[發明專利]一種指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法

有效

• 申請號: 201811048180.5
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109308462B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 楊金鋒;石濱萌
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法。其包括構建手指成像系統；采集原始指節紋圖像和原始指靜脈圖像；裁剪圖像并邊緣檢測圖；擬合曲線；找出拐點；畫出指節紋ROI參考線；制作刻度板，完成ROI參考線定位修正；確定指節紋ROI的邊界位置等步驟。本發明提供的指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法具有如下有益效果：基本解決了改變指靜脈成像區域后指靜脈、指節紋ROI定位不準確的問題，并提高了針對不同類型的手指其指靜脈、指節紋ROI定位的準確性，增加了ROI定位方法的普適性。

技術領域

本發明涉及一種指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法，屬于生物特征識別中的生物特征成像和感興趣區域采集技術領域。

背景技術

在多模態融合識別中，從采集的手指靜脈、手指節紋圖像中準確定位并提取出待識別對象的感興趣區域(region of interest，ROI)對提高識別性能十分重要。在傳統的手指多模態采集裝置中，指靜脈成像區域位于指腹處，而指節紋成像區域則位于指背側。由于兩者成像區域相互獨立，因此需要分別采用不同的定位方法對指靜脈、指節紋ROI進行定位，結果耗費計算時間。并且在采集時，兩者成像姿態難以得到統一，導致圖像間相關性降低，從而影響后續融合與識別效果。為了解決上述問題，有學者將指靜脈成像區域改到手指背側，與指節紋在同一側成像。并設計了先定位指靜脈ROI，再利用雙目攝像頭成像空間之間的映射關系來定位指節紋ROI的方法。但由于改變了指靜脈成像區域，指靜脈圖像中關節腔成像不明顯，導致利用關節腔來進行指靜脈ROI定位已不再準確，從而使指節紋ROI定位也不準確。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法，可有效解決在手指多模態融合識別過程中，由于改變指靜脈成像區域，從而使指靜脈和指節紋ROI定位不準確的問題，以改善后續融合效果和提高識別的性能。

為了達到上述目的，本發明提供的指靜脈和指節紋感興趣區域定位方法包括按順序進行的下列步驟：

1)構建手指成像系統，所述的手指成像系統包括近紅外光源、指紋采集儀、雙目攝像頭、帶通濾光片、平面反射鏡和黑色擋板；其中雙目攝像頭設置在近紅外光源的正上方；指紋采集儀位于近紅外光源的前側；帶通濾光片位于雙目攝像頭的前側；平面反射鏡和黑色擋板分別設置在近紅外光源的兩側，由平面反射鏡、黑色擋板、指紋采集儀與近紅外光源一起構成手指凹槽；

2)將待檢測的手指放在上述手指凹槽內的近紅外光源和指紋采集儀上，并使手指向上拱起某一高度；

3)利用雙目攝像頭同時采集原始指節紋圖像和原始指靜脈圖像；其中，利用雙目攝像頭的后側攝像頭采集原始指節紋圖像，包括位于左側的指節紋圖像和位于右側的手指側面圖像，該圖像中既包含手指正面成像區域，又包含手指側面成像區域；而利用雙目攝像頭的前側攝像頭采集原始指靜脈圖像，包括位于左側的指靜脈圖像和位于右側的手指側面圖像，該圖像中既包含手指正面成像區域，又包含手指側面成像區域；

4)選取上述原始指節紋圖像，裁剪掉指節紋圖像，只保留手指側面圖像，然后對此裁剪后的圖像進行邊緣檢測，得到邊緣檢測圖；

5)選取上述邊緣檢測圖中最右側外邊緣線中較穩定的區域，采用最小二乘法對該區域進行曲線擬合，得到擬合曲線；

6)求取擬合曲線中每一點斜率的倒數值，然后取絕對值，找出最小值K對應的點A，即為拐點，也即最高點；

7)若手指長短、胖瘦適中，且手指正面成像區域中的拐點處于雙目攝像頭的后側攝像頭正下方，直接在原始指節紋圖像上畫出指節紋ROI參考線；當人的手指較短時，在手指放在上述手指凹槽內的近紅外光源和指紋采集儀上時，有時會出現一個偽拐點A′，真正的拐點應該滿足式(1、2)所示的條件：

假設真正的拐點坐標為(x_l，y_l)，l∈[1，N]，偽拐點坐標為(x_m，y_m)，m∈(l，N]。