[发明专利]基于手指折痕的手指静脉图像特征的提取方法

说明书

本发明属于图像处理领域，为实现手指目标区域的准确定位，手指静脉图像的快速增强以及手指静脉拓扑结构的精准获取，为后续手指静脉的匹配识别提供清晰可靠的图像。为此，本发明基于手指折痕的手指静脉图像特征的提取方法，步骤如下：步骤1提取手指折痕信息：步骤2提取手指静脉图像感兴趣区域：步骤3利用手指轮廓进行平面旋转角度校准：步骤4手指静脉图像增强：步骤5手指静脉纹路——骨架特征提取。本发明主要应用于图像处理场合。

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别涉及手指静脉图像预处理方法。具体讲,涉及基于手指折痕的手指静脉图像特征的提取方法。

背景技术

手指静脉识别技术作为一种新兴的生物识别手段，与指纹识别、虹膜识别、掌型识别、人脸识别等其他的生物识别技术相比在唯一性、稳定性、便携性和活体检测等方面具有更为突出的特点，其发展空间和应用前景也较为广泛。

手指静脉位于皮肤深处且相对较细密，直接使用原始采集的静脉图像进行匹配和识别，难以达到较高的识别精度，因而对手指静脉图像的预处理方法直接影响手指静脉的识别准确率。

由于手指与采集装置不接触，手指位置的不同，会导致获得的手指静脉图像存在差异。为克服采集时手指插入深浅对识别结果的影响，本发明利用手指折痕对手指静脉图像进行定位，以获取较为准确的目标区域，剔除弱相关部分。

图像增强可提高手指中静脉与非静脉区域的对比度，有效改善图像质量，利于后续识别。针对图像增强环节耗时长、增强效果不理想等问题，本发明提供了一种模块化自适应直方图均衡化算法，综合考虑了运算速度和图像质量，在减少时间消耗的同时有效抑制周围噪声，突出静脉部分。

由于静脉的粗细程度因人而异，而且当外界温度发生变化时，静脉的粗细程度也会随之发生改变，这无疑会对手指静脉的识别率产生一定程度的影响。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种用于手指静脉识别的图像预处理方法。利用手指折痕图像和手指静脉图像，实现手指目标区域的准确定位，手指静脉图像的快速增强以及手指静脉拓扑结构的精准获取，为后续手指静脉的匹配识别提供清晰可靠的图像。为此，本发明采用的技术方案是，基于手指折痕的手指静脉图像特征的提取方法，步骤如下：

步骤1提取手指折痕信息：

采集装置采集同一时刻同一根手指的手指折痕图像和手指静脉图像，保证其具有一一对应的关系定位手指静脉图像中的目标区域；

步骤2提取手指静脉图像感兴趣区域：

将静脉图像二值化，通过Canny算子获取手指精确轮廓图，二值图与轮廓图做代数减法运算，分离手指区域和背景区域，求取其最大连通域，进而获取手指区域，即手指掩膜图像，掩膜图像与静脉图像做代数乘法运算即获得感兴趣区域ROI的手指静脉图像；

步骤3利用手指轮廓进行平面旋转角度校准：

采用最小二乘直线拟合方法校准手指轮廓位置；

步骤4手指静脉图像增强：

采用模块化自适应直方图均衡化算法对图像进行增强，综合考虑了运算速度和图像质量，在减少时间消耗的同时有效抑制图像噪声，增强图像对比度；

步骤5手指静脉纹路——骨架特征提取：

在提取静脉纹路特征时，首先使用多尺度的Gabor滤波器削弱静脉周围的噪声点，进而采用自适应阈值分割算法提取出完整的静脉纹路结构，最后采用形态学方法进一步过滤纹路图像中遗留的噪声点并填补空洞；在提取静脉骨架特征时，采用形态学法和最大曲率法相融合的静脉骨架提取算法。

本发明的一个实例中具体步骤如下。

步骤1提取手指折痕信息：