[發明專利]一種基于3D指靜脈的特征提取和比對方法及裝置

有效

• 申請號: 202011318097.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112101332B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 趙國棟;邱盼盼;李學雙;張烜
• 申請（專利權）人: 北京圣點云信息技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T5/30;G06T7/13
• 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: 樂俊

1.一種基于3D指靜脈的特征提取和比對方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1）采用3D采集裝置采集手指的注冊指靜脈圖像和待測指靜脈圖像，3D采集裝置包括位于手指下方的第一攝像頭、位于手指側方的第二攝像頭和位于手指前端的第三攝像頭；第一攝像頭和第二攝像頭各采集一張圖像，第三攝像頭采集多張不同焦距的圖像；

2）對采集到的指靜脈圖像依次進行邊緣檢測、膨脹、細化和去毛刺處理，得到手指靜脈的細線圖；

3）利用手指靜脈的細線圖進行指靜脈圖像三維重建；

4）將三維重建之后的指靜脈圖像進行點云收集，將點云作為對應的手指特征；

5）將待測指靜脈圖像與注冊指靜脈圖像的手指特征進行比對，計算手指特征的點云的距離，若比對結果小于識別閾值，則驗證成功，否則，驗證失敗。

2.根據權利要求1所述的基于3D指靜脈的特征提取和比對方法，其特征在于：步驟1）中采集m根手指，每根手指采集n次，每次第一攝像頭和第二攝像頭各采集一張圖像，第三攝像頭采集u張不同焦距的圖像，從而總共得到m*n*（2 + u）張圖像，其中m為大于200的整數，n為大于6的整數，u為大于5的整數；

所述的特征提取和比對方法還包括步驟4-5）的識別閾值確定步驟，具體包括：

4-5.1）劃分注冊模板和待比對特征，即將每根手指的第一根手指特征作為注冊模板，將每根手指剩余的n-1個特征作為待比對特征；

4-5.2）采用迭代最近點算法對m根手指進行不同類比對，即采用某根手指的待比對特征與其余手指的注冊模板進行比對，計算待比對特征和其余手指各注冊模板對應的點云的距離，取所有距離中的最小距離作為識別閾值。

3.根據權利要求2所述的基于3D指靜脈的特征提取和比對方法，其特征在于：步驟1）采集時，將手指置于x-y-z三維空間內，手指指尖指向的方向平行于y軸，第一攝像頭采集的圖像為image1，位于坐標xy平面上， y方向圖像大小為L，x方向圖像大小為W；第二攝像頭采集的圖像為image2，位于yz平面上， y方向圖像大小為L，z方向圖像大小為H；第三攝像頭采集的u張圖像為紅色image3，位于xz平面上， x方向圖像大小為W，z方向圖像大小為H。

4.根據權利要求1所述的基于3D指靜脈的特征提取和比對方法，其特征在于：所述步驟2）獲得手指靜脈的細線圖的具體步驟包括：

2.1）利用Sobel算子對圖像在每個方向進行邊緣檢測，得到二值圖B；

2.2）將二值圖B與膨脹卷積因子進行卷積得到膨脹后的二值圖G_xy；

2.3）對膨脹后的二值圖進行細化；

2.4）對細化后的二值圖進行去毛刺，即設置閾值T₃，當細化后的二值圖的分叉線和孤立線的長度小于等于閾值T₃，則刪除分叉線和孤立線；否則不做任何操作。