CN110473242B - 一种纹理特征提取方法、纹理特征提取装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种纹理特征提取方法包括：获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。通过本发明，可以获得清晰度较高的掌纹纹理特征。
Description
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种纹理特征提取方法、纹理特征提取装置及终端设备。
背景技术
掌纹中包含丰富的、具有稳定性和唯一性的纹理特征信息，并且掌纹的采集方式较为简单。因此，在用户身份识别等技术中，掌纹识别具有较大的应用前景。
而通过传统的使用自适应阈值提取掌纹特征的方法对待识别的掌纹图像的清晰度要求较高，且信息提取的精度较差，因此，在提取掌纹纹理时，往往因为待识别的掌纹图像的清晰度以及该方法本身的限制，而无法最终得到清晰度较高的、较为完整的掌纹纹理。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种纹理特征提取方法、纹理特征提取装置及终端设备，可以获得清晰度较高的掌纹纹理特征。
本发明实施例的第一方面提供了一种纹理特征提取方法，包括：
获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
本发明实施例的第二方面提供了一种纹理特征提取装置，包括：
第一获取模块，用于获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
滤波模块，用于通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
第二获取模块，用于获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
第一处理模块，用于根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
第二处理模块，用于将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例中，获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。本发明实施例通过预设滤波方式在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，可以获取到所述灰度图像中的掌纹沿不同方向的纹理信息，从而获得保留了较多信息量的第一图像；同时，由于所述掌纹纹理的像素值会与非纹理部分存在明显差异，因此，通过获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息，根据各个像素点分别在所述M个方向上的曲率信息，得到所述第二图像，可以获取到指示所述像素点的像素值沿不同方向的变化情况的第二图像；结合第一图像与第二图像，可以结合多个维度的掌纹纹理信息，获得较为完整的、清晰度较高的掌纹纹理特征。此外，本方案中，由于结合了多个维度的掌纹纹理信息，因此可以减少其他干扰因素的影响，抗干扰能力强，具有较强的实用性和易用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的纹理特征提取方法的实现流程示意图；
图2a是本发明实施例一提供的获取所述灰度图像在竖直方向上的第L列的每一像素点的像素值的一种示例性示意图；
图2b是本发明实施例一提供的关于所述灰度图像在竖直方向上的第L列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线的一种示例性示意图
图3是本发明实施例二提供的纹理特征提取方法的实现流程示意图；
图4是本发明实施例三提供的纹理特征提取装置的示意图；
图5是本发明实施例四提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明实施例一提供的纹理特征提取方法的实现流程示意图，如图1所示该纹理特征提取方法可以包括以下步骤：
步骤S101，获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息。
本发明实施例中，所述灰度图像可以是对待处理的非灰度图像(如红绿蓝(RedGreen Blue，RGB)图像等)进行灰度化处理后得到的灰度图像。当然，此外，还可以对所述待处理的非灰度图像做其它预处理，比如锐化、去噪、白平衡等等。
示例性的，所述待处理的非灰度图像可以是通过摄像头等设备拍摄得到的图像。可见，相较于指纹识别所需的装置，通过掌纹识别来实现身份认证时所涉及的采集设备等装置较为常规，成本较低，利于推广应用。
步骤S102，通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数。
本发明实施例中，N个不同方向上的滤波图像可以分别指示该像素点处沿N个不同方向滤波得到的纹理特征信息。所述预设滤波方式可以包括能够进行纹理特征提取的滤波方式。示例性的，所述预设滤波方式可以包括熵滤波(entropy filtering)、Gabor滤波等滤波方式中的至少一种。示例性的，所述N可以取1、2、4等等，所述N个不同方向可以包括竖直方向、水平方向、45度角方向和135度角方向中的一个或多个；例如，所述灰度图像的像素点排列方式可以为矩形，因此，所述灰度图像在45度角方向和135度角方向上，也能够通过像素点排列形成像素列，而此时各个像素列的长度可以不一样；当然，也可以根据所述灰度图像中的像素点所组成的阵列中像素点的排列方式来选择上述方向之外的其它方向。具体的方向选择可以根据所述N的选取以及实际应用场景来确定，在此不作限制。
示例性的，在一个示例中，所述预设滤波方式可以为Gabor滤波，此时，可以通过所述Gabor滤波，获得所述灰度图像分别在竖直方向、水平方向、45度角方向和135度角方向这四个方向上的滤波图像，并将四个所述滤波图像进行融合处理，得到所述第一图像。所述方向可以指示所述Gabor滤波器的平行线的角度；此时，通过调整所述Gabor滤波器中的参数θ即可调整所述方向。
此外，需要说明的是，所述Gabor滤波器中还包括λ波长、ψ相位偏移、γ空间纵横比、σ带宽等参数。所述λ指示滤波器的滤波尺度；所述ψ指示调谐函数的相位偏移；所述γ指示所述Gabor滤波器中的空间方向比例，指示所述Gabor滤波器的椭圆率；所述σ指示所述Gabor滤波器中高斯参数的方差。所述Gabor滤波器中还包括λ波长、ψ相位偏移、γ空间纵横比、σ带宽等参数的取值，可以根据本方案的应用场景等因素进行设置和调整。
本发明实施例中，可以将各个滤波图像中对应的像素点的像素值的最大值作为所述第一图像中所述像素点的像素值，或者将各个滤波图像中对应的像素点的像素值的均值作为所述第一图像中所述像素点的像素值，或者将各个滤波图像中对应的像素点的像素值的和作为所述第一图像中所述像素点的像素值，从而实现所述融合处理，以得到第一图像。
可选的，所述对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，包括：
获取各个滤波图像中相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，并根据所述相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，获得第一图像。
本发明实施例中，所述各个滤波图像中对应的像素点的像素值的最大值或者均值可以指示通过所述预设滤波方式所获取到的、该像素点在某一方向上较为显著的纹理特征信息。
本发明实施例中，通过根据所述相对应的像素点的像素值的最大值或者均值获得第一图像，可以使得所述第一图像中的像素点的像素值与各个滤波图像中相对应的像素点的像素值的最大值或者均值相等。例如，第一图像中，位于某一位置处的像素点的像素值，可以与各个滤波图像中位于相同位置处的像素点的像素值的最大值或者均值相等。当然，所述像素点之间的对应关系也可以有其他形式，例如，可以是各个滤波图像中的多个位置处的像素点，对应于第一图像的一个位置处的像素点。所述第一图像的具体获取方式可以根据实际应用场景需要进行设置。
步骤S103，获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息。
本发明实施例中，所述M和所述N可以相同，也可以不同，在此不作限制；所述M个不同方向可以与上述的N个不同方向全部相同或部分相同，也可以完全不同，具体的方向选择可以根据所述M的选取以及实际应用场景来确定，在此不作限制。
所述曲率信息中的曲率可以为曲线在指定位置处的弯曲程度的数值。相应地，在所述M个不同方向上，所述像素点可以分别对应不同的曲线，所述不同的曲线可以分别指示在对应方向上所述像素点的像素值随像素点的位置的变化关系。例如，对于所述M个不同方向中的任意一个方向，可以获取所述灰度图像在该方向上的每一列的每一像素点的像素值，并分别构建关于每一列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线，从而通过所述曲线获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息。需要说明的是，本发明实施例中，所述曲率的计算方式可以根据实际场景进行调整。一般地，计算所述曲率所依据的公式可以为：
其中，所述K为曲率，所述y′为所述像素点所对应的一阶导数。而本发明实施例中，根据实际测试的结果，计算所述曲率所依据的公式也可以为：
其中，所述K为曲率，所述y″为所述像素点所对应的二阶导数。
步骤S104，根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数。
本发明实施例中，所述根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像的具体实现方式可以有多种。例如，可以将各个像素点分别在M个不同方向上的曲率的最大值作为所述第二图像中所述像素点的像素值，或者将各个像素点分别在M个不同方向上的曲率的均值作为所述第二图像中所述像素点的像素值，或者将各个像素点分别在M个不同方向上的曲率的和作为所述第二图像中所述像素点的像素值等等。
步骤S105，将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
本发明实施例中，示例性的，可以根据所述第一图像和所述第二图像分别对应的权重、掌纹纹理特征的像素值和/或背景部分的像素值等信息，将所述第一图像与所述第二图像进行融合来获得所述目标图像。例如，由于Gabor滤波器中参数选取不同，第一图像的掌纹特征可能是低像素值(如黑色)，相应的，背景部分是高像素值(如白色)；或者，也有可能是第一图像的掌纹特征为高像素值(如白色)，相应的，背景部分是低像素值(如黑色)。而第二图像中，所述掌纹特征可能是高像素值(如白色)，相应的，背景部分是低像素值(如黑色)。因此，可以根据所述第一图像和第二图像的显示方式确定所述第一图像与所述第二图像的具体融合方式，例如，所述融合方式可以包括将所述第一图像与所述第二图像相叠加或者相减等等。并且，所述权重可以根据实际的应用场景进行设置，例如若在某一具体应用场合中，所述第一图像中包括的纹理特征信息准确率较高，则可以使得所述第一图像所对应的权重较高。
可选的，本发明实施例中，在获得所述目标图像之后，还可以对所述目标图像做归一化处理和/或二值化处理，以统一所述目标图像的表示方式。
可选的，所述获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息，包括：
对于所述M个不同方向中的任意一个方向K：
获取所述灰度图像在所述方向K上的第L列的每一像素点的像素值，并构建关于所述第L列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线，所述曲线指示该列中所述像素值随位置序列的变化情况，L为大于0的整数；
根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息；
遍历所述灰度图像在所述方向K上的所有列，直到获得所述灰度图像的所有像素点在所述方向K上的曲率信息。
本发明实施例中，所述位置序列可以指示所述灰度图像在对应方向上的第L列的像素点位置信息。例如，所述灰度图像在对应方向上的第L列包括5个像素点，则该列的位置序列可以为包括1到5的序列。本实施例中，所述K可以作为说明性质的标号，而不对所述方向进行限制，所述方向K具体可以根据所述M个不同方向的具体设置形式来确定。
在一个实施方式中，具体地，所述构建关于该列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线可以包括：获取所述像素点的像素值与所述位置序列的对应关系；根据所述对应关系在指定坐标系中形成散点，并根据所述散点，通过差值法、调用指定函数等方式拟合得到所述曲线。
示例性的，如图2a所示获取所述灰度图像在竖直方向上的第L列的每一像素点的像素值的示例性示意图，如图2b所示为关于该列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线的一种示例性示意图。
可选的，所述根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息，包括：
根据所述曲线，计算所述方向K上的第L列的每一像素点的目标二阶导数；
分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率；
获取所述第L列的像素点中，所述第一曲率连续大于0的像素点所构成的像素点组合；
对于各个像素点组合中的任意一个，获取该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值，将该像素点组合中所包含的像素点在所述方向K上的目标曲率设置为该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值与该像素点组合所包含的像素点的个数的乘积，并使所述曲率信息包含各个像素点组合中的各个像素点在所述方向K上的目标曲率；
所述根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，包括：
根据所述像素点组合中的各个像素点分别在所述M个不同方向上的目标曲率，得到所述第二图像。
本发明实施例中，所述目标二阶导数可以表现所述曲线中，对应的像素点处的凹凸性。所述目标二阶导数可以是对应的像素点处的二阶导数，也可以是相邻的多个像素点的二阶导数的均值等等。
所述分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率的计算方式可以根据实际场景进行调整。一般地，计算所述第一曲率所依据的公式可以为：
其中，所述K为曲率，所述y’为所述像素点所对应的一阶导数。或者，基于实际测试结果，计算所述第一曲率所依据的公式也可以为：
其中，所述K为曲率，所述y”为所述像素点所对应的二阶导数。
本发明实施例中，由于所述纹理特征往往具有一定的连续性、区域性，因此通过获取所述像素点组合，并将所述像素点组合中所包含的像素点在该方向上的目标曲率设置为该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值与该像素点组合所包含的像素点的个数的乘积，可以通过所述像素点组合及其取值确定并突出连续的纹理特征所在的区域，使得提取的纹理特征信息更为完整，并使得纹理特征的主体部分较为突出，从而提高了获取到的掌纹纹理特征的清晰度。
此外，可选的，所述根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，还可以包括：
将所述第二图像中，不属于像素点组合的像素点的像素值设置为预设像素值。
示例性的，本发明实施例中，所述预设像素值可以为0；此时，由于第二图像中属于像素点组合的像素点的像素值一般都大于0，因此可以将不属于像素点组合的像素点与像素点组合区分开来。当然，所述预设像素值也可以取其他值。
其中，可选的，所述根据所述曲线，计算所述方向K上第L列的每一像素点的目标二阶导数，包括：
对于所述方向K上第L列的各个像素点中的任意一个，获取该像素点以及该像素点在所述方向K的第L列上预设个数的相邻像素点的二阶导数的均值，并以所述均值作为所述像素点的目标二阶导数。
本发明实施例中，所述预设个数是用户根据实际应用场景进行确定，是理想的，所述预设个数可以是1、2、3或4等。通过取均值，可以使所述目标二阶导数更为准确，减少干扰。
其中，可选的，所述分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率，包括：
根据各个像素点的目标二阶导数，基于第一公式计算各个像素点的第一曲率，所述第一公式为：
其中，所述K为所述第一曲率，所述y＂为所述目标二阶导数。
本发明实施例中，基于研发人员测试结果，基于第一公式计算各个像素点的第一曲率，可以使得到的第二图像中的纹理特征信息更为准确。
本发明实施例通过预设滤波方式在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，可以获取到所述灰度图像中的掌纹沿不同方向的纹理信息，从而获得保留了较多信息量的第一图像；同时，由于所述掌纹纹理的像素值会与非纹理部分存在明显差异，因此，通过获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息，根据各个像素点分别在所述M个方向上的曲率信息，得到所述第二图像，可以获取到指示所述像素点的像素值沿不同方向的变化情况的第二图像；结合第一图像与第二图像，可以结合多个维度的掌纹纹理信息，获得较为完整的、清晰度较高的掌纹纹理特征。此外，本方案中，由于结合了多个维度的掌纹纹理信息，因此可以减少其他干扰因素的影响，抗干扰能力强，具有较强的实用性和易用性。
在上述实施例的基础上，图3是本发明实施例二提供的纹理特征提取方法的实现流程示意图，如图3所示该纹理特征提取方法可以包括以下步骤：
步骤S301，获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息。
步骤S302，通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数。
步骤S303，获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息。
步骤S304，根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数。
本实施例步骤S301、S302、S303、S304与上述步骤S101、S102、S103、S104相同，具体可参见步骤S101、S102、S103、S104相关描述，在此不再赘述。
步骤S305，获取所述第一图像和第二图像所分别对应的权重。
本发明实施例中，所述权重可以是预先设置的。所述权重可以指示在应用中，所述第一图像和所述第二图像所分别提取到的纹理特征的清晰度、完整程度和/或抗干扰程度等。用户可以根据实际应用场景来设置所述权重，以适应不同场景的需要。
步骤S306，根据所述权重，对所述第一图像与所述第二图像进行融合处理，获得目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
本发明实施例中，可以根据所述第一图像和第二图像的显示方式确定获得目标图像的具体方式。例如，由于预设滤波方式中的滤波器的参数选取不同，第一图像的掌纹特征可能是低像素值(如黑色)，相应的，背景部分是高像素值(如白色)；或者，也有可能是第一图像的掌纹特征为高像素值(如白色)，相应的，背景部分是低像素值(如黑色)。而第二图像中，所述掌纹特征可能是高像素值(如白色)，相应的，背景部分是低像素值(如黑色)。示例性的，在实际应用中，所述第一图像中的掌纹特征可能是低像素值(如黑色)，相应的，背景部分是高像素值(如白色)，而第二图像中，所述掌纹特征可能是高像素值(如白色)，相应的，背景部分是低像素值(如黑色)，则所述对所述第一图像与所述第二图像进行融合处理，获得目标图像具体可以包括：将所述第二图像与所述第一图像中对应的像素点的像素值相减的结果作为目标图像中对应像素点的像素值。
本发明实施例中，可以通过预设滤波方式(如Gabor滤波)获得N个不同方向的滤波图像并得到第一图像，并根据所述像素点的曲率信息来确定所述掌纹中纹理开始出现以及连续覆盖的部分，得到第二图像；再根据所述权重对所述第一图像与所述第二图像进行融合处理，从而结合多个维度的掌纹纹理特征，得到较为清晰的包含掌纹纹理特征的目标图像，并且，本实施例可以通过调节所述权重来适应多种不同应用场景的需要。本发明实施例不仅仅通过调节单一的滤波器的参数来获取像素点的纹理特征信息，因此，相较于仅采用诸如Gabor滤波的纹理特征提取方法，本实施例可以在计算量可控的情况下，获得较为清晰的纹理特征。并且，本实施例抗干扰能力强，能够减少非掌纹纹路的干扰。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图4是本发明实施例三提供的纹理特征提取装置的示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
所述纹理特征提取装置400包括：
第一获取模块401，用于获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
滤波模块402，用于通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
第二获取模块403，用于获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
第一处理模块404，用于根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
第二处理模块405，用于将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
可选的，所述滤波模块402具体用于：
获取各个滤波图像中相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，并根据所述相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，获得第一图像。
可选的，对于所述M个不同方向中的任意一个方向K，所述第二获取模块403具体包括：
第一获取单元，用于获取所述灰度图像在所述方向K上的第L列的每一像素点的像素值，并构建关于所述第L列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线，所述曲线指示该列中所述像素值随位置序列的变化情况，L为大于0的整数；
第一处理单元，用于根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息；
第二处理单元，用于遍历所述灰度图像在所述方向K上的所有列，直到获得所述灰度图像的所有像素点在所述方向K上的曲率信息。
可选的，所述第一处理单元具体包括：
第一计算子单元，用于根据所述曲线，计算所述方向K上的第L列的每一像素点的目标二阶导数；
第二计算子单元，用于分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率；
第一获取子单元，用于获取所述第L列的像素点中，所述第一曲率连续大于0的像素点所构成的像素点组合；
第二获取子单元，用于对于各个像素点组合中的任意一个，获取该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值，将该像素点组合中所包含的像素点在所述方向K上的目标曲率设置为该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值与该像素点组合所包含的像素点的个数的乘积，并使所述曲率信息包含各个像素点组合中的各个像素点在所述方向K上的目标曲率；
所述第一处理模块404具体用于：
根据所述像素点组合中的各个像素点分别在所述M个不同方向上的目标曲率，得到所述第二图像。
可选的，所述第一计算子单元具体用于：
对于所述方向K上第L列的各个像素点中的任意一个，获取该像素点以及该像素点在所述方向K的第L列上预设个数的相邻像素点的二阶导数的均值，并以所述均值作为所述像素点的目标二阶导数。
可选的，所述第二计算子单元具体用于：
根据各个像素点的目标二阶导数，基于第一公式计算各个像素点的第一曲率，所述第一公式为：
其中，所述K为所述第一曲率，所述y＂为所述目标二阶导数。
可选的，所述第二处理模块405具体包括：
权重单元，用于获取所述第一图像和第二图像所分别对应的权重；
融合单元，用于根据所述权重，对所述第一图像与所述第二图像进行融合处理，获得目标图像。
本发明实施例通过预设滤波方式在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，可以获取到所述灰度图像中的掌纹沿不同方向的纹理信息，从而获得保留了较多信息量的第一图像；同时，由于所述掌纹纹理的像素值会与非纹理部分存在明显差异，因此，通过获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息，根据各个像素点分别在所述M个方向上的曲率信息，得到所述第二图像，可以获取到指示所述像素点的像素值沿不同方向的变化情况的第二图像；结合第一图像与第二图像，可以结合多个维度的掌纹纹理信息，获得较为完整的、清晰度较高的掌纹纹理特征。此外，本方案中，由于结合了多个维度的掌纹纹理信息，因此可以减少其他干扰因素的影响，抗干扰能力强，具有较强的实用性和易用性。
图5是本发明实施例四提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个纹理特征提取方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至105。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块401至405的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成第一获取模块、滤波模块、第二获取模块、第一处理模块、第二处理模块，各模块具体功能如下：
第一获取模块，用于获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
滤波模块，用于通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
第二获取模块，用于获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
第一处理模块，用于根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
第二处理模块，用于将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种纹理特征提取方法，其特征在于，包括：
获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息；
其中，所述获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息，包括：
对于所述M个不同方向中的任意一个方向K：
获取所述灰度图像在所述方向K上的第L列的每一像素点的像素值，并构建关于所述第L列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线，所述曲线指示该列中所述像素值随位置序列的变化情况，L为大于0的整数；
根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息；
遍历所述灰度图像在所述方向K上的所有列，直到获得所述灰度图像的所有像素点在所述方向K上的曲率信息；
所述根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息，包括：
根据所述曲线，计算所述方向K上的第L列的每一像素点的目标二阶导数；
分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率；
获取所述第L列的像素点中，所述第一曲率连续大于0的像素点所构成的像素点组合；
对于各个像素点组合中的任意一个，获取该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值，将该像素点组合中所包含的像素点在所述方向K上的目标曲率设置为该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值与该像素点组合所包含的像素点的个数的乘积，并使所述曲率信息包含各个像素点组合中的各个像素点在所述方向K上的目标曲率；
所述根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，包括：
根据所述像素点组合中的各个像素点分别在所述M个不同方向上的目标曲率，得到所述第二图像。
2.如权利要求1所述的纹理特征提取方法，其特征在于，所述对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，包括：
获取各个滤波图像中相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，并根据所述相对应的像素点的像素值的最大值或者均值，获得第一图像。
3.如权利要求1所述的纹理特征提取方法，其特征在于，所述根据所述曲线，计算所述方向K上第L列的每一像素点的目标二阶导数，包括：
对于所述方向K上第L列的各个像素点中的任意一个，获取该像素点以及该像素点在所述方向K的第L列上预设个数的相邻像素点的二阶导数的均值，并以所述均值作为所述像素点的目标二阶导数。
4.如权利要求1所述的纹理特征提取方法，其特征在于，所述分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率，包括：
根据各个像素点的目标二阶导数，基于第一公式计算各个像素点的第一曲率，所述第一公式为：
其中，所述K为所述第一曲率，所述y＂为所述目标二阶导数。
5.如权利要求1至4任意一项所述的纹理特征提取方法，其特征在于，所述将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得所述目标图像，包括：
获取所述第一图像和第二图像所分别对应的权重；
根据所述权重，对所述第一图像与所述第二图像进行融合处理，获得目标图像。
6.一种纹理特征提取装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取灰度图像，所述灰度图像中包括掌纹信息；
滤波模块，用于通过预设滤波方式，在N个不同方向上对所述灰度图像进行滤波处理，获得所述灰度图像分别在所述N个不同方向上的滤波图像，并对所述N个不同方向上的滤波图像进行融合处理，得到第一图像，其中，N为大于0的整数；
第二获取模块，用于获取所述灰度图像中的各个像素点分别在M个不同方向上的曲率信息；
第一处理模块，用于根据各个像素点分别在所述M个不同方向上的曲率信息，得到第二图像，其中，M为大于0的整数；
第二处理模块，用于将所述第一图像与所述第二图像进行融合获得目标图像，所述目标图像中包括所述掌纹信息中的纹理特征信息；
其中，对于所述M个不同方向中的任意一个方向K，所述第二获取模块具体包括：
第一获取单元，用于获取所述灰度图像在所述方向K上的第L列的每一像素点的像素值，并构建关于所述第L列的像素点的像素值与该列的位置序列的曲线，所述曲线指示该列中所述像素值随位置序列的变化情况，L为大于0的整数；
第一处理单元，用于根据所述曲线，获得所述灰度图像在所述方向K上的第L列的各个像素点分别在该方向上的曲率信息；
第二处理单元，用于遍历所述灰度图像在所述方向K上的所有列，直到获得所述灰度图像的所有像素点在所述方向K上的曲率信息；
所述第一处理单元具体包括：
第一计算子单元，用于根据所述曲线，计算所述方向K上的第L列的每一像素点的目标二阶导数；
第二计算子单元，用于分别根据各个像素点的目标二阶导数计算各个像素点的第一曲率；
第一获取子单元，用于获取所述第L列的像素点中，所述第一曲率连续大于0的像素点所构成的像素点组合；
第二获取子单元，用于对于各个像素点组合中的任意一个，获取该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值，将该像素点组合中所包含的像素点在所述方向K上的目标曲率设置为该像素点组合中所包含的像素点的第一曲率的最大值与该像素点组合所包含的像素点的个数的乘积，并使所述曲率信息包含各个像素点组合中的各个像素点在所述方向K上的目标曲率；
所述第一处理模块具体用于：
根据所述像素点组合中的各个像素点分别在所述M个不同方向上的目标曲率，得到所述第二图像。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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