[發(fā)明專利]手臂靜脈紋線特征的提取及匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610280663.2
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN107341431B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐超穎;王彪;趙珊;李麗榮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔;吳庭祥

1.一種手臂靜脈紋線特征的提取及匹配方法，其特征在于包括以下步驟:

1)、對同一手臂的兩個不同時段的兩幅待匹配手臂圖像中的靜脈線狀進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并分割為多條靜脈曲線段的組合；

11)、對待匹配手臂圖像進(jìn)行毛刺修剪；

12)、對待匹配手臂圖像中的靜脈進(jìn)行方向標(biāo)準(zhǔn)化處理：

121)、計算待匹配手臂圖像的主軸直線：

式中，r_xy為點(x,y)到所取直線的垂直距離，f(x,y)為點(x,y)的灰度值；

122)、定義主軸直線的函數(shù)形式為：

xsinθ-ycosθ+ρ＝0 (2)

式中，θ為直線和x軸的夾角角度，ρ為原點到直線的垂直距離；

123)、定義任一點(x,y)到主軸直線的垂直距離為：

r_xy²＝(xsinθ-ycosθ+ρ)² (3)

124)、將式(3)帶入到式(1)：

式中，

其中M₂₀、M₁₁、M₀₂為二階矩，和為圖像重心坐標(biāo)；

125)、將待匹配手臂圖像中輪廓及靜脈線上所有點集順時針旋轉(zhuǎn)角度θ；

13)、對待匹配手臂圖像中的靜脈進(jìn)行尺度標(biāo)準(zhǔn)化處理：

設(shè)待匹配手臂圖像中的靜脈線的所有點集X＝{X_i|i＝1…N_p}，其中X_i為第i個點的坐標(biāo)值，有

其中，和σ分別為點集的均值和方差，為歸一化后的點集坐標(biāo)；

14)、對經(jīng)過步驟13)處理后的圖像中的靜脈進(jìn)行修復(fù)，刪除凸起點和連接斷開的點；

15)、將經(jīng)過步驟14)處理后的圖像中靜脈線由分叉部位及拐角點處斷開，形成多條靜脈曲線段；

2)、利用各靜脈曲線段的方向、位置及形狀特征搜索待匹配手臂圖像中的匹配曲線對；

3)、利用粒子群算法搜索待匹配手臂圖像中曲線對的最優(yōu)空間變換；

4)、根據(jù)待匹配手臂圖像中全局靜脈點變換后的點集重疊情況計算匹配度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手臂靜脈紋線特征的提取及匹配方法，其特征在于所述步驟15)中：

斷開分叉部位的過程為：在三條曲線相交叉時，定義8鄰域中像素值為1的點個數(shù)大于3的點為分叉點，將分叉點處像素值置0；在兩條曲線連接為直線，與第三條曲線位置靠近但不相交時，檢測距離分叉部位最近的點作為分叉點，并將分叉點處像素值置0；

斷開拐角點的過程為：使用8 方向Freeman鏈碼來對每條靜脈線進(jìn)行編碼，對靜脈上任一點，利用當(dāng)前點的左右兩邊k個點內(nèi)的鏈碼差分碼來計算拐點；定義點的左右第k位置的差分碼為：

式中，c為鏈碼序列，c(i+k)為當(dāng)前點i之后第k個點處的鏈碼值，c(i-k+1)為點i之前第k-1個點處的鏈碼值；

點的k長度的鏈碼差分均值為：

鏈碼差分均值表示了當(dāng)前點在左右各k個點內(nèi)的方向變化；令k為4，并定義M_d≥1.5時，此點記為拐點并將像素值置0。