[發明專利]一種基于掌靜脈圖像的預處理方法

在審

• 申請號: 201710142218.4
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106991380A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 于力;張文輝;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/42;G06K9/46
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于生物識別技術領域，更為具體地講，涉及一種基于掌靜脈圖像的預處理方法。

背景技術

人體的手掌靜脈(簡稱“掌靜脈”)，是一種穩定且唯一的生物特征靜脈信息隱藏在表皮下，結構復雜很難被復制；斷落的手掌或尸體因血液停止流動將不能通過認證。所以，掌靜脈識別是一種“活體識別”。掌靜脈圖像不能在可見光下拍攝，卻可以在近紅外光下拍攝，這也增加了掌靜脈識別的安全性。手掌靜脈識別的高安全性使其成為近年生物特征識別研究的新熱點。

掌靜脈識別系統由圖像采集、預處理、特征提取和特征匹配4部分組成。采集到的掌靜脈圖像包括手指、腕部和背景區域，在預處理階段從圖像中選擇分割出一塊有效區域用來提取特征，進而特征匹配。這塊有效區域，通常稱為感興趣區域(ROI)。ROI的選擇必須帶有清晰而豐富的掌靜脈特征信息，且在進行特征提取和匹配之前必須進行預處理，其質量直接關系到后續的特征提取和匹配的準確率，對識別性能影響很大。

掌靜脈圖像的預處理主要由有效ROI區域提取、圖像歸一化、圖像增強、圖像去噪這四部分組成。目前掌靜脈的ROI區域提取大多數沿用了如下方法。通過提取掌脈圖像的輪廓線，計算食指和中指間的縫隙與無名指和小指間縫隙下邊界的公切線，并將公切點作為定位基準點(key point)建立坐標系，截取固定大小矩形作為ROI。具體參見文獻[1]:Zhang D,Kong W K,You J,et al.Online palmprint identification.IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2003,25(9):1041-1050.但該方法要求測試者手掌放置位置相對高度固定，否則會導致同一測試者ROI區域截取不同。而對于掌靜脈圖像增強，目前大多數算法都是進行全局圖像增強，然后進行圖像濾噪等。而由于采集設備以及光線亮度影響，直接全局增強可能會導致外界噪聲過度增強，且沒有考慮到局部信息。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于掌靜脈圖像的預處理方法，在提取掌靜脈ROI區域時，減少因位置偏移、高度細微差別導致的誤差，運用局部增強方法，增強局部信息，提高ROI圖像的質量，進而減少外界噪聲被過度增強造成的影響，便于后續的特征提取和特征匹配。

為實現上述發明目的，本發明一種基于掌靜脈圖像的預處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、通過掌靜脈圖像，提取掌靜脈圖像的ROI區域

(1.1)、先將掌靜脈圖像轉換成灰度圖，再進行二值化處理，得到二值化圖像；

(1.2)、利用Canny算法提取二值化圖像的輪廓作為掌靜脈圖像輪廓；

(1.3)、結合掌靜脈圖像輪廓，根據根查找法找出食指與中指間的指根點P₁，以及無名指與小指之間的指根點P₂；

(1.4)、將指根點P₁和指根點P₂做直線連接，得到線段L，再標記出線段L的中點坐標P(x₀，y₀)，以中點P為中心，根據P₁，P₂的坐標做仿射變換旋轉，旋轉角度為θ，使得P₁，P₂兩點的縱坐標或橫坐標相等；

(1.5)、以中點P為基準點，做線段L的垂線G，再以中點P為起點，沿垂直線G向掌心方向延伸長度d，并標記為端點P₀，以P₀為中心點，提取大小為m*n的ROI區域，并對該ROI區域進行尺度歸一化處理，得到大小為m₀*n₀的標準ROI區域，命名為ROI圖像；

(2)、對ROI圖像進行預處理

(2.1)、對ROI圖像進行分塊處理：將ROI圖像劃分成k₁*k₂個小塊，每個小塊的大小為(m₀/k₁)*(n₀/k₂)，其中，k₁,k₂為常數，且k₁能被m₀，k₂能被n₀整除；

(2.2)、對每一小塊ROI圖像進行自適應直方圖均衡化處理，獲取每一塊的像素值映射關系矩陣；