使得不需要在图像的部分中几乎不含有任何形状特定的部分中可以不需要寻找所述部分中很少包含的指纹的形状特性(条纹、旋绕)。由于利用根据本发明的方法，寻找对指纹定位向的搜索涉及图像中的在指纹标识过程中具有顶端的最大可能性的区域。该方法由此允许节省计算时间和资源。
[0019]为了理解本发明，术语“不接触”意味着手指远离易于使其变形的任何机械夹持/定位元件。实际上，当手指接触到机械元件时，例如扫描仪眼镜或关于光学传感器的用于手指定位的夹子，手指被变形并且此时具有高发光强度的区域很可能对应于该手指的不是可能包含乳突状指纹的区域。
[0020]相应地，本发明的方法在不接触的情况下执行，也就是说，在手指既不被夹持以便关于光学获取元件定位也不与任何机械元件相接触放置时。换句话说，根据本发明的方法通过在进行中获取手指图像来实现，同时手指能够关于光学传感器在三维中具有相对移动。
[0021]根据本发明的方法实现起来尤其符合现实，由于它在图像获取过程中不需要经过机械止动来定位手指。
[0022]在已经瞄准所确定的可能包含指纹的区域后，本方法在用于从所确定的区域中选择可能代表手指的至少一处指纹的区域的第一选择步骤期间细化此瞄准。
[0023]该选择在第一种类型的至少一个过滤准则的辅助下执行，该至少一个过滤准则选自手指形状标识准则和/或指纹标准纹理标识准则和/或手指标准颜色标识准则。
[0024]在该第一过滤步骤中没有被选定的区域在该方法其他步骤中不再保留，由此使得可能瞄准最可能包含指纹的区域。
[0025]手指形状标识准则包括保留伸长形的并且从而可能代表指纹轮廓的所确定的区域。实际上，指纹的一般形状是长于其宽的。
[0026]因此，该准则包括保留长宽比大于阈值的区域。例如将区域的长度限定为其长度沿着其主轴且其宽度沿着垂直于其主轴的轴。
[0027]基于指纹纹理类型的标识准则包括在所确定的区域内搜索指纹纹理的存在，也就是说，包含气孔和/或限定弧形和/或环和/或螺旋线的细长线的图像区域。
[0028]在本方法的一个优选模式中，位于最小强度阈值和最大强度阈值之间的一发光强度阈值集合被选定，并且在获取的图像中确定多个区域的步骤在该阈值集合中的每一个阈值的辅助下执行，然后存储用该阈值集合中的每一个阈值确定的获取的图像的该多个区域。
[0029]利用该集合的各种被选中的阈值，获得获取图像的各自可能代表手指至少一部分的区域集合。因此，该区域集合包括可能代表同一个手指或若干手指的区域。使用若干阈值使得可能通过选择给定阈值来固定区域检测敏感度。
[0030]在每个选择的阈值，将标识该图像的一个或多个区域，所述一个或多个区域与用其他阈值标识的一个或多个图像区域不同。通过储存用不同阈值确定的所有区域，丰富所捕捉的图像中可能包含/代表至少一个手指的可能区域集合。通过对图像系统化和均一化的处理从而使得标识图像区域的工作变得简单，其结果是可能代表指纹的所瞄准的区域列表。搜索指纹的工作因此可被限定于在该区域集合中确定并存储的区域的一部分。从而避免在所述图像的所确定/枚举的区域之外的部分中搜索指纹的存在，并从而限制在获取的图像中标识指纹所需要的计算量。<