[发明专利]一种基于三维NMI的指静脉识别方法

说明书

一种基于三维NMI的指静脉识别方法，包括：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；步骤二，三维指静脉图像的灰度化；对三维指静脉图像的RGB三颜色进行加权平均灰度化处理；步骤三，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；步骤五，三维指静脉的识别。本发明降低了对用户手指的姿态要求，算法运行效率高。

技术领域

本发明涉及一种基于三维NMI识别三维指静脉的方法。

技术背景

目前主流的指静脉识别技术只提取指静脉的二维图像信息，即指静脉在CCD拾取平面上的投影，并据此进行指静脉识别匹配，鲜少有利用三维指静脉图像进行指静脉识别的方法。二维指静脉图像缺乏图像深度信息，保存的指静脉信息有限，对应的指静脉系统对用户手指姿态要求严格，例如用户手指必须严格平放于传感器，并且指尖、指根必须在传感器确定位置等，诸如此类的要求不便于用户操作，产品的顾客满意度也不高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于三维NMI的三维指静脉识别方法。

本发明利用三维NMI特征的灰度不变性、平移变换、旋转变换以及比例变换不变性，首先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，然后对预处理后的三维指静脉图像进行灰度化、二值化，紧接着利用二值化三维指静脉图像像素点灰度值之和、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特征值以提取指静脉图像特征，最后利用待识别三维指静脉图像的三维NMI特征值与基准数据库中的三维指静脉图像的三维NMI特征值的差值跟系统设定的判定阈值进行比较分析，完成对三维指静脉的识别。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

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；

由于人体手指自身差异或者三维成像条件的差异，三维指静脉图像间往往存在尺寸和位置上的差异，而这种总体差异或多或少会影响指静脉的识别精度。本发明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；

由于人眼对RGB三颜色的感应强弱各不相同，所以本发明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；

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))：