[發(fā)明專利]一種基于三維NMI的指靜脈識別方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010721472.1
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112084840A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮定忠;陳威慧;張燁;李衎;樊一超
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)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

一種基于三維NMI的指靜脈識別方法，包括：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(jié)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；步驟二，三維指靜脈圖像的灰度化；對三維指靜脈圖像的RGB三顏色進行加權(quán)平均灰度化處理；步驟三，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(zhuǎn)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；步驟五，三維指靜脈的識別。本發(fā)明降低了對用戶手指的姿態(tài)要求，算法運行效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于三維NMI識別三維指靜脈的方法。

技術(shù)背景

目前主流的指靜脈識別技術(shù)只提取指靜脈的二維圖像信息，即指靜脈在CCD拾取平面上的投影，并據(jù)此進行指靜脈識別匹配，鮮少有利用三維指靜脈圖像進行指靜脈識別的方法。二維指靜脈圖像缺乏圖像深度信息，保存的指靜脈信息有限，對應的指靜脈系統(tǒng)對用戶手指姿態(tài)要求嚴格，例如用戶手指必須嚴格平放于傳感器，并且指尖、指根必須在傳感器確定位置等，諸如此類的要求不便于用戶操作，產(chǎn)品的顧客滿意度也不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于三維NMI的三維指靜脈識別方法。

本發(fā)明利用三維NMI特征的灰度不變性、平移變換、旋轉(zhuǎn)變換以及比例變換不變性，首先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，然后對預處理后的三維指靜脈圖像進行灰度化、二值化，緊接著利用二值化三維指靜脈圖像像素點灰度值之和、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(zhuǎn)動慣量計算該三維指靜脈圖像繞其圖像重心的三維NMI特征值以提取指靜脈圖像特征，最后利用待識別三維指靜脈圖像的三維NMI特征值與基準數(shù)據(jù)庫中的三維指靜脈圖像的三維NMI特征值的差值跟系統(tǒng)設(shè)定的判定閾值進行比較分析，完成對三維指靜脈的識別。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

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；

由于人體手指自身差異或者三維成像條件的差異，三維指靜脈圖像間往往存在尺寸和位置上的差異，而這種總體差異或多或少會影響指靜脈的識別精度。本發(fā)明在保留三維指靜脈圖像細節(jié)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；

由于人眼對RGB三顏色的感應強弱各不相同，所以本發(fā)明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(quán)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；

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(zhuǎn)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(xiàn)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(zhì)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(zhì)點的質(zhì)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(zhì)量m(f(i,j,k))：