[发明专利]一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法

权利要求书

1.一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法，其特征在于：所述的基于手指静脉图像的血管网络修复方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)对采集的原始手指静脉图像进行预处理及增强，得到增强手指静脉图像；

2)对上述增强手指静脉图像进行二值化处理及冗余信息去除，得到手指静脉图像主体血管结构图像；

3)从上述手指静脉图像主体血管结构图像中提取出手指静脉血管网络骨架图像并按区域顺序进行标记；

4)从上述手指静脉血管网络骨架图像中提取出手指静脉血管网络修复的源点；

5)按照步骤3)中标记的顺序，根据步骤4)中提取出的手指静脉血管网络修复的源点修复手指静脉血管网络骨架图像；

6)以手指静脉血管网络骨架图像的修复结果作为血管网络管径信息修复的基准，利用Gabor增强方向图作为血管网络管径信息修复的约束条件对血管网络管径进行修复，获得二值化的包含管径信息的手指静脉血管修复图像；

7)将待测试手指静脉的手指静脉血管修复图像与手指静脉数据库中的二值图进行匹配，获得两张图像的相似度，并根据相似度判断两张图像是否相似；

在步骤3)中，所述的从上述手指静脉图像主体血管结构图像中提取出手指静脉血管网络骨架图像并按区域顺序进行标记的方法是：

采用Hilditch算法从上述手指静脉图像主体血管结构图像中提取出手指静脉血管网络骨架图像，然后计算出连通血管段总数并将血管段按照区域大小顺序进行标记；

在步骤4)中，所述的从上述手指静脉血管网络骨架图像中提取出手指静脉血管网络修复的源点的方法是：

以特征点模板中p为当前待判断的像素点，周围p1～p8为其8邻域像素点，以端点及二分叉点模板逐一遍历手指静脉血管网络骨架图像中的每个像素点p，若其8邻域像素点分布情况与模板一致，则判定为端点或二分叉点，并将得到的端点和二分叉点作为后续手指静脉血管网络修复的源点。

2.根据权利要求1所述的基于手指静脉图像的血管网络修复方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的对采集的原始手指静脉图像进行预处理及增强，得到增强手指静脉图像的方法是：

首先对采集的原始手指静脉图像进行包括背景消除、直方图均衡、中值滤波、归一化在内的预处理，得到预处理后的手指静脉图像I(x,y)；利用手指静脉具有的方向性特征，采用Gabor增强方法对上述预处理后的手指静脉图像I(x,y)进行3尺度8方向的图像增强，同时得到手指静脉图像的Gabor增强方向图，图像增强时采用的偶对称Gabor滤波器的表达式如式(1)所示：

其中，

k＝1,2,…,n为通道编号,θ_k＝kπ/n和f_k分别表示第k通道的方向和目标频率；第k通道的增强手指静脉图像I_k(x,y)通过将预处理后的手指静脉图像I(x,y)与第k通道的Gabor算子卷积得到，如式(2)所示：

其中，表示二维卷积。

3.根据权利要求1所述的基于手指静脉图像的血管网络修复方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的对上述增强手指静脉图像进行二值化处理及冗余信息去除，得到手指静脉图像主体血管结构图像的方法是：

采用多阈值分割算法对上述增强手指静脉图像进行图像分割，获得二值化图像，然后根据血管连通性剔除二值化图像中小于5个像素点的浮点和极小血管段，由此获取手指静脉图像主体血管结构图像。

4.根据权利要求1所述的基于手指静脉图像的血管网络修复方法，其特征在于：在步骤5)中，所述的按照步骤3)中标记的顺序，根据步骤4)中提取出的手指静脉血管网络修复的源点修复手指静脉血管网络骨架图像的方法是：

按照步骤3)中标记的顺序，根据最小路径原则依次将各血管段进行连接关系判断并修复，然后根据步骤4)中提取出的手指静脉血管网络修复的源点，设定修复搜索区域阈值为w_n，在此源点的(w_n+1)×(w_n+1)邻域内进行修复目标血管点搜索并连接，即搜索距离最小的特征点并连接而形成完整血管段。