[发明专利]一种基于多光谱图像的3D指静脉提取方法及系统

说明书

本发明提供一种基于多光谱图像的3D指静脉提取方法及系统，所述3D指静脉提取方法包括以下步骤：步骤S1，分别在可见光谱和近红外光谱下采集指静脉图像；步骤S2，对采集的指静脉图像进行图像预处理；步骤S3，对预处理后的指静脉图像进行指静脉感兴趣区域提取；步骤S4，对提取出指静脉纹理特征的每一幅指静脉图像，通过指静脉纹理特征在不同指静脉图像中对应的体现形式，恢复出指静脉不同部位的深度信息，通过对多幅像素点包含三维坐标信息的二维指静脉图像进行堆叠，还原其三维结构。本发明能够提高指静脉图像的识别率，实现多光谱信息的互补，从而提高防伪能力，对提高指静脉识别性能具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种指静脉提取方法，尤其涉及一种基于多光谱图像的3D指静脉提取方法，并涉及采用了该基于多光谱图像的3D指静脉提取方法的3D指静脉提取系统。

背景技术

手指静脉是人的生理特征之一，除具有唯一性、普遍性、稳定性和可度量性等基本生物特征外，它还具有天然防伪性和活体性。近年来，利用指静脉纹理特征进行身份鉴别已逐步发展成为一个新的生物特征识别研究方向，具有广阔的发展空间与应用前景。由于手指静脉位于皮下组织结构中，在可见光谱下不清晰可见，目前一般是采用近红外光成像和远红外光成像方式，远红外成像即红热图像，识别率往往受温度和湿度影响较大；而近红外成像则可利用特定波段的红外光易透过多数活体生物组织的优势，获取到更加清晰和高对比度的图像。现在常用的指静脉图像获取方式有光线反射法和光线透射法，后者由于需要将手指放置于光源和采集传感器之间，故可获得更高对比度和更清晰的图像。

目前，指静脉图像的采集通常是采用基于单波段近红外LED的透射成像模式，虽具有光源控制电路简单、易操作和设备可小型化等优点，但在实际手指静脉图像采集过程中，由于光照、手指抖动和传输噪声等原因，基于单光谱及单波段的成像模式采集得到的手指静脉图像质量不高，存在曝光和退化等问题，进而致使后期特征提取与匹配不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种基于多光谱图像的3D指静脉提取方法，进而能够有效提高采集图像的质量，促进指静脉结构的三维复原，提高基于指静脉生物特征的身份识别技术的可靠性和安全度；本发明还进一步提供采用了该基于多光谱图像的3D指静脉提取方法的3D指静脉提取系统。

对此，本发明提供一种基于多光谱图像的3D指静脉提取方法，包括以下步骤：

步骤S1，分别在可见光谱和近红外光谱下采集指静脉图像；

步骤S2，对采集的指静脉图像进行图像预处理；

步骤S3，对预处理后的指静脉图像进行指静脉感兴趣区域提取；

步骤S4，对提取出指静脉纹理特征的每一幅指静脉图像，通过指静脉纹理特征在不同指静脉图像中对应的体现形式，恢复出指静脉不同部位的深度信息，通过对多幅像素点包含三维坐标信息的二维指静脉图像进行堆叠，还原出指静脉的三维结构。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S1中，采集从指尖开始至少2个指节的长度作为指静脉图像的成像范围。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S1中，在700-1000nm波段范围下以单位波长或预设波长的间隔逐步增大光源波长，依次对指静脉进行指静脉图像的采集，进而获得一组连续的指静脉二维图像。

本发明的进一步改进在于，在700-780nm波段范围中，采用可见光谱采集指静脉图像；在780-1000nm波段范围中，采用近红外光谱采集指静脉图像。

本发明的进一步改进在于，所述进行图像预处理包括：采用中值滤波器进行图像降噪、图像灰度归一化以及图像倾斜校正等，具体的，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，对采集的指静脉图像采用中值滤波器进行平滑处理；