[发明专利]一种基于三维NMI的指静脉识别方法

权利要求书

1.一种基于三维NMI的指静脉识别方法，包括如下步骤：

步骤一，三维指静脉图像预处理；

在保留三维指静脉图像细节的同时通过将各三维指静脉图像与模板以仿射配准变换的方式进行三维指静脉图像预处理，以消除各图像间的可能影响识别精度的总体差异。

步骤二，三维指静脉图像的灰度化；

对三维指静脉图像任一像素点(i,j,k)的RGB三颜色进行加权平均灰度化处理，即有：

Gray(i,j,k)＝0.3R(i,j,k)+0.59G(i,j,k)+0.11B(i,j,k) (1)

步骤三，三维指静脉图像的二值化；

对灰度化后的三维指静脉图像进行二值化处理，计算灰度化后M×N×H邻域中的像素灰度值；

步骤四，基于三维NMI提取三维指静脉图像特征；

利用二值化三维指静脉图像像素点灰度值之和、二值化三维指静脉图像的重心以及二值化三维指静脉图像绕其图像重心的转动惯量计算该三维指静脉图像绕其图像重心的三维NMI特征值，具体实现步骤如下：

(1)把二值化三维指静脉图像M×N×H看作空间薄板，把二值化三维指静脉图像的像素点看作O-XYZ空间上的质点，把二值化三维指静脉图像的像素点的灰度值f(i,j,k)看作质点的质量，其中i、j和k分别表示像素点于像素3D张量中所在的行、列和通道；

(2)计算二值化三维指静脉图像的质量m(f(i,j,k))：

(3)计算二值化三维指静脉图像的重心

(4)计算二值化三维指静脉图像绕其图像重心的转动惯量

(5)计算二值化三维指静脉图像绕其图像重心的三维归一化转动惯量，简称三维归一化转动惯量(3D-NMI)：

步骤五，三维指静脉的识别；

在获得待识别三维指静脉图像的三维NMI特征值X的基础上，将其与基准数据库中三维指静脉图像的三维NMI特征值Y_i进行一一对比，得到二者的差值A_i，然后将该差值与系统设定的判定阈值T进行比较分析；若A_i≤T，即认为此待识别三维指静脉和数据库中与之产生该NMI特征值差值的三维指静脉来自同一手指，识别成功；反之，则认为二者来自不同手指，识别失败。

2.如权利要求1所述的一种基于三维NMI的指静脉识别方法，其特征在于：步骤三所述的对灰度化后的三维指静脉图像进行二值化处理，具体包括：

利用Niblack动态阈值分割算法利用M×N×H大小邻域中所有元素，计算出邻域内像素灰度值平均值：

标准方差：

然后将灰度值均值和标准方差进行权值相加处理，最后将所得灰度值作为判决阈值，进行二值化，得到三维指静脉图像的二值特征图；即有：

τ(i,j,k)＝α×υ(i,j,k)+β×s(i,j,k) (4)

其中，t(i,j,k)为灰度化后M×N×H邻域中的像素灰度值；υ(i,j,k)为灰度平均值；s(i,j,k)为标准方差；τ(i,j,k)为判决阈值；α和β为修正权值，且二者之和为1。