[发明专利]一种基于DWT-DCT变换加密算法的掌静脉智能锁

说明书

本发明提供一种基于DWT‑DCT变换加密算法的掌静脉智能锁，包括锁体、锁把手、掌静脉身份识别模块及其他身份识别模块，所述的其他身份识别模块用于开启智能锁，与掌静脉识别模块同时具备开启智能锁的功能。基于DWT‑DCT变换加密算法的掌静脉智能锁对身份注册和识别过程进行加密处理，实现识别系统受到不同攻击后依然可以准确进行掌静脉图像识别，解决现有技术的不足，提供高安全性、高鲁棒性的掌静脉识别技术。除此之外，建立的图像特征数据库可以大大缩小存储空间，形成轻量化的掌静脉身份识别系统。

一、技术领域

本发明涉及一种基于加密算法的掌静脉识别智能锁。

二、背景技术

掌静脉识别技术作为有效的生物特征识别技术之一，已经成为图像处理和模式识别领域的研究热点。但随着网络越来越发达，信息安全隐私保护已经成为当今的主流话题，第三方掌握了具体详细的个人信息，人们急需更加安全的保护措施。用户在使用掌静脉智能锁时，需要注册手掌静脉信息和个人信息进行绑定，非法分子可以在多个注册的图像数据库中进行交叉分析来确定用户具体信息，对于掌静脉图像特征数据库的信息保护是尤为重要的。

掌静脉图像的特征向量是区别和识别掌静脉的重要依据，目前基于DWT-DCT变换的加密图像掌静脉识别方法研究，且加密图像所提取的特征向量具有可常规、几何、光照、遮挡攻击的研究较少，大多数掌静脉识别算法都在明文域中进行，往往会忽略了掌静脉图像信息的安全性，因此在掌静脉识别中对图像特征数据库进行加密处理具有重要意义。

三、发明内容

针对现有的掌静脉识别过程，本发明的目的是提供一种基于DWT-DCT变换加密算法的掌静脉智能锁在识别过程中具有良好的安全性，通过采用DWT-DCT加密算法实现受到不同攻击后依然可以准确进行掌静脉图像识别，解决现有技术的不足，提供高安全性、高鲁棒性的掌静脉识别技术。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于DWT-DCT变换加密算法的掌静脉智能锁，包括锁体、锁把手、掌静脉身份识别模块及其他身份识别模块；

所述掌静脉认证模块安装在锁体上，其内置的掌静脉采集模块是用非接触式采集用户的掌静脉图像，非接触的方式可以提高其安全性。

所述锁体内置的中央处理器包括掌静脉图像预处理单元、掌静脉图像加密单元、掌静脉特征提取单元和掌静脉匹配决策识别判断单元，其中：

掌静脉图像预处理单元是对采集设备采集到的原始手掌图像进行最大化ROI切割，通过限制对比度自适应直方图均衡(CLAHE)进行图像增强并抑制噪声。

掌静脉图像加密单元是对预处理后的掌静脉图像进行离散小波变换(DWT)和离散余弦变换(DCT)，具体流程如下：

S1：利用离散小波变换(DWT)对预处理后的掌静脉图像进行二级分解，把图像F(i,j)分解成四部分：一个较清晰低频子图LL(i,j)和三个高频模糊子图分别为LH(i,j)，HL(i,j)，HH(i,j)；

S2：分别对四个子带图LL(i,j)，LH(i,j)，HL(i,j)，HH(i,j)进行离散余弦变化DCT变换获得子带系数矩阵，分别表示为DLL(i,j)，DLH(i,j)，DHL(i,j)，DHH(i,j)；

S3：通过Logistic Map混沌系统生成混沌序列H(i,j)，再按照掌静脉图像的大小对其进行二值化处理，获得二值矩阵HB(i,j)；

S4：HB(i,j)和子带图系数矩阵DLL(i,j)，DLH(i,j)，DHL(i,j)，DHH(i,j)分别进行点乘操作，得到加密图像子图EDLL(i,j)，EDLH(i,j)，EDHL(i,j)，EDHH(i,j)；