[发明专利]一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法

说明书

一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法。其包括对原始手指静脉图像进行预处理及增强；进行二值化处理及冗余信息去除；提取手指静脉血管网络骨架图像并按区域顺序进行标记；提取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；获得手指静脉血管修复图像；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等步骤。本发明优点：充分利用了手指静脉血管网络骨架结构的稳定性，通过利用最小路径原则在特征点邻域内寻找血管断裂信息，将端点、二分叉点作为修复的源点来修复残缺血管，可获得更加稳定且完整性良好的血管网络，并成功应用于静脉图像识别，提高了识别性能。

技术领域

本发明属于手指静脉图像识别技术领域，特别是涉及一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法。

背景技术

生物特征识别技术由于具有难丢失、难伪造以及何时何地都可使用等优势而备受瞩目。近几年来，利用人的手指静脉特征进行身份鉴别已逐步发展成一种新的生物识别研究方向。手指静脉作为人的生理特征之一，不仅具有唯一性、普遍性、稳定性和可度量性等基本生物特性，还天然具有防伪性和活体性，这些都是由静脉的形成机理、解剖结构、存在环境等天然因素决定的。

同指纹、脸像、虹膜和掌纹等传统生物特征相比，手指静脉的成像质量普遍偏低，这就成为制约手指静脉识别技术发展的重要瓶颈。影响手指静脉成像的不利因素主要有两种：①手指静脉图像的退化性模糊；②手指静脉血管网络的局部性残缺。对于手指静脉图像退化性模糊问题目前可采用传统图像复原技术得以解决，但对于手指静脉血管网络的局部性残缺问题仍无法得到很好地解决，原因是生物组织的高散射效应会直接造成细小血管无法成像。从手指静脉识别问题本身来看，决定手指静脉特征的唯一性恰好就在于具有独特性和复杂性的血管网络结构。因此，如何在现有成像基础上，获得相对完备的手指静脉血管网络已成为亟待探索解决的一个重要理论和实际问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于手指静脉图像的血管网络修复方法。

为了达到上述目的，本发明提供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，