[发明专利]一种基于3D指静脉的特征提取和比对方法及装置有效

专利信息
申请号: 202011318097.2 申请日: 2020-11-23
公开(公告)号: CN112101332B 公开(公告)日: 2021-02-19
发明(设计)人: 赵国栋;邱盼盼;李学双;张烜 申请(专利权)人: 北京圣点云信息技术有限公司
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T5/30;G06T7/13
代理公司: 杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙) 33240 代理人: 乐俊
地址: 101400 北京市怀*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 静脉 特征 提取 方法 装置
【说明书】:

本发明涉及一种3D指静脉的特征提取和比对方法及装置,该特征提取和比对方法包括如下步骤:1)采用3D采集装置采集手指的注册指静脉图像和待测指静脉图像;2)对采集到的指静脉图像依次进行边缘检测、膨胀、细化和去毛刺处理,得到手指静脉的细线图;3)利用手指静脉的细线图进行指静脉图像三维重建;4)将三维重建之后的指静脉图像进行点云收集,将点云作为对应的手指特征;5)将待测指静脉图像与注册指静脉图像的手指特征进行比对。该方法采集的指静脉图片可以更全面的表示指静脉信息,利用三维重建提取指静脉特征,对手指旋转性能有很强的鲁棒性,提高了识别率,也提高了用户的体验效果。

技术领域

本发明属于信息安全中的生物特征识别技术领域,尤其涉及一种基于3D指静脉的特征提取和比对方法及装置。

背景技术

手指静脉识别技术是第二代生物特征识别的代表性技术,它使用近红外光对手指进行照射,手指静脉血管中的血红蛋白对近红外光相比于骨骼肌肉等区域具有更高的吸收率,因此手指静脉血管纹路在指静脉图像中会形成低灰度区域。手指静脉纹路具有唯一性和稳定性,并且位于人体内部,具有高度的安全性和防伪性。因此可以利用指静脉图像进行个人的身份认证。

目前指静脉识别技术都是二维图像识别,而且在采集手指静脉时只用了一只摄像头,这种情况下采集的手指静脉多是片面的,不能很好的表示整个手指静脉的特征;同时在验证过程中,传统方法多为基于二值图的特征比对方法,如中国专利申请CN110348289A公开的一种基于二值图的手指静脉比对方法,包括:采集近红外光下的手指图像;对采集的手指图像进行预处理,以获取对应的手指静脉二值图;采用FAST算法对手指静脉二值图进行特征点提取;采用梯度直方图对提取的特征点进行向量化描述;基于向量化描述的特征点,计算手指静脉二值图与训练库中所有注册图像之间的匹配距离;通过比较手指静脉二值图与所有注册图像的匹配距离,得到识别结果。

上述比对方法对手指放置姿势要求特别高,特别是在验证时,手指稍微旋转一点,就会导致识别率特别低,有时甚至无法识别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种基于3D指静脉的特征提取和比对方法及装置,以解决传统指静脉比对方法对手指放置姿势要求高和识别率的问题。

为了解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:

本发明涉及一种基于3D指静脉的特征提取和比对方法,其包括以下步骤:

1)采用3D采集装置采集手指的注册指静脉图像和待测指静脉图像, 3D采集装置包括位于手指下方的第一摄像头、位于手指侧方的第二摄像头和位于手指前端的第三摄像头;第一摄像头和第二摄像头各采集一张图像,第三摄像头采集多张不同焦距的图像;

2)对采集到的指静脉图像依次进行边缘检测、膨胀、细化和去毛刺处理,得到手指静脉的细线图;

3)利用手指静脉的细线图进行指静脉图像三维重建;

4)将三维重建之后的指静脉图像进行点云收集,将点云作为对应的手指特征;

5)将待测指静脉图像与注册指静脉图像的手指特征进行比对,计算手指特征的点云的距离,若比对结果小于识别阈值,则验证成功,否则,验证失败。

优选地,步骤1)中采集m根手指,每根手指采集n次,每次第一摄像头和第二摄像头各采集一张图像,第三摄像头采集u张不同焦距的图像,从而总共得到m*n*(2 + u)张图像,其中m为大于200的整数,n为大于6的整数,u为大于5的整数;

所述的特征提取和比对方法还包括步骤4-5)的识别阈值确定步骤,具体包括:

4-5.1)划分注册模板和比对特征,即将每根手指的第一根手指特征作为注册模板,将每根手指剩余的n-1个特征作为比对特征;

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