[發明專利]一種基于三維NMI的指靜脈識別方法

在審

• 申請號: 202010721472.1
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112084840A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 馮定忠;陳威慧;張燁;李衎;樊一超
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T3/00;G06T7/136;G06T7/66
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種基于三維NMI的指靜脈識別方法，包括如下步驟：

步驟一，三維指靜脈圖像預處理；

在保留三維指靜脈圖像細節的同時通過將各三維指靜脈圖像與模板以仿射配準變換的方式進行三維指靜脈圖像預處理，以消除各圖像間的可能影響識別精度的總體差異。

步驟二，三維指靜脈圖像的灰度化；

對三維指靜脈圖像任一像素點(i,j,k)的RGB三顏色進行加權平均灰度化處理，即有：

Gray(i,j,k)＝0.3R(i,j,k)+0.59G(i,j,k)+0.11B(i,j,k) (1)

步驟三，三維指靜脈圖像的二值化；

對灰度化后的三維指靜脈圖像進行二值化處理，計算灰度化后M×N×H鄰域中的像素灰度值；

步驟四，基于三維NMI提取三維指靜脈圖像特征；

利用二值化三維指靜脈圖像像素點灰度值之和、二值化三維指靜脈圖像的重心以及二值化三維指靜脈圖像繞其圖像重心的轉動慣量計算該三維指靜脈圖像繞其圖像重心的三維NMI特征值，具體實現步驟如下：

(1)把二值化三維指靜脈圖像M×N×H看作空間薄板，把二值化三維指靜脈圖像的像素點看作O-XYZ空間上的質點，把二值化三維指靜脈圖像的像素點的灰度值f(i,j,k)看作質點的質量，其中i、j和k分別表示像素點于像素3D張量中所在的行、列和通道；

(2)計算二值化三維指靜脈圖像的質量m(f(i,j,k))：

(3)計算二值化三維指靜脈圖像的重心

(4)計算二值化三維指靜脈圖像繞其圖像重心的轉動慣量

(5)計算二值化三維指靜脈圖像繞其圖像重心的三維歸一化轉動慣量，簡稱三維歸一化轉動慣量(3D-NMI)：

步驟五，三維指靜脈的識別；

在獲得待識別三維指靜脈圖像的三維NMI特征值X的基礎上，將其與基準數據庫中三維指靜脈圖像的三維NMI特征值Y_i進行一一對比，得到二者的差值A_i，然后將該差值與系統設定的判定閾值T進行比較分析；若A_i≤T，即認為此待識別三維指靜脈和數據庫中與之產生該NMI特征值差值的三維指靜脈來自同一手指，識別成功；反之，則認為二者來自不同手指，識別失敗。

2.如權利要求1所述的一種基于三維NMI的指靜脈識別方法，其特征在于：步驟三所述的對灰度化后的三維指靜脈圖像進行二值化處理，具體包括：

利用Niblack動態閾值分割算法利用M×N×H大小鄰域中所有元素，計算出鄰域內像素灰度值平均值：

標準方差：

然后將灰度值均值和標準方差進行權值相加處理，最后將所得灰度值作為判決閾值，進行二值化，得到三維指靜脈圖像的二值特征圖；即有：

τ(i,j,k)＝α×υ(i,j,k)+β×s(i,j,k) (4)

其中，t(i,j,k)為灰度化后M×N×H鄰域中的像素灰度值；υ(i,j,k)為灰度平均值；s(i,j,k)為標準方差；τ(i,j,k)為判決閾值；α和β為修正權值，且二者之和為1。