[发明专利]一种基于地形起伏度静脉识别的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于地形起伏度静脉识别的控制系统，其特征在于：其包括：

静脉图像采集模块，用于采集用户的静脉图像；

静脉图像预处理模块，用于对静脉图像进行归一化处理和增强处理，形成静脉灰度图像；

地形起伏度计算模块，采用滑动窗口法计算静脉灰度图像的地形起伏度，具体步骤为：

S3.1.为静脉灰度图像设置一个固定长度的窗口，统计该窗口的最大和最小灰度值，计算该窗口的初始地形起伏度，循环移动窗口，完成静脉灰度图像初始地形起伏度的计算，初始地形起伏度 的计算公式为：

，

公式中，、分别为窗口区域内的静脉灰度图像的最大灰度值和最小灰度值；

S3.2.根据初始地形起伏度计算对应窗口内的平地面积，所述窗口内的平地面积为窗口内初始地形起伏度值小于设定阈值的个数，计算公式为：

，

公式中，为窗口内的平地面积，和分别为窗口的长和宽，阈值根据采集的指静脉图像进行跑批得到；

S3.3.根据窗口内的平地面积完成静脉灰度图像地形起伏度的计算，计算公式为：

，

公式中，和表示所要计算的像素点的行、列坐标，为像素点的地形起伏度，为像素点所在窗口区域内的静脉灰度图像的灰度平均值，为静脉灰度图像的灰度平均值；、分别为静脉灰度图像的最大灰度值和最小灰度值；

特征编码模块，用于设定地形起伏度阈值，基于静脉灰度图像的地形起伏度及地形起伏度阈值的大小关系对地形起伏度进行特征编码，形成特征图像；

识别模块，采用像素点与区域比对的方式将待比对特征图像和模板特征图像的特征编码进行比对，进而判定相似度，基于相似度对待比对特征图像进行识别；

控制模块，当识别结果为“匹配”时，用于给予该用户操作的权限。

2.根据权利要求1所述的基于地形起伏度静脉识别的控制系统，其特征在于：所述的静脉图像预处理模块对静脉图像进行增强处理的具体步骤包括：

S2.1.对静脉图像进行幂次方差变换；

S2.2.对变换后的静脉图像进行灰度校正，得到去除静脉图像偏移场后的图像；

S2.3.对去除静脉图像偏移场后的图像进行去噪处理，得到平滑后的静脉灰度图像。

3.根据权利要求2所述的基于地形起伏度静脉识别的控制系统，其特征在于：所述步骤S2.1对静脉图像进行幂次方差变换的变换公式为：

，

公式中，表示变换前静脉图像像素点的坐标，表示点的灰度值，和分别表示变换前静脉图像的均值和方差，和分别表示变换后静脉灰度图像的均值和方差，、均为正数，取值范围为[0，1]，表示幂次方差变换后的静脉灰度图像的灰度值；

所述步骤S2.2对变换后的静脉图像进行灰度校正的公式为：

，

公式中，为静脉图像的真实信息，为静脉图像的偏移场，为静脉图像的噪声信息，其中，所述的静脉图像的偏移场采用Gabor滤波确定，其计算公式为：

，

公式中，表示卷积，表示Gabor滤波器；

根据公式（2）和（3）可得去除静脉图像偏移场后的图像为：

，

公式中，静脉图像的噪声信息设为0，即去除静脉图像偏移场后的图像表示为：

。

4.根据权利要求1所述的基于地形起伏度静脉识别的控制系统，其特征在于：所述的静脉灰度图像的灰度平均值的计算公式为：

，

公式中，和分别表示静脉灰度图像的行列数，表示静脉灰度图像像素点的灰度值。

5.根据权利要求1所述的基于地形起伏度静脉识别的控制系统，其特征在于：所述的像素点所在窗口区域内的静脉灰度图像的灰度平均值的计算公式为：

，

公式中，和分别为窗口的长和宽，表示窗口区域内的静脉灰度图像像素点的灰度值，为像素点所在窗口区域内的静脉灰度图像的灰度平均值。