[發明專利]一種基于手部掌紋掌脈特征融合的非接觸式生物識別方法

在審

• 申請號: 201910361737.9
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110097006A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 辛元雪;史朋飛;蘇新;鄧志祥;張學武
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于手部掌紋掌脈特征融合的非接觸式生物識別方法，包括以下步驟：S01，使用兩個成像單元來分別捕獲手掌的可見光圖像和紅外圖像；S02，采用指尖點和指縫交叉點定位手部特征感興趣區域，提取手部特征的掌紋、指紋、掌靜脈和指靜脈，并采用聚類分析結合信息顯著度進行提取，建立受試者采集的手部圖像數據樣本集和測試集；S03，對獲取的測試集中的手部特征與樣本集中的手部特征進行匹配；S04，進行簡單的DSmT證據融合，設定決策閾值進行判別。本發明提供的一種基于手部掌紋掌脈特征融合的非接觸式生物識別方法，將手的掌紋和手掌靜脈兩種特征進行融合，能夠提高復雜情況下的識別率。

技術領域

本發明具體涉及一種基于手部掌紋掌脈特征融合的非接觸式生物識別方法，屬于視覺檢測技術領域。

背景技術

目前，基于接觸式的生物識別設計相關問題有很多。第一，衛生問題，同一個傳感器會有很多人觸摸。這一問題在流行病暴發期間尤其嚴重。第二，殘留在傳感器表面的潛在手印可能被非法復制。第三，如果使用不當，設備表面很容易受到污染。第四，一些國家的宗教可能會拒絕與異性使用者共同使用觸碰傳感器。非接觸式的生物識別可以很好的克服上述問題。用來識別的各種生物特征中，用手部特征進行識別是相對方便可行的。尤其是掌紋和掌靜脈特征在一生中保持相對穩定。這些手部特征都可以從成像傳感器獲取的圖像中提取。單獨采用掌紋或掌靜脈的生物識別技術應用越來越廣泛。然而在某些復雜的應用場景常常會出現識別錯誤的情況。如因個體差異，皮膚的健康狀況不同，掌脈圖像可能會出現不清晰的情況(如厚脂肪組織阻塞皮下血管)；因應用場景照明環境，個體對手掌紋的磨損等原因會導致獲取的掌紋圖像出現不清晰的情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的缺陷，提供一種將手的掌紋和手掌靜脈兩種特征進行融合，能夠提高復雜情況下的識別率的非接觸式生物識別方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于手部掌紋掌脈特征融合的非接觸式生物識別方法，包括以下步驟：

S01，使用兩個成像單元來分別捕獲手掌的可見光圖像和紅外圖像，并將檢測到的圖像以位圖格式進行儲存；

S02，采用指尖點和指縫交叉點定位手部特征感興趣區域，提取可見光圖像中手部特征的掌紋和指紋，提取紅外圖像中手部特征的掌靜脈和指靜脈，并采用聚類分析結合信息顯著度進行提取，建立受試者采集的手部圖像數據樣本集和測試集；

S03，對獲取的測試集中的手部特征與樣本集中的手部特征進行匹配，掌紋、掌靜脈、指紋和指靜脈均使用標準化的漢明距離來計算兩個特征集之間的匹配度，將匹配度作為基本信度分配函數；

S04，將可見光圖像中獲取到的掌紋證據、指紋證據和紅外圖像中獲取到的掌靜脈證據、指靜脈證據進行簡單的DSmT證據融合，設定決策閾值進行判別。

S01中，捕獲可見光圖像的成像單元采用網絡攝像頭，捕獲紅外圖像的成像單元采用網絡攝像頭加裝紅外濾光片改造成的紅外相機。

S02中，手部特征感興趣區域主要包括手掌和手指；所述掌紋包括手掌部分的主紋和細紋；所述掌靜脈為手掌部分中包含血管網絡的手靜脈；所述指紋為手指部分的主紋和細紋；所述指靜脈為手指部分中重包含血管網絡的靜脈。

S02中，采用聚類分析結合信息顯著度進行提取具體為：采用聚類分析獲得掌紋、掌靜脈、指紋、指靜脈的顯著點，并計算顯著點的投票強度，顯著點的投票強度可以通過顯著性衰減函數計算，計算公式如下：

式中為曲率，為弧長，控制著衰減速度，σ為投票域范圍。DF(s,k,σ)代表顯著點的投票強度，θ代表顯著點切線和水平方向之間的夾角，l代表弧長S對應的弦長。S03中，匹配度的取值范圍為[0,1]，