[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)生成適用多設(shè)備識別指靜脈圖像的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010007624.1
• 申請日: 2020-01-04
• 公開（公告）號: CN111209850B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張烜;趙國棟;任湘;李學(xué)雙
• 申請（專利權(quán)）人: 圣點(diǎn)世紀(jì)科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/38
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 諸佩艷

本發(fā)明涉及基于改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)生成適用多設(shè)備識別指靜脈圖像的方法，其包括以下步驟：1)采集或選取多個(gè)圖像樣本X₀；2)對圖像樣本X₀進(jìn)行分割，靜脈部分，獲取靜脈的背景二值圖像X_bin；3)根據(jù)二值圖像X_bin的大小及格式設(shè)計(jì)出與之相匹配的改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；4)訓(xùn)練改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)量訓(xùn)練更新相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)值；5)將分割細(xì)化后的指靜脈細(xì)線二值圖X_bin輸入訓(xùn)練好的改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)中，生成指靜脈圖像，用于指靜脈注冊識別。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并通過生成器G根據(jù)輸入的二值圖描繪出指靜脈灰度圖像訓(xùn)練生成器和判別器D實(shí)現(xiàn)參數(shù)的更新，有效地解決了手指靜脈在不同設(shè)備狀態(tài)下引起的圖像質(zhì)量變化的指靜脈識別性能降低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息安全的身份識別驗(yàn)證技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)cGAN網(wǎng)絡(luò)生成適用多設(shè)備識別指靜脈圖像的方法。

背景技術(shù)

手指靜脈識別是一種前沿的生物特征識別技術(shù)，它是利用手指內(nèi)靜脈的紅外圖像來進(jìn)行身份識別，具有生物活體識別、體內(nèi)特征識別和非接觸式識別三個(gè)特點(diǎn)。指靜脈識別確保了被識別者的手指靜脈難以偽造，因此手指靜脈識別系統(tǒng)安全等級高，特別適用于高安全級別的場所，各種指靜脈的識別有關(guān)技術(shù)也在不斷提升識別的性能，識別的精度與速度的也在逐步提升。

目前，指靜脈識別技術(shù)的過程如專利號為CN101840511B的中國發(fā)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(jìn)行預(yù)處理，特征提取，識別分析步驟；所述預(yù)處理包括彩色圖像進(jìn)行灰度化、手指區(qū)域提取、采用方向?yàn)V波和增強(qiáng)、按照手指輪廓標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)化為統(tǒng)一的圖像；特征提取的方法為：對手指靜脈紋路圖進(jìn)行子塊劃分，對于每個(gè)子塊圖像采用雙向特征值加權(quán)分塊的雙向二維主成分分析的方法進(jìn)行特征提??；識別分析是將各個(gè)子塊的特征作為整體采用最近鄰分類器進(jìn)行識別。

在手指靜脈識別中指靜脈圖像質(zhì)量的高低直接影響到識別結(jié)果的好壞。主要原因是不同廠商的指靜脈設(shè)備設(shè)計(jì)各不相同，例如設(shè)備打光方式有上打光、雙側(cè)打光以及單側(cè)打光，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的前提下導(dǎo)致所采集的指靜脈圖像存在不同程度差異；即使是同一種型號設(shè)備也會因個(gè)體的元件差異導(dǎo)致指靜脈圖像質(zhì)量發(fā)生變化。因此，導(dǎo)致同手指靜脈在不同設(shè)備所呈現(xiàn)圖像存在不同程度差異，這也仍然是會影響指靜脈識別性能的重要因素之一，尤其對于不同設(shè)備使用的注冊驗(yàn)證。

近些年來，有關(guān)許多的手指靜脈圖像質(zhì)量評估或增強(qiáng)方法被提出。在2010年哈爾濱工程大學(xué)王科俊等，提出一種手指靜脈圖像質(zhì)量判別方法，即是通過獲取手指靜脈圖像的對比質(zhì)量分?jǐn)?shù)、位置偏移質(zhì)量分?jǐn)?shù)有效區(qū)域質(zhì)量分?jǐn)?shù)、方向模糊度質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)加權(quán)累加起來進(jìn)行綜合評價(jià)；在2011年中國人民解放軍國防科技大學(xué)謝劍斌等，提出用于特征提取的靜脈圖像質(zhì)量檢測方法，其方法主要是對手指靜脈圖像劃分區(qū)段后提取手指靜脈區(qū)域平均梯度特征，以及手指靜脈紋理細(xì)節(jié)點(diǎn)，由上述條件分級判斷手指靜脈圖像的質(zhì)量；在2017年重慶工商大學(xué)親華鋒等提出基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的手指靜脈圖像質(zhì)量評估方法及評估系統(tǒng)，該方法為首先對手指靜脈灰度圖像的質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)注，其次建立訓(xùn)練樣本集合，然后利用訓(xùn)練樣本集合對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，最后通過支持向量機(jī)來計(jì)算出所預(yù)測手指靜脈圖像的質(zhì)量。

據(jù)調(diào)查了解，上述列舉的方法大多是對指靜脈圖像質(zhì)量的評估，從而判斷出圖像質(zhì)量的好壞，并不能有效提高已經(jīng)獲得的指靜脈圖像質(zhì)量與降低指靜脈圖像因設(shè)備差異在識別任務(wù)中的影響；在一個(gè)設(shè)備采集圖像注冊后另一個(gè)設(shè)備采集的圖像進(jìn)行驗(yàn)證的情況下未能根據(jù)因設(shè)備變化導(dǎo)致指靜脈圖像的變化進(jìn)行注冊模板更新，或者在使用人不方便直接對不同設(shè)備注冊模板進(jìn)行更新，由此導(dǎo)致指靜脈識別率不同程度降低。對于由一個(gè)設(shè)備注冊另一個(gè)設(shè)備驗(yàn)證導(dǎo)致的指靜脈圖像質(zhì)量變化的指靜脈識別性能降低情況，也未發(fā)現(xiàn)有研究人員提出相關(guān)的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容