[發明專利]一種基于法向量信息的指靜脈特征提取方法

有效

• 申請號: 202010007620.3
• 申請日: 2020-01-04
• 公開（公告）號: CN111191624B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張烜;趙國棟;楊爽;李學雙
• 申請（專利權）人: 圣點世紀科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 諸佩艷

本發明涉及一種基于法向量信息的指靜脈特征提取算法，其包括以下步驟：1)對指靜脈圖像進行尺度歸一化處理；2)對歸一化后的圖像進高斯濾波處理；3)提取高斯濾波處理后的圖像的法向量特征；4)根據法向量特征計算對應像素的坡度值與坡向值；5)根據坡度值與坡向值進行特征劃分，得到指靜脈特征圖像。本發明利用法向量信息與地形特征，可以有效提取出指靜脈圖像的關鍵特征，為后續的特征比對與圖像識別奠定了良好基礎。

技術領域

本發明屬于手指靜脈識別及信息安全技術領域，尤其涉及一種基于法向量信息的指靜脈特征提取方法。

背景技術

指靜脈識別技術是利用攝像頭獲取近紅外光照射下的人體內部的指靜脈分布圖像，并通過一系列的處理比對算法進行身份識別。作為一種新興的生物特征識別技術，它同樣具有唯一性、無密碼的優點，并且作為內部的生物特征，還具備高安全、難偽造的優勢，廣泛應用在公共領域認證系統及設備。

指靜脈識別技術通過對獲得的指靜脈圖像進行增強處理并提取其有效特征，利用比對算法比較提取到的特征與設備中保存的特征以進行特征匹配實現圖像識別，指靜脈識別技術的過程如專利號為CN101840511B的中國發明公開的手指靜脈特征提取與匹配識別方法，包括通過紅外圖像采集裝置獲取手指靜脈圖像，并對圖像進行預處理，特征提取，識別分析步驟；所述預處理包括彩色圖像進行灰度化、手指區域提取、采用方向濾波和增強、按照手指輪廓標記提取手指靜脈紋路并二值化、采用面積消除法去噪、將圖像的大小標準化為統一的圖像；特征提取的方法為：對手指靜脈紋路圖進行子塊劃分，對于每個子塊圖像采用雙向特征值加權分塊的雙向二維主成分分析的方法進行特征提取；識別分析是將各個子塊的特征作為整體采用最近鄰分類器進行識別。

綜上所述，上述指靜脈識別的過程中，圖像特征提取的好壞直接決定了其識別的性能，對指靜脈識別技術具有重要研究意義。目前常用的指靜脈圖像特征提取的方法主要分為紋路特征、紋理特征、細節點特征以及機器學習得到的特征，然而，上述的指靜脈圖像特征提取的方法過程中，在提取特征時均不考慮領域像素點的影響，無法準確地表達圖像像素之間的變化，指靜脈特征描述不夠準確。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中特征提取時不考慮領域像素點的影響，無法準確地表達圖像像素之間的變化，指靜脈特征描述不夠準確的問題，提出了一種基于法向量信息的指靜脈特征提取方法，有效提取出指靜脈圖像的特征區域，為后續的特征匹配做好準備。

為了達到目的，本發明提供的技術方案為：

本發明涉及的一種基于法向量信息的指靜脈特征提取方法，包括以下步驟：

1)對指靜脈圖像進行尺度歸一化處理；

2)對歸一化后的圖像進行高斯濾波處理；

3)提取高斯濾波處理后的圖像的法向量特征；

4)根據法向量特征計算對應像素的坡度值與坡向值；

5)根據坡度值與坡向值進行特征劃分，得到指靜脈特征圖像。

優選地，所述的步驟1)中采用雙線性插值法對指靜脈圖像進行尺度歸一化處理。

優選地，所述的步驟3)中提取法向量特征的方法采用的是改進的三階反距離平方權差分方法，其步驟包括：

3.1)對指靜脈圖像進行0值的邊界擴充，擴充后圖像大小為(m+4，n+4)，其中m、n分別代表原圖像的行列數；

3.2)對5*5鄰域內的像素點進行編號，以原圖的每個像素點為中心點，計算中心點指向其5*5鄰域內其他點的向量，共得到24個向量Vector_i，