[發明專利]一種融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別方法及系統

有效

• 申請號: 201910271724.2
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN110008902B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 孟憲靜;襲肖明;楊璐;耿蕾蕾;尹義龍
• 申請（專利權）人: 山東財經大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提出了一種融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別方法及系統，識別方法的主要步驟為：圖像預處理，基本特征提取、構建目標函數優化匹配、形變信息提取、基本特征和形變特征的融合。該方法在識別的過程中，不僅利用了形變信息，還考慮了獲取形變特征時所需的基本特征和匹配分等信息，構建了融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別框架。該方法克服了使用單一特征時，特征表征能力不足的問題，提高了手指靜脈識別的準確性和魯棒性，保證了識別的效率。

技術領域

本公開涉及生物特征識別相關技術領域，具體的說，是涉及一種融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，并不必然構成在先技術。

在眾多的生物特征識別技術中，手指靜脈識別因其方便性和安全性受到了研究者的廣泛關注。它利用手指內的靜脈分布圖像來進行身份識別，將得到的手指靜脈特征信息與事先注冊的手指靜脈特征進行比對，從而確認登錄者的身份。手指靜脈是指分布于手指內部的靜脈血管，利用血紅蛋白對近紅外光的吸收作用可以成像。手指是三維的非剛體結構，不同的拍攝角度、姿態均會影響觀察的效果，因此，拍攝的手指靜脈圖像也會產生相關變化。形變是一個相對的概念，本公開將二維手指靜脈圖像因手指的姿態、拍攝角度等變化所產生的不同定義為形變。在這個基礎上，同一根手指的兩幅圖像之間的不同，可以認為是手指發生某種形變(姿態、拍攝角度等)產生。同源圖像由于三維形變造成的識別效果不理想問題，主要體現在手指中各位置的對應不理想，本公開將其定義為形變問題。除了手指本身產生的形變問題，受采集設備參數、采集環境、人體血流狀態等影響，手指靜脈圖像在灰度、清晰度、對比度等方面會有明顯的不同，即圖像質量的不同。綜上所述，在手指靜脈識別中，圖像形變問題和質量問題是影響識別性能最主要的兩個問題。

在上述兩個問題中，圖像質量問題可以通過圖像增強等方法解決。但圖像形變問題比較復雜、難以解決，是影響識別性能較為核心的問題，也是手指靜脈識別需要攻克的難點問題之一。現有技術往往采用單一的特征進行識別，識別的準確性較低。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別方法，該方法在識別的過程中，不僅利用了形變信息，還考慮了獲取形變特征時所需的基本特征和匹配分等信息，構建了融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別框架。該方法克服了使用單一特征時，特征表征能力不足的問題，提高了手指靜脈識別的準確性和魯棒性，保證了識別的效率。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一個或多個實施例提供了一種融合基本特征和形變特征的手指靜脈識別方法，包括如下步驟：

步驟1：采集待識別用戶的手指靜脈圖像，對手指靜脈圖像進行預處理，獲得預處理后的圖像；

步驟2：提取預處理后的圖像的基本特征，計算基于基本特征的基本特征匹配分；

步驟3：構建匹配目標函數，利用圖像的基本特征矩陣進行優化匹配，獲取目標函數值和形變矩陣；

步驟4：根據獲得的形變矩陣提取形變特征；

步驟5：將基本特征匹配分、目標函數值和形變特征作為融合特征，輸入通過融合特征進行訓練的支持向量機模型進行識別處理，識別所述待識別用戶的身份信息。

進一步地，所述步驟1中，對采集的手指靜脈圖像進行預處理，包括：

11)提取手指圖像的感興趣區域；

12)對感興趣區域進行圖像增強處理獲得預處理后的圖像。

進一步地，步驟2中提取預處理后的圖像的基本特征，包括：

采用數值卷積算法提取每一像素的特征向量；