[發(fā)明專利]一種基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN110298273B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鳳;沈才雄;劉國杰;沈琳琳;賴志輝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V40/10
• 分類號(hào): G06V40/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

本發(fā)明提供一種基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法及系統(tǒng)，所述3D指靜脈提取方法包括以下步驟：步驟S1，分別在可見光譜和近紅外光譜下采集指靜脈圖像；步驟S2，對采集的指靜脈圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理；步驟S3，對預(yù)處理后的指靜脈圖像進(jìn)行指靜脈感興趣區(qū)域提取；步驟S4，對提取出指靜脈紋理特征的每一幅指靜脈圖像，通過指靜脈紋理特征在不同指靜脈圖像中對應(yīng)的體現(xiàn)形式，恢復(fù)出指靜脈不同部位的深度信息，通過對多幅像素點(diǎn)包含三維坐標(biāo)信息的二維指靜脈圖像進(jìn)行堆疊，還原其三維結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠提高指靜脈圖像的識(shí)別率，實(shí)現(xiàn)多光譜信息的互補(bǔ)，從而提高防偽能力，對提高指靜脈識(shí)別性能具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種指靜脈提取方法，尤其涉及一種基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法，并涉及采用了該基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法的3D指靜脈提取系統(tǒng)。

背景技術(shù)

手指靜脈是人的生理特征之一，除具有唯一性、普遍性、穩(wěn)定性和可度量性等基本生物特征外，它還具有天然防偽性和活體性。近年來，利用指靜脈紋理特征進(jìn)行身份鑒別已逐步發(fā)展成為一個(gè)新的生物特征識(shí)別研究方向，具有廣闊的發(fā)展空間與應(yīng)用前景。由于手指靜脈位于皮下組織結(jié)構(gòu)中，在可見光譜下不清晰可見，目前一般是采用近紅外光成像和遠(yuǎn)紅外光成像方式，遠(yuǎn)紅外成像即紅熱圖像，識(shí)別率往往受溫度和濕度影響較大；而近紅外成像則可利用特定波段的紅外光易透過多數(shù)活體生物組織的優(yōu)勢，獲取到更加清晰和高對比度的圖像。現(xiàn)在常用的指靜脈圖像獲取方式有光線反射法和光線透射法，后者由于需要將手指放置于光源和采集傳感器之間，故可獲得更高對比度和更清晰的圖像。

目前，指靜脈圖像的采集通常是采用基于單波段近紅外LED的透射成像模式，雖具有光源控制電路簡單、易操作和設(shè)備可小型化等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際手指靜脈圖像采集過程中，由于光照、手指抖動(dòng)和傳輸噪聲等原因，基于單光譜及單波段的成像模式采集得到的手指靜脈圖像質(zhì)量不高，存在曝光和退化等問題，進(jìn)而致使后期特征提取與匹配不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是需要提供一種基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法，進(jìn)而能夠有效提高采集圖像的質(zhì)量，促進(jìn)指靜脈結(jié)構(gòu)的三維復(fù)原，提高基于指靜脈生物特征的身份識(shí)別技術(shù)的可靠性和安全度；本發(fā)明還進(jìn)一步提供采用了該基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法的3D指靜脈提取系統(tǒng)。

對此，本發(fā)明提供一種基于多光譜圖像的3D指靜脈提取方法，包括以下步驟：

步驟S1，分別在可見光譜和近紅外光譜下采集指靜脈圖像；

步驟S2，對采集的指靜脈圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理；

步驟S3，對預(yù)處理后的指靜脈圖像進(jìn)行指靜脈感興趣區(qū)域提取；

步驟S4，對提取出指靜脈紋理特征的每一幅指靜脈圖像，通過指靜脈紋理特征在不同指靜脈圖像中對應(yīng)的體現(xiàn)形式，恢復(fù)出指靜脈不同部位的深度信息，通過對多幅像素點(diǎn)包含三維坐標(biāo)信息的二維指靜脈圖像進(jìn)行堆疊，還原出指靜脈的三維結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S1中，采集從指尖開始至少2個(gè)指節(jié)的長度作為指靜脈圖像的成像范圍。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S1中，在700-1000nm波段范圍下以單位波長或預(yù)設(shè)波長的間隔逐步增大光源波長，依次對指靜脈進(jìn)行指靜脈圖像的采集，進(jìn)而獲得一組連續(xù)的指靜脈二維圖像。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，在700-780nm波段范圍中，采用可見光譜采集指靜脈圖像；在780-1000nm波段范圍中，采用近紅外光譜采集指靜脈圖像。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述進(jìn)行圖像預(yù)處理包括：采用中值濾波器進(jìn)行圖像降噪、圖像灰度歸一化以及圖像傾斜校正等，具體的，所述步驟S2包括以下子步驟：

步驟S201，對采集的指靜脈圖像采用中值濾波器進(jìn)行平滑處理；