[發明專利]一種3D掌紋識別技術

在審

• 申請號: 201710996196.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107909004A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 楊東亮;王云龍;叢曉丹;高鳳嬌;宋昌江;趙鈺哲;葉愛英;吳岡
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種人體特征識別技術，具體是一種3D掌紋識別技術。

背景技術

在高度信息化的現代社會，隨著交通、通訊、網絡技術的高速發展，信息安全顯示出前所未有的重要性。在日常生活中以及金融、司法、安檢、電子商務等很多場合需要準確的身份識別以確保系統的安全，因此，人的身份識別技術的應用越來越重要。傳統的身份鑒定手段大體上可以分為兩類：基于特定持有物的，如身份證、信用卡、鑰匙、工作證等；基于特定知識的，如口令、密碼、暗語等。很多場合需要將這兩種方法相結合，例如在ATM機取款時，你不僅需要信用卡，還需要知道密碼。傳統方法的缺點首先在于特定持有物或知識可能遺忘、遺失或者被盜。使用特定知識存在記憶上的困難，人們很難記住復雜密碼，而簡單密碼(如生日、電話號碼等)又很容易被猜測或破譯。其次，它與用戶并不唯一綁定，一旦別人獲得這些持有物或知識，他將擁有與失主同樣的權利。生物特征識別技術的發展和提高，為身份的認證和識別提供了更好的手段。

所謂生物特征識別就是指利用人體所固有的生理特征或行為特征，來進行個人身份鑒定。生理特征是指對人體部分進行直接測量所獲得的數據，一些代表型的生理特征包括指紋、人臉、虹膜、視網膜、掌形等；行為特征是對個人習慣性動作的度量，是對人體特征的間接性測量，一些代表性的行為特征包括聲音波紋、擊鍵習慣、簽名等。生理特征和行為特征的區分是人工給定的，在很多場合，二者之間的界限可能不十分嚴格。最常用的生物特征識別技術包括指紋、人臉、聲音波紋、虹膜、視網膜、掌形、簽名、掌紋等。還有一些技術因為使用的不方便或不成熟而缺乏商業價值，這些技術包括DNA、耳型、氣味、步態、指型、手指甲紋理等。

盡管掌紋圖像早已應用于刑偵領域，但自動掌紋識別作為一種生物識別技術則是近年來發展起來的。它的取樣可以像指紋和手形那樣方便，又可以保證穩定性和唯一性，同時，掌紋識別并不會讓人聯想到隱私權的侵害，其被測試者的可接受程度較高，而且識別系統的硬件標準化程度也比人臉識別、語音識別、視網膜識別的標準化程度高。識別率與識別速度均可以達到實用系統的要求。因此基于掌紋的身份識別技術是人體身份識別技術的重要內容。而且掌紋圖像是低對比度、低分辨率的圖像，在圖像處理中提取這樣圖像上的特征很困難。因而對掌紋識別技術的研究有著重要的現實和理論意義。

掌紋識別是一項具有較強市場前景的新興生物特征識別技術。掌紋中含有豐富的特征，如主線、皺褶、脊線和細節點等。在高分辨率掌紋圖像中可以提取到上述的全部特征，而在低分辨率掌紋圖像中，只能提取到主線和皺褶特征，高分辨率掌紋識別技術主要應用在刑事偵查等領域。由于高分辨率掌紋圖像的獲取比較困難且圖像尺寸大等原因，相關研究并沒有廣泛開展。而低分辨率掌紋識別技術具有圖像獲取容易、處理速度快且識別精度高等優點，適合一般的民用和商用，是目前學術界研究的重點。

手掌是手指根部到手腕之間的區域,手掌的皮膚紋理叫掌紋。掌紋主要提取主線和皺褶特征。(1)主線：由于深筋膜和手掌皮膚表面相連,手掌在內握時表皮內折的折線是固定的,隨著手掌抓握過程中的張合形成的。因為不同的人抓握的方式、手掌的大小、手掌厚度的不同,導致主線也有著明顯的不同。掌紋識別中主線是最為明顯的特征。(2)皺褶：褶皺是掌紋中很多不規則的較淺、較細曲線或者直線。一些褶皺是天生就有的,一些褶皺是后天形成的,由于某些部位自然運動,所導致的皮膚在不同方向上進行伸展或收縮而失去彈性形成的永久性褶皺。

掌紋識別作為生物特征識別技術的新興技術,具有獨特的線特征,在低分辨率圖像中也可以提取出其相對穩定的特征,具有較強的抗噪能力。與其他常用的生物特征識別技術相比,掌紋識別具有很多獨一無二的特性。

1)與人臉識別相比,掌紋特征不受飾物、表情及姿態等因素的影響,相對比較穩定,可以更好的保障掌紋識別系統的識別精度。

2)與指紋技術相比,掌紋的有效區域要遠遠大于指紋的,掌紋含有比指紋更豐富的信息。并且指紋只適用于指紋質量較好的人群,限制了指紋不清晰或者指紋受到嚴重磨損的人。另外,掌紋采集設備成本比采集指紋的低,因為指紋采集需要高精度的設備。

3)與虹膜、視網膜識別相比,雖然虹膜、視網膜識別率比較高,但是采集設備高昂,并且導致眼疾交叉傳染,而掌紋采集設備成本較低,圖像獲取方式簡單,可接受程度高。