BR122018007964B1 - METHOD IMPLEMENTED BY COMPUTER AND SYSTEM - Google Patents

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BR122018007964B1 BR122018007964-9A BR122018007964A BR122018007964B1 BR 122018007964 B1 BR122018007964 B1 BR 122018007964B1 BR 122018007964 A BR122018007964 A BR 122018007964A BR 122018007964 B1 BR122018007964 B1 BR 122018007964B1
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Sashi K. Saripalle
Vikas Gottemukkula
Reza R. Derakhshani
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Abstract

MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR E SISTEMA A presente invenção refere-se à inscrição biométrica e técnicas de verificação para regiões ocular-vascular, periocular e facial. Regiões de imagem periocular podem ser definidas com base nas dimensões de uma região ocular identificada em uma imagem de uma região facial. Descritores de características podem ser gerados para pontos de interesse nas regiões oculares e perioculares usando uma combinação de descritores de característica de histograma padronizado. Métricas de qualidade para as regiões podem ser determinadas com base nos scores de valor de região calculados com base em textura circundando os pontos de interesse. Um processo de correspondência biométrica para cálculo de um score de correspondência com base em regiões oculares e perioculares pode incluir progressivamente regiões perioculares adicionais para obter uma maior certeza de correspondência.COMPUTER AND SYSTEM IMPLEMENTED METHOD The present invention relates to biometric enrollment and verification techniques for ocular-vascular, periocular and facial regions. Periocular image regions can be defined based on the dimensions of an ocular region identified in an image of a facial region. Feature descriptors can be generated for points of interest in the ocular and periocular regions using a combination of standardized histogram feature descriptors. Quality metrics for regions can be determined based on region value scores calculated based on texture surrounding points of interest. A biometric matching process for calculating a match score based on ocular and periocular regions may progressively include additional periocular regions to achieve greater match certainty.

Description

[0001] Dividido do BR112018004755-4 depositado em 09/09/2016.[0001] Split from BR112018004755-4 deposited on 09/09/2016.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADOCROSS REFERENCE TO RELATED ORDER

[0002] O presente pedido reivindica prioridade para e o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. 62/217.660, depositado em 11 de setembro de 2015 e intitulado “Image Enhancement, Quality Metrics, Feature Extraction, Information Fusion, Pose Estimation and Compensation, and Template Updates for Biometric Systems”, cuja totalidade é aqui incorporada a título de referência.[0002] The present application claims priority to and the benefit of U.S. Provisional Patent Application 62/217,660, filed on September 11, 2015 and entitled “Image Enhancement, Quality Metrics, Feature Extraction, Information Fusion, Pose Estimation and Compensation, and Template Updates for Biometric Systems”, the entirety of which is incorporated herein by reference.

ANTECEDENTESBACKGROUND

[0003] A presente invenção refere-se a à autenticação biométrica e, mais especificamente, a sistemas e métodos para melhora de imagem, métrica de qualidade, extração de característica e fusão de informação para sistemas biométricos de região múltipla (subocular até face) ou baseados em outra imagem.[0003] The present invention relates to biometric authentication and, more specifically, to systems and methods for image enhancement, quality metrics, feature extraction and information fusion for multiple region biometric systems (subocular to face) or based on another image.

[0004] Sistemas biométricos podem ser usados para autenticar a identidade de um indivíduo para ou garantir ou negar acesso a um recurso. Por exemplo, scanners de imagem podem ser usados por um sistema de segurança biométrico para identificar um indivíduo com base em estruturas únicas na face do indivíduo, por exemplo, no olho do indivíduo e suas regiões circundantes. Dados biométricos capturados de um indivíduo, tais como aqueles capturados durante um processo de inscrição, podem ser armazenados como um modelo que é usado para verificar a identidade do indivíduo uma próxima vez. Tecnologia de varredurabiométrica se beneficiaria, no entanto, de técnicas aperfeiçoadas ao usar características perioculares ao invés de ou em adição a características oculares para inscrição e verificação.[0004] Biometric systems can be used to authenticate an individual's identity to either grant or deny access to a resource. For example, image scanners may be used by a biometric security system to identify an individual based on unique structures on the individual's face, e.g., the individual's eye and its surrounding regions. Biometric data captured from an individual, such as that captured during an enrollment process, can be stored as a template that is used to verify the individual's identity a next time. Biometric scanning technology would benefit, however, from improved techniques when using periocular features instead of or in addition to ocular features for enrollment and verification.

BREVE SUMÁRIOBRIEF SUMMARY

[0005] Sistemas e métodos se relacionando a técnicas biométricas aplicáveis a regiões ocular-vascular, periocular e facial são revelados. Em um aspecto, um método implementado por computador compreende as etapas de: recebimento de uma imagem de uma região facial de um usuário, a região facial incluindo um olho e uma área circundando o olho; processamento da imagem para definir uma região de imagem ocular incluindo pelo menos uma porção do olho na imagem da região facial; definição de uma pluralidade de regiões de imagem periocular cada uma incluindo pelo menos uma porção da área circundando o olho na imagem da região facial, onde as regiões perioculares são definidas com base em dimensões da região ocular definida; cálculo de um ou mais scores de correspondência biométrica com base na região de imagem ocular e pelo menos uma das regiões perioculares; e designação da imagem da região facial como autêntica ou não autêntica com base no um ou mais scores de correspondência biométrica.[0005] Systems and methods relating to biometric techniques applicable to ocular-vascular, periocular and facial regions are disclosed. In one aspect, a computer-implemented method comprises the steps of: receiving an image of a facial region of a user, the facial region including an eye and an area surrounding the eye; processing the image to define an eye image region including at least a portion of the eye in the image of the facial region; defining a plurality of periocular image regions each including at least a portion of the area surrounding the eye in the facial region image, wherein the periocular regions are defined based on dimensions of the defined ocular region; calculating one or more biometric matching scores based on the ocular image region and at least one of the periocular regions; and designating the image of the facial region as authentic or inauthentic based on one or more biometric matching scores.

[0006] Em uma modalidade, a pluralidade de regiões de imagem periocular compreende pelo menos quatro regiões de imagem periocular. As pelo menos quatro regiões de imagem periocular podem compreender uma região de imagem periocular disposta abaixo da região de imagem ocular, uma região de imagem periocular disposta à direita da região de imagem ocular, uma região de imagem periocular disposta à esquerda da região de imagem ocular e uma região de imagem periocular disposta acima da região de imagem ocular.[0006] In one embodiment, the plurality of periocular imaging regions comprises at least four periocular imaging regions. The at least four periocular imaging regions may comprise a periocular imaging region disposed below the ocular imaging region, a periocular imaging region disposed to the right of the ocular imaging region, a periocular imaging region disposed to the left of the ocular imaging region. and a periocular imaging region disposed above the ocular imaging region.

[0007] Definição da pluralidade de regiões de imagem periocular pode compreender definição de uma região de imagem periocular inferior disposta abaixo da região de imagem ocular, a região de imagem periocular inferior tendo uma largura substancialmente igual a uma largura da largura da região de imagem ocular e uma altura na faixa de 10% a 300% de uma altura da região de imagem ocular. Definição da pluralidade de regiões de imagem periocular pode também compreender definição de uma região de imagem periocular direita disposta à direita da região de imagem ocular, a região de imagem periocular direita tendo uma largura na faixa de 10% a 80% de uma largura da região de imagem ocular e uma altura de 120% a 550% de uma altura da região de imagem ocular. Definição da pluralidade de regiões de imagem periocular pode compreender ainda definição de uma região de imagem periocular esquerda dispostaà esquerda da região de imagem ocular, a região de imagem periocular esquerda tendo uma largura na faixa de 10% a 50% de uma largura da região de imagem ocular e uma altura de 120% a 550% de uma altura da região de imagem ocular. Definição da pluralidade de regiões de imagem periocular pode também compreender definição de uma região de imagem periocular superior disposta acima da região de imagem ocular, a região de imagem periocular superior tendo uma largura substancialmente igual a uma largura da região de imagem ocular e uma altura na faixa de 10% a 150% de uma altura da região de imagem ocular.[0007] Defining the plurality of periocular imaging regions may comprise defining a lower periocular imaging region disposed below the ocular imaging region, the lower periocular imaging region having a width substantially equal to a width of the width of the ocular imaging region. and a height in the range of 10% to 300% of a height of the ocular imaging region. Defining the plurality of periocular imaging regions may also comprise defining a right periocular imaging region disposed to the right of the ocular imaging region, the right periocular imaging region having a width in the range of 10% to 80% of a width of the region. of an ocular image region and a height of 120% to 550% of a height of the ocular image region. Defining the plurality of periocular imaging regions may further comprise defining a left periocular imaging region disposed to the left of the ocular imaging region, the left periocular imaging region having a width in the range of 10% to 50% of a width of the ocular imaging region. eye image and a height of 120% to 550% of a height of the eye image region. Defining the plurality of periocular imaging regions may also comprise defining an upper periocular imaging region disposed above the ocular imaging region, the upper periocular imaging region having a width substantially equal to a width of the ocular imaging region and a height at the range from 10% to 150% of a height of the ocular imaging region.

[0008] Em uma outra modalidade, cálculo do um ou mais scores de correspondência biométrica compreende: cálculo de um primeiro score de correspondência biométrica com base na região de imagem ocular e um modelo de inscrição ocular; e em resposta à determinação que o primeiro score de correspondência biométrica não satisfaz um primeiro limiar de correspondência, cálculo de um segundo score de correspondência biométrica com base na região de imagem ocular, uma primeira das regiões de imagem periocular, no modelo de inscrição ocular e um modelo de inscrição periocular. Cálculo do um ou mais scores de correspondência biométrica pode compreender ainda, em resposta à determinação que o segundo score de correspondência biométrica não satisfaz um segundo limiar de correspondência, cálculo de um ou mais scores de correspondência biométrica adicionais ao incluir iterativamente mais das regiões de imagem periocular no cálculo de scores de correspondência biométrica adicionais até que ou um score de correspondência biométrica adicional particular satisfaça um limiar de correspondência correspondente ou quaisquer regiões de imagem periocular adicionais estejam disponíveis para inclusão. A pluralidade de regiões de imagem periocular pode ser classificada com base pelo menos em capacidade e/ou qualidade discriminativa e as regiões de imagem periocular adicionais podem ser iterativamenteincluídas com base nas respectivas classificações das regiões de imagem periocular adicionais. Uma ou mais da pluralidade de regiões de imagem periocular podem ser divididas em sub-regiões com base em uma ou mais características faciais derivadas das regiões de imagem periocular e as regiões de imagem periocular adicionais podem ser iterativamente incluídas com base em importância de agrupamento ou nas respectivas classificações das regiões de imagem periocular adicionais.[0008] In another embodiment, calculating the one or more biometric matching scores comprises: calculating a first biometric matching score based on the ocular image region and an ocular inscription model; and in response to determining that the first biometric matching score does not satisfy a first matching threshold, calculating a second biometric matching score based on the ocular imaging region, a first of the periocular imaging regions, in the ocular enrollment model, and a periocular enrollment model. Calculation of the one or more biometric match scores may further comprise, in response to determining that the second biometric match score does not satisfy a second match threshold, calculating one or more additional biometric match scores by iteratively including more of the image regions. periocular in calculating additional biometric match scores until either a particular additional biometric match score satisfies a corresponding match threshold or any additional periocular image regions are available for inclusion. The plurality of periocular image regions may be classified based on at least discriminative ability and/or quality, and additional periocular image regions may be iteratively included based on respective classifications of the additional periocular image regions. One or more of the plurality of periocular image regions may be divided into subregions based on one or more facial features derived from the periocular image regions, and additional periocular image regions may be iteratively included based on clustering importance or the respective classifications of additional periocular imaging regions.

[0009] Em uma modalidade adicional, cálculo de um ou mais scores de correspondência biométrica compreende: identificação de um primeiro conjunto de pares de pontos correspondentes com base na região de imagem ocular e um modelo de inscrição; e identificação de um segundo conjunto de pares de pontos correspondentes com base em pelo menos uma das regiões de imagem periocular e no modelo de inscrição. Cálculo do um ou mais scores de correspondência biométrica pode compreender ainda: determinação de um ou mais pontos de correspondência inlier ao entrar com uma combinação dos primeiro e segundo conjuntos de pares de pontos correspondentes em um algoritmo de detecção outlier; determinação que um número dos pontos correspondentesinlier que corresponde à região de imagem ocular satisfaz uma contageminlier ocular mínima; e cálculo de um score de correspondência biométrica particular com base pelo menos em parte nos pontos corres-pondentesinlier. A contagem inlier ocular mínima pode ser igual a 3.[0009] In an additional embodiment, calculating one or more biometric matching scores comprises: identifying a first set of matching point pairs based on the ocular image region and an inscription template; and identifying a second set of corresponding point pairs based on at least one of the periocular image regions and the inscription template. Calculation of the one or more biometric match scores may further comprise: determining one or more inlier match points by entering a combination of the first and second sets of matching point pairs into an outlier detection algorithm; determining that a number of the corresponding inlier points corresponding to the ocular image region satisfies a minimum ocular inlier count; and calculating a particular biometric matching score based at least in part on the lower corresponding points. The minimum ocular inlier count can be equal to 3.

[0010] Em ainda uma outra modalidade, cálculo do um ou mais scores de correspondência biométrica compreende ainda: determinação de um ou mais primeiros pontos de correspondência inlier ao entrar o primeiro conjunto de pares de pontos correspondentes em um algoritmo de detecção outlier; determinação de um ou mais segundos pontos correspondentesinlier ao entrar com o segundo conjunto de pares de pontos correspondentes em um algoritmo de detecção outlier; e cálculo de um score de correspondência biométrica particular com base pelo menos em parte em uma saída de um algoritmo de detecção outlier usando uma combinação dos primeiro e segundo pontos correspondentes inlier como entrada. Cálculo do um ou mais scores de correspondência bio- métrica pode compreender ainda determinação que um número de pontos correspondentes inlier, obtidos da saída do algoritmo de detecção outlier, que correspondem à região de imagem ocular satisfaz uma contageminlier ocular mínima. A contagem inlier ocular mínima pode ser igual a 3.[0010] In yet another embodiment, calculating the one or more biometric matching scores further comprises: determining one or more first inlier matching points by entering the first set of pairs of matching points into an outlier detection algorithm; determining one or more second corresponding inlier points by entering the second set of corresponding point pairs into an outlier detection algorithm; and calculating a particular biometric matching score based at least in part on an output of an outlier detection algorithm using a combination of the first and second inlier matching points as input. Calculation of the one or more biometric matching scores may further comprise determining that a number of corresponding inlier points, obtained from the output of the outlier detection algorithm, that correspond to the ocular image region satisfy a minimum ocular inlier count. The minimum ocular inlier count can be equal to 3.

[0011] Em um outro aspecto, um método implementado por computador compreende as etapas de: recebimento de uma imagem de uma região facial de um usuário; a região facial incluindo um olho e uma área circundando o olho; processamento da imagem para: (i) definir uma região de imagem ocular incluindo pelo menos uma porção do olho na imagem da região facial e (ii) definir uma ou mais regiões de imagem periocular cada uma incluindo pelo menos uma porção da área circundando o olho na imagem da região facial; identificação de uma pluralidade de pontos de interesse em pelo menos uma da região de imagem ocular e da uma ou mais regiões de imagem periocular; gerar, para cada ponto de interesse, um descritor de característica com base em uma combinação de uma pluralidade de descritores de característica de histograma padronizado; e armazenamento dos descritores de característica gerados em um modelo biométrico.[0011] In another aspect, a computer-implemented method comprises the steps of: receiving an image of a user's facial region; the facial region including an eye and an area surrounding the eye; image processing to: (i) define an ocular image region including at least a portion of the eye in the facial region image and (ii) define one or more periocular image regions each including at least a portion of the area surrounding the eye in the image of the facial region; identifying a plurality of points of interest in at least one of the ocular imaging region and the one or more periocular imaging regions; generating, for each point of interest, a feature descriptor based on a combination of a plurality of standardized histogram feature descriptors; and storing the characteristic descriptors generated in a biometric model.

[0012] Em uma modalidade, processamento da imagem compreende melhora de pelo menos uma porção da imagem usando padrão Gabor de gradiente local (LGGP). Melhora de pelo menos uma porção da imagem usando LGGP pode compreender: cálculo, em cada uma de uma pluralidade de ângulos, de uma imagem de fase Gabor para a pelo menos uma porção da imagem, agregamento das imagens de fase Gabor calculada para formar uma imagem de fase Gabor combinada; cálculo, em cada um de uma pluralidade de ângulos, de um gradiente local da imagem de fase Gabor combinada; e retenção de um valor máximo de cada gradiente local para formar uma imagem melhorada.[0012] In one embodiment, image processing comprises enhancing at least a portion of the image using local gradient Gabor pattern (LGGP). Enhancement of at least a portion of the image using LGGP may comprise: calculating, at each of a plurality of angles, a Gabor phase image for the at least a portion of the image, aggregating the computed Gabor phase images to form an image combined Gabor phase; calculating, at each of a plurality of angles, a local gradient of the combined Gabor phase image; and retaining a maximum value of each local gradient to form an improved image.

[0013] Um descritor de característica de histograma padronizado particular pode compreender um histograma padronizado de padrões binários locais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-LBP), um histograma padronizado de padrões binários locais simétricos centrais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-CSLBP) ou um histograma padronizado de padrões ternários locais de raios múltiplos estendidos (PH- EMR-LTP). Geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular pode compreender geração de um descritor de característica PH-EMR-LBP através de: definição de uma região de imagem compreendendo o ponto de interesse particular; cálculo de uma pluralidade de códigos de padrão binário local (LBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LBP de raios múltiplos (MR-LBP); divisão da imagem MR-LBP em uma pluralidade de sub-regiões; derivação de uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-LBP dentro de cada sub-região; e combinação da pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-LBP. Geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular pode compreender geração de um descritor de característica PH-EMR-CSLBP através de: definição de uma região de imagem compreendendo o ponto de interesse particular; cálculo de uma pluralidade de códigos de padrão binário local simétrico central (CSLBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem CSLBP de raios múltiplos (MR-CSLBP); divisão da imagem MR-LPB em uma pluralidade de sub-regiões; derivação de uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR- CSLBP dentro de cada sub-região; e combinação da pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-CSLBP. Geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular pode compreender geração de um descritor de característica PH- EMR-LTP através de: definição de uma região de imagem compreendendo o ponto de interesse particular; cálculo de uma pluralidade de códigos de padrão ternário local (LTP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LTP de raios múltiplos (MR-LTP); divisão da imagem MR-LBP em uma pluralidade de sub-regiões; derivação de uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-LTP dentro de cada sub-região; e combinação da pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-LTP.[0013] A particular standardized histogram feature descriptor may comprise a standardized histogram of extended multi-ray local binary patterns (PH-EMR-LBP), a standardized histogram of extended multi-ray central symmetric local binary patterns (PH-EMR- CSLBP) or a standardized histogram of extended multi-ray local ternary patterns (PH-EMR-LTP). Generation of the feature descriptor for a particular point of interest may comprise generating a PH-EMR-LBP feature descriptor by: defining an image region comprising the particular point of interest; calculating a plurality of local binary pattern (LBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LBP (MR-LBP) image; division of the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LBP feature descriptor. Generation of the feature descriptor for a particular point of interest may comprise generating a PH-EMR-CSLBP feature descriptor by: defining an image region comprising the particular point of interest; calculating a plurality of central symmetric local binary pattern (CSLBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray CSLBP image (MR-CSLBP); division of the MR-LPB image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-CSLBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-CSLBP feature descriptor. Generation of the feature descriptor for a particular point of interest may comprise generating a PH-EMR-LTP feature descriptor by: defining an image region comprising the particular point of interest; calculating a plurality of local ternary pattern (LTP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LTP (MR-LTP) image; division of the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LTP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LTP feature descriptor.

[0014] Em uma outra modalidade, geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular compreende: cálculo de um descritor de característica PH-EMR-LBP, descritor de característica PH- EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR-LTP para o ponto de interesse particular; e combinação do descritor de característica PH- EMR-LBP, descritor de característica PH-EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR-LTP para formar um descritor de característica combinado.Geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular pode compreender ainda aplicação de uma análise de variância para o descritor de caraterística combinado para formar um descritor de característica principal compreendendo um subconjunto de características do descritor de característica combinado. Geração do descritor de característica para um ponto de interesse particular pode compreender ainda realização de redução de dimensionalidade no descritor de característica principal para formar o descritor de característica para o ponto de interesse particular.[0014] In another embodiment, generating the feature descriptor for a particular point of interest comprises: calculating a PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR feature descriptor -LTP for the particular point of interest; and combining the PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR-LTP feature descriptor to form a combined feature descriptor. Generation of the feature descriptor for a particular point of interest may further comprise applying an analysis of variance to the combined feature descriptor to form a main feature descriptor comprising a subset of features of the combined feature descriptor. Generating the feature descriptor for a particular point of interest may further comprise performing dimensionality reduction on the main feature descriptor to form the feature descriptor for the particular point of interest.

[0015] Em uma modalidade adicional, na geração de um descritor de característica de histograma padronizado particular, descritores de característica de padrão binário local ou padrão ternário local são calculados usando uma vizinhança definida por um quadrado com ou sem cantos.[0015] In a further embodiment, in generating a particular standardized histogram feature descriptor, local binary pattern or local ternary pattern feature descriptors are calculated using a neighborhood defined by a square with or without corners.

[0016] Em um outro aspecto, um método implementado por computador compreende as etapas de: recebimento de uma imagem de uma região facial de um usuário, a região facial incluindo um olho e uma área circundando o olho; definição de uma região de imagem ocular incluindo pelo menos uma porção do olho na imagem da região facial; definição de uma ou mais regiões de imagem periocular cada uma incluindo pelo menos uma porção da área circundando o olho na imagem da região facial; identificação de uma pluralidade de pontos de interesse em pelo menos uma da região de imagem ocular e na uma ou mais regiões de imagem periocular; cálculo, para cada ponto de interesse, de um valor de região para textura circundando o ponto de interesse; e determinação de pelo menos uma métrica de qualidade para pelo menos uma porção da imagem da região facial com base nos pontos de interesse e nos respectivos valores de região calculados.[0016] In another aspect, a computer-implemented method comprises the steps of: receiving an image of a facial region of a user, the facial region including an eye and an area surrounding the eye; defining an eye image region including at least a portion of the eye in the image of the facial region; defining one or more periocular image regions each including at least a portion of the area surrounding the eye in the image of the facial region; identifying a plurality of points of interest in at least one of the ocular imaging region and in the one or more periocular imaging regions; calculating, for each point of interest, a region value for texture surrounding the point of interest; and determining at least one quality metric for at least a portion of the facial region image based on the points of interest and respective calculated region values.

[0017] Em uma modalidade, cálculo do valor de região para um ponto de interesse particular compreende: cálculo de pelo menos um padrão binário (BP) local em uma vizinhança de formato quadrado para o ponto de interesse particular; e cálculo de pelo menos um BP para um ou mais pontos de compensação do ponto de interesse particular. Cálculo do valor de região para o ponto de interesse particular pode compreender ainda ajuste do valor de região para uma média de valores de região calculados para o ponto de interesse particular e uma pluralidade de pontos de compensação. Cálculo de pelo menos um BP para o ponto de interesse particular pode compreender cálculo de uma pluralidade de BPs, cada um tendo uma vizinhança diferente, para o ponto de interesse particular, e cálculo de pelo menos um BP para os pontos de compensação pode compreender cálculo de uma pluralidade de BPs, cada um tendo uma vizinhança diferente, para cada ponto de compensação. Cálculo da pluralidade de BPs para um ponto de interesse ou ponto de compensação particular pode compreender: redução da pluralidade de BPs para um Padrão Binário de Ruído (NBP); e criação de um padrão binário geral (genBP) a partir do NBP. Cálculo de uma pluralidade de BPs para um ponto de interesse ou ponto de compensação particular pode compreender ainda: criação de um padrão ponderado H a partir do genBP; e cálculo de um valor de região para o ponto de interesse ou ponto de compensação particular como: onde L compreende um comprimento máximo de zeros contínuos no genBP. Os pontos de compensação podem compreender uma pluralidade de localizações de pixel uniformemente mudadas em direções diferentes do ponto de interesse particular.[0017] In one embodiment, calculating the region value for a particular point of interest comprises: calculating at least one local binary pattern (BP) in a square-shaped neighborhood for the particular point of interest; and calculating at least one BP for one or more offset points of the particular point of interest. Calculating the region value for the particular point of interest may further comprise adjusting the region value to an average of region values calculated for the particular point of interest and a plurality of offset points. Calculating at least one BP for the particular point of interest may comprise calculating a plurality of BPs, each having a different neighborhood, for the particular point of interest, and calculating at least one BP for the offset points may comprise calculating of a plurality of BPs, each having a different neighborhood, for each compensation point. Calculating the plurality of BPs for a particular point of interest or compensation point may comprise: reducing the plurality of BPs to a Noise Binary Pattern (NBP); and creating a general binary standard (genBP) from the NBP. Calculating a plurality of BPs for a particular point of interest or compensation point may further comprise: creating an H-weighted pattern from the genBP; and calculating a region value for the particular point of interest or compensation point as: where L comprises a maximum length of continuous zeros in genBP. The compensation points may comprise a plurality of uniformly shifted pixel locations in directions other than the particular point of interest.

[0018] Em uma outra modalidade, determinação da métrica de qualidade compreende: criação de uma lista ordenada dos pontos de interesse com base nos respectivos valores de região dos pontos de interesse; e cálculo das distâncias entre pontos de interesse consecutivos na ordem listada. Determinação da métrica de qualidade pode compreender ainda cálculo da métrica de qualidade como: onde p compreende o número de pontos de interesse, sn compreende o valor de região calculado para ponto de interesse n, swn compreende um índice ponderado para ponto de interesse n e dwn compreende um peso para a distância correspondendo ao ponto n na ordem listada.[0018] In another embodiment, determining the quality metric comprises: creating an ordered list of points of interest based on the respective region values of the points of interest; and calculating distances between consecutive points of interest in the order listed. Determining the quality metric may also include calculating the quality metric as: where p comprises the number of points of interest, sn comprises the region value calculated for point of interest n, swn comprises a weighted index for point of interest n and dwn comprises a weight for the distance corresponding to point n in the order listed.

[0019] Em uma modalidade adicional, a pelo menos uma porção da imagem da região facial compreende a região ocular ou pelo menos uma das regiões perioculares. O método pode compreender ainda classificação das regiões de imagem periocular com base nas respectivas métricas de qualidade separadamente calculadas para cada uma das regiões de imagem periocular. O método pode compreender ainda classificação das regiões de imagem periocular com base em pelo menos uma de uma respectiva capacidade discriminativa de cada região de imagem periocular. O método pode compreender ainda uso das regiões de imagem periocular em um dispositivo de correspondência biométrica progressiva com base pelo menos em parte nas respectivas classificações de métrica de qualidade e/ou capacidade discriminativa das regiões de imagem periocular.[0019] In a further embodiment, at least a portion of the image of the facial region comprises the ocular region or at least one of the periocular regions. The method may further comprise classification of the periocular image regions based on respective quality metrics separately calculated for each of the periocular image regions. The method may further comprise classifying the periocular image regions based on at least one of a respective discriminative ability of each periocular image region. The method may further comprise using the periocular image regions in a progressive biometric matching device based at least in part on the respective quality metric ratings and/or discriminative ability of the periocular image regions.

[0020] Em ainda uma outra modalidade, o método compreende ainda: determinação que uma diferença em métrica de qualidade calculada entre uma primeira das regiões de imagem ocular ou periocular e uma segunda das regiões de imagem ocular ou periocular excede um limiar; e indicação de uma provável presença de uma fraude com base na diferença determinada em métrica de qualidade calculada.[0020] In yet another embodiment, the method further comprises: determining that a difference in calculated quality metrics between a first of the ocular or periocular image regions and a second of the ocular or periocular image regions exceeds a threshold; and indication of the likely presence of fraud based on the difference determined in the calculated quality metric.

[0021] Outros aspectos do acima incluem sistemas correspondentes e meios de leitura por computador não transitórios. Os detalhes para uma ou mais modalidades da matéria objeto descrita no presente pedido são mostrados nos desenhos acompanhantes e na descrição abaixo. Outras características, aspectos e vantagens da matéria objeto se tornarão aparentes a partir da descrição, desenhos e reivindicações.[0021] Other aspects of the above include corresponding systems and non-transitory computer readable means. Details for one or more embodiments of the subject matter described in the present application are shown in the accompanying drawings and in the description below. Other characteristics, aspects and advantages of the subject matter will become apparent from the description, drawings and claims.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0022] Nos desenhos, caracteres de referência iguais geralmente se referem às mesmas partes nas diferentes vistas. Também, os desenhosnão estão necessariamente em escala, ênfase ao contrário sendo posta geralmente na ilustração dos princípios da modalidade. Na descrição que segue, várias modalidades são descritas com referência aos desenhos que seguem, nos quais:[0022] In drawings, like reference characters generally refer to the same parts in different views. Also, the drawings are not necessarily to scale, the emphasis instead being generally placed on illustrating the principles of the modality. In the following description, various embodiments are described with reference to the following drawings, in which:

[0023] a FIG. 1 mostra um método exemplar para criação de um modelo de inscrição ocular e periocular, de acordo com uma modalidade.[0023] FIG. 1 shows an exemplary method for creating an ocular and periocular inscription model, in accordance with one embodiment.

[0024] As FIGs. 2A e 2B mostram um método exemplar para definição de regiões ocular e periocular, e imagens faciais correspondentes, de acordo com uma modalidade.[0024] FIGS. 2A and 2B show an exemplary method for defining ocular and periocular regions, and corresponding facial images, in accordance with one embodiment.

[0025] A FIG. 3 mostra um exemplo de processo de padrão binário local modificado (genBP), de acordo com uma modalidade.[0025] FIG. 3 shows an example of a modified local binary pattern process (genBP), according to one embodiment.

[0026] A FIG. 4 mostra uma técnica exemplar para correspondência progressiva biométrica com fases de inscrição e verificação, de acordo com uma modalidade.[0026] FIG. 4 shows an exemplary technique for biometric progressive matching with enrollment and verification phases, in accordance with one embodiment.

[0027] A FIG. 5 mostra um sistema exemplar para realização de varredura e análise biométricas de acordo com uma modalidade.[0027] FIG. 5 shows an exemplary system for performing biometric scanning and analysis in accordance with one embodiment.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0028] O branco do olho inclui padrões complexos (principalmente devido a estruturas vasculares), que são não apenas prontamente visíveis e escaneáveis, mas são também únicos para cada indivíduo. Em alguns casos, outras formações não vasculares podem ser também visíveis e podem ser levadas em consideração por um algoritmo de correspondência biométrica. Desta maneira, essas estruturas visíveis vistas no branco do olho, principalmente devido à vasculatura da conjuntiva e episclera, podem ser escaneadas e vantajosamente usadas como um biométrico. Este biométrico pode ser usado para autenticar um indivíduo particular ou identificar um indivíduo desconhecido de um conjunto maior de candidatos. Implementações de soluções para imagem e cor-respondência de padrão dos vasos sanguíneos no branco do olho e para detecção de ponto vascular, extração de característica e correspondência são descritas, por exemplo, na Patente U.S. No. 8.369.595, expedida em 5 de fevereiro de 2013, intitulada “Texture Features for Biometric Authentication” e Patente U.S. No. 9.390.327, expedida em 12 de julho de 2016 e intitulada “Feature Extraction and Matching for Biometric Authentication”, cujas totalidades são aqui incorporadas a título de referência. Para adicionar robustez a essas e outras técnicas de verificação biométrica, são descritos aqui métodos para incluir progressivamente estruturas não-oculares-vasculares visíveis fora do branco do olho, tais como padrões perioculares ou da face parcial ou até mesmo completa ou outros identificáveis visíveis, em um esquema de correspondência biométrica ocular-vascular no caso de, por exemplo, informação adicional ser necessária para formar uma análise mais precisa.[0028] The white of the eye includes complex patterns (primarily due to vascular structures), which are not only readily visible and scannable, but are also unique to each individual. In some cases, other non-vascular formations may also be visible and may be taken into account by a biometric matching algorithm. In this way, these visible structures seen in the white of the eye, mainly due to the vasculature of the conjunctiva and episclera, can be scanned and advantageously used as a biometric. This biometric can be used to authenticate a particular individual or identify an unknown individual from a larger pool of candidates. Implementations of solutions for imaging and pattern matching of blood vessels in the white of the eye and for vascular point detection, feature extraction and matching are described, for example, in U.S. Patent No. 8,369,595, issued February 5 of 2013, entitled “Texture Features for Biometric Authentication” and U.S. Patent No. 9,390,327, issued on July 12, 2016 and entitled “Feature Extraction and Matching for Biometric Authentication”, the entirety of which is incorporated herein by reference. To add robustness to these and other biometric verification techniques, described here are methods for progressively including non-ocular-vascular structures visible outside the white of the eye, such as periocular or partial or even complete facial patterns or other visible identifiable, in an ocular-vascular biometric matching scheme in case, for example, additional information is needed to form a more accurate analysis.

[0029] Características oculares são aquelas que surgem a partir dos padrões vistos externos ao limbo e delimitadas pelas pálpebras, que são principalmente devido a padrões vasculares vistos no branco dos olhos. Daqui em diante, tais características são intercomutavelmente referidas aqui como oculares ou oculares-vasculares. O branco do olho tem várias camadas. A esclera é uma camada opaca, fibrosa, protetora, do olho contendo colágeno e fibra elástica. A esclera é coberta pela episclera, que tem um número particularmente grande de vasos sanguíneos e veias que correm através e sobre ela. A episclera é coberta pela conjuntiva bulbar, que é uma membrana transparente fina que interfaceia a pálpebra ou o ambiente quando a pálpebra é aberta, que também contém estruturas únicas e vasculares ricas. Vasos sanguíneos correm através de todas essas camadas do branco do olho e podem ser detectados em imagens do olho. O olho inclui também cílios e algumas vezes cílios caindo que podem algumas vezes obscurecer porções do branco do olho em uma imagem.[0029] Ocular features are those that arise from patterns seen external to the limbus and bounded by the eyelids, which are mainly due to vascular patterns seen in the whites of the eyes. Hereinafter, such features are interchangeably referred to herein as ocular or ocular-vascular. The white of the eye has several layers. The sclera is an opaque, fibrous, protective layer of the eye containing collagen and elastic fiber. The sclera is covered by the episclera, which has a particularly large number of blood vessels and veins running through and over it. The episclera is covered by the bulbar conjunctiva, which is a thin transparent membrane that interfaces the eyelid or the environment when the eyelid is opened, which also contains unique and rich vascular structures. Blood vessels run through all of these layers of the white of the eye and can be detected in images of the eye. The eye also includes eyelashes and sometimes falling eyelashes that can sometimes obscure portions of the white of the eye in an image.

[0030] Periocular refere-se à região imediata da face circundando o olho (externa às, em alguns casos contatando as, bordas da pálpebra), que é texturizada e pode ser usada para aplicações biométricas. A região periocular pode incluir uma ou mais regiões que podem ser, mas não são necessariamente, contíguas e que podem tomar várias formas com relação a formato e tamanho. Enquanto a região periocular não tem quaisquer limites bem definidos, padronização da região de interesse pode minimizar questões de registro, melhorando mais a precisão do sistema biométrico. Tal padronização pode ser obtida usando certo valor mensurável da face do usuário, tal como distância entre os cantos do olho, raio da íris, distância interocular e/ou largura e altura do corte do olho derivado (enquanto usando algoritmos de detecção do olho). Durante autenticação do usuário, uma ou mais imagens digitais do olho e região periocular de um usuário são capturadas, um ou mais modelos de verificação são gerados a partir da imagem ou imagens capturadas e a identidade do usuário pode ser verificada através de correspondência das estruturas oculares e perioculares correspondentes conforme expresso nos modelos de inscrição e verificação.[0030] Periocular refers to the immediate region of the face surrounding the eye (external to, in some cases contacting, the edges of the eyelid), which is textured and can be used for biometric applications. The periocular region may include one or more regions that may be, but are not necessarily, contiguous and which may take various forms with respect to shape and size. While the periocular region does not have any well-defined boundaries, standardization of the region of interest can minimize registration issues, further improving the accuracy of the biometric system. Such standardization can be achieved by using certain measurable value of the user's face, such as distance between the corners of the eye, iris radius, interocular distance and/or derived eye slice width and height (while using eye detection algorithms). During user authentication, one or more digital images of a user's eye and periocular region are captured, one or more verification templates are generated from the captured image or images, and the user's identity can be verified by matching the ocular structures and corresponding perioculars as expressed in the registration and verification templates.

[0031] Em outras modalidades, regiões adicionais da face se estendendoalém da região periocular podem ser usadas em adição a ou ao invés de regiões imediatamente circundando o olho. Por exemplo, quando expressões faciais pesadas são observadas, uma ou mais regiões no e/ou circundando o nariz e/ou ao redor da face podem ser consideradas como regiões perioculares estendidas. Em uma modalidade, características faciais podem complementar características oculares para um dispositivo de correspondência biométrica baseado no olho. Em uma outra modalidade, as características oculares usadas por um dispositivo de correspondência biométrica baseado no olho são complementadas por ambas as características perioculares e faciais estendidas. Em uma outra modalidade, uma face inteira pode ser usada em adição a ou ao invés das regiões circundando imediatamente o olho. A face pode complementar características oculares para um dispositivo de correspondência biométrica baseado no olho. Ambas as regiões periocular e de face podem complementar as características oculares usadas por um dispositivo de correspondência bio- métrica baseado no olho.[0031] In other embodiments, additional regions of the face extending beyond the periocular region may be used in addition to or instead of regions immediately surrounding the eye. For example, when heavy facial expressions are observed, one or more regions in and/or surrounding the nose and/or around the face may be considered as extended periocular regions. In one embodiment, facial features may complement eye features for an eye-based biometric matching device. In another embodiment, the ocular features used by an eye-based biometric matching device are complemented by both extended periocular and facial features. In another embodiment, an entire face may be used in addition to or instead of the regions immediately surrounding the eye. The face can complement ocular features for an eye-based biometric matching device. Both the periocular and face regions can complement the ocular features used by an eye-based biometric matching device.

[0032] Em várias outras modalidades, outra informação tal como o tom da pele da região periocular pode ser também medida e usada como um biométrico soft. O tom da pele pode ser estimado usando histogramas dos valores de intensidade das faixas de cor de imagem diferentes, tais como canais de vermelho, verde e azul (RGB) normalizados. Durante a verificação, a informação do histograma do modelo inscrito pode ser usada para parar um processo de verificação quando a distância entre os histogramas de inscrição e imagens de verificação é maior do que um limiar.[0032] In various other embodiments, other information such as the skin tone of the periocular region can also be measured and used as a soft biometric. Skin tone can be estimated using histograms of the intensity values of different image color ranges, such as normalized red, green, and blue (RGB) channels. During verification, the histogram information of the enrolled model can be used to stop a verification process when the distance between the enrollment histograms and verification images is greater than a threshold.

[0033] Em uma modalidade, o tom de pele pode ser estimado através de uma técnica de agrupamento que identificar as cores mais proeminentes. Como um exemplo, os pixels de RGB da região periocular são convertidos no espaço de cor Lab e agrupados no número de classes N. O N ótimo pode ser determinado através de AIC (Akaike Information Criterion) ou BIC (Bayesian Information Criterion). Em seguida, esses agrupamentos são classificados em ordem ascendente com base em sua ocorrência, e os três agrupamentos melhores são agrupados com os tons de pele pre- definidos. O tom de pele mais próximo pode ser determinado com uma medida de distância e/ou medida de correlação. Em uma modalidade, a medida de distância é distância Euclidiana, embora outras medidas de distância sejam compreendidas. Em seguida, o procedimento de verificação pode ser parado se a distância e/ou correlação entre a imagem de inscrição e verificação for maior do que um limiar. O mesmo processo pode ser aplicado a outras partes coloridas da imagem, tal como a íris.[0033] In one embodiment, skin tone can be estimated through a grouping technique that identifies the most prominent colors. As an example, the RGB pixels of the periocular region are converted into the Lab color space and grouped into the number of classes N. The optimal N can be determined using AIC (Akaike Information Criterion) or BIC (Bayesian Information Criterion). These clusters are then sorted in ascending order based on their occurrence, and the top three clusters are grouped with the predefined skin tones. The closest skin tone can be determined with a distance measurement and/or correlation measurement. In one embodiment, the distance measure is Euclidean distance, although other distance measures are understood. Then, the verification procedure can be stopped if the distance and/or correlation between the enrollment and verification image is greater than a threshold. The same process can be applied to other colored parts of the image, such as the iris.

[0034] A FIG. 1 mostra um método exemplar para criação de um modelo de inscrição ocular e periocular. Na etapa 102, uma ou mais imagens da região(ões) facial(ais) de um usuário são capturadas usando um sensor de imagem, por exemplo, uma câmera, que pode estar associada com um dispositivo ao qual acesso pelo usuário deve ser autenticado (por exemplo, um smartphone, um smart watch, smart glasses, um computador notebook, um computador de mesa, etc). A título de ilustração, a câmera pode ser uma câmera digital, uma câmera tridimensional (3D), um sensor de campo de luz e/ou um sensor de infravermelhopróximo ou outro sensor de imagem monocromática e/ou multiespectral. As imagens podem incluir uma ou mais regiões oculares (regiões definindo uma área do olho do usuário) e/ou uma ou mais regiões perioculares, bem como outras regiões faciais, em alguns casos. As imagens podem ser capturadas ou em modo imóvel ou em modo de vídeo ou uma combinação dos mesmos. As imagens podem ser capturadas em vários comprimentos de onda. Em algumas modalidades, o usuário é induzido (através de feedback visual, auditivo ou tátil) a mover o dispositivo para mais próximo/mais distante para disparar a distância ótima para encontrar os olhos e/ou face.[0034] FIG. 1 shows an exemplary method for creating an ocular and periocular inscription model. In step 102, one or more images of a user's facial region(s) are captured using an image sensor, e.g., a camera, which may be associated with a device to which access by the user must be authenticated ( for example, a smartphone, a smart watch, smart glasses, a notebook computer, a desktop computer, etc.). By way of illustration, the camera may be a digital camera, a three-dimensional (3D) camera, a light field sensor and/or a near-infrared sensor or other monochromatic and/or multispectral image sensor. Images may include one or more ocular regions (regions defining an area of the user's eye) and/or one or more periocular regions, as well as other facial regions, in some cases. Images can be captured in either still mode or video mode or a combination thereof. Images can be captured at multiple wavelengths. In some embodiments, the user is induced (through visual, auditory, or tactile feedback) to move the device closer/further to trigger the optimal distance to find the eyes and/or face.

[0035] Na etapa 104, uma região inicial de interesse (ROI) é identificada, por exemplo, um ou ambos os olhos podem ser localizados. Algoritmos Viola-Jones ou algoritmos de aprendizagem similares treinados em várias imagens de olho olhando para a frente diferentes podem ser usados para este propósito. Em uma outra modalidade, algoritmos Viola-Jones treinados em várias imagens de olho com olhares diferentes podem ser usados. Em seguida, um algoritmo de rastreamento de olhar, tal como um usando filtros Haar, pode ser usado para quantizar a quantidade de olhar para adquirir uma ou mais imagens, uma vez uma direção de olhar selecionada sendo detectada.[0035] In step 104, an initial region of interest (ROI) is identified, for example, one or both eyes can be located. Viola-Jones algorithms or similar learning algorithms trained on several different forward-looking eye images can be used for this purpose. In another embodiment, Viola-Jones algorithms trained on multiple eye images with different gazes can be used. Then, a gaze tracking algorithm, such as one using Haar filters, can be used to quantize the amount of gaze to acquire one or more images once a selected gaze direction is detected.

[0036] Uma vez a ROI inicial sendo localizada na face mostrada na imagem(ns) capturada(s), computação adicional pode ser realizada para obter a ROI final na imagem. Tipicamente, as ROIs finais são cortadas para obter RGB e/ou imagens de infravermelho próximo de um ou mais olhos. Desta maneira, como aqui usado, “imagem” ou “imagem capturada” pode se referir também a uma imagem cortada de uma ROI final.[0036] Once the initial ROI is located on the face shown in the captured image(s), additional computation can be performed to obtain the final ROI in the image. Typically, the final ROIs are cropped to obtain RGB and/or near-infrared images of one or more eyes. Thus, as used herein, “image” or “captured image” may also refer to a cropped image of a final ROI.

[0037] Com referência à FIG. 1, nos Estágios Ocular e Periocular, uma ou mais imagens médias ou de outra maneira melhoradas ou naturalmente capturadas, que podem ser imagens inscritas ou imagens de verificação, são processadas em subestágio de melhora de imagem 106 e subestágio de qualidade de imagem 108 e características das imagenspré-processadas são extraídas no subestágio de extração de ca- racterística110, para gerar um ou mais modelos oculares e perioculares. Os subestágios de pré-processamento 106 e 108 podem incluir técnicas de melhora de imagem e qualidade de imagem, explicadas mais abaixo. O subestágio de extração de característica 110 pode incluir detecção de ponto de interesse e extração de descritor local, que são descritas em detalhes abaixo. As operações realizadas durante os subestágios 106, 108 e 110 nos Estágios Ocular e Periocular não precisam ser iguais. Ao contrário, operações diferentes que dão conta das características particulares de regiões ocular e periocular podem ser usadas nesses respectivosestágios. Os modelos ocular e/ou periocular de inscrição, antes do armazenamento, podem ser criptografados ou de outra maneira pro-tegidos na etapa 112.[0037] With reference to FIG. 1, in the Ocular and Periocular Stages, one or more averaged or otherwise enhanced or naturally captured images, which may be inscribed images or verification images, are processed in image enhancement substage 106 and image quality substage 108 and characteristics of the pre-processed images are extracted in the feature extraction sub-stage110, to generate one or more ocular and periocular models. Preprocessing substages 106 and 108 may include image and image quality enhancement techniques, explained further below. Feature extraction substage 110 may include point of interest detection and local descriptor extraction, which are described in detail below. The operations performed during substages 106, 108, and 110 in the Ocular and Periocular Stages need not be the same. On the contrary, different operations that account for the particular characteristics of ocular and periocular regions can be used at these respective stages. The enrollment ocular and/or periocular models, prior to storage, may be encrypted or otherwise protected in step 112.

Limites PeriocularesPeriocular Limits

[0038] Com referência agora às FIGs. 2A e 2B, regiões perioculares podem ser extraídas usando vários métodos. Ao adquirir uma imagem da face de um usuário (etapa 200), uma ou mais regiões do olho são detectadas (etapa 202). Com base no tamanho dos cortes de olho identificados na etapa 202, o tamanho da região do olho pode ser recalculado (etapa 204). Prosseguindo para o estágio ocular, em uma modalidade, um algoritmo integro-diferencial, círculos de Hough ou detector de bolhas Hessian é usado para detectar o limite da íris (segmentação de região de íris na etapa 208). Similarmente, um algoritmo baseado em filtragem em filtro de Gabor pode ser usado para detectar as pálpebras superior e inferior, e mais brancos do olho podem ser separados após remoção da região da íris (segmentação da região escleral na etapa 206). A região periocular pode ser derivada após subtração de ambos o branco do olho e regiões da íris das imagens capturadas (etapa 210). Em algumas modalidades, métodos baseados em cor são usados para segmentar as regiões mencionadas acima.[0038] Referring now to FIGS. 2A and 2B, periocular regions can be extracted using various methods. When acquiring an image of a user's face (step 200), one or more regions of the eye are detected (step 202). Based on the size of the eye slices identified in step 202, the size of the eye region can be recalculated (step 204). Proceeding to the ocular stage, in one embodiment, an integro-differential algorithm, Hough circles or Hessian bubble detector is used to detect the iris boundary (iris region segmentation in step 208). Similarly, a Gabor filter-based filtering algorithm can be used to detect the upper and lower eyelids, and more whites of the eye can be separated after removing the iris region (scleral region segmentation in step 206). The periocular region can be derived after subtracting both the white of the eye and iris regions from the captured images (step 210). In some embodiments, color-based methods are used to segment the regions mentioned above.

[0039] Em uma modalidade, como mostrado no estágio de região periocular 212 nas FIGs. 2A e 2B, regiões perioculares ao redor da ROI ocular final de tamanho de largura W x altura H (onde W e H são o número de pixels nas direções horizontal e vertical, respectivamente) podem ser definidas como descrito abaixo. A ROI ocular não é necessariamente um formato retangular, ao contrário, a ROI pode tomar uma forma similar ao formato do olho, como mostrado na FIG. 2B, e a W e a H podem ser definidas como a largura e altura, respectivamente, de uma caixa delimitadora abrangendo a ROI ocular. Pode haver vários números de regiões; no entanto, a modalidade descrita abaixo inclui quatro regiões perioculares (1 a 4) classificadas por capacidade discriminativa, que refere-se essencialmente a quão útil a região é em uma operação de correspondência biomé- trica. Mais especificamente, a região periocular 1 representa uma região facial com características mais distintivas, ou discriminatórias, do que a região 2, que tem capacidade discriminativa maior comparado com a região 3, e assim por diante. Vários tamanhos de região periocular são compreendidos (aqui, definido por uma caixa delimitação de largura W x altura H). As faixas e os valores das regiões perioculares reveladas aqui foram experimentalmente determinados com base em teste em grande escala de quais regiões perioculares têm capacidade discriminativa suficiente para os propósitos de realização de operações de correspondência bio- métrica. Como usado abaixo, o termo “substancialmente igual” significa igual a um valor particular ou dentro de +/- 10% do valor.[0039] In one embodiment, as shown in the periocular region stage 212 in FIGs. 2A and 2B, periocular regions around the final ocular ROI of size width W x height H (where W and H are the number of pixels in the horizontal and vertical directions, respectively) can be defined as described below. The ocular ROI is not necessarily a rectangular shape, rather, the ROI can take a shape similar to the shape of the eye, as shown in FIG. 2B, and W and H can be defined as the width and height, respectively, of a bounding box encompassing the ocular ROI. There may be multiple numbers of regions; however, the embodiment described below includes four periocular regions (1 to 4) classified by discriminative ability, which essentially refers to how useful the region is in a biometric matching operation. More specifically, periocular region 1 represents a facial region with more distinctive, or discriminatory, characteristics than region 2, which has greater discriminatory capacity compared to region 3, and so on. Various sizes of periocular region are understood (here, defined by a bounding box of width W x height H). The ranges and values of the periocular regions disclosed here were experimentally determined based on large-scale testing of which periocular regions have sufficient discriminative capacity for the purposes of performing biometric matching operations. As used below, the term “substantially equal” means equal to a particular value or within +/- 10% of the value.

[0040] Em uma modalidade, as quatro regiões perioculares são definidas como segue, onde W e H referem-se à largura e altura, respectivamente, da região ocular. • Região 1: o Largura é substancialmente igual a W. o Altura na faixa de 0,1*H a 3*H abaixo do corte do olho da região ocular, inclusive. Em uma modalidade, altura é substancialmente igual a 0,3*H. • Região 2: o Largura está na faixa de 0,1*W a 0,8*W, inclusive. Em uma modalidade, a largura é substancialmente igual a 0,2*W. o Altura está na faixa de 1,2*H (0,1*H acima do corte do olho da região ocular e 0,1*H abaixo do corte do olho) a 5,5*H (1,5*H acima do corte do olho e 3*H abaixo do corte do olho), inclusive. Em uma modalidade, altura é substancialmente igual a 1,45*H (0,15* acima do corpo do olho e 0,3*H abaixo do corte do olho). • Região 3: o Largura está na faixa de 0,1*W a 0,5*W, inclusive. Em uma modalidade, a largura é substancialmente igual a 0,15*W. o Altura está na faixa de 1,2*H (0,1*H acima do corte do olho da região ocular e 0,1*H abaixo do corte do olho) a 5,5*H (1,5*H acima do corte do olho e 3*H abaixo do corte do olho), inclusive. Em uma modalidade, altura é substancialmente igual a 1,45*H (0,15*H acima do corte do olho e 0,3*H abaixo do corte do olho). • Região 4: o Largura é substancialmente igual a W. o Altura está na faixa de 0,1*H a 1,5*H acima do corte do olho da região ocular, inclusive. Em uma modalidade, altura é substancialmente igual a 0,15*H.[0040] In one embodiment, the four periocular regions are defined as follows, where W and H refer to the width and height, respectively, of the ocular region. • Region 1: o Width is substantially equal to W. o Height in the range of 0.1*H to 3*H below the eye section of the ocular region, inclusive. In one embodiment, height is substantially equal to 0.3*H. • Region 2: Width is in the range of 0.1*W to 0.8*W, inclusive. In one embodiment, the width is substantially equal to 0.2*W. o Height is in the range of 1.2*H (0.1*H above the eye section of the eye region and 0.1*H below the eye section) to 5.5*H (1.5*H above of the eye cut and 3*H below the eye cut), inclusive. In one embodiment, height is substantially equal to 1.45*H (0.15* above the body of the eye and 0.3*H below the cut of the eye). • Region 3: Width is in the range of 0.1*W to 0.5*W, inclusive. In one embodiment, the width is substantially equal to 0.15*W. o Height is in the range of 1.2*H (0.1*H above the eye section of the eye region and 0.1*H below the eye section) to 5.5*H (1.5*H above of the eye cut and 3*H below the eye cut), inclusive. In one embodiment, height is substantially equal to 1.45*H (0.15*H above the eye slice and 0.3*H below the eye slice). • Region 4: o Width is substantially equal to W. o Height is in the range of 0.1*H to 1.5*H above the eye section of the ocular region, inclusive. In one embodiment, height is substantially equal to 0.15*H.

[0041] Outras sub-regiões não retangulares ou até mesmo periocu- lares não contíguas (ou outras faciais) podem ser usadas com base na capacidade de diferenciação ou confiabilidade dessa(s) região(ões) por indivíduo, certa população ou todos os usuário(s). Em algumas modalidades, quando pálpebras inclinadas são frequentemente observadas, uma região periocular ótima ao redor do corte justo de tamanho WxH pode ser definida como segue: • As larguras das regiões 2 e 3 são substancialmente iguais a 0,2*W e 0,15*W, respectivamente. • As alturas das regiões 2 e 3 são substancialmente iguais a 1,45*H cada (que começa da parte superior do corte do olho). • As larguras das regiões 1 e 4 são substancialmente iguais a W. • As alturas das regiões 1 e 4 são substancialmente iguais a 0,45*H e 0,1*H, respectivamente.[0041] Other non-rectangular or even non-contiguous periocular (or other facial) subregions may be used based on the differentiating ability or reliability of these region(s) by individual, certain population or all users (s). In some embodiments, when drooping eyelids are frequently observed, an optimal periocular region around the tight cut of size WxH can be defined as follows: • The widths of regions 2 and 3 are substantially equal to 0.2*W and 0.15 *W, respectively. • The heights of regions 2 and 3 are substantially equal to 1.45*H each (which starts from the top of the eye slice). • The widths of regions 1 and 4 are substantially equal to W. • The heights of regions 1 and 4 are substantially equal to 0.45*H and 0.1*H, respectively.

[0042] A faixa de valores para alturas e larguras para várias regiões é igual como explicado acima. Outros tamanhos de região periocular são compreendidos. Os valores de W e H podem variar com base em resolução de sensor de imagem.[0042] The range of values for heights and widths for various regions is the same as explained above. Other periocular region sizes are understood. W and H values may vary based on image sensor resolution.

Melhora de imagemImage improvement

[0043] Técnicas de melhora de imagem, tais como aquelas praticadas na etapa 106 da FIG. 1, serão agora explicadas. As imagens que são capturadas a partir de um sensor de imagem podem ter qualidade variável devido a, por exemplo, artefatos de borrão de exposição e movimento. Na etapa 106, que é opcional, várias imagens podem ser registradas (isto é, espacialmente alinhadas) e tirada a média para reduzir o ruído da imagem. Em algumas modalidades, métodos de correlação de imagem são usados para medir a dissimilaridade entre as imagens obtidas a fim de alinhar as imagens para tirar a média e descartar aquelas que são mais diferentes (por exemplo, devido a borrão por movimento ou piscar de olhos) e, desta maneira, não são adequadas para registro e média. Por exemplo, n estruturas consecutivas com movimento mínimo podem ter a média tirada após registro. O número de estruturas consecutivas (desconsiderando as estruturas arriadas ocasionais explicadas acima) que têm a média tirada pode depender da taxa da estrutura, nível de ruído do sensor de imagem nos dados ambientes, condições ambientais em que as imagens estão sendo capturadas.[0043] Image enhancement techniques, such as those practiced in step 106 of FIG. 1, will now be explained. Images that are captured from an image sensor may have variable quality due to, for example, exposure and motion blur artifacts. In step 106, which is optional, multiple images can be registered (i.e., spatially aligned) and averaged to reduce image noise. In some embodiments, image correlation methods are used to measure the dissimilarity between obtained images in order to align the images to average and discard those that are most dissimilar (e.g., due to motion blur or eye blinking). and, as such, are not suitable for recording and averaging. For example, n consecutive structures with minimal movement can be averaged after recording. The number of consecutive structures (disregarding the occasional dropped structures explained above) that are averaged may depend on the structure rate, noise level of the image sensor in the ambient data, environmental conditions in which the images are being captured.

[0044] Em um exemplo, se a luz ambiente for maior do que 800 lú- mens durante a aquisição das imagens, duas estruturas consecutivas são registradas e têm a média tirada. Se a luz ambiente estiver na faixa de 450-800 lúmens, 3 estruturas consecutivas são registradas e têm a média tirada. Se a luz ambiente estiver na faixa de 0-450 lúmens, 4 estruturas consecutivas são registradas e têm a média tirada. Outras combinações de seleção do número de estruturas com base em luz ambientesão possíveis para branco dos olhos, região periocular e face, incluindoopção de não média se a região de interesse for brilhante o suficiente para o ruído do sensor ser insignificante nos dados ambientes.[0044] In one example, if ambient light is greater than 800 lumens during image acquisition, two consecutive structures are recorded and averaged. If the ambient light is in the range of 450-800 lumens, 3 consecutive frames are recorded and averaged. If the ambient light is in the range of 0-450 lumens, 4 consecutive frames are recorded and averaged. Other combinations of selecting the number of structures based on ambient light are possible for the whites of the eyes, periocular region, and face, including the non-averaging option if the region of interest is bright enough for sensor noise to be negligible in the ambient data.

[0045] Em uma outra modalidade, o número de estruturas usadas para média também pode ser adaptado para os artefatos de movimento nas consecutivas estruturas. Por exemplo, o movimento pode ser causado devido a expressões que mudam, movimentos do olho e corpo e/ou aberrações ambientais. Movimento pode ser medido usando correlação nas estruturas, informação mútua nas estruturas, etc. Em uma modalidade, o número de estruturas usadas para a média se apoia em ambos luz ambiental e artefatos de movimento observados.[0045] In another embodiment, the number of structures used for averaging can also be adapted to motion artifacts in consecutive structures. For example, movement may be caused due to changing expressions, eye and body movements, and/or environmental aberrations. Motion can be measured using correlation in structures, mutual information in structures, etc. In one embodiment, the number of structures used for averaging is based on both environmental light and observed motion artifacts.

[0046] Em algumas modalidades, algoritmos de melhora de imagem incluem Self Quotient Image ou SQI. Uma versão simples de SQI image (Q) pode ser representada como segue: onde I é a versão mais suave de I e F é o kernelde suavização. O método SQI é conhecido por sua propriedade de invariância de luz, que é útil para regiões perioculares com iluminação variável devido a sombras e outras condições de luz. Outras melhoras de imagem tais como Weber Linear Descriptors (WLD), Coherence Diffuse Filters, Atrous Wavelet, Retinex (e suas variantes), filtragem bilateral de estrutural única ou múltipla, métodos de aprendizagem profunda e outra melhora de esparso podem ser usadas.[0046] In some embodiments, image enhancement algorithms include Self Quotient Image or SQI. A simple version of SQI image (Q) can be represented as follows: where I is the smoothest version of I and F is the smoothing kernel. The SQI method is known for its light invariance property, which is useful for periocular regions with variable illumination due to shadows and other light conditions. Other image enhancements such as Weber Linear Descriptors (WLD), Coherence Diffuse Filters, Atrous Wavelet, Retinex (and its variants), single or multiple structural bilateral filtering, deep learning methods and other sparse enhancement can be used.

[0047] Em uma modalidade, padrão de Gabor de gradiente local (LGGP) pode ser usado como uma técnica de melhora de imagem para uma imagem ou região de imagem particular, como descrito nas etapas que seguem.[0047] In one embodiment, local gradient Gabor pattern (LGGP) can be used as an image enhancement technique for a particular image or image region, as described in the steps that follow.

[0048] Etapa 1: calcular a fase de Gabor do canal verde da região de imagem usando respostas de Gabor par e ímpar como segue:[0048] Step 1: Calculate the Gabor phase of the green channel of the image region using even and odd Gabor responses as follows:

[0049] Etapa 1a: um kernel de Gabor par 2D, similar a filtros passa- baixa, é uma função de co-seno modulada por envelope Gaugassiano 2D e Gabor ímpar 2D é uma função sinusoidal modulada por envelope Gaugassiano 2D. Os kernels de Gabor par e ímpar podem ser derivados como segue: [0049] Step 1a: a 2D even Gabor kernel, similar to low-pass filters, is a cosine function modulated by a 2D Gaugassian envelope and a 2D odd Gabor is a sinusoidal function modulated by a 2D Gaugassian envelope. The even and odd Gabor kernels can be derived as follows:

[0050] Qualquer escala e orientação de kernel de Gabor pode ser obtida através da transformação de coordenada que segue: onde Ox e Gy definem espalhamento do envelope Gaugassiano ao longo dos eixos x e y, respectivamente, f é a frequência do seno e do co-seno de modulação e 0 é orientação do kernel. Em uma modalidade, a frequência é ajustada para 6 e propagação de Gaussiano ao longo dos eixos x e y é ajustada para 2,5. Em uma modalidade a escolha de orientações é suprimida para 6, variando de 0, a 5 p/6, cada uma separada p/6 radianos.[0050] Any Gabor kernel scale and orientation can be obtained through the following coordinate transformation: where Ox and Gy define spread of the Gaugassian envelope along the x and y axes, respectively, f is the sine and cosine frequency of modulation and 0 is kernel orientation. In one embodiment, the frequency is set to 6 and Gaussian propagation along the x and y axes is set to 2.5. In one embodiment the choice of orientations is suppressed to 6, ranging from 0 to 5 p/6, each separated by p/6 radians.

[0051] Etapa 1b: a fase de imagem Gabor é calculada como segue: onde é o operador de convolução. Em qualquer dada orientação, como um exemplo, Ifase (0 = 0) é uma imagem de tamanho igual ao tamanho do canal verde da região de imagem.[0051] Step 1b: Gabor image phase is calculated as follows: where is the convolution operator. In any given orientation, as an example, Ifase (0 = 0) is an image of size equal to the size of the green channel of the image region.

[0052] Etapa 2: a fase de respostas de Gabor (imagens) em várias orientações é agregada para formar uma imagem de saída. Três métodos exemplares para obter esta área são: (1) reter o valor máximo da intensidade de um pixel em uma dada localização (x, y) em todas as orientações; (2) ajustar a intensidade de um pixel em uma dada localização (x, y) para a média ponderada de respostas em todas as orientações em uma localização particular; e (3) multiplicar o valor máximo da intensidade de um pixel em uma dada localização (x, y) em todas as orientações com a imagem original, seguido por normalização.[0052] Step 2: The phase Gabor responses (images) in various orientations are aggregated to form an output image. Three exemplary methods for obtaining this area are: (1) retaining the maximum intensity value of a pixel at a given location (x, y) in all orientations; (2) adjust the intensity of a pixel at a given location (x, y) for the weighted average of responses across all orientations at a particular location; and (3) multiply the maximum intensity value of a pixel at a given location (x, y) in all orientations with the original image, followed by normalization.

[0053] Etapa 3: os gradientes locais em quatro direções (0, 45, 90 e 135 graus) são então calculados para as respostas agregadas e o valor de gradiente máximo é retido para formar uma imagem de saída.[0053] Step 3: Local gradients in four directions (0, 45, 90 and 135 degrees) are then calculated for the aggregated responses and the maximum gradient value is retained to form an output image.

[0054] Em uma modalidade, normalização de cor tal como equilíbrio de branco usando um algoritmo gray world pode ser usada antes das técnicas de melhoria mencionadas acima.[0054] In one embodiment, color normalization such as white balance using a gray world algorithm can be used before the enhancement techniques mentioned above.

[0055] Em uma modalidade, processamento adicional da imagem melhorada inclui histograma de imagem e ajustes de contraste tal como Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE). CLAHE geralmente opera em regiões pequenas da imagem referidas como tiles. Tipicamente, cada contraste de tileé melhorado de maneira que o histograma da saída corresponda aproximadamente ao histograma especificadoatravés de uma distribuição particular (por exemplo, distribuição uniforme, exponencial ou Rayleigh). Os tiles vizinhos são então combinados usando uma interpolação (por exemplo, interpolação bilinear) para eliminar quaisquer divisões artificialmente induzidas. Em algumas modalidades, seleção de uma combinação linear ou não linear dos componentes de cor vermelho, verde ou azul que têm o melhor contraste entre os vasos oculares ou características perioculares e o fundo pode aumentar a região de imagem. Por exemplo, o componente verde pode ser preferido em uma imagem RGB do ocular-vascular, porque ele pode prover um melhor contraste entre vasos e o fundo.[0055] In one embodiment, additional processing of the enhanced image includes image histogram and contrast adjustments such as Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE). CLAHE generally operates on small regions of the image referred to as tiles. Typically, each tile contrast is enhanced such that the output histogram approximately matches the specified histogram across a particular distribution (e.g., uniform, exponential, or Rayleigh distribution). Neighboring tiles are then combined using an interpolation (e.g. bilinear interpolation) to eliminate any artificially induced divisions. In some embodiments, selecting a linear or nonlinear combination of red, green, or blue color components that have the best contrast between the ocular vessels or periocular features and the background can enhance the imaging region. For example, the green component may be preferred in an ocular-vascular RGB image because it can provide better contrast between vessels and the background.

Métrica de Qualidade de Imagem e CaracterísticaImage Quality Metric and Feature

[0056] Com referência novamente à etapa 108 na FIG. 1, a qualidade de cada imagem melhorada pode ser medida, e aquelas que satisfazem um certo limiar de qualidade são retidas para processamento adicional. Tal qualidade pode ser medida em conjunto ou separadamente para as regiões ocular e periocular. Uma métrica de qualidade de imagem pode também agir como uma métrica de qualidade preditiva de correspondência (medida da respectiva habilidade da amostra biomé- trica em corresponder) e, em alguns cenários, pode ser fundida em um score de correspondência final para melhorar o desempenho de sistema biométrico.[0056] Referring again to step 108 in FIG. 1, the quality of each enhanced image can be measured, and those that meet a certain quality threshold are retained for further processing. This quality can be measured together or separately for the ocular and periocular regions. An image quality metric can also act as a predictive match quality metric (a measure of the respective biometric sample's ability to match) and, in some scenarios, can be merged into a final match score to improve image performance. biometric system.

[0057] Em uma modalidade, pontos de interesse detectados em uma imagem podem determinar a qualidade da imagem. Uma métrica de qualidade baseada em ponto, que é uma métrica de qualidade de imagem de não referência, será referida aqui como EV_QM. EV_QM pode ser calculada usando três etapas: Detecção de Ponto de Interesse, Cálculo de Valor de Região e Geração de Score de Métrica de Qualidade. Pontos de interesse podem ser detectados usando detecção de ponto vascular (VPD), explicado mais abaixo. Valor de região refere-se à quantidade de textura ao redor de cada ponto de interesse. A textura ao redor de cada ponto de interesse pode ser determinada usando Padrão Ternário Local (LTP). Geração de score de métrica de qualidade é medida usando localização de canto e valor de região.[0057] In one embodiment, points of interest detected in an image can determine the quality of the image. A point-based quality metric, which is a non-reference image quality metric, will be referred to here as EV_QM. EV_QM can be calculated using three steps: Point of Interest Detection, Region Value Calculation and Quality Metric Score Generation. Points of interest can be detected using vascular point detection (VPD), explained further below. Region Value refers to the amount of texture around each point of interest. The texture around each point of interest can be determined using Local Ternary Pattern (LTP). Quality metric score generation is measured using corner location and region value.

[0058] Com referência à FIG. 3, em uma modalidade, valor de região pode ser calculado usando o processo de padrão binário local modificado (LBP) que segue. Três quadrados (com ou sem cantos) com metades de comprimento diferentes correspondentes (vizinhanças) são calculados ao redor de um ponto de interesse, com seus loci de pixel computados (como mostrado na grade de pixel 304). Por exemplo, essas metades de comprimento podem ser 2, 4, 6 ou outro número de pixels. O ponto de interesse pode ser ainda deslocado (mudado de posição) em 8 localizações diferentes (como mostrado na grade de pixel 302), criando mais 3 quadrados (menos seus cantos) ao redor de cada ponto de deslocamento (similar àquele mostrado na grade de pixel 304, com o ponto de deslocamento servindo como o ponto central). LBP para cada ponto de interesse e deslocamento são calculados em cada um dos três quadrados, que são referidos ainda como Padrões Binários (BP). Desta maneira, cada ponto de interesse e pontos de deslocamento correspondentes têm três BPs diferentes associados com eles.[0058] With reference to FIG. 3, in one embodiment, region value may be calculated using the modified local binary pattern (LBP) process that follows. Three squares (with or without corners) with corresponding different halves of length (neighborhoods) are computed around a point of interest, with their pixel loci computed (as shown in pixel grid 304). For example, these length halves could be 2, 4, 6, or another number of pixels. The point of interest can be further displaced (changed position) in 8 different locations (as shown in pixel grid 302), creating 3 more squares (minus their corners) around each displacement point (similar to that shown in the pixel grid). pixel 304, with the offset point serving as the center point). LBP for each point of interest and offset are calculated in each of the three squares, which are further referred to as Binary Patterns (BP). In this way, each point of interest and corresponding offset points have three different BPs associated with them.

[0059] Os três BPs podem ser reduzidos mais para obter um valor de região final (score de textura) como segue:[0059] The three BPs can be reduced further to obtain a final region value (texture score) as follows:

[0060] Etapa 1: cada BP é avaliado para determinar o score de uniformidade. Se o BP não for uniforme (por exemplo, mais de 4 bits de mudança ou menos do que 2 bits de mudança), então o BP é descartado e o score (valor de região final) no deslocamento ou ponto de interesse correspondente é ajustado para zero.[0060] Step 1: each BP is evaluated to determine the uniformity score. If the BP is not uniform (e.g., more than 4 bits of change or less than 2 bits of change), then the BP is discarded and the score (end region value) at the corresponding offset or point of interest is adjusted to zero.

[0061] Etapa 2: se todos os BPs forem uniformes, o processo de filtragem, como mostrado graficamente na etapa 306 da FIG. 3, é realizado. Cada elemento em BP1, BP2 e BP3 é adicionado usando a fórmula que segue: Há três valores possíveis (1, 0 e 2) que podem ser vistos em cada elemento de Resultadon. Cada um desses bits é mapeado adicionalmente de acordo com os valores correspondentes (-1, 0 e 1, respectivamente) em Valor, como mostrado na etapa 308. Este resultado é ainda referido como Padrão Binário de Ruído (NBP).[0061] Step 2: If all BPs are uniform, the filtering process, as shown graphically in step 306 of FIG. 3, is accomplished. Each element in BP1, BP2 and BP3 is added using the following formula: There are three possible values (1, 0 and 2) that can be seen in each element of Resultadon. Each of these bits is further mapped according to the corresponding values (-1, 0, and 1, respectively) in Value, as shown in step 308. This result is further referred to as Noise Binary Pattern (NBP).

[0062] Etapa 3: se houver mais de quatro pixels de ruído, o score para o ponto de interesse correspondente é ajustado para zero. De outro modo, cada pixel de ruído no NBPé substituído com seu vizinho mais próximo.[0062] Step 3: If there are more than four pixels of noise, the score for the corresponding point of interest is set to zero. Otherwise, each noise pixel in the NBP is replaced with its nearest neighbor.

[0063] Etapa 4: o resultado final é um padrão binário único com comprimento de BP para metade do comprimento 2. Este padrão binário final é ainda referido como genBP.[0063] Step 4: The final result is a single binary pattern with length BP to half length 2. This final binary pattern is further referred to as genBP.

[0064] Etapa 5: genBPé ainda ponderado com base na fórmula descrita na etapa 310: o resultado é ainda referido como padrão ponderado ou H.[0064] Step 5: genBP is further weighted based on the formula described in step 310: the result is further referred to as a weighted or H pattern.

[0065] Etapa 6: calcular o comprimento máximo de zeros contínuos em genBP e permitir que seja referido ainda como L.[0065] Step 6: Calculate the maximum length of continuous zeros in genBP and allow it to be further referred to as L.

[0066] Etapa 7: o valor de região final sn pode ser calculado usando a fórmula descrita na etapa 312: [0066] Step 7: The final region value sn can be calculated using the formula described in step 312:

[0067] Etapa 8: se pelo menos três dos pontos incluindo o ponto de interesse e pontos de deslocamento correspondentes computarem um valor de região, os valores de região do ponto de interesse e aqueles dos pontos correspondentes de deslocamento computando um valor de região têm a média tirada e chamados sn. De outro modo, sn é ajustado para zero.[0067] Step 8: If at least three of the points including the point of interest and corresponding offset points compute a region value, the region values of the point of interest and those of the corresponding offset points computing a region value have the average taken and called sn. Otherwise, sn is set to zero.

[0068] Em uma outra modalidade, o valor de região pode ser calculado usando entropia da região circundando os pontos de interesse e os pontos de deslocamento correspondentes ao redor de cada ponto de interesse. A entropia da região ao redor do ponto de interesse é calculada como segue:[0068] In another embodiment, the region value can be calculated using entropy of the region surrounding the points of interest and the corresponding displacement points around each point of interest. The entropy of the region around the point of interest is calculated as follows:

[0069] Etapa 1: inicializar um limiar para quantizar a textura na região de interesse ao redor do ponto de interesse e pontos de deslocamento correspondentes.[0069] Step 1: Initialize a threshold to quantize the texture in the region of interest around the point of interest and corresponding offset points.

[0070] Etapa 2: determinar o número de níveis (level_map) na região de interesse ao subtrair a intensidade de pixel do centro com todas as outras intensidades na região de interesse.[0070] Step 2: Determine the number of levels (level_map) in the region of interest by subtracting the center pixel intensity with all other intensities in the region of interest.

[0071] Etapa 3: level_map é quantizado adicionalmente através de agrupamento das intensidades de pixel usando o limiar determinado na Etapa 1.[0071] Step 3: level_map is further quantized by grouping the pixel intensities using the threshold determined in Step 1.

[0072] Etapa 4: o número de elementos únicos em cada grupo de level_map é calculado.[0072] Step 4: The number of unique elements in each level_map group is calculated.

[0073] Etapa 5: o valor da região com base na entropia ao redor de um ponto de interesse é calculado como segue: onde N é o comprimento de elementos no grupo ‘i’.[0073] Step 5: The entropy-based region value around a point of interest is calculated as follows: where N is the length of elements in group 'i'.

[0074] Etapa 6: tirar média de sn no ponto de interesse e pontos de deslocamento correspondentes e atribuir o valor médio a sn.[0074] Step 6: take average of sn at the point of interest and corresponding displacement points and assign the average value to sn.

[0075] Em uma outra modalidade, o valor de região pode ser calculado usando a entropia de informação de gradiente ao redor dos pontos de interesse em direções ‘D’. Em uma modalidade, D inclui 0, 45, 90 e 135 graus. A informação de gradiente pode ser calculada em escalas múltiplas ao redor do ponto de interesse.[0075] In another embodiment, the region value can be calculated using the gradient information entropy around the points of interest in 'D' directions. In one embodiment, D includes 0, 45, 90 and 135 degrees. Gradient information can be calculated at multiple scales around the point of interest.

[0076] Em uma modalidade, localizações de canto e valores de região correspondentes podem ser usados para determinar a geração de score de métrica de qualidade. Geração de score de métrica de qualidade pode ser implementada como segue:[0076] In one embodiment, corner locations and corresponding region values can be used to determine quality metric score generation. Quality metric score generation can be implemented as follows:

[0077] Etapa 1: classificar os pontos de interesse com base em seus valores de região em ordem descendente e observar as localizações de ponto de interesse correspondentes.[0077] Step 1: Sort the points of interest based on their region values in descending order and note the corresponding point of interest locations.

[0078] Etapa 2: deixar que as distâncias entre pontos de interesse correspondentes após rearranjo deles com base na Etapa 1 sejam d = {d1, d2, d3, ..., dn-2, dn-1, dn}, onde d1 é a distância entre ao primeiro e segundo pontos de interesse. dn será zero.[0078] Step 2: Let the distances between corresponding points of interest after rearranging them based on Step 1 be d = {d1, d2, d3, ..., dn-2, dn-1, dn}, where d1 is the distance between the first and second points of interest. dn will be zero.

[0079] Etapa 3: deixar que os pesos das distâncias sejam computados como o logaritmo de distâncias: dwn = log (d).[0079] Step 3: Let the distance weights be computed as the logarithm of distances: dwn = log (d).

[0080] Etapa 4: computar o índice ponderado como:, onde né o número de pontos de interesse[0080] Step 4: Compute the weighted index as: , where n is the number of points of interest

[0081] O score de métrica de qualidade final pode ser computado usando a fórmula que segue: onde p é o número de pontos de interesse[0081] The final quality metric score can be computed using the following formula: where p is the number of points of interest

[0082] Outros algoritmos de detecção de ponto de interesse podem ser usados, de modo que podem ser calculados usando algoritmos Accelerated Segment Test (FAST) ou Speeded Up Robust Features (SURF).[0082] Other point of interest detection algorithms can be used, such that they can be calculated using Accelerated Segment Test (FAST) or Speeded Up Robust Features (SURF) algorithms.

[0083] EV_QM pode ser calculado separadamente para regiões ocular e periocular e, ainda, cada ROI pode ser classificada com base em EV_QM calculada. As ROIs podem ser equiparadas na ordem que elas foram classificadas se um dispositivo de correspondência progressiva (descrito abaixo) estiver sendo usado. De nota, as métricas de qualidade descritas aqui podem ser usadas em técnicas de detecção de fraude. Reproduções de características faciais de um olho ou face, tais como fotografias físicas ou cópias impressas ou imagens digitais ou vídeos do usuário genuíno repetidos em uma tela para intenção maliciosa, são frequentemente de qualidade reduzida (por exemplo, resolução menor, distorcida, descoloria, com ruído, borrada, etc) comparado com uma presença física real no momento do escaneamento. Após filtragem de pontos de interesse de qualidade baixa durante o processo de verificação, uma reprodução de baixa qualidade geralmente não terá um número suficiente de pontos de interesse reconhecíveis e, desta maneira, não passará na verificação.[0083] EV_QM can be calculated separately for ocular and periocular regions and, furthermore, each ROI can be classified based on calculated EV_QM. ROIs can be matched in the order in which they were ranked if a progressive matching device (described below) is being used. Of note, the quality metrics described here can be used in fraud detection techniques. Reproductions of facial features of an eye or face, such as physical photographs or hard copies or digital images or videos of the genuine user replayed on a screen for malicious intent, are often of reduced quality (e.g., lower resolution, distorted, discoloration, with noise, blur, etc.) compared to a real physical presence at the time of scanning. After filtering out low-quality points of interest during the verification process, a low-quality reproduction will generally not have a sufficient number of recognizable points of interest and thus will not pass verification.

[0084] Técnicas similares podem ser usadas para detectar fraudes parciais também. Por exemplo, uma pessoa pode pôr uma impressão de um olho válido sobre seu olho em uma tentativa de passar no processo de verificação de olho. Na realização da verificação, a qualidade determinada da impressão do olho (por exemplo, pontos de interesse reconhecíveis) pode ser comparada com a qualidade determinada de regiões periocular e outras faciais. Se a diferença em qualidade entre o olho e uma ou mais outras regiões exceder um limiar, isto pode indicar a presença de uma fraude parcial, e a verificação pode ser reprovada. Outras técnicas de detecção de fraude usando as métricas de qualidade reveladas são compreendidas.[0084] Similar techniques can be used to detect partial fraud as well. For example, a person may place a valid eye print over their eye in an attempt to pass the eye check process. When performing verification, the determined quality of the eye impression (e.g., recognizable points of interest) can be compared with the determined quality of periocular and other facial regions. If the difference in quality between the eye and one or more other regions exceeds a threshold, this may indicate the presence of partial fraud, and the check may fail. Other fraud detection techniques using the revealed quality metrics are understood.

Detecção de Ponto de InteressePoint of Interest Detection

[0085] Vários algoritmos de detecção de ponto de interesse podem ser usados dentro de uma região de imagem capturada de ocular-vascular, periocular e face, separadamente. Por exemplo, o algoritmo Speeded Up Robust Features (SURF) é um algoritmo de detecção de característica tipo “bolha” que pode ser usado para identificar áreas dentro de uma região de imagem centrada em um ponto de interesse. O algoritmo Features from Accelerated Segment Test (FAST) é um algoritmo de detecção de canto que pode ser também usado para identificar pontos de interesse dentro de uma região de imagem. O detector de ponto vascular (VPD) pode ser também usado para identificar os pontos que travam na vasculatura dentro de uma região de imagem. Ainda, VPD pode ser também usado para detectar pontos na região periocular e face. Em algumas modalidades, pontos candidatos também podem ser identificados em escalas de imagem múltiplas. Por exemplo, se o tamanho da imagem original for 100x100 (Escala 0), pontos podem ser identificados da imagem original 100x100 e também quando a imagem original é redimensionada para 50x50 (Escala 1) e 25x25 (Escala 2). Outras configurações específicas de região de detectores de ponto podem ser consideradas.[0085] Various point of interest detection algorithms can be used within a captured ocular-vascular, periocular and facial image region separately. For example, the Speeded Up Robust Features (SURF) algorithm is a “bubble” feature detection algorithm that can be used to identify areas within an image region centered on a point of interest. The Features from Accelerated Segment Test (FAST) algorithm is a corner detection algorithm that can also be used to identify points of interest within an image region. The vascular point detector (VPD) can also be used to identify points that interlock in the vasculature within an image region. Furthermore, VPD can also be used to detect points in the periocular region and face. In some embodiments, candidate points can also be identified at multiple image scales. For example, if the original image size is 100x100 (Scale 0), points can be identified from the original 100x100 image and also when the original image is resized to 50x50 (Scale 1) and 25x25 (Scale 2). Other region-specific configurations of point detectors can be considered.

Supressão de PontoPoint Suppression

[0086] O número de pontos candidatos que são produzidos usando um algoritmo de detecção de ponto de interesse pode variar com base na quantidade de textura e qualidade da imagem. Além disso, tais algoritmos podem travar em informação de ruído ou irrelevante (com relação a uma dada aplicação), especialmente com algoritmos não-PVD. Tais pontos candidatos de ruído ou irrelevantes podem ser removidos por algoritmos de supressão de ponto candidato.[0086] The number of candidate points that are produced using an interest point detection algorithm can vary based on the amount of texture and quality of the image. Furthermore, such algorithms can get stuck on noisy or irrelevant information (with respect to a given application), especially with non-PVD algorithms. Such noisy or irrelevant candidate points can be removed by candidate point suppression algorithms.

[0087] Em uma modalidade, um algoritmo de supressão de ponto não vascular (NVS) é usado para determinar a qualidade de ponto candidato. O algoritmo é explicado nas etapas que seguem:[0087] In one embodiment, a non-vascular point suppression (NVS) algorithm is used to determine candidate point quality. The algorithm is explained in the following steps:

[0088] Etapa 1: extrair uma Região (R) ao redor de um ponto de interesse. Deixar o tamanho de R ser MxM.[0088] Step 1: extract a Region (R) around a point of interest. Let the size of R be MxM.

[0089] Etapa 2: extrair Patches locais (LP) dentro de R de tamanho NxN, onde N<M. Designar o LP centrado em R como Patch Central (CP).[0089] Step 2: extract Local Patches (LP) within R of size NxN, where N<M. Designate the R-centered LP as Central Patch (CP).

[0090] Etapa 3: patches locais dentro da região R são esparsamente populados.[0090] Step 3: Local patches within the R region are sparsely populated.

[0091] Etapa 4: calcular as distribuições de histograma de todos os LPs incluídos na região R e subtrair o histograma de CP de cada histograma calculado para LPs.[0091] Step 4: Calculate the histogram distributions of all LPs included in the R region and subtract the CP histogram from each histogram calculated for LPs.

[0092] Etapa 5: para cada subtração, calcular o score de espalhamento como o número de bins sendo ocupados dividido pelos binsdisponíveis totais.[0092] Step 5: for each subtraction, calculate the spread score as the number of bins being occupied divided by the total available bins.

[0093] Etapa 6: derivar uma combinação de filtros de passa banda com base na distribuição de pixels em imagem original (Computação de filtro de Passa Banda). Esses filtros de passa banda são usados para medir a quantidade de pixels falsos tal como brilho intenso contra os pixels de informação vascular.[0093] Step 6: Derive a combination of bandpass filters based on the distribution of pixels in the original image (Bandpass Filter Computing). These bandpass filters are used to measure the amount of false pixels such as glare against the vascular information pixels.

[0094] Etapa 7: patchessubtraídos da Etapa 4 são filtrados com base no filtro de passa banda derivado e uma resposta de canto é calculada.[0094] Step 7: Patches subtracted from Step 4 are filtered based on the derived bandpass filter and a corner response is calculated.

[0095] Etapa 8: usar score de espalhamento e resposta de canto em estrutura principal de cascata. Score de espalhamento é um classificadorbinário: ele ou rejeita ou aceita o ponto. Resposta de canto provê um score normalizado entre zero e um. Zero indica não vascularidade enquanto um indica vascularidade.[0095] Step 8: Use scatter score and corner response in cascade main structure. Scatter score is a binary classifier: it either rejects or accepts the point. Corner response provides a normalized score between zero and one. Zero indicates non-vascularity while one indicates vascularity.

[0096] Em uma outra modalidade, uma Computação de Filtro de Passa Bandaé usada para determinar a resistência de ponto candidato. O filtro de passa banda é dinamicamente gerado com base nos brancos segmentados das estatísticas de região do olho. O filtro de passa banda pode ser gerado como segue:[0096] In another embodiment, a Bandpass Filter Computation is used to determine candidate point resistance. The bandpass filter is dynamically generated based on segmented whites from the eye region statistics. The band pass filter can be generated as follows:

[0097] Etapa 1: extrair a camada verde da região escleral de uma imagem RGB.[0097] Step 1: extract the green layer of the scleral region from an RGB image.

[0098] Etapa 2: derivar um histograma da região. Por exemplo, usar bins “N” para extrair um histograma de uma imagem uint8.[0098] Step 2: Derive a histogram of the region. For example, using “N” bins to extract a histogram from a uint8 image.

[0099] Etapa 3: calcular o exponencial de histograma normalizado inverso derivado na Etapa 2.[0099] Step 3: Calculate the inverse normalized histogram exponential derived in Step 2.

[0100] Etapa 4: suprimir o exponencial por um fator k. O fator k geralmente varia de 0,1 a 0,3 e pode ser ajustado com base na aplicação ou conjunto de dados.[0100] Step 4: suppress the exponential by a factor k. The k factor typically ranges from 0.1 to 0.3 and can be adjusted based on the application or data set.

[0101] Etapa 5: calcular a resposta de exponencial inversa com valores inteiros variando de 1 a N.[0101] Step 5: Calculate the inverse exponential response with integer values ranging from 1 to N.

[0102] Etapa 6: concatenar os primeiros 5 elementos da Etapa 4 e restantes da Etapa 5. Isto provê Filtro de Passa Banda 1.[0102] Step 6: Concatenate the first 5 elements from Step 4 and the rest from Step 5. This provides Bandpass Filter 1.

[0103] Etapa 7: para Filtro de Passa Banda 2, construir uma Gaus- siana com distribuição normal de pixels esclerais (canal verde).[0103] Step 7: for Bandpass Filter 2, construct a Gaussian with normal distribution of scleral pixels (green channel).

[0104] Etapa 8: usar Filtro de Passa Banda 1 e Filtro de Passa Banda 2 em paralelo para estabelecer a resistência do ponto vascular.[0104] Step 8: use Bandpass Filter 1 and Bandpass Filter 2 in parallel to establish the resistance of the vascular point.

[0105] Este processo de construção de filtro é adaptativo para pixels de imagem. Se a imagem for escura, a maioria dos pixels esclerais se encontra próximo da cauda inferior do histograma. Desta maneira, Filtro de Passa Banda 1 teria uma resposta maior em relação ao Filtro de Passa Banda 2. Isto reduz o score do ponto. Similarmente, uma imagem de brilho saturado teria todos os seus pixels na cauda superior e Filtro de Passa Banda 2terá uma resposta maior, eliminando o ponto com um score baixo.[0105] This filter construction process is adaptive to image pixels. If the image is dark, most of the scleral pixels are near the lower tail of the histogram. In this way, Bandpass Filter 1 would have a greater response in relation to Bandpass Filter 2. This reduces the point score. Similarly, a saturated brightness image would have all its pixels in the upper tail and Band Pass Filter 2 will have a higher response, eliminating the point with a low score.

[0106] Em uma modalidade, a uniformidade do Padrão Binário Local (LBP) pode ser gerada para determinar a qualidade de um ponto candidato. Usando o código LBP de 8 bits, o número de transições em forma de bit de 0 a 1 ou vice-versa determina a uniformidade do código de LBP. Um código de LBP é considerado uniforme se ele tiver menos do que ou igual a ‘n’ transições. A faixa de transições é 0 a 8. Em uma modalidade, n é igual a 3. Como um exemplo, os códigos LBP 00000000 com 0 transição, 01111100 com 2 transições, 01000001 com 3 transições são uniformes. Similarmente, 0,1010000 com 4 transições e 01010010 com 6 transições são não uniformes. Os pontos candidatos que são uniformes são retidos no modelo.[0106] In one embodiment, the Local Binary Pattern (LBP) uniformity may be generated to determine the quality of a candidate point. Using the 8-bit LBP code, the number of transitions in bit form from 0 to 1 or vice versa determines the uniformity of the LBP code. An LBP code is considered uniform if it has less than or equal to ‘n’ transitions. The range of transitions is 0 to 8. In one embodiment, n equals 3. As an example, the LBP codes 00000000 with 0 transitions, 01111100 with 2 transitions, 01000001 with 3 transitions are uniform. Similarly, 0.1010000 with 4 transitions and 01010010 with 6 transitions are non-uniform. Candidate points that are uniform are retained in the model.

[0107] Os algoritmos de qualidade mencionados acima para pontos candidatos podem ser usados em combinação ou separadamente para um dado processo de inscrição ou verificação.[0107] The above-mentioned quality algorithms for candidate points can be used in combination or separately for a given application or verification process.

Descritores de Característica LocaisLocal Feature Descriptors

[0108] Um vetor de característica ao redor de cada ponto de interesse pode ser gerado usando um patch de imagem ao redor do ponto de interesse para as regiões ocular-vascular, periocular e de face, separadamente. Os descritores para um ponto de interesse podem ser gerados usando algoritmos de descritor de característica únicos ou múltiplos. O algoritmo Fast Retina Keypoint (FREAK) é um exemplo de algoritmo de descritor de característica que pode ser usado, por exemplo, para gerar descritores para pontos candidatos identificados pelos algoritmos FASTA. Um descritor FREAK pode ser, por exemplo, uma fileira de números binários que define características visuais circundando um ponto candidato. Padrões Binários Locais (LBP) e suas variantes tais como Padrões Binários Locais Simétricos Centrais (CSLBP) ao redor dos pontos candidatos são exemplos de descritores de característica que podem ser usados para descrever patches de imagem em uma vizinhança de um ponto candidato. Histogramas de Gradientes orientados (HoG), Histogramas de LBP (HLBP), Histogramas de CSLBP (HCS- LBP), Histogramas Padronizados de LBP de Raios Múltiplos Estendidos (PH-EMR-LBP), Histogramas Padronizados de CSLBP de Raios Múltiplos Estendidos, Histogramas Padronizados de Padrões Ternários Locais de Raios Múltiplos Estendidos (PH-EMR-LTP) e Histogramas Padronizados de Padrões Binários após Redução de Dimensionalidade (PHBP-DR) são outros exemplos de descritores de característica que podem ser usados para descrever vizinhanças de imagem ao redor de pontos candidatos. Outros algoritmos descritores de característica ou combinações de algoritmos podem ser usados para gerar descritores de imagem locais para pontos candidatos de uma região de imagem.[0108] A feature vector around each point of interest can be generated using an image patch around the point of interest for the ocular-vascular, periocular and facial regions separately. Descriptors for a point of interest can be generated using single or multiple feature descriptor algorithms. The Fast Retina Keypoint (FREAK) algorithm is an example of a feature descriptor algorithm that can be used, for example, to generate descriptors for candidate points identified by FASTA algorithms. A FREAK descriptor can be, for example, a string of binary numbers that defines visual features surrounding a candidate point. Local Binary Patterns (LBP) and its variants such as Central Symmetric Local Binary Patterns (CSLBP) around candidate points are examples of feature descriptors that can be used to describe image patches in a neighborhood of a candidate point. Oriented Gradients Histograms (HoG), LBP Histograms (HLBP), CSLBP Histograms (HCS-LBP), Extended Multi-Radius LBP Standardized Histograms (PH-EMR-LBP), Extended Multi-Radius CSLBP Standardized Histograms, Histograms Patterns of Extended Multi-ray Local Ternary Patterns (PH-EMR-LTP) and Patterned Histograms of Binary Patterns after Dimensionality Reduction (PHBP-DR) are other examples of feature descriptors that can be used to describe image neighborhoods around candidate points. Other feature descriptor algorithms or combinations of algorithms can be used to generate local image descriptors for candidate points in an image region.

[0109] Em uma modalidade, as etapas que seguem estão envolvidas em geração de descritores PH-EMR-PBP:[0109] In one embodiment, the following steps are involved in generating PH-EMR-PBP descriptors:

[0110] Etapa 1: calcular ambos os códigos de LBP para quadrados concêntricos de 3x3 pixels e 5x5 pixels ao redor de cada pixel para formar uma imagem de LBP de raios múltiplos (MR-LBP) (notar que, em contraste com LBP regular, a técnica mencionada acima usa uma vizinhança quadrada ou retangular, que pode incluir ou excluir cantos) ao invés de loci circulares de pixels ao redor do pixel central para derivação do código de LBP). Em uma região de pixel 3x3, comparação do pixel central com seus oito pixels vizinhos imediatos gera um código de LBP 3x3. O resultado é um código de 8 bits, cujos valores de bitsão ou 0 ou 1 (1 se o valor de intensidade do pixel vizinho for maior do que a intensidade do pixel central, se não 0). Similarmente, em uma região de pixel 5x5, comparação do pixel central com seus oito pixels vizinhos próximos a imediatos (isto é, dezesseis pixels) gera um código LBP 5x5 (resulta em um código de 16 bits). Desta maneira, MR-LBP tem um código de 24 bits (8 de código de LBP 3x3 e 16 de 5x5) para um dado pixel em uma imagem.[0110] Step 1: Calculate both LBP codes for concentric squares of 3x3 pixels and 5x5 pixels around each pixel to form a multi-ray LBP (MR-LBP) image (note that in contrast to regular LBP, the technique mentioned above uses a square or rectangular neighborhood, which may include or exclude corners) rather than circular pixel loci around the central pixel for deriving the LBP code). In a 3x3 pixel region, comparison of the center pixel with its eight immediate neighboring pixels generates a 3x3 LBP code. The result is an 8-bit code, whose bit values are either 0 or 1 (1 if the intensity value of the neighboring pixel is greater than the intensity of the central pixel, otherwise 0). Similarly, in a 5x5 pixel region, comparison of the central pixel with its eight immediate neighboring pixels (i.e., sixteen pixels) generates a 5x5 LBP code (results in a 16-bit code). In this way, MR-LBP has a 24-bit code (8 of 3x3 LBP code and 16 of 5x5) for a given pixel in an image.

[0111] Etapa 2: um patch MxM (fora da etapa 1) ao redor de cada ponto de interesse é segmentado em sub-regiões NxN que podem ter pixels sobrepostos K.[0111] Step 2: An MxM patch (outside of step 1) around each point of interest is segmented into NxN subregions that may have K overlapping pixels.

[0112] Etapa 3: os histogramas para cada MR-LBP de 24 bits dentro de cada sub-região são derivados separadamente e concatenados para administrar PH-EMR-LBP (notar que em contraste com LBP regular, este histograma é calculado com base na frequência de localizações de bit de LBP no patch, ao invés daquela do equivalente decimal do código binário).[0112] Step 3: Histograms for each 24-bit MR-LBP within each subregion are derived separately and concatenated to manage PH-EMR-LBP (note that in contrast to regular LBP, this histogram is calculated based on frequency of LBP bit locations in the patch, rather than that of the decimal equivalent of the binary code).

[0113] Os valores de parâmetro para M, N e K podem ser ajustados com base na frequência espacial, resolução e ruído da imagem.[0113] Parameter values for M, N, and K can be adjusted based on spatial frequency, resolution, and image noise.

[0114] Em uma modalidade, as etapas que seguem estão envolvidas em geração de descritores PH-EMR-CSLBP:[0114] In one embodiment, the following steps are involved in generating PH-EMR-CSLBP descriptors:

[0115] Etapa 1: calcular ambos os códigos de padrões binários lo-caissimétricos centrais (CSLBP) de 3x3 pixels e 5x5 pixels em cada pixel para formar uma imagem CS-LBP de raios múltiplos (MR-CSLBP). Em uma região 3x3, comparação dos valores de intensidade dos pixels na diagonal usando os 8 pixels de limite gera um código de CS-LBP 3x3 de 4 bits (partindo do pixel esquerdo superior, considerar os pixels de limite como numerados de 1-8 em uma direção horária, o código de CS- LBP de 4 bitsé gerado comparando os pixels 1, 2, 3 e 4 com 5, 6, 7 e 8, respectivamente). Os valores são 0 ou 1 (1 se o valor de intensidade de 1 for maior do que 5, se não 0 - similarmente, para outras combinações). Da mesma maneira, em uma região 5x5, os 16 pixels diagonais do anel externo são comparados para gerar um código de CS-LBP 5x5 de 8 bits. Desta maneira, uma MR-CS-LBP tem um código de 12 bits (4 de código de CS-LBP de 3x3 e 8 de 5x5) para um dado pixel em uma imagem.[0115] Step 1: Calculate both 3x3 pixel and 5x5 pixel central locus binary pattern codes (CSLBP) at each pixel to form a multi-ray CS-LBP image (MR-CSLBP). In a 3x3 region, comparing the intensity values of the diagonal pixels using the 8 boundary pixels generates a 4-bit 3x3 CS-LBP code (starting from the top left pixel, consider the boundary pixels as numbered 1-8 in a clockwise direction, the 4-bit CS-LBP code is generated by comparing pixels 1, 2, 3 and 4 with 5, 6, 7 and 8, respectively). Values are 0 or 1 (1 if the intensity value of 1 is greater than 5, otherwise 0 - similarly, for other combinations). Similarly, in a 5x5 region, the 16 diagonal pixels of the outer ring are compared to generate an 8-bit 5x5 CS-LBP code. In this way, an MR-CS-LBP has a 12-bit code (4 of 3x3 CS-LBP code and 8 of 5x5) for a given pixel in an image.

[0116] Etapa 2: um patch MxM (resultado da etapa 1) ao redor de cada ponto de interesse é segmentado em sub-regiões NxN que podem ter pixels sobrepostos K.[0116] Step 2: An MxM patch (result of step 1) around each point of interest is segmented into NxN subregions that may have K overlapping pixels.

[0117] Etapa 3: os histogramas para cada MR-CS-LBP de 12 bits dentro de cada sub-região são derivados separadamente e concatenados para administrar PH-EMR-CS-LBP.[0117] Step 3: Histograms for each 12-bit MR-CS-LBP within each subregion are derived separately and concatenated to manage PH-EMR-CS-LBP.

[0118] Similar ao descritor anterior, os valores de parâmetro para M, N e K podem ser ajustados com base na frequência espacial, resolução e ruído da imagem.[0118] Similar to the previous descriptor, the parameter values for M, N and K can be adjusted based on the spatial frequency, resolution and noise of the image.

[0119] Em uma modalidade, as etapas que seguem estão envolvidas em geração de descritores de PH-EMR-LTP.[0119] In one embodiment, the following steps are involved in generating PH-EMR-LTP descriptors.

[0120] Etapa 1: calcular ambos os códigos de padrões ternários locais de 3x3 pixel e 5x5 pixels em cada pixel para formar uma imagem LTP de raios múltiplos (MR-LTP) com um Tamanho de Passo (SS). Em uma região 3x3, comparar o pixel central com seus oito pixels vizinhos imediatos gera um código de LTP 3x3. O resultado é um código de 16 bits, cujos valores são 0 ou 1 (1 se o valor de intensidade de cada pixel vizinho for maior do que a intensidade do pixel central mais SS, se não 0; e 1 se o valor de intensidade de cada pixel vizinho for menos do que a intensidade do pixel central menos SS, se não 0). Similarmente, em uma região 5x5, comparação do pixel central com seus próximos a imediatos oito pixels vizinhos (isto é, 16 pixels) gera um código de LTP 5x5 (resultado é um código de 32 bits). Desta maneira, um MR-LTP tem um código de 48 bits (16 de código de LBP de 3x3 e 32 de 5x5) para um dado pixel em uma imagem.[0120] Step 1: Calculate both 3x3 pixel and 5x5 pixel local ternary pattern codes at each pixel to form a multi-ray LTP (MR-LTP) image with a Step Size (SS). In a 3x3 region, comparing the center pixel with its eight immediate neighboring pixels generates a 3x3 LTP code. The result is a 16-bit code, whose values are 0 or 1 (1 if the intensity value of each neighboring pixel is greater than the intensity of the central pixel plus SS, otherwise 0; and 1 if the intensity value of each neighboring pixel is less than the intensity of the central pixel minus SS, if not 0). Similarly, in a 5x5 region, comparison of the central pixel with its next to immediate eight neighboring pixels (i.e., 16 pixels) generates a 5x5 LTP code (result is a 32-bit code). In this way, an MR-LTP has a 48-bit code (16 of 3x3 LBP code and 32 of 5x5) for a given pixel in an image.

[0121] Etapa 2: um patch MxM (resultado da etapa 1) ao redor de cada ponto de interesse é segmentado em sub-regiões NxN que podem ter pixels sobrepostos K.[0121] Step 2: An MxM patch (result of step 1) around each point of interest is segmented into NxN subregions that may have K overlapping pixels.

[0122] Etapa 3: os histogramas para cada MR-LTP de 48 bits dentro de cada sub-região são derivados separadamente e concatenados para administrar PH-EMR-LTP.[0122] Step 3: Histograms for each 48-bit MR-LTP within each subregion are derived separately and concatenated to manage PH-EMR-LTP.

[0123] Similar ao descritor anterior, os valores de parâmetro para M, N e K podem ser ajustados com base na frequência espacial, resolução e ruído das imagens.[0123] Similar to the previous descriptor, the parameter values for M, N and K can be adjusted based on the spatial frequency, resolution and noise of the images.

[0124] Em uma modalidade, um PHBD-DR pode ser derivado usando as etapas que seguem:[0124] In one embodiment, a PHBD-DR can be derived using the following steps:

[0125] Etapa 1: PH-EMR-LBP para um dado ponto de interesse é derivado ajustando os valores de M, N e K para 9, 3 e 1, respectivamente. Essas configurações administram um vetor de característica de comprimento 384 (24x16; histogramas de cada um dos códigos de 24 bits nas 16 sub-regiões. Notar que sub-16 regiões 3x3 são possíveis em um patch 9x9 com sobreposição de 1 pixel) com valores variando de 0 a 9 (uma vez que há 9 pixels na sub-região 3x3).[0125] Step 1: PH-EMR-LBP for a given point of interest is derived by setting the values of M, N and K to 9, 3 and 1, respectively. These settings manage a feature vector of length 384 (24x16; histograms of each of the 24-bit codes in the 16 subregions. Note that 3x3 subregions are possible in a 9x9 patch with 1 pixel overlap) with values varying from 0 to 9 (since there are 9 pixels in the 3x3 subregion).

[0126] Etapa 2: PH-EMR-CS-LBP para um dado ponto de interesse é derivada ajustando os valores de M, N e K para 7, 3 e 1, respectivamente. Essas configurações administram um vetor de característica de comprimento 108 (12x9; histogramas de cada um dos códigos de 12 bits nas 9 sub-regiões). Notar que 9 sub-regiões 3x3 são possíveis em um patch 7x7 com sobreposição de 1 pixel) com valores variando de 0 a 9 (uma vez que há 9 pixels na sub-região 3x3).[0126] Step 2: PH-EMR-CS-LBP for a given point of interest is derived by setting the values of M, N and K to 7, 3 and 1, respectively. These settings manage a feature vector of length 108 (12x9; histograms of each of the 12-bit codes in the 9 subregions). Note that 9 3x3 subregions are possible in a 7x7 patch with 1 pixel overlap) with values ranging from 0 to 9 (since there are 9 pixels in the 3x3 subregion).

[0127] Etapa 3: PH-EMR-LTP PH-EMR-LBP para um dado ponto de interesse é derivada através do ajuste de valores de M, N e K para 9, 3 e 1, respectivamente. Essas configurações administraram um vetor de característica de comprimento 768 (48x16; histogramas de cada um dos códigos de 48 bits nas 16 sub-regiões. Notar que 16 sub-regiões 3x3 são possíveis em um patch 9x9 com sobreposição de 1 pixel) com valores variando de 0 a 9 (uma vez que há 9 pixels na sub-região 3x3). SS é ajustado para 5 após os valores de intensidade da imagem serem normalizados para 0-255.[0127] Step 3: PH-EMR-LTP PH-EMR-LBP for a given point of interest is derived by setting values of M, N and K to 9, 3 and 1, respectively. These settings managed a feature vector of length 768 (48x16; histograms of each of the 48-bit codes in the 16 subregions. Note that 16 3x3 subregions are possible in a 9x9 patch with 1 pixel overlap) with values varying from 0 to 9 (since there are 9 pixels in the 3x3 subregion). SS is set to 5 after image intensity values are normalized to 0-255.

[0128] Etapa 4: vetores de característica 1, 2 e 3 são concatenados para formar um vetor de característica de comprimento 1260.[0128] Step 4: Feature vectors 1, 2 and 3 are concatenated to form a feature vector of length 1260.

[0129] Etapa 5: uso de uma análise de variância, apenas as 720 melhores características são retidas. Em alguns casos, uma vez que essas características altamente variantes são pré-calculadas, apenas essas 720 característica são geradas durante processo de inscrição e verificação no interesse de reduzir a complexidade computacional.[0129] Step 5: Using an analysis of variance, only the 720 best features are retained. In some cases, since these highly variant features are pre-calculated, only these 720 features are generated during the enrollment and verification process in the interest of reducing computational complexity.

[0130] Etapa 6: finalmente, um método de redução de dimensionalidade tal como análise de componente principal (PCA) é usado para extrair PHBP-DR. Uma análise PCA separada pode ser realizada para regiões oculares e perioculares para produzir 103 e 98 vetores de característica longos, respectivamente. Para face, quaisquer características perioculares podem ser usadas como são ou uma análise PCA separada pode ser realizada. Outros comprimentos de vetores de característica para ocular, periocular e face são possíveis.[0130] Step 6: Finally, a dimensionality reduction method such as principal component analysis (PCA) is used to extract PHBP-DR. A separate PCA analysis can be performed for ocular and periocular regions to produce 103 and 98 long feature vectors, respectively. For face, any periocular features can be used as is or a separate PCA analysis can be performed. Other feature vector lengths for ocular, periocular, and face are possible.

[0131] No final do processo de inscrição biométrico, um modelo de inscrição pode incluir um conjunto de pontos candidatos e os descritores para ROI ocular-vascular e um conjunto de pontos candidatos e os descritos para uma região periocular. Em algumas modalidades, um modelo de inscrição pode também incluir um conjunto de pontos candidatos e os descritores para uma face e/ou um conjunto de pontos candidatos e os descritores para regiões perioculares estendidas. Notar que as ROI ocular-vascular e periocular e modelo para olhos da esquerda e da direitasão tratados separadamente. Descritores múltiplos para um conjunto de pontos de interesse são compreendidos. Imagens originais e processadas que são usadas para produzir modelos para face ocular- vascular e região periocular podem ser descartadas por razões de segurança e privacidade.[0131] At the end of the biometric enrollment process, an enrollment model may include a set of candidate points and descriptors for an ocular-vascular ROI and a set of candidate points and those described for a periocular region. In some embodiments, an inscription model may also include a set of candidate points and descriptors for a face and/or a set of candidate points and descriptors for extended periocular regions. Note that the ocular-vascular and periocular ROI and model for left and right eyes are treated separately. Multiple descriptors for a set of points of interest are understood. Original and processed images that are used to produce models for the ocular-vascular face and periocular region may be discarded for security and privacy reasons.

Dispositivo de correspondência progressivaProgressive Matching Device

[0132] Em uma modalidade de um processo de correspondência bio- métrica, um score de correspondência final é gerado usando um dispositivo de correspondência progressiva. Como uma etapa inicial, descritores de imagem locais são equiparados para encontrar Pares-de-Ponto-Corresponden- tes entre modelos de inscrição e verificação para ambas as regiões ocular e periocular usando uma medida de distância. Como um exemplo, uma distância Euclidiana entre descritores de pontos de interesse pode ser calculada entre os vetores de descritor de inscrição e verificação de regiões oculares e perioculares separadamente, e os pares abaixo de um certo limiar de distância podem ser retidos como Pares-de-Ponto-Correspondentes.[0132] In one embodiment of a biometric matching process, a final matching score is generated using a progressive matching device. As an initial step, local image descriptors are matched to find Corresponding-Point-Pairs between enrollment and verification models for both the ocular and periocular regions using a distance measure. As an example, a Euclidean distance between interest point descriptors can be calculated between the enrollment and verification descriptor vectors of ocular and periocular regions separately, and pairs below a certain distance threshold can be retained as Pairs-of-Interest. Point-Correspondents.

[0133] Na presença de ruído ou outras aberrações, os Pares-de- Pontos-Correspondentes podem ter vários outliers ou correspondências extras de outro modo errôneas. Ao supor uma homografia plausível entre as localizações de imagens de inscrição e verificação de Pares-de- Ponto-Correspondentes, outliers (pontos correspondentes espacialmentenão sobrepostos após alinhamento sob a homografia suposta) podem ser removidos dos Pares-de-Ponto-Correspondentes.[0133] In the presence of noise or other aberrations, Corresponding-Point-Pairs may have multiple outliers or otherwise erroneous extra correspondences. By assuming a plausible homography between the inscription and verification image locations of Corresponding-Point-Pairs, outliers (spatially non-overlapping corresponding points after alignment under the assumed homography) can be removed from the Corresponding-Point-Pairs.

[0134] Em algumas modalidades, um consenso de amostra aleatório (RANSAC) ou outro método de detecção de outlier pode ser usado para determinar a transformação necessária para alinhar pontos candidatos em uma imagem de verificação com pontos em uma imagem de inscrição, enquanto rejeitando outliers que não se encaixam em uma transformação tomada como hipótese entre correspondências genuínas, em termos de geometrias de regiões oculares de interesse codificadas em modelos de inscrição e verificação. Em algumas modalidades, os RANSACs de ROIs diferentes (tais como ROIs oculares-vasculares e perioculares) podem ser realizados separadamente, e a coleta dos pontos inlier sobreviventes pode ser realizada para um RANSAC final para cálculos de score final e outras computações relacionadas. Em algumas modalidades, um número mínimo de pontos inlier de certas ou todas as sub-regiões de interesse (por exemplo, patches vasculares e pontos vistos na parte superior da ROI escleral) pode ser requerido antes de prosseguir para correspondência final. Eventualmente, o scoreé gerado combinando o número de inliers que são encontrados após RANSAC (N), escala recuperada da matriz de transformação (RS) e ângulo recuperado da matriz de transformação (RA), usando a homografia ajustada às localizações de Pares-de-Ponto-Correspondentes através de RANSA ou equivalente.[0134] In some embodiments, a random sample consensus (RANSAC) or other outlier detection method may be used to determine the transformation necessary to align candidate points in a verification image with points in an inscription image, while rejecting outliers which do not fit into a hypothesized transformation between genuine correspondences, in terms of geometries of ocular regions of interest encoded in inscription and verification models. In some embodiments, RANSACs of different ROIs (such as ocular-vascular and periocular ROIs) may be performed separately, and collection of surviving inlier points may be performed for a final RANSAC for final score calculations and other related computations. In some embodiments, a minimum number of inlier points from certain or all subregions of interest (e.g., vascular patches and points seen on top of the scleral ROI) may be required before proceeding to final matching. Eventually, the score is generated by combining the number of inliers that are found after RANSAC (N), scale recovered from the transformation matrix (RS) and angle recovered from the transformation matrix (RA), using the homography fitted to the pair-of-pair locations. Point-Correspondents through RANSA or equivalent.

[0135] Em uma modalidade, o score de correspondência é calculado usando a fórmula que segue: onde Cx e Cy são correlações entre vetores de coordenadas x e y de pontos correspondentes inlier entre modelos de inscrição e verificação, respectivamente, N é o número desses pontos alinhados, RA é o ângulo recuperado que representa a mudança em ângulo resultante da transformação das localizações de pontos de verificação correspondentes inlier para os pontos de inscrição para registro e RS é a escala recuperada que representa a mudança em escala resultante da transformação mencionada acima. RA e RS são derivados da similaridade ou matriz de transformação geométrica similar resultante de RANSAC ou operação similar. Outras medidas tal como a distância da matriz de transforma- ção/registro da identidade são compreendidas, especialmente se as regiões de interesse (tais como as ocular-vascular e periocular) forem es-pacialmentepré-normalizadas.[0135] In one embodiment, the match score is calculated using the following formula: where Cx and Cy are correlations between x and y coordinate vectors of corresponding inlier points between enrollment and verification models respectively, N is the number of these aligned points, RA is the recovered angle representing the change in angle resulting from the transformation of point locations corresponding inlier checkpoints for the enrollment points for registration and RS is the recovered scale that represents the change in scale resulting from the transformation mentioned above. RA and RS are derived from the similarity or similar geometric transformation matrix resulting from RANSAC or similar operation. Other measures such as distance from the identity transformation/registration matrix are understood, especially if the regions of interest (such as ocular-vascular and periocular) are spatially pre-normalized.

[0136] Em algumas modalidades, M-SAC, Group-SAC e/ou Optima- RANSAC podem substituir RANSAC.[0136] In some embodiments, M-SAC, Group-SAC and/or Optima-RANSAC may replace RANSAC.

[0137] Os scores de correspondência podem ser gerados para ambos brancos do olho (SV) e a região periocular (SP) separadamente, combinados (SVP) ou de uma maneira sequencial. Na abordagem progressiva, ROIs diferentes são progressivamente incluídas no dispositivo de correspondência se houver informação ou qualidade insuficiente para uma decisão robusta na região de interesse inicial. Por exemplo, se certa qualidade de fonte ou uma decisão definitiva não puder ser obtida usando a informação vascular nos brancos do olho, o dispositivo de correspondência pode progressivamente adicionar mais informação das localizações pertencentes à periocular (e potencialmente além, tais como nariz e face) conforme necessário para obter a certeza desejada em afirmar uma correspondência biométrica.[0137] Correspondence scores can be generated for both the whites of the eye (SV) and the periocular region (SP) separately, combined (SVP) or in a sequential manner. In the progressive approach, different ROIs are progressively included in the matching device if there is insufficient information or quality for a robust decision in the initial region of interest. For example, if a certain source quality or definitive decision cannot be obtained using vascular information in the whites of the eye, the matching device can progressively add more information from locations belonging to the periocular (and potentially beyond, such as the nose and face). as necessary to achieve the desired certainty in asserting a biometric match.

[0138] Em uma modalidade, os Pares-de-Ponto-Correspondentes de regiões ocular e periocular são calculados separadamente e então combinados para RANSAC para gerar o score de correspondência final.[0138] In one embodiment, the Corresponding Point-Pairs of ocular and periocular regions are calculated separately and then combined for RANSAC to generate the final correspondence score.

[0139] Em uma outra modalidade, os Pares-de-Ponto-Correspon- dentes de regiões oculares e perioculares são calculados separadamente e então combinados para RANSAC para gerar o score de correspondência final. No entanto, a geração de inliers final é obrigada ter pelo menos N pontos da região ocular.[0139] In another embodiment, the Corresponding Point-Pairs of ocular and periocular regions are calculated separately and then combined for RANSAC to generate the final correspondence score. However, the final inlier generation is required to have at least N points from the eye region.

[0140] Em uma modalidade adicional, os Pares-de-Ponto-Corres- pondentes de regiões oculares e perioculares são calculados separadamente, seus respectivos inlierssão encontrados através de RANSACs específicos de ROI separadamente e então a coleção de elementos de modelo filtrados por RANSAC específicos de região é combinada para um RANSAC final para gerar o score de correspondência final. No entanto, a geração de inliers final é obrigada a ter pelo menos N pontos do RANSAC da região ocular-vascular. Em algumas modalidades, um valor mínimo típico para N é 3.[0140] In an additional embodiment, the Corresponding Point-Pairs of ocular and periocular regions are calculated separately, their respective inliers are found through ROI-specific RANSACs separately, and then the collection of model elements filtered by specific RANSAC of region is combined for a final RANSAC to generate the final match score. However, the final inlier generation is required to have at least N RANSAC points from the ocular-vascular region. In some embodiments, a typical minimum value for N is 3.

[0141] Em algumas modalidades, um dispositivo de correspondência progressiva é implementado para tomar uma decisão final com base em comparação de scores de correspondência contra limiares. A título de exemplo: Etapa 1: se SV > 3,2, o usuário é autenticado e as etapas 2 e 3 são puladas. Etapa 2: se SVP > 3,4, então o usuário é autenticado e a etapa 3 é pulada. Etapa 3: se SP > 3,2, o usuário é autenticado. Final do processo[0141] In some embodiments, a progressive matching device is implemented to make a final decision based on comparing matching scores against thresholds. As an example: Step 1: if SV > 3.2, the user is authenticated and steps 2 and 3 are skipped. Step 2: If SVP > 3.4, then the user is authenticated and step 3 is skipped. Step 3: If SP > 3.2, the user is authenticated. End of process

[0142] No caso do processo progressivo acima não autenticar o usuário, um outro modelo de inscrição do banco de inscrição pode ser novamente convocado, ou uma nova imagem de verificação pode ser adquirida, até que uma certa condição de saída (tal como um limite de tempo) seja atingida. Outras combinações dos limiares de SV, SVP e SP são compreendidas. Se uma ou mais das regiões de interesse não estiverem disponíveis para varredura devido a aberrações resultantes de, por exemplo, óculos de sol ou artefatos de brilho, os sistemas podem usar outras regiões disponíveis.[0142] In case the above progressive process fails to authenticate the user, another enrollment template from the enrollment bank may be recalled again, or a new verification image may be acquired, until a certain exit condition (such as a threshold time) is reached. Other combinations of SV, SVP and SP thresholds are understood. If one or more of the regions of interest are not available for scanning due to aberrations resulting from, for example, sunglasses or glare artifacts, the systems can use other available regions.

[0143] A FIG. 5 mostra uma modalidade de um método para inscrição e autenticação biométricas usando correspondência progressiva, incluindo uma fase de inscrição em que modelos de inscrição são criados com base em regiões oculares-vasculares e perioculares, e uma fase de verificação em que correspondência progressiva pode ser realizada com base em imagens capturadas e nos modelos de inscrição. As etapas ilustradas na FIG. 5 podem ser realizadas de acordo com as váriastécnicas descritas aqui.[0143] FIG. 5 shows an embodiment of a method for biometric enrollment and authentication using progressive matching, including an enrollment phase in which enrollment templates are created based on ocular-vascular and periocular regions, and a verification phase in which progressive matching can be performed. based on captured images and entry templates. The steps illustrated in FIG. 5 can be performed according to the various techniques described here.

[0144] Em alguns casos, uma característica biométrica única pode ser dividida em ROIs múltiplas, que são então correspondidas progressivamente. Por exemplo, regiões significantes de uma região periocular podem ser divididas em n partes que são então progressivamente correspondidas.[0144] In some cases, a single biometric characteristic may be divided into multiple ROIs, which are then progressively matched. For example, significant regions of a periocular region can be divided into n parts which are then progressively matched.

[0145] Em uma modalidade, a qualidade de algumas ou todas as ROIs perioculares pode ser medida e classificada e o processo de correspondência pode adicionar progressivamente cada ROI com base em sua respectiva classificação conforme necessário para atingir a certeza desejada em afirmar a uma correspondência biométrica.[0145] In one embodiment, the quality of some or all of the periocular ROIs may be measured and classified and the matching process may progressively add each ROI based on its respective classification as necessary to achieve the desired certainty in asserting a biometric match. .

[0146] Em uma outra modalidade, uma métrica de distância baseada em imagem ou similar detecta poses do usuário, condições de luz ou gestos faciais que poderiam distorcer algumas regiões biométricas de interesse tal como periocular. Essas variações podem ser induzidas durante a inscrição ou adicionadas a um banco de modelo de rolante com base em uma política de renovação de modelo. No momento da verificação, o dispositivo de correspondência pode tentar recuperar os modelos mais relevantes do banco com base na métrica de similaridade de imagem mencionada acima.[0146] In another embodiment, an image-based distance metric or similar detects user poses, lighting conditions or facial gestures that could distort some biometric regions of interest such as periocular. These variations can be induced during signup or added to a rolling model bank based on a model renewal policy. At verification time, the matching device may attempt to retrieve the most relevant models from the database based on the image similarity metric mentioned above.

[0147] Em uma outra modalidade, se o processo de correspondência encontrar uma nova pose ou expressão facial, a expressão mais próximaé usada e um caso especial de dispositivo de correspondência progressiva é aplicado. Por exemplo, um caso especial pode dividir a região periocular em vários segmentos usando um processo de agrupamento, e dentro de cada segmento as matrizes de score e transformação são geradas. O score final pode ser determinado através de uma fusão ponderada de todos os scores de segmento individuais. Esses pesos são determinados pela quantidade de deformação observada em todas as matrizes de transformação. Outras fusões de scoresão possíveis.[0147] In another embodiment, if the matching process finds a new pose or facial expression, the closest expression is used and a special case of progressive matching device is applied. For example, a special case may divide the periocular region into several segments using a clustering process, and within each segment the score and transformation matrices are generated. The final score can be determined through a weighted fusion of all individual segment scores. These weights are determined by the amount of deformation observed in all transformation matrices. Other score mergers are possible.

[0148] A FIG. 5 ilustra uma modalidade de um sistema localizado para geração de modelos biométricos seguros e realização de verificação de usuário de acordo com as técnicas descritas aqui. Um dispositivo de usuário 500 pode incluir um sensor de imagem 530, processador 540, memória 550, hardware e/ou softwarebiométrico 560 e um sistema, mas que acopla vários componentes de sistema, incluindo a memória 550 para o processador 540. O dispositivo de usuário 500 pode incluir, mas não está limitado a, smart phone, smart watch, smart glasses, computador de mesa, computador portátil, televisão, dispositivo de jogo, reprodutor de música, telefone móvel, laptop, palmtop, terminal com capacidade de processamento (smart) ou sem capacidade de processamento (dumb), computador de rede, assistente digital pessoal, dispositivo sem fio, aparelho de informação, estação de trabalho, minicomputador, computador mainframe ou outro dispositivo de computação que seja operado como um computador para propósito geral ou um dispositivo de hardware de propósito especial que pode executar a funcionalidade descrita aqui.[0148] FIG. 5 illustrates one embodiment of a localized system for generating secure biometric templates and performing user verification in accordance with the techniques described herein. A user device 500 may include an image sensor 530, processor 540, memory 550, biometric hardware and/or software 560, and a system, but which couples various system components, including memory 550 for the processor 540. The user device 500 may include, but is not limited to, smart phone, smart watch, smart glasses, desktop computer, portable computer, television, gaming device, music player, mobile phone, laptop, palmtop, terminal with processing capability (smart ) or without processing power (dumb), network computer, personal digital assistant, wireless device, information device, workstation, minicomputer, mainframe computer, or other computing device that is operated as a general purpose computer or a special purpose hardware device that can perform the functionality described here.

[0149] Hardware e/ou softwarebiométrico 560 inclui um módulo de processamento de imagem 562 para realização de operações em imagens capturadas pelo sensor de imagem 530. Por exemplo, o módulo de processamento de imagem 562 pode realizar segmentação e melhora em imagens do olho e área facial circundante de um usuário 510 para auxiliar no isolamento de estruturas vasculares e outras características de interesse. O módulo de modelo 564 cria modelos biométricos com base na imagem de vasculatura e pode realizar várias operações de obscurecimento e embaralhamento nos modelos. O módulo de verificação 566 valida a identidade de um usuário 510 através da realização de operações de correspondência entre um modelo de verificação bio- métrico formado quando da captura de uma leitura biométrica e um modelo de inscrição previamente armazenado. Em algumas modalidades, certa funcionalidade pode ser realizada em dispositivos outro que não o dispositivo de usuário 500. Por exemplo, um dispositivo de usuário pode ao contrário incluir apenas um sensor biométrico, tal como uma câmera, e funções de processamento e verificação de imagem podem ser realizadas em um servidor remoto acessível para dispositivo de usuário 500 em uma rede, tal como a internet.[0149] Biometric hardware and/or software 560 includes an image processing module 562 for performing operations on images captured by image sensor 530. For example, image processing module 562 can perform segmentation and enhancement on images of the eye and surrounding facial area of a user 510 to assist in isolating vascular structures and other features of interest. The template module 564 creates biometric templates based on the vasculature image and can perform various obfuscation and scrambling operations on the templates. The verification module 566 validates the identity of a user 510 by performing matching operations between a biometric verification template formed when capturing a biometric reading and a previously stored enrollment template. In some embodiments, certain functionality may be performed on devices other than the user device 500. For example, a user device may instead include only a biometric sensor, such as a camera, and image processing and verification functions may be performed on a remote server accessible to user device 500 on a network, such as the internet.

[0150] Mais comumente, os sistemas e técnicas descritos aqui podem ser implementados em um sistema de computador que inclui um componente subordinado (por exemplo, como um servidor de dados) ou que inclui um componente de ponte (por exemplo, um servidor de aplicação) ou que inclui um componente frontal (por exemplo, um computador de cliente tendo uma interface de usuário gráfico ou um Web browseratravés do qual um usuário pode interagir com uma modalidade dos sistemas e técnicas descritos aqui) ou qualquer combinação de tais componentes subordinado, ponte e frontal. Os componentes do sistema podem ser interconectados através de qualquer forma ou meio de comunicação de dados digitais (por exemplo, uma rede de comunicação). Exemplos de redes de comunicação incluem uma rede de área local (“LAN”), uma rede de área ampla (“WAN”) e a Internet.[0150] Most commonly, the systems and techniques described herein can be implemented in a computer system that includes a subordinate component (e.g., such as a data server) or that includes a bridge component (e.g., an application server). ) or that includes a front-end component (e.g., a client computer having a graphical user interface or a Web browser through which a user can interact with an embodiment of the systems and techniques described herein) or any combination of such subordinate components, bridge and front. System components can be interconnected through any form or means of digital data communication (e.g. a communication network). Examples of communication networks include a local area network (“LAN”), a wide area network (“WAN”), and the Internet.

[0151] O sistema de computação pode incluir clientes e servidores. Um cliente e um servidor são geralmente remotos um do outro e podem interagir através de uma rede de comunicação. A relação de cliente e servidor surge em virtude de programas de computador rodando nos respectivos computadores e tendo uma relação cliente-servidor um com o outro. Várias modalidades foram descritas. Não obstante, será compreendido que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção.[0151] The computing system may include clients and servers. A client and a server are usually remote from each other and can interact via a communication network. The client and server relationship arises by virtue of computer programs running on the respective computers and having a client-server relationship with each other. Several modalities have been described. Nevertheless, it will be understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

[0152] As modalidades da matéria-objeto e as operações descritas no presente pedido podem ser implementadas em circuito eletrônico digital ou em software de computador, firmware ou hardware, incluindo as estruturas reveladas no presente pedido e seus equivalentes estruturais ou em combinação de um ou mais deles. As modalidades da matéria- objeto descritas no presente pedido podem ser implementadas como um ou mais programas de computador, isto é, um ou mais módulos de instruções de programa de computador, codificados em meio de armazenamento de computador para execução por, ou para controlar a operação de, aparelho de processamento de dados. Alternativamente ou em adição, as instruções do programa podem ser codificadas em um sinal propagado artificialmente gerado, por exemplo, um sinal elétrico gerado por máquina, óptico ou eletromagnético, que é gerado para codificar informação para transmissão para aparelho de recepção adequado para execução por um aparelho de processamento de dados. Um meio de armazenamento em computador pode ser, ou ser incluído em, um dispositivo de armazenamento de leitura por computador, um substrato de armazenamento de leitura por computador, um arranjo ou dispositivo de memória de acesso aleatório ou serial ou uma combinação de um ou mais deles. Além disso, embora um meio de leitura por computador não seja um sinal propagado, um meio de armazenamento em computador pode ser uma fonte ou destino de instruções de programa de computador codificadas em um sinal propagado gerado artificialmente. O meio de armazenamento em computador pode ser também, ou ser incluído em, um ou mais componentes ou meios físicos separados (por exemplo, CDs, discos ou outros dispositivos de armazenamento múltiplos).[0152] The embodiments of the subject matter and the operations described in the present application can be implemented in a digital electronic circuit or in computer software, firmware or hardware, including the structures disclosed in the present application and their structural equivalents or in combination of one or more of them. Embodiments of the subject matter described in the present application may be implemented as one or more computer programs, that is, one or more computer program instruction modules, encoded on computer storage media for execution by, or to control the operation of data processing apparatus. Alternatively or in addition, program instructions may be encoded in an artificially generated propagated signal, for example, a machine-generated electrical, optical or electromagnetic signal, which is generated to encode information for transmission to receiving apparatus suitable for execution by a data processing device. A computer storage medium may be, or be included in, a computer-readable storage device, a computer-readable storage substrate, a serial or random access memory array or device, or a combination of one or more from them. Furthermore, although a computer readable medium is not a propagated signal, a computer storage medium can be a source or destination of computer program instructions encoded in an artificially generated propagated signal. The computer storage medium may also be, or be included in, one or more separate components or physical media (e.g., CDs, disks or other multiple storage devices).

[0153] As operações descritas no presente pedido podem ser implementadas como operações realizadas por um aparelho de processamento de dados em dados armazenados em um ou mais dispositivos de armazenamento de leitura por computador ou recebidos de outras fontes.[0153] The operations described in the present application may be implemented as operations performed by a data processing apparatus on data stored in one or more computer-readable storage devices or received from other sources.

[0154] O termo “aparelho de processamento de dados” compreende todos os tipos de aparelhos, dispositivos e máquinas para processamento de dados, incluindo, a título de exemplo, um processador programável,um computador, um sistema em um chip, ou múltiplos, ou combinações, dos acima. O aparelho pode incluir circuito lógico de propósito especial, por exemplo, um FPGA (arranjo de porta programável em campo) ou um ASIC (circuito integrado específico de aplicação). O aparelhotambém pode incluir, em adição a hardware, código que cria um ambiente de execução para o programa de computador em questão, por exemplo, código que constitui firmware processador, uma pilha de protocolos, um sistema de gerenciamento de banco de dados, um sistema de operação, um ambiente de execução de plataforma cruzada, uma máquina virtual ou uma combinação de um ou mais dos mesmos. O aparelho e ambiente de execução podem realizar várias estruturas de modelo de computação diferentes, tais como serviços de web, infraestruturas de computação distribuída e computação em grade.[0154] The term “data processing apparatus” comprises all types of apparatus, devices and machines for processing data, including, by way of example, a programmable processor, a computer, a system on a chip, or multiple, or combinations, of the above. The apparatus may include special purpose logic circuitry, for example, an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application specific integrated circuit). The apparatus may also include, in addition to hardware, code that creates an execution environment for the computer program in question, e.g., code that constitutes processor firmware, a protocol stack, a database management system, a operating environment, a cross-platform execution environment, a virtual machine, or a combination of one or more thereof. The appliance and execution environment can realize several different computing model structures, such as web services, distributed computing infrastructures, and grid computing.

[0155] Um programa de computador (também conhecido como um pro-grama,software, aplicativo de software, script ou código) pode ser escrito em qualquer forma de linguagem de programação, incluindo linguagens compiladas ou interpretadas, linguagens declarativas ou processuais e pode ser implementado em qualquer forma, incluindo um programa sozinho ou como um módulo, componente, sub-rotina, objeto ou outra unidade adequada para uso em um ambiente de computação. Um programa de computador pode, mas não precisa, corresponder a um arquivo em um sistema de arquivo. Um programa pode ser armazenado em uma porção de um arquivo que contém outros programas ou dados (por exemplo, um ou mais scripts armazenados em um recurso de linguagem de marcação), em um campo único dedicado ao programa em questão ou em arquivos coordenados múltiplos (por exemplo, arquivos que armazenam um ou mais módulos, sub-programas ou porções de código). Um programa de computador pode ser implementado para ser executado em um computador ou computadores múltiplos que estão localizados em um sítio ou distribuídos em sítios múltiplos e interconectados por uma rede de comunicação.[0155] A computer program (also known as a program, software, software application, script, or code) may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, declarative or procedural languages, and may be implemented in any form, including a program alone or as a module, component, subroutine, object, or other unit suitable for use in a computing environment. A computer program can, but does not have to, match a file on a file system. A program may be stored in a portion of a file that contains other programs or data (for example, one or more scripts stored in a markup language resource), in a single field dedicated to the program in question, or in multiple coordinated files ( for example, files that store one or more modules, sub-programs or portions of code). A computer program can be implemented to run on a computer or multiple computers that are located at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

[0156] As modalidades da matéria-objeto descrita no presente pedido podem ser implementadas em um sistema de computador que inclui um componente subordinado, por exemplo, como um servidor de dados, ou que inclui um componente ponte, por exemplo, um servidor de aplicação, ou que inclui um componente frontal, por exemplo, um computador de cliente tendo uma interface de usuário gráfico ou um Web browseratravés do qual um usuário pode interagir com uma modalidade da matéria objeto descrita no presente pedido ou qualquer combinação de um ou mais tais componentes subordinados, ponte ou frontal. Os componentes do sistema podem ser interconectados através de qualquer forma ou meio de comunicação de dados digitais, por exemplo, uma rede de comunicação. Exemplos de redes de comunicação incluem uma rede de área local (“LAN”) e uma rede de área ampla (“WAN”), uma inter-rede (por exemplo, a Internet) e redes pessoa-para- pessoa (por exemplo, redes pessoa-para-pessoa ad hoc).[0156] Embodiments of the subject matter described in the present application can be implemented in a computer system that includes a subordinate component, for example, as a data server, or that includes a bridge component, for example, an application server , or which includes a front-end component, for example, a client computer having a graphical user interface or a Web browser through which a user can interact with an embodiment of the subject matter described in the present application or any combination of one or more such components subordinate, bridge or frontal. The components of the system can be interconnected through any form or means of digital data communication, for example, a communication network. Examples of communication networks include a local area network (“LAN”) and a wide area network (“WAN”), an internetwork (e.g., the Internet), and person-to-person networks (e.g., ad hoc person-to-person networks).

[0157] O sistema de computação pode incluir clientes e servidores. Um cliente e um servidor são geralmente remotos uns dos outros e podem interagir através de uma rede de comunicação. A relação de cliente e servidor surge em virtude de programas de computador rodando nos respectivos computa-dores e tendo uma relação cliente-servidor um com o outro. Em algumas mo-dalidades, um servidor transmite dados (por exemplo, uma página HTML) para um dispositivo do cliente (por exemplo, para propósitos de exibição de dados para e recebimento de entrada de usuário de um usuário interagindo com o dispositivo do cliente). Dados gerados no dispositivo do cliente (por exemplo, um resultado da interação do usuário) podem ser recebidos do dispositivo do cliente no servidor.[0157] The computing system may include clients and servers. A client and a server are usually remote from each other and can interact via a communication network. The client and server relationship arises by virtue of computer programs running on the respective computers and having a client-server relationship with each other. In some embodiments, a server transmits data (e.g., an HTML page) to a client device (e.g., for purposes of displaying data to and receiving user input from a user interacting with the client device) . Data generated on the client device (e.g. a result of user interaction) may be received from the client device on the server.

[0158] Um sistema de um ou mais computadores pode ser configurado para realizar operações ou ações particulares em virtude de ter software, firmware, hardware ou uma combinação dos mesmos instalados no sistema que em operação realiza ou faz com que o sistema realize as ações. Um ou mais programas de computador podem ser configurados para realizar operações ou ações particulares em virtude de inclusão de instruções que, quando executadas por aparelhos de processamento de dados, faz com que o aparelho realize as ações.[0158] A system of one or more computers may be configured to perform particular operations or actions by virtue of having software, firmware, hardware or a combination thereof installed on the system that in operation performs or causes the system to perform the actions. One or more computer programs may be configured to perform particular operations or actions by virtue of including instructions that, when executed by data processing apparatus, cause the apparatus to perform the actions.

[0159] Embora o presente relatório contenha muitos detalhes de modalidade específica, esses não devem ser considerados como limi- tantes do escopo de quaisquer invenções ou do que pode ser reivindicado, mas ao contrário como descrições de características específicas para modalidades particulares de invenções particulares. Certas características que são descritas no presente pedido no contexto de modalidades separadas podem ser também implementadas em combinação em uma modalidade única. Por outro lado, várias características que são descritas no contexto de uma modalidade única também podem ser implementadas em modalidades múltiplas separadamente ou em qualquersubcombinação adequada. Além disso, embora características possam ser descritas acima como agindo em certas combinações e até mesmo inicialmente reivindicadas como tal, uma ou mais características de uma combinação reivindicada podem em alguns casos ser excisadas da combinação, e a combinação reivindicada pode ser direcionada a uma subcombinação ou variação de uma subcombinação.[0159] Although the present report contains many embodiment-specific details, these should not be considered as limiting the scope of any inventions or what can be claimed, but rather as descriptions of specific features for particular embodiments of particular inventions. Certain features that are described in the present application in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. On the other hand, various features that are described in the context of a single modality can also be implemented in multiple modalities separately or in any suitable subcombination. Furthermore, although features may be described above as acting in certain combinations and even initially claimed as such, one or more features of a claimed combination may in some cases be excised from the combination, and the claimed combination may be directed to a subcombination or variation of a subcombination.

[0160] Similarmente, embora operações sejam mostradas nos desenhos em uma ordem particular, isto não deve ser compreendido como requerendo que tais operações sejam realizadas na ordem particular mostrada ou em ordem sequencial, ou que todas as operações ilustradas sejam realizadas, para obter resultados desejados. Em certas circunstâncias, processamento de multitarefa e paralelo pode ser vantajoso.Além disso, a separação de vários componentes do sistema nas modalidades descritas acima não deve ser compreendida como requerendo tal separação em todas as modalidades e deve ser compreendido que os componentes e sistemas de programa descritos podem ser geralmente integrados juntos em um produto de softwareúnico ou agru-pados em produtos de softwaremúltiplos.[0160] Similarly, although operations are shown in the drawings in a particular order, this should not be understood as requiring that such operations be performed in the particular order shown or in sequential order, or that all illustrated operations be performed, to obtain desired results. . In certain circumstances, multitasking and parallel processing may be advantageous. Furthermore, the separation of various system components in the embodiments described above should not be understood as requiring such separation in all embodiments and it should be understood that the program components and systems described can generally be integrated together into a single software product or grouped into multiple software products.

[0161] Desta maneira, modalidades particulares da matéria-objeto foram descritas. Outras modalidades estão dentro do escopo das reivindicações que seguem. Em alguns casos, as ações mencionadas nas reivindicações podem ser realizadas em uma ordem diferente e ainda obter resultados desejáveis. Ainda, os processos mostrados nas figuras acompanhantes não requerem necessariamente a ordem particular mostrada, ou ordem sequencial, para obter resultados desejáveis. Em certas modalidades, processamento em multitarefa e paralelo pode ser vantajoso.[0161] In this way, particular modalities of object matter were described. Other embodiments are within the scope of the claims that follow. In some cases, the actions mentioned in the claims can be performed in a different order and still obtain desirable results. Furthermore, the processes shown in the accompanying figures do not necessarily require the particular order shown, or sequential order, to obtain desirable results. In certain embodiments, multitasking and parallel processing may be advantageous.

Claims (18)

1. Método implementado por computador, caracterizado pelo fato de compreender: receber uma imagem de uma região facial de um usuário, a região facial incluindo um olho e uma área circundando o olho; processar a imagem para: (i) definir uma região de imagem ocular incluindo pelo menos uma porção do olho na imagem da região facial e (ii) definir uma ou mais regiões de imagem periocular, cada uma incluindo pelo menos uma porção da área circundando o olho na imagem da região facial, em que processar a imagem compreende melhorar pelo menos uma porção da imagem usando padrão Gabor de gradiente local (LGGP) por: calcular, em cada um da pluralidade de ângulos, de uma imagem de fase Gabor para pelo menos uma porção da imagem; agregar as imagens de fase Gabor calculadas para formar uma imagem de fase Gabor combinada; calcular, em cada um da pluralidade de ângulos, um gradiente local da imagem de fase Gabor combinada; e reter um valor máximo de cada gradiente local para formar uma imagem melhorada;identificar uma pluralidade de pontos de interesse em pelo menos uma da região de imagem ocular e uma ou mais regiões de imagem periocular; gerar, para cada ponto de interesse, um descritor de característica com base em uma combinação de uma pluralidade de descritores de característica de histograma padronizado; e armazenar os descritores de característica gerados em um modelo biométrico.1. Computer-implemented method, characterized by the fact that it comprises: receiving an image of a facial region of a user, the facial region including an eye and an area surrounding the eye; process the image to: (i) define an ocular image region including at least a portion of the eye in the facial region image and (ii) define one or more periocular image regions, each including at least a portion of the area surrounding the eye in the image of the facial region, wherein processing the image comprises enhancing at least a portion of the image using local gradient Gabor pattern (LGGP) by: calculating, at each of the plurality of angles, a Gabor phase image for at least a portion of the image; aggregating the calculated Gabor phase images to form a combined Gabor phase image; calculating, at each of the plurality of angles, a local gradient of the combined Gabor phase image; and retaining a maximum value of each local gradient to form an enhanced image; identifying a plurality of points of interest in at least one of the ocular imaging region and one or more periocular imaging regions; generating, for each point of interest, a feature descriptor based on a combination of a plurality of standardized histogram feature descriptors; and store the generated characteristic descriptors in a biometric model. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de gerar o descritor de característica de histograma padronizado espe-cífico compreende gerar um histograma padronizado de padrões binários locais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-LBP), um histograma padro-nizado de padrões binários locais simétricos centrais de raios múltiplos es-tendidos (PH-EMR-CSLBP) ou um histograma padronizado de padrões ter-nárioslocais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-LTP).2. Method according to claim 1, characterized by the fact that generating the specific standardized histogram feature descriptor comprises generating a standardized histogram of extended multi-radius local binary patterns (PH-EMR-LBP), a standardized histogram. standardized histogram of extended multi-ray central symmetric local binary patterns (PH-EMR-CSLBP) or a standardized histogram of extended multi-ray local ternary patterns (PH-EMR-LTP). 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar um descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-LBP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de interesse específico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão binário local (LBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LBP de raios múltiplos (MR-LBP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo fre-quências de cada localização de bit de MR-LBP dentro de cada subre- gião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de caraterística PH-EMR-LBP.3. The method of claim 2, wherein generating a feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-LBP feature descriptor by: defining an image region comprising the specific point of interest ; calculating a plurality of local binary pattern (LBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LBP (MR-LBP) image; dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LBP feature descriptor. 4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-CSLBP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de inte-resseespecífico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão binário local simétrico central (CSLBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem CSLBP de raios múltiplos (MR-CSLBP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-CSLBP dentro de cada subregião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-CSLBP.4. Method according to claim 2, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-CSLBP feature descriptor by: defining an image region comprising the point of interest. resespecific; calculating a plurality of central symmetric local binary pattern (CSLBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray CSLBP image (MR-CSLBP); dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-CSLBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-CSLBP feature descriptor. 5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-LTP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de inte-resseespecífico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão ternário local (LTP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LTP de raios múltiplos (MR-LTP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-LTP dentro de cada subregião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-LTP.5. Method according to claim 2, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-LTP feature descriptor by: defining an image region comprising the point of interest. resespecific; calculating a plurality of local ternary pattern (LTP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LTP (MR-LTP) image; dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LTP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LTP feature descriptor. 6. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende: calcular um descritor de característica PH-EMR-LBP, descritor de característica PH-EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR- LTP para o ponto de interesse específico; e combinar o descritor de característica PH-EMR-LBP, descritor de característica PH-EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR- LTP para formar um descritor de característica combinado.6. Method according to claim 2, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises: calculating a PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR- LTP feature descriptor for the specific point of interest; and combining the PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR-LTP feature descriptor to form a combined feature descriptor. 7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende ainda aplicar uma análise de variância ao descritor de característica combinado para formar um descritor de característica superior compreendendo um subconjunto de características do descritor de característica combinado.7. The method of claim 6, wherein generating the feature descriptor for a specific point of interest further comprises applying an analysis of variance to the combined feature descriptor to form a superior feature descriptor comprising a subset of features of the combined feature descriptor. 8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende ainda realizar a redução de dimensionalidade no descritor de característica superior para formar um descritor de característica para o ponto de interesse específico.8. The method of claim 7, wherein generating the feature descriptor for a specific point of interest further comprises performing dimensionality reduction on the upper feature descriptor to form a feature descriptor for the specific point of interest . 9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao gerar um descritor de característica de histograma padronizado específico, descritores de característica de padrão binário local ou padrão ternário local são calculados usando uma vizinhança definida por um quadrado com ou sem cantos.9. Method according to claim 1, characterized by the fact that when generating a specific standardized histogram feature descriptor, local binary pattern or local ternary pattern feature descriptors are calculated using a neighborhood defined by a square with or without corners . 10. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos uma memória para armazenar instruções executáveis por computador; e pelo menos uma unidade de processamento para executar instru-ções armazenadas na pelo menos uma memória, em que a execução das instruções programa pelo menos uma unidade de processamento para realizar operações compreendendo: receber uma imagem de uma região facial de um usuário, a região facial incluindo um olho e uma área circundando o olho; processar a imagem para: (i) definir uma região de imagem ocular incluindo pelo menos uma porção do olho na imagem da região facial e (ii) definir uma ou mais regiões de imagem periocular, cada uma incluindo pelo menos uma porção da área circundando o olho na imagem da região facial, em que processar a imagem compreende melhorar pelo menos uma porção da imagem usando padrão Gabor de gradiente local (LGGP) por: calcular, em cada um da pluralidade de ângulos, uma imagem de fase Gabor para pelo menos uma porção da imagem; agregar as imagens de fase Gabor calculadas para formar uma imagem de fase Gabor combinada; calcular, em cada um da pluralidade de ângulos, um gradiente local da imagem de fase Gabor combinada; e reter um valor máximo de cada gradiente local para formar uma imagem melhorada; identificar uma pluralidade de pontos de interesse em pelo menos uma da região de imagem ocular e uma ou mais regiões de imagem periocular; gerar, para cada ponto de interesse, um descritor de característica com base em uma combinação de uma pluralidade de descritores de característica de histograma padronizado; e armazenar os descritores de característica gerados em um modelo biométrico.10. System, characterized by the fact that it comprises: at least one memory to store computer-executable instructions; and at least one processing unit for executing instructions stored in the at least one memory, wherein executing the instructions programs the at least one processing unit to perform operations comprising: receiving an image of a facial region of a user, the region facial including an eye and an area surrounding the eye; process the image to: (i) define an ocular image region including at least a portion of the eye in the facial region image and (ii) define one or more periocular image regions, each including at least a portion of the area surrounding the eye in the image of the facial region, wherein processing the image comprises enhancing at least a portion of the image using local gradient Gabor pattern (LGGP) by: calculating, at each of the plurality of angles, a Gabor phase image for at least one portion of the image; aggregating the calculated Gabor phase images to form a combined Gabor phase image; calculating, at each of the plurality of angles, a local gradient of the combined Gabor phase image; and retaining a maximum value of each local gradient to form an improved image; identifying a plurality of points of interest in at least one of the ocular imaging region and one or more periocular imaging regions; generating, for each point of interest, a feature descriptor based on a combination of a plurality of standardized histogram feature descriptors; and store the generated characteristic descriptors in a biometric model. 11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um descritor de característica de histograma padroni-zadoespecífico compreende um histograma padronizado de padrões binários locais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-LBP), um histograma padronizado de padrões binários locais simétricos centrais de raios múltiplos estendidos (PH-EMR-CSLBP) ou um histograma padronizado de padrões ternários locais de raios múltiplos estendidos (PH- EMR-LTP).11. System according to claim 10, characterized by the fact that a specific standardized histogram feature descriptor comprises a standardized histogram of extended multi-ray local binary patterns (PH-EMR-LBP), a standardized histogram of binary patterns extended multi-ray central symmetric locals (PH-EMR-CSLBP) or a standardized histogram of extended multi-ray local ternary patterns (PH- EMR-LTP). 12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-LBP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de inte-resseespecífico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão binário local (LBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LBP de raios múltiplos (MR-LBP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-LBP dentro de cada subregião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de caraterística PH-EMR-LBP.12. System according to claim 11, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-LBP feature descriptor by: defining an image region comprising the point of interest. resespecific; calculating a plurality of local binary pattern (LBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LBP (MR-LBP) image; dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LBP feature descriptor. 13. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-CSLBP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de inte-resseespecífico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão binário local simétrico central (CSLBP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem CSLBP de raios múltiplos (MR-CSLBP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-CSLBP dentro de cada subregião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-CSLBP.13. System according to claim 11, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-CSLBP feature descriptor by: defining an image region comprising the point of interest. resespecific; calculating a plurality of central symmetric local binary pattern (CSLBP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray CSLBP image (MR-CSLBP); dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-CSLBP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-CSLBP feature descriptor. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende gerar um descritor de característica PH-EMR-LTP por: definir uma região de imagem compreendendo o ponto de inte-resseespecífico; calcular uma pluralidade de códigos de padrão ternário local (LTP) para cada pixel na região de imagem para formar uma imagem LTP de raios múltiplos (MR-LTP); dividir a imagem MR-LBP em uma pluralidade de subregiões; derivar uma pluralidade de histogramas compreendendo frequências de cada localização de bit de MR-LTP dentro de cada subregião; e combinar a pluralidade de histogramas para formar o descritor de característica PH-EMR-LTP.14. System according to claim 11, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises generating a PH-EMR-LTP feature descriptor by: defining an image region comprising the point of interest. resespecific; calculating a plurality of local ternary pattern (LTP) codes for each pixel in the image region to form a multi-ray LTP (MR-LTP) image; dividing the MR-LBP image into a plurality of subregions; deriving a plurality of histograms comprising frequencies of each MR-LTP bit location within each subregion; and combining the plurality of histograms to form the PH-EMR-LTP feature descriptor. 15. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende: calcular um descritor de característica PH-EMR-LBP, descritor de característica PH-EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR- LTP para o ponto de interesse específico; e combinar o descritor de característica PH-EMR-LBP, descritor de característica PH-EMR-CS-LBP e descritor de característica PH-EMR- LTP para formar um descritor de característica combinado.15. System according to claim 11, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest comprises: calculating a PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR- LTP feature descriptor for the specific point of interest; and combining the PH-EMR-LBP feature descriptor, PH-EMR-CS-LBP feature descriptor and PH-EMR-LTP feature descriptor to form a combined feature descriptor. 16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende ainda aplicar uma análise de variância ao descritor de característica combinado para formar um descritor de característica superior compreendendo um subconjunto de características do descritor de característica combinado.16. The system of claim 15, wherein generating the feature descriptor for a specific point of interest further comprises applying an analysis of variance to the combined feature descriptor to form a superior feature descriptor comprising a subset of features. of the combined feature descriptor. 17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que gerar o descritor de característica para um ponto de interesse específico compreende ainda realizar a redução de dimensionalidade no descritor de característica superior para formar um descritor de característica para o ponto de interesse específico.17. System according to claim 16, characterized by the fact that generating the feature descriptor for a specific point of interest further comprises performing dimensionality reduction on the upper feature descriptor to form a feature descriptor for the specific point of interest . 18. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ao gerar um descritor de característica de histograma padronizado específico, descritores de característica de padrão binário local ou padrão ternário local são calculados usando uma vizinhança definida por um quadrado com ou sem cantos.18. System according to claim 10, characterized by the fact that when generating a specific standardized histogram feature descriptor, local binary pattern or local ternary pattern feature descriptors are calculated using a neighborhood defined by a square with or without corners .
BR122018007964-9A 2015-09-11 2016-09-09 METHOD IMPLEMENTED BY COMPUTER AND SYSTEM BR122018007964B1 (en)

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