一種虹膜水印的生成方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種虹膜水印生成方法及裝置，包括從原始虹膜圖像I中確定虹膜區域，得到虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu和圓形外邊緣輪廓Cir；確定采樣角度范圍θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數n和橫向采樣點個數m，計算采樣初始角度α；根據采樣初始角度α、采樣角度范圍θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數n和橫向采樣點個數m，在原始虹膜圖像I上確定矩形判別區域A；在矩形判別區域A上檢測邊緣，進行遮擋物判斷，并更新采樣起始角度α；選定不存在遮擋物的矩形判別區域A，生成采樣圖像I′；對采樣圖像I′進行編碼，生成虹膜特征矩陣F，進而得到虹膜水印W。有效解決遮擋問題，實現水印容量的自適應控制；輸出結果可直接作為虹膜水印，更好地滿足不同水印算法的需求。

【技術實現步驟摘要】
—種虹膜水印的生成方法及裝置
本專利技術屬于圖像處理
，涉及虹膜水印的生成方法及裝置，可用于數字水印領域中提取虹膜圖像特征，自適應地生成滿足不同容量需求的水印。
技術介紹
今天，伴隨著數字技術的日新月異，數字圖像以其易于獲取、處理與存儲等優勢，已廣泛應用于工業、醫學、軍事和航天航空等國民經濟的各個領域。而隨著“數字化”與“網絡化”進程的不斷推進，數字媒體的版權保護與內容認證已迫在眉睫。針對這一問題，數字水印技術應運而生，成為近年來備受關注的前沿研究領域。它首先利用人類感知及數字圖像自身冗余，通過數字內嵌的方式將版權認證等信息作為水印隱藏到宿主圖像中；然后，通過對水印的檢測與分析，可以確定版權所有者、認證圖像真實性以及跟蹤侵權行為等。雖然研究者們已經提出了各種面向不同應用的水印方法，但是許多方法仍然以無意義的二進制序列作為水印，不能為版權所有者身份的有效鑒別提供更為可靠的保障。特別是，隨著現代通信技術的飛速發展和計算機互聯網技術的迅速普及，生物認證作為一種準確而且可靠的認證識別技術得到廣泛的應用。2013年I月11日，《人民網》發表評論文章“生物識別:用身份密碼辨別你”，指出虹膜等生物識別技術在人類社會中的應用有助于全面提高人們生活的安全系數，提升人與人互信的基礎。因此，有必要研究可以與用戶身份有直接聯系的方法來確保水印本身的安全性。文獻“范科峰，莫瑋，裴慶祺，王占武，趙新華.一種基于虹膜水印的數字圖像內容認證系統.西安電子科技大學學報(自然科學版)，34(1): 115-121，2007”將虹膜圖像與水印相結合設計了一種圖像認證系統。雖然該方法克服了一般二進制序列作為水印的無意義性，但其虹膜水印的生成過程復雜，限制了其在實際中的應用。Masek等人在文獻“MasekL.Recognition of human iris patternsfor biometric identification.Bachelor’s degree thesis,The University of WesternAustralia, 2003”中提出了一種基于虹膜的生物認證方法，但該方法存在以下三方面的不足使其不能用于生成虹膜水印:(I)它從整個虹膜圖像中進行采樣，生成固定大小的特征碼，不能滿足水印容量的不同需求；(2)針對存在眼皮、睫毛遮擋的虹膜圖像，它未能精細地消除遮擋物的影響；(3)它需要利用掩膜圖像進行二次處理才能得到特征碼，輸出方式復雜。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對上述已有技術存在的不足，提出一種虹膜水印的生成方法及裝置，以更有效地去除眼皮、睫毛遮擋的影響，提取虹膜圖像特征，自適應地生成滿足不同容量需求的虹膜水印。為達上述目的，本專利技術提供了一種虹膜水印生成方法，包括如下步驟:I)、從原始虹膜圖像I中確定虹膜區域，得到虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu和圓形外邊緣輪廓CiP圓形內邊緣輪廓Cpu的圓心為(xpu, ypu)，半徑為rpu ;圓形外邊緣輪廓Ch的圓心為(xit.，yir)，半徑為由圓形外邊緣輪廓k和圓形內邊緣輪廓Cpu所確定的環形區域即為虹膜區域；2)、確定采樣角度范圍Θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數η和橫向采樣點個數m，計算采樣初始角度α = (3π-θ)/2，其中，O < Θ ≤Ji/2,0 < ε≤1，m為正整數，η為正整數；3)、根據采樣初始角度α、采樣角度范圍Θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數η和橫向采樣點個數m，在原始虹膜圖像I上確定矩形判別區域A ;4)、在矩形判別區域A上檢測邊緣，進行遮擋物判斷，并更新采樣起始角度α ；5)、選定不存在遮擋物的矩形判別區域Α，生成采樣圖像I'；6)、對采樣圖像I'進行編碼，生成虹膜特征矩陣F，進而得到虹膜水印W。上述步驟I)具體包括以下子步驟:1.1)使用Canny邊緣算子對原始虹膜圖像I進行邊緣檢測，得到邊緣圖像C ;1.2)在邊緣圖像C中，利用Hough變換提取虹膜區域的圓形外邊緣輪廓其圓心為(Xir, yir)，半徑為L ；1.3)在由虹膜區域的圓形外邊緣輪廓Cu所確定的外圓內，利用Hough變換提取虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu，其圓心為(Xpu，ypu)，半徑為rpu，這里由圓形外邊緣輪廓Q和圓形內邊緣輪廓Cpu所確定的環形區域即為虹膜區域。上述步驟3)具體包括以下子步驟:3.1)根據橫向采樣點個數m生成采樣角度序列Ω = {ω1； ω2,…com}，其中第i個采樣角度Oi的計算公式如下:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種虹膜水印生成方法，其特征在于，包括如下步驟：1)、從原始虹膜圖像I中確定虹膜區域，得到虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu和圓形外邊緣輪廓Cir，圓形內邊緣輪廓Cpu的圓心為(xpu,ypu)，半徑為rpu；圓形外邊緣輪廓Cir的圓心為(xir,yir)，半徑為rir，由圓形外邊緣輪廓Cir和圓形內邊緣輪廓Cpu所確定的環形區域即為虹膜區域；2)、確定采樣角度范圍θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數n和橫向采樣點個數m，計算采樣初始角度α＝(3π?θ)/2，其中，0＜θ≤π/2，0＜ε≤1，m為正整數，n為正整數；3)、根據采樣初始角度α、采樣角度范圍θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數n和橫向采樣點個數m，在原始虹膜圖像I上確定矩形判別區域A；4)、在矩形判別區域A上檢測邊緣，進行遮擋物判斷，并更新采樣起始角度α；5)、選定不存在遮擋物的矩形判別區域A，生成采樣圖像I′；6)、對采樣圖像I′進行編碼，生成虹膜特征矩陣F，進而得到虹膜水印W。

【技術特征摘要】
1.一種虹膜水印生成方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)、從原始虹膜圖像I中確定虹膜區域，得到虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu和圓形外邊緣輪廓CiP圓形內邊緣輪廓Cpu的圓心為(xpu, ypu),半徑為rpu ;圓形外邊緣輪廓Ck的圓心為Um Yir)，半徑為由圓形外邊緣輪廓Q和圓形內邊緣輪廓Cpu所確定的環形區域即為虹膜區域； 2)、確定采樣角度范圍Θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數η和橫向采樣點個數m，計算采樣初始角度α = (3π-θ)/2，其中，O < Θ ( Ji/2,0 < ε≤1，m為正整數，η為正整數； 3)、根據采樣初始角度α、采樣角度范圍Θ、采樣寬度比例系數ε、縱向采樣點個數η和橫向采樣點個數m，在原始虹膜圖像I上確定矩形判別區域A ; 4)、在矩形判別區域A上檢測邊緣，進行遮擋物判斷，并更新采樣起始角度α； 5)、選定不存在遮擋物的矩形判別區域Α，生成采樣圖像I'； 6)、對采樣圖像進行編碼，生成虹膜特征矩陣F，進而得到虹膜水印W。2.如權利要求1所述的虹膜水印生成方法，其特征在于，所述步驟I)具體包括以下子步驟:1.1)使用Canny邊緣算子對原始虹膜圖像I進行邊緣檢測，得到邊緣圖像C ； 1.2)在邊緣圖像C中，利用Hough變換提取虹膜區域的圓形外邊緣輪廓Cy其圓心為(xir, yir)，半徑為 rir ； 1.3)在由虹膜區域的圓形外邊緣輪廓Ch所確定的外圓內，利用Hough變換提取虹膜區域的圓形內邊緣輪廓Cpu，其圓心為(Xpu，ypu)，半徑為rpu，這里由圓形外邊緣輪廓Cir和圓形內邊緣輪廓Cpu所確定的環形區域即為虹膜區域。3.如權利要求1所述的虹膜水印生成方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括以下子步驟:3.1)根據橫向采樣點個數m生成采樣角度序列Ω = {ω1； ω2，…ωπ}，其中第i個采樣角度的計算公如下: 4.如權利要求1所述的虹膜水印生成方法，其特征在于，所述步驟4)的具體過程是:4.1)在矩形判別區域A中利用Canny邊緣算子進行邊緣檢測，得到判別區域邊緣圖像A'； 4.2)在判別區域邊緣圖像A'中進行Radon變換，得到Radon變換矩陣AR ； 4.3)將Radon變換矩陣AR中的最大值與閾值τ進行比較，其中τ = (S^S1)/3，S1與Sr分別是矩形判別區域A中左上角與右下角的橫坐標； 4.4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安玲玲，尹廣學，吳卿，高新波，萬波，王泉，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，西安電子科技大學昆山創新研究院，
類型：發明
國別省市：陜西;61