[發(fā)明專利]基于靜脈像素點(diǎn)判定的掌靜脈識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810254124.0
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108509886B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于力;楊園園;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

1.一種基于靜脈像素點(diǎn)判定的掌靜脈識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取若干掌靜脈圖像樣本，構(gòu)建掌靜脈圖像樣本庫；

S2：求取掌靜脈圖像樣本庫中每幅掌靜脈圖像的方向特征編碼矩陣，構(gòu)成方向特征編碼矩陣數(shù)據(jù)庫，方向特征編碼矩陣的求取方法包括以下步驟：

S2.1：從掌靜脈圖像中提取出掌靜脈ROI區(qū)域圖像；

S2.2：設(shè)置方向模板的數(shù)量為Q，Q個(gè)方向模板均為P×P的點(diǎn)陣X，P的大小根據(jù)實(shí)際需要確定，在每個(gè)方向模板中設(shè)置一個(gè)中心區(qū)域Y，該中心區(qū)域以點(diǎn)陣X的中心點(diǎn)作為中心點(diǎn)，大小記為p₀×p₀，其中1≤p₀＜P；在每個(gè)方向模板中，定義L_q為點(diǎn)陣X內(nèi)組成一條直線區(qū)域的像素點(diǎn)集合，其表達(dá)式如下：

L_q＝{(i,j)|j＝k_q(i-i₀)+j₀,(i,j)∈X,(i₀,j₀)∈Y}

其中，q＝1,2,…,Q，k_q表示第q個(gè)方向模板中直線的斜率；

S2.3：在掌靜脈ROI區(qū)域圖像四周擴(kuò)充L個(gè)像素點(diǎn)寬度，表示向下取整，擴(kuò)充區(qū)域的像素點(diǎn)灰度值等于和該像素點(diǎn)距離最近的ROI區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度值，從而得到擴(kuò)充后的掌靜脈ROI區(qū)域圖像；

S2.4：采用大小為p₀×p₀的滑動窗口遍歷原始的掌靜脈ROI區(qū)域圖像，對于每次滑動得到的ROI子區(qū)域，首先判斷其中像素點(diǎn)是否為靜脈像素點(diǎn)，判斷方法如下：

令滑動窗口所得到的ROI子區(qū)域作為方向模板的中心區(qū)域，對于每個(gè)方向模板，將其直線區(qū)域L_q均分為3個(gè)直線子區(qū)域，計(jì)算擴(kuò)充后的掌靜脈ROI區(qū)域圖像中這3個(gè)直線子區(qū)域的灰度均值，如果中間直線子區(qū)域的灰度均值均小于另外2個(gè)直線子區(qū)域，則初步判定ROI子區(qū)域中像素點(diǎn)是靜脈像素點(diǎn)，令對應(yīng)的判定標(biāo)識f_q＝1，否則初步判定ROI子區(qū)域中像素點(diǎn)不是靜脈像素點(diǎn)，令對應(yīng)的判定標(biāo)識f_q＝0；記Q個(gè)判定標(biāo)識中為1的判定標(biāo)識的數(shù)量為A，如果A≥A^T，A^T為預(yù)設(shè)閾值，如果是，則判定ROI子區(qū)域中像素點(diǎn)是靜脈像素點(diǎn)，否則判定ROI子區(qū)域中像素點(diǎn)不是靜脈像素點(diǎn)；

如果滑動窗口所得到的ROI子區(qū)域中的像素點(diǎn)為靜脈像素點(diǎn)，則采用以下方法求取方向特征：令滑動窗口所得到的ROI子區(qū)域作為方向模板的中心區(qū)域，計(jì)算Q個(gè)方向模板中每個(gè)直線區(qū)域L_q在擴(kuò)充后的掌靜脈ROI區(qū)域圖像中所覆蓋像素點(diǎn)的灰度值和，篩選出Q個(gè)灰度值和中的最小值，將其對應(yīng)的方向模板序號作為ROI子區(qū)域的方向特征；如果滑動窗口所得到的ROI子區(qū)域中的像素點(diǎn)不是靜脈像素點(diǎn)，則令ROI子區(qū)域的方向特征為-1；從而得到大小為(M/p₀)×(N/p₀)的方向特征矩陣，M×N表示掌靜脈ROI區(qū)域圖像大小；

S2.5：預(yù)先設(shè)置方向特征編碼表，包含Q+1個(gè)方向特征所對應(yīng)的編碼，其中Q個(gè)方向模板序號所對應(yīng)編碼為二進(jìn)制編碼，記二進(jìn)制編碼的長度為H，方向特征-1的編碼為H位值為-1的編碼；根據(jù)掌靜脈圖像ROI區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的方向特征，得到每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的方向特征編碼，從而得到大小為(M/p₀)×(N/p₀×H)的方向特征編碼矩陣；

S3：采用步驟S2中相同方法求取待識別掌靜脈圖像的方向特征編碼矩陣；

S4：將待識別掌靜脈圖像的方向特征編碼矩陣和方向特征編碼矩陣數(shù)據(jù)庫中每個(gè)方向特征編碼矩陣進(jìn)行匹配識別，得到待識別掌靜脈圖像的識別結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掌靜脈識別方法，其特征在于，所述步驟S2.1中，還對提取出的掌靜脈ROI區(qū)域圖像進(jìn)行降采樣處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掌靜脈識別方法，其特征在于，所述步驟S4中匹配識別的具體方法如下：記方向特征編碼矩陣數(shù)據(jù)庫中的方向特征編碼矩陣為A，待識別掌靜脈圖像的方向特征編碼矩陣為B，將兩個(gè)方向特征編碼矩陣為A、B按如下公式計(jì)算得到匹配分?jǐn)?shù)：

其中，w表示水平方向平移的元素單位個(gè)數(shù)，w為H的整數(shù)倍，v代表豎直方向平移的元素單位個(gè)數(shù)，n和m為正整數(shù)，分別表示水平方向和豎直方向的平移元素單位最大值，B^w,v表示將待識別掌靜脈圖像的方向特征編碼矩陣B沿水平方向平移w個(gè)元素單位、沿豎直方向平移v個(gè)元素單位得到的矩陣；hamdist(A,B^w,v)表示矩陣A和B^w,v的漢明距離，A∩B^w,v表示矩陣A和B^w,v的重疊區(qū)域，||||表示計(jì)算重疊區(qū)域的元素個(gè)數(shù)。