[發明專利]基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法及裝置

有效

• 申請號: 201710534623.0
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107358185B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 余朝東
• 申請（專利權）人: 上海奧宜電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 張倩楠;胡晶

本發明提供了一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法，包括以下步驟：S1：獲取掌紋掌脈圖像；S2：對掌紋掌脈圖像進行預處理得到掌紋掌脈分布圖；S3：在掌紋掌脈分布圖中標定掌脈的節點，節點包括分叉點及端點；S4：建立各掌脈及掌脈上的節點間的拓撲關系；S5：依據拓撲關系識別掌紋掌脈信息。對應地，本發明還提供了一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別裝置。該方法及裝置基于掌脈的拓撲結構對掌脈的特征進行表征及存儲，處理過程簡單，數字圖像處理的運算量小，有效減少掌脈識別過程中數據處理量及數據存儲量，識別過程不受拍攝角度、拍攝距離及圖像采樣器型號限制，通用性強，裝置采用MCU即可，成本低，功耗低。

技術領域

本發明涉及掌紋掌脈圖像識別技術領域，特別涉及一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法及裝置。

背景技術

手掌的靜脈識別(掌脈識別)是一種高安全的活體生物辨識技術。此項技術是在極度精密安全的系統下進行識別。它的運用原理是使用近紅外線感應器取得手掌靜脈的分布圖，儲存樣板，進而在計算機中建立每一個人獨特的手掌靜脈圖像數據庫，然后通過計算機登錄存儲每個人的手掌靜脈數據，還可以在電腦中進行管理。掌脈識別由于是基于活體的生物識別的高安全性、唯一性，在安防領域具有廣闊的應用前景。

目前的掌紋掌脈識別技術中，如申請號為201010276401.7的發明專利申請中，其公開的掌紋掌脈識別系統是通過直接采集掌紋圖像及掌脈圖像，并將采集的掌紋掌脈圖像預處理后與預先保存的樣本進行特征比對，其具體比對的內容仍未掌紋及掌脈自身的分布圖像信息(如掌紋掌脈的分布及走向)，其所進行的預處理仍然僅僅停留在現有的圖像處理及比對的技術上。

此外，現有的掌紋掌脈識別時，由于基于對圖像內的圖形特征本身的提取，因而，對于相機所采集到的圖像，由于一些相機自身造成的圖像邊緣變形(如廣角鏡頭采集圖像的變形，不同鏡頭的圖像變形率不同)，將造成圖像采集裝置的通用性較差，對系統部件的統一性要求較高。因而現有技術受控于不同應用場合及不同的圖像采集鏡頭，不同的圖像識別設備無法兼容，唯一識別性較差，起不到有效的身份識別。

因此，現有在識別過程中需要固定手的位置，當被采集的手距離圖像采集裝置距離不同時，將對預處理后的圖像結果影響較大。特別是，當手偏移后，或者手掌所在平面角度轉變時，圖像特征變化較大。此時進行掌紋掌脈特征識別時，系統在處理得到手掌的掌脈分布特征，為避免識別誤差，往往采用統計數據的方式獲取手掌傾斜對識別過程的影響程度以進行去冗余，這種方式所需要進行圖像預處理的計算量也非常大，對系統負擔較重，整個系統功耗大，因此要求系統具有較強的運算能力以執行復雜的數字圖像處理。因而其構成產品時，受限于運算能力的要求，產品體積較大，不利于在安防領域廣泛推廣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法及裝置，以解決現有的掌紋掌脈識別方法所存在的所需運算量較大、容錯性較差、不能良好適應于不同角度的掌紋掌脈的圖像識別的問題。

本發明的第二目的在于提供一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法及裝置，以解決現有的基于掌紋掌脈識別的安防設備通用性差、功耗高、限位要求高(對手掌的位置、角度要求較高)、成本高、體積較大的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于拓撲分析的掌紋掌脈圖像識別方法，包括以下步驟：

S1：獲取掌紋掌脈圖像；

S2：對所述掌紋掌脈圖像進行預處理得到掌紋掌脈分布圖；

S3：在所述掌紋掌脈分布圖中標定掌脈的節點，所述節點包括分叉點及端點；

S4：建立各掌脈及掌脈上的節點間的拓撲關系；

S5：依據所述拓撲關系識別掌紋掌脈信息。

較佳地，所述步驟S1進一步包括：采用圖像采樣器采集所述掌紋掌脈圖像。