[发明专利]一种三维手指静脉识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种三维手指静脉识别方法及系统，包括步骤：三个摄像头从三个角度拍摄手指静脉图像，获得三幅图像；依据手指轮廓线构建手指三维模型；将三个摄像头拍摄的二维图像纹理映射到三维手指模型中，对重叠区域和非重叠区域分别做不同的处理；得到三维手指静脉图像；对三维手指静脉图像进行特征提取与匹配，最终完成识别。本发明能获得更好的手指静脉识别效果，对手指旋转、倾斜等多种姿态具有较高鲁棒性。

技术领域

本发明涉及静脉识别技术领域，特别涉及一种三维手指静脉识别方法及系统。

背景技术

随着信息时代的发展，身份认证的重要性开始进一步凸显，传统的身份认证方式已经难以满足新时代人们对身份认证提出的便捷性，防伪性和高安全性的诸多需求，此时，以指纹识别和人脸识别为代表的生物特征识别技术开始逐步得到深入研究和广泛应用。生物特征识别技术是利用一种或多种人类的生理特征(如指纹、人脸、虹膜、静脉等)或行为特征(如步态、签名等)进行身份认证的一种技术。其中，手指静脉识别技术以其独特的优势开始在身份认证领域占得重要的一席地位，它是一种利用手指表皮下的血管的纹路信息作为个体身份验证的生物特征识别技术。与其它生物特征识别技术相比，指静脉识别具备的独特优势包括：(1)利用的是活体的内生理特性，难以伪造，具备高安全性。(2)可实现非接触或弱接触测量，具备良好的亲和性。(3)不易受手指表面伤痕或油污、汗水影响，具备较强的抗干扰性。经过近些年的发展，指静脉识别的研发和应用呈现出迅速繁荣的趋势，并显示出巨大的市场潜力。

现阶段的静脉识别技术一般采用单目相机对单侧手指进行近红外波段的二维成像，这种成像方式下仅仅获取了手指单侧的静脉图像，因此包含的静脉特征信息有限。此外，由于受采集指静脉图像时手指放置的位置、手指摆放姿态(如旋转)、曝光不均匀等等因素影响，难以定位稳定可靠的ROI，从而后续进行的特征提取和匹配对旋转偏差和位移偏差比较敏感。

然而，针对不同姿态下手指静脉识别的研究相对较少，现有的少量研究包括：采用椭圆模型对采集的二维手指静脉图像进行拓展，从而实现指静脉图像的标准化，然后再截取有效区域进行匹配；采用圆模型将二维手指静脉图像扩展；或者，采用三维模型的方法，其关键仍然是使用椭圆模型，将六种不同姿态下的手指静脉图像标准化，再做匹配。不管是用哪种物理模型，都在一定程度上改善了同一手指在不同姿态下拍摄的静脉图像之间存在较大差异的情况，但仍然存在的问题是：一方面，对应的纹理区域变少了，不利于匹配；另一方面，边缘区域静脉图像质量受成像因素的影响一般会比较差，同样影响到识别结果。还有一种方法是基于多视图几何的三维成像方法，但这种方案在三维重建时难以找到甚至找不到匹配的特征点，因而难以计算全部静脉纹理的深度信息，此外，这种方法采集的静脉纹理也是只有单侧的，因此仍然存在特征信息有限的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种三维手指静脉识别方法，能获得更好的识别效果，对手指旋转、倾斜等多种姿态具有较高鲁棒性。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述方法的三维手指静脉识别系统，能实现更好的识别效果，对手指旋转、倾斜等多种姿态具有较高鲁棒性。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种三维手指静脉识别方法，包括以下步骤：

S1、三个摄像头在等分角度下从三个角度拍摄手指静脉图像，获得三幅图像；

S2、依据手指轮廓线构建手指三维模型：

将手指剖面图近似视为一个圆S，将三维手指等距离分割成若干个剖面，计算每个剖面的轮廓，用多个不同半径不同位置的圆来对手指近似建模；再将所有轮廓按手指中轴方向串接起来，即可获得近似的手指三维模型；