[發(fā)明專利]手指輪廓和梯度分布相融合的靜脈感興趣區(qū)域提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810469622.7
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108830158A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 路志英;張建峰;李敏
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種手指輪廓和梯度分布相融合的靜脈感興趣區(qū)域提取方法，其特征是，利用手指靜脈的成像原理以及指間關節(jié)對近紅外線吸收率低的特性，采用手指輪廓矯正手指旋轉(zhuǎn)、梯度分布定位指間關節(jié)位置，進而自動的提取出具有靜脈信息的感興趣區(qū)域ROI。

2.如權利要求1所述的手指輪廓和梯度分布相融合的靜脈感興趣區(qū)域提取方法，其特征是，具體步驟細化如下：

步驟1提取手指輪廓信息：

1)采用最大內(nèi)間方差法OTSU對指靜脈圖像做二值化操作，得到二值化圖像；

2)采用Sobel邊緣檢測算子提取手指輪廓圖像；

3)將二值化圖像與手指輪廓圖像對應像素相減，得到差值圖像；

4)提取差值圖像的最大連通區(qū)域；

5)將最大連通區(qū)與手指圖像相乘，去除手指周圍無效信息，最終提取出完整的手指圖像；

步驟2利用手指輪廓旋轉(zhuǎn)矯正：

采用最小二乘直線擬合方法矯正手指位置；

步驟3利用手指輪廓提取子區(qū)域：

利用手指輪廓的邊界信息截取出最大有效矩形區(qū)域；

步驟4對子區(qū)域濾波去噪：

采用高斯低通濾波器，濾除子區(qū)域圖像中的噪聲，以保證后續(xù)梯度計算的魯棒性；

步驟5生成梯度圖像：

利用梯度公式，對子區(qū)域做梯度運算生成梯度圖像，為定位關節(jié)位置提供基礎支撐；

步驟6定位關節(jié)位置：

對生成的梯度圖像做行像素求和操作，選取兩個波峰點的位置作為關節(jié)位置；

步驟7提取ROI。

3.如權利要求1所述的手指輪廓和梯度分布相融合的靜脈感興趣區(qū)域提取方法，其特征是，步驟5生成梯度圖像進一步具體步驟如下：

設子區(qū)域圖像為I(i,j)，其中i∈[1,h],j∈[1,w]，h為子區(qū)域圖像的高度，w為子區(qū)域圖像的寬度，梯度在水平與垂直的計算方向梯度計算公式如下：

Grd(i,j)＝I(i+1,j)-I(i,j),i∈[1,h],j∈[1,w] (1)

根據(jù)公式(1)生成子區(qū)域的梯度圖像Grd(i,j)，為定位關節(jié)位置提供基礎支撐；

步驟6定位指間關節(jié)位置：

對梯度圖像Grd(i,j)每一行的像素值求和，得到梯度圖像行像素和的灰度分布曲線，梯度圖行像素和的灰度分布曲線在指間關節(jié)位置呈現(xiàn)波峰狀態(tài)，通過定位該曲線的波峰位置定位手指靜脈圖像的關節(jié)位置，梯度分布曲線的計算公式如下：

其中S_i為某一行像素值的和，定位指間關節(jié)位置的計算公式如下：

其中d₁和d₂即為指間關節(jié)的位置。