[發明專利]基于二叉樹的手指靜脈識別方法

在審

• 申請號: 201410735585.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104463120A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 謝劍斌;劉通;李沛秦;閆瑋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

技術領域

本發明涉及一種手指靜脈識別方法，屬于安防生物特征識別技術領域。

背景技術

手指靜脈識別是當前生物特征識別領域的研究熱點，其主要優勢在于：靜脈藏匿在身體內部，不易被復制、竊取或干擾?？梢詮V泛應用于銀行、辦公室、商場等場所的門禁和考勤領域，理論研究意義和市場應用價值巨大。

不同個體的手指靜脈的結構差異是手指靜脈用于身份鑒別的依據，手指靜脈識別的結構差異主要表現為管徑（靜脈血管的直徑）差異、點結構（交叉點、端點）差異、環結構差異和線結構差異。然而，受成像環境限制和分割誤差影響，前三種差異的穩健性較差，也即從同一手指提取的不同手指靜脈紋路中，管徑、點結構和線結構也有不同。因此此類結構認知同一個體的能力不強。盡管線結構也會受到分割誤差等影響，但由于手指靜脈中線結構豐富且占據手指靜脈紋路的主體區域，即使部分受損，保留的線結構仍具有區分不同個體和認知同一個體的能力，是手指靜脈結構描述的主要對象。

然而，現有的手指靜脈識別方法中，文獻“Feature?Extraction?of?Finger-vein?Patterns?Based?on?Repeated?Line?Tracking?and?Its?Application?to?Personal?Identification（Machine?Vision?and?Applications，2004）”、“A?finger-vein?verification?system?using?mean?curvature（Pattern?Recognition?Letters，2011）”和專利“一種手指靜脈與手形結合的智能采集系統及識別方法（200910237633，2012）”等采用二值模板描述分割后的手指靜脈圖像，優點是可以充分描述從手指靜脈圖像中提取出來的靜脈紋路，不足之處在于二值模板描述的是手指靜脈紋路的整體結構，識別時對手指姿態變化和靜脈紋路局部形變的魯棒性較差；專利“手指靜脈圖像識別方法（200610001324.2，2010）”、文獻“基于相對距離和角度的手指靜脈識別方法（華中科技大學學報(自然科學版)，2011）”和“Multimodal?biometric?authentication?based?on?the?fusion?of?finger?vein?and?finger?geometry（Optical?Engineering?Letters，2009）”等采用手指靜脈紋路的端點和交叉點的相對位置等特征描述手指靜脈的點結構，實現簡單、直觀，但易受手指靜脈紋路提取誤差影響；文獻“Finger?vein?verification?system?based?on?sparse?representation（Applied?Optics，2012）”和“基于小波矩融合PCA變換的手指靜脈識別（模式識別與人工智能，2007）”等采用圖像的子空間矩陣描述手指靜脈圖像，不受手指靜脈紋路提取誤差影響，但由于沒有區分靜脈紋路和背景，易受背景干擾影響，而且由于忽視了手指靜脈結構的點、線等許多顯著特征，區分不同個體的能力有待加強；專利“一種基于個性化權重的手指靜脈識別方法（201210001013，2012）”和文獻“Finger?vein?recognition?using?minutia-based?alignment?and?local?binary?pattern-based?feature?extraction（International?Journal?of?Imaging?Systems?and?Technology，2009）”等采用局部二元模式（LBP）描述手指靜脈圖像，也不受手指靜脈紋路提取誤差影響，，但同樣也受背景干擾影響，而且所需存儲空間較大；專利“一種用于手指靜脈三維特征識別的藤蔓模型建模方法（201210109091.3，2013）”采用藤蔓模型描述手指靜脈紋路的三維空間分布，但對手指靜脈二維圖像的識別意義不大?？偟膩碚f，采用上述特征進行手指靜脈識別，易出現錯誤拒絕和錯誤接受的現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于二叉樹的手指靜脈識別方法，以手指靜脈線結構為描述對象，采用二叉樹描述手指靜脈線結構各條分支的空間分布，然后基于二叉樹提取特征和進行特征匹配，以提高手指靜脈識別性能。

為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案：

首先，從手指靜脈圖像中提取手指靜脈紋路，然后，采用二叉樹表示手指靜脈紋路，最后，基于二叉樹進行特征匹配，詳細描述如下：