[发明专利]一种多光谱掌纹精细纹路提取识别方法

说明书

技术领域

本发明属于身份识别领域。 

背景技术

国内外近年来对于生物特征技术的研究投入了较多的力量, 特别在美国、欧洲等地。目前，主要研究的生物特征有人体的指纹，虹膜，掌纹声音，笔迹，面貌及DNA等由于这些特征具有人体所固有的不可复制的唯一性和稳定性，因此不可能复制失窃或被遗忘。掌纹识别是近几年提出的一种较新的生物特征识别技术。影响掌纹识别准确度的因素主要有硬件和软件两方面，即掌纹图像采集设备所采集图像的清晰度和识别算法的高效性。 

传统的掌纹图像采集设备采集图像时，一般是将手掌置于单一光谱光源照射下，使用摄像头直接拍摄掌纹图像。手掌皮肤对不同光谱的反射和吸收特性不同。人类的皮肤有三层:表皮、真皮和皮下组织， 每一层包含一个不同比例的血液和脂肪，表皮也含有黑色素, 而皮下组织包含静脉，不同波长的光可以穿透不同的皮肤层。一般来讲，波长越长，射线对人体皮肤的穿透性越强，越容易得到深入皮肤表面下的信息，如近红外的光线照射下，能够看到掌部血管的信息；波长越短，成像越针对某一表层，得到手掌表面细小纹线的信息，而单一光谱下的掌纹图像只能包含手掌某个层次的信息。因此传统的单光谱掌纹采集设备所获取的信息量小，信息具有局限性，影响识别精度。 

为了克服单一光谱下掌纹图像信息的局限性，人们已经开始对多光谱掌纹图像进行研究。多光谱掌纹图像能够结合不同波长下的掌纹信息，得到手掌各个层次的信息，弥补单一光谱下掌纹细节不清晰，更全面的获得手掌上的纹线信息。因此，迫切需要发明一种能采集多个光谱下的掌纹图像的多光谱掌纹采集装置。 

目前，人们对于多光谱掌纹采集装置的研究才刚刚开始，虽然取得了一些成果，但依然存在很多问题。2008年，一种多光谱掌纹身份认证方法及其专用采集 

仪被提出，这种专用采集仪使用计算机控制红外、红、绿、蓝四种光谱光源的切换，采集到的是整个手掌部分的图像，掌纹细节不清晰，不能提取手掌上的精细纹路。2012年，一种基于掩膜与双阿米西棱镜的高分辨率多光谱采集系统被提出，这种多光谱采集系统需要使用棱镜分光装置,将透射光线色散为多个波长上的光谱，还需要标定，装置结构复杂，采集过程繁琐，不利于装置的推广使用。2013年， 一种掌纹提取识别方法（申请号CN201310137558）被提出，该方法提取手掌上深而长的主线时效果较好，对于手掌上其他细小纹路，该方法则会丢失很多细节；虽然在提取纹线过程中使用了“生长”的方法连接间断的主线，但是所提取出的主线仍然有少量断点，且提取出的纹线不光滑。

发明内容

本发明的目的是在多种光谱照射下采集掌纹图像，并将这些多光谱采集的掌纹图像处理后获得极其精准掌纹纹路的多光谱掌纹精细纹路提取识别方法。 

本发明步骤是： 

a、多光谱图像采集：

针对手掌的相同区域，每个光谱下采集一幅掌纹图像；得到多光谱图像 ，，，…，，其中A、B、C、……、N为1、2、3、……、N个不同光谱下的图像；

b、单光谱图像精细纹路特征提取：

首先，对某光谱下的图像进行三层方向变换冗余的Contourlet变换分解，其中，得到十五幅子带图像，其中，表示某光谱图像经分解后的最低频子带系数，和分别表示第一层分解出的“水平”方向高频子带系数和 “垂直”方向高频子带系数，表示第二、三层分解出的所有高频子带系数；其次，计算系数矩阵和 的绝对值矩阵，分别将两个绝对值矩阵中各个元素从大到小排列，取出中间的元素的值分别记和；然后，遍历系数矩阵的各个元素，当元素值大于等于时，说明此为强边缘系数，则保留元素的值，当元素值小于时，说明此为弱边缘系数或者噪点，则将元素的值置0，进行消除,同理对系数矩阵进行处理；最后，把最低频子带系数和第二、三层分解出的所有高频子带系数均置0；

c、多光谱图像精细纹路特征融合：

 将不同光谱下的待融合图像、、、…经步骤b处理后，把各自第一层“水平”方向高频子带系数、、…、相融合，各自第一层“垂直”方向高频子带系数、、…、相融合；第一层高频系数融合采用系数绝对值选最大融合规则，即选取对应位置上系数的绝对值大的系数作为融合后的系数；第二、三层高频系数融合和最低频系数融合都采用系数叠加的融合规则，即选取对应位置上的系数加和值作为融合后的系数，这里融合后它们的系数均为0；将融合后的各层系数进行方向变换冗余Contourle逆变换；

d、形态学处理：