[發明專利]基于指背關節紋理的身份特征識別方法

無效

• 申請號: 200810217350.8
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101464945A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 楊帆;廖慶敏;駱慶忠
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54;G06K9/62
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司
• 代理人: 王鎖林

技術領域

本發明涉及一種生物特征識別方法，特別是涉及一種基于人的手指背面關節紋理的生物識別方法。

背景技術

生物特征識別是利用人的生理特征或者行為特征的數字化信息進行自動身份鑒別。生理特征是指人與生俱來就存在的差異信息，例如不同人的指紋、人臉、虹膜、掌紋等存在著特殊的圖像模式。行為特征是人后天形成的個性化特征，例如不同人的聲音、心音、步態和筆跡。由于這些生理或行為特征具有“因人而異、長期不變、隨身攜帶”等優點，為人們開發和使用高可靠性的智能身份識別系統提供了可能。生物特征識別系統，通過各種傳感器采集人的生物特征，并利用計算機經過特定的算法對這些特征進行處理、分析、比對后計算出采集到的樣本特征與存儲于數據庫中的模板特征的相似性，從而完成身份的鑒別，在公共與個人安全領域應用十分廣泛。

生物特征識別技術，特別是基于人的手部特征的識別技術，如手形識別、掌紋識別、指紋識別等，迄今已發展得相當成熟，成為諸如國家機關、海關、核電站、軍事基地、民航機場、鐵路、銀行、檔案館、企事業單位的辦公樓及生產車間等場合廣泛采用的身份識別(或身份鑒別、身份認證、身份確認)解決方案，但至今尚未出現基于手指關節表面紋理的識別技術。

現有的人臉識別系統尚難以區分雙胞胎人臉，且其魯棒性受光照、表情和姿態變化等因素的影響。虹膜識別具有高精度的特點，但虹膜采集裝置相對復雜，成本較高。基于人的聲音、心音的識別系統，往往受環境噪聲的干擾而影響識別精度和魯棒性，而且心音的采集設備比較復雜。基于步態、筆跡等的識別系統，存在著唯一性和穩定性都不是很好的缺陷。其他識別系統，如人耳識別、皮膚識別等，前者存在定位困難的問題，后者存在顏色變化的問題，兩者都受姿態變化和形變等因素的影響，在安全領域中應用不多。

基于人的手部特征的識別技術，如手形識別、掌紋識別與指紋識別，一般利用接觸式的圖像采集裝置如手形機(包括指形機)、掌紋采集器、指紋采集器等采集到的人體生物特征而進行身份識別。基于人的手指關節表面紋理的生物識別技術，是一種嶄新的生物識別技術，通過提取指關節表面紋理的特征來進行身份識別。

發明內容

本發明的目的在于提供一新的身份識別方法，該方法通過提取手指背面關節表面紋理特征而進行身份識別，可應用于公共和個人安全領域的身份識別系統中。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于指背關節紋理的身份特征識別方法，包括注冊步驟和認證步驟，所述注冊步驟包括：

利用圖像采集裝置采集授權用戶手指背面關節表面紋理圖像；

對采集到的圖像樣本進行預處理；

從預處理后的圖像中提取關節表面紋理的特征；

建立特征數據庫，將提取到的特征存儲在該數據庫中；

所述認證步驟包括：

利用圖像采集裝置采集訪問用戶手指背面關節表面紋理圖像；

對采集到的圖像樣本進行預處理；

從預處理后的圖像中提取關節表面紋理的特征；

將提取到的特征與所述數據庫中的模板特征進行匹配，給出匹配結果；

將所述匹配結果與判決閾值比較，判定訪問用戶是否為授權用戶。

所述的手指背面關節表面紋理，以下簡稱為“指背關節紋理”，是指人的手指關節表面(手背的一面，不是手心的一面)的凸凹不平的皮膚紋路形成的紋理。注意，手心一面的關節紋路一般被認為是指節紋，與這里所說的表面紋理不同。對于人手而言，指背關節紋理，在大拇指上為第一關節(從指尖數起，下同)表面紋理，在其余手指上為第一關節表面紋理和第二關節表面紋理。

其中，對采集到的圖像樣本的預處理可以包括方向校正、圖像增強和歸一化等。對歸一化后的圖像，可以采用但不限于主成分方法(PCM-Principal?ComponentMethod)提取特征參數或矢量；或者，抽取其指節外形和/或表面皺紋線條，利用指節外形和/或表面皺紋線條的多種度量參數(如數量、長度、方向、線形、分支點/數、間距、位置等信息)作為特征以形成特征參數或矢量。

本發明利用不同人指背關節紋理不相同、而且長期不變的特性，采用指背關節紋理作為生物特征實現身份識別，提供了一種新的生物特征識別方案。與現有的身份識別方法相比，具有以下優點：

由于該方法以關節表面凸凹不平的皮膚紋路形成的紋理為識別特征，不受光照、表情的影響，也不受顏色變化的影響，因此能可靠地進行身份鑒別，可廣泛應用于公共和個人安全領域的身份識別系統中。