[發明專利]一種基于手指靜脈圖像質量的模板圖像注冊機制

有效

• 申請號: 201710550909.8
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107657209B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 沈雷;李小剛;張嚴嚴;藍師偉
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于手指靜脈圖像質量的模板注冊方法，其特征在于只有同時滿足三個判決條件的圖像，方可在數據庫中注冊，三個條件具體為：

一是判決是否為曝光過度或不足的圖像；

二是判決是否為靜脈清晰但靜脈稀疏的圖像；

三是判決是否為靜脈圖像模糊不清晰的圖像；

具體的：首先由采集設備采集到手指靜脈注冊模板圖像，經過預處理后，依次對圖像進行曝光程度判別、稀疏程度判別和靜脈模糊程度判別，若判決為低質量圖像，則由系統拒絕下一步操作并語音提醒采集失敗，需重新采集，只有同時滿足圖像曝光程度判別、模糊程度判別和靜脈稀疏程度判別條件，才被允許進行接下來的注冊操作；

具體包括以下步驟：

步驟1、對采集到的手指靜脈原始圖像像素進行變換，變換后的靜脈圖像大小為160*64；

步驟2、通過灰度等級直方圖法，判別靜脈圖像的曝光程度：

2-1、將0～255灰階分成32等份，每個等份有8個灰度；

2-2、計算經過步驟1變換后的該靜脈圖像處于前2等份的像素點個數，當像素點個數超過420則判決該靜脈圖像為曝光不足的靜脈圖像，拒絕注冊；

2-3、計算經過步驟1變換后的該靜脈圖像處于后8等份的像素點個數，當像素點個數超過500則判決該靜脈圖像為曝光過度的靜脈圖像，拒絕注冊；

步驟3、通過計算橫截面各點灰度斜率的方差，判別靜脈圖像的模糊程度：

3-1、取出經過步驟1后的靜脈圖像處于第30行、70行、100行、130行的像素點的像素值，每一行為64個像素值，存入大小為4*64的矩陣M1中；

3-2、刪除矩陣M1中每行前10像素點和后10像素點，從而除去兩端的畸變點,得到大小為4*34的矩陣M2；

3-3、計算矩陣M2每行像素值變化的斜率，存入大小為4*34的矩陣M3中；

3-4、計算矩陣M3每行斜率值的方差，并將得到的4個方差值分別除以1000再求平均，若平均值小于2.5則判決該靜脈圖像為模糊圖像，拒絕注冊；

步驟4、通過提取手指圖像主靜脈，判別靜脈圖像的靜脈稀疏程度

4-1、構造8個大小為9×9方向模板算子，將0°到180°按逆時針方向等間隔的分成8個方向，每個方向差22.5°，方向模板算子只有在一個方向上存在非零數；

4-2、將步驟4-1構造的8個方向模板算子分別與步驟1得出的靜脈圖像做卷積運算，方向模板算子的大小與靜脈圖像選取出的鄰域大小相同；并將卷積值作為該鄰域中心處的像素值；

4-3、將8個方向模板算子窗口分別遍歷步驟1的靜脈圖像，得到8個不同方向上的手指靜脈圖像的灰度矩陣G_i，其中i＝1,2,3,4,5,6,7,8分別表示0°,22.5°,45°,67.5°,90°,112.5°,135.5°,157.5°；

4-4、將G_i進行Niblack分割得到8個方向手指靜脈紋路走勢圖矩陣，并記為I_i；

4-5、對8個方向手指靜脈紋路走勢圖矩陣進行加權處理，即：

其中，矩陣I_SUM中元素的值介于0和8之間；

4-6、通過門限閾值T將步驟S13得到的I_SUM再次進行二值化，即：

式中，I_T為二值化后的靜脈圖像主靜脈；

4-7、計算主靜脈占有率，若占有率低于0.040則判別該靜脈圖像為靜脈稀疏圖像。