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手指静脉识别算法

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手指静脉识别算法
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       手指静脉识别的工作原理是使用特定波长的红外光线对手指进行照射,由于人类手指中流动的血液中的血红素可吸收特定波长的红外光线,从而可得到手指静脉的清晰图像。利用这一固有的科学特征,将实现对获取的手指静脉影像进行分析、处理,从而得到手指静脉的生物特征,再将得到的手指静脉特征信息与事先注册的手指静脉特征进行比对,从而确认待验证者的身份。

       医学研究证明,手指静脉的形状具有唯一性和稳定性,即每个人的手指静脉图像都不相同,同一个人不同的手指的静脉图像也不相同;健康成年人的静脉形状不再发生变化。这就为指静脉识别提供了医学依据。

         手指静脉图像的采集方法比较常见的有反射影像法和透视影像法。反射影像法中,红外光源和图像采集CCD摄像头位于手指的同一面,摄像头采集到的是通过光线反射机制形成的静脉血管图像;透视影像法中,红外光源和图像采集CCD摄像头位于手指的相对面,摄像头采集到的是通过光线透射机制形成的静脉血管图像。


采集到的手指静脉图像

       由于手指静脉识别是通过红外光线采集手指内部静脉图像特征而不是手指皮肤表面的图像特征,因此有效地避免了因皮肤表面的皱纹、褶皱、粗糙、干裂或太湿等影响获取精确图像特征的问题,且在不同环境下均能保持精度不变。同时,识别时接触少甚至无须接触,降低了有手指表面特征被第三者恶意复制的危险;更重要的是,系统获取的是手指活体时才存在的特征,非活体的手指是得不到静脉图像特征的,从而也就无法造假。

       手指静脉识别算法是一种基于图像的模式识别技术,包括手指静脉的图像采集、区域定位、纹路提取、特征提取、静脉匹配等过程。
  1) 图像采集:通过专门的手指静脉采集仪可以采集活体的手指静脉图像。采集仪主要分为反射式和透射式两种,比较常用的是透射式采集仪,因其可以得到更为清晰的手指静脉图像。
  2) 区域定位:采用基于ROI (Region of Interest)的手指静脉图像双向投影定位截取算法,通过指轮廓的曲线特征来准确定位预备后续步骤进行指静脉图像处理的区域定位。

       3) 纹路提取:通过去噪处理、图像区域裁剪、尺寸及灰度归一化、图像增强、滤波处理、图像分割、位置校准、图像细化等过程,得到清晰的手指静脉细化纹路图。

       4)特征提取:基于手指静脉细化纹路图,通过特征提取算法提取出手指静脉的静脉的拓扑结构以及细节点,形成特征值数据。

       5) 静脉匹配:将输入的手指静脉图像与已预存的手指静脉图像模板进行特征值匹配,给出两枚手指静脉图像的相似性得分,给出是否为同一手指的判决结果。

       维尔公司具备完全自主知识产权的手指静脉图像增强处理技术和基于纹理的指静脉图像特征提取及匹配技术。算法通过提取手指静脉图像的方向、频率、相位、幅度等纹理特征,编码纹理特征并进行匹配识别,对光照变化、旋转变化具备较好的鲁棒性,具备非常准确的识别率,对各种异常手指(如细静脉、粗手指、淡纹路)以及手指环境变化都能够进行很好的处理。

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