一种手背认证方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生理特征认证领域，尤其涉及一种手背认证方法。
【背景技术】
[0002] -般，确保大规模使用者或小规模使用者的出入管制和保安，需要个人身份识别 的保安设施和认证系统，此系统使用磁卡、RF卡、智能卡等的磁卡钥匙。但是，使用磁卡钥 匙的个人身份识别方式不能在根本上防止卡遗失、盗用和误用等。另外，有大规模的使用者 时，由于个人支付的信用卡数量多，缺点是经济负担大。为完善此缺点，认证使用者本人，开 发并使用生理识别系统，可以自动识别、认证使用者的自身特征，确认使用者身份、认证身 份以及管制保安出入。
[0003] 生理识别系统大体上分为识别人行为特征的签名识别、认识身体特征的指纹识 另IJ、面部识别、手的形状识别、手背静脉样本的识别等，利用这些识别的系统等作为代表内 容。
[0004] 生理识别系统中，众所周知的是指纹识别系统，由于每位使用者有固定的指纹，作 为识别系统具有充分的优点，识别位于人体表皮上的指纹样本，通过良好的指纹图像，进行 个人身份认证。但是，指纹识别系统的方法是提取表皮上的指纹特征，用此方法提取工地现 场的劳动者和军人的指纹时，提取良好地指纹很困难，这不是造成系统性能低下唯一的主 要原因，由于手部出汗、受伤、外部污染，也是造成系统性能低下的主要原因。
[0005] 其次，生理识别系统中，面部识别系统在目前的技术水平下，由于外部照明、化妆、 眼睛、装饰品等外部变化，不能显示稳定的识别性能，手的形状识别系统由于必需固定使用 者手的位置，使用者便利性能差，因风湿、关节炎等生物特征容易发生变化，造成系统的性 能低下。
[0006] 例如，个人身份识别系统利用手背静脉样本。为改善原来生理识别系统的缺点，个 人身份识别系统在工具的设计方面上，确保固定使用者手的位置的，使用此方式；在算法的 侧面上应用高带宽处理和二值化处理，提取使用者静脉血管的。换言之，利用手背静脉样本 的个人身份识别系统使用安全手段、提取手段、比较手段，其中安全手段是使用者身穿可以 握住感应棒的服装，手握感应棒，输入使用者手背的图像，提取手段是提取使用者手背静脉 样本，比较手段是对使用者手部旋转和移动的补正，使用并补充修正分支点，此分支点是依 据提取手提取的手背血管样式左侧上层的分支点同右侧下层的分支点。
[0007] 另外，用提取手段从使用者手背提取静脉样本时，不考虑静脉样本的方向性，用高 带宽处理和二值化处理过程提取样本。依据这种提取手段，依据之前技术的手背静脉样本 个人身份识别系统，通过样本的方向性，损失部分静脉样本的特征向量（样本分支点）。
[0008] 因使用者手部旋转与移动而产生系统错误拒绝，用比较手段解决系统错误拒绝的 方法时，利用提取到的手背静脉样本左侧上层的分支点和右侧下层的分支点，作为标准点， 损失部分提取的分支点，错误识别标准分支点，是造成系统性能低下的主要原因。
[0009] 如上所述，生理识别系统中，指纹识别、面部识别、手的形状识别系统等识别系统 有这样的问题，由于破损的指纹图像、汗液、外伤等外部污染，导致性能低下，而利用手背静 脉样本的系统通过位于表皮下的特征，可以解决这样的问题。但是，由于依据之前技术的手 背静脉样本个人身份识别系统有以下问题，由于静脉样本的歪曲和静脉样本中损失部分样 本分支点，导致错误识别和错误拒绝，造成系统性能低下。
[0010] 之前技术的手背静脉样本提取算法是通过照相机获得使用者手背的原始图像，图 像中把集中分布的静脉样本作为感兴趣区域（R〇I:Region of Interest)，获得感兴趣区 域的图像，ROI图像中利用静脉样本强调滤波（HVPEF :Hand Vein Pattern Emphasizing Filter)，仅突出静脉样本，突出手背上分布的静脉样本与其背景之间的边界部分内容。 [0011] 静脉样本强调滤波以带通（band-pass)滤波的形式，强调ROI图像中手背上分布 的静脉样本与背景间的边界部分，消除符合背景部分的低周波（low-frequency)。这样的 静脉样本强调滤波的特性是在高周波带宽和低周波带宽间宽阔的过渡区域内，不能维持通 带（pass-band)的利益，ROI图像中要提取静脉样本，不考虑静脉样本的粗细，静脉样本的 重要特征是静脉样本连结性（vein-pattern connectivity)，损失部分静脉样本连结性。
[0012] 二值化处理过程是使用静脉样本强调滤波的处理结果图，灰度色标图像转换成二 值化图像（binary image)，仅提取手背静脉样本的分布情况。通过二值化处理过程取得的 结果图把将要提取的静脉样本划分为黑色，其余背景部分划分为白色。
[0013] 正规化（normalization)处理过程应用于二值化图像，二值化图像是经过二值化 处理，分开要提取的静脉样本和背景的图像。换言之，正规化处理过程必须依据系统的限定 内存，均等地使用使用者的数据库，在识别过程中，判定对象是否为获得允许的正规化图像 使用者。
[0014] 其次，二值化处理过程和正规化处理过程之间的消除杂影程，它通过反干扰滤波 (NRF :NoiSe Removal Filter)，经过二值化处理以及正规划过程，消除由手背弯曲、汗毛、 皮下脂肪层等引发的杂影。反干扰滤波作为消除杂影的一般方法，可以使用线形过滤圈的 滑动平均（Moving Average)滤波和非线形过滤圈的中数值滤波。之前技术的手背静脉样 本提取演算使用中数值滤波的消除杂影过程。
[0015] 之前技术的手背静脉分布提取演算是经过静脉样本的突出过滤圈、二值化以及正 规化处理、消除杂影过程，最终只提取手背分布的静脉样本。这种手背静脉分布提取演算有 以下问题，在取得的ROI图像中，由外部温度变化引发静脉样本的收缩以及膨胀现象，不考 虑收缩以及膨胀现象而提取静脉样本，静脉样本分布中损失大部分静脉样本连结性，不能 提供稳定的演算性能。
[0016] 进一步说，作为之前技术的手背静脉分布提取演算性能低下的主要原因，有以下 问题：通带的宽阔过渡区域内，损失部分静脉样本和背景间的边界信息与静脉样本内部信 息，要提取的静脉样本的重要特征是静脉样本连结性，会损失其部分连结性。
[0017] 这样的问题等，会导致系统识别性能严重的性能低下现象。通过手背静脉 分布提取演算，不考虑要提取的静脉样本的粗细，用单一滤波特性（single filter characteristics)提取静脉样本，要提取的静脉样本的重要特征是静脉样本连结性，会损 失其部分连结性。
[0018] 综上所述，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【发明内容】
[0019] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种手背认证方法。
[0020] 为解决上述技术问题，本发明方案包括：
[0021] 一种手背认证方法，其包括：认证手指部数字图像以及手背静脉；
[0022] 手指部数字图像是通过在认证设备的水平轴棒之中央部安置二根轴的安定把手 上，所述的二根轴之间插入中指，拍摄中指、食指、无名指和手背的连结范围，而得到的图 像；所述的手背静脉是读取拍摄的上述手背的背部数字图像。
[0023] 所述的手背认证方法，其中，上述步骤具体的还包括：
[0024] 在电脑上进行认证信息用的数据库存储步骤、临时存储内存步骤及ROI图像的提 取步骤；认证信息用的数据库存储步骤是把最合适的分布特性数据、第一标准边界线及第 二标准边界线作为手指部边界标准信息，存储在在认证信息用的数据库内；其中最合适的 分布特性数据包括认证者把中指插入到上述安定把手的二个轴内，连结预先拍摄得到手背 静脉的分支点，而形成的标准多边形；第一标准边界线是上述过程中，拍摄到的中指与无名 指连接的第一弯曲范围的边缘部分；第二标准边界线是中指与食指连接的第二弯曲范围的 边缘部分；
[0025] 进一步进行位置补正步骤以及静脉样本匹配步骤；
[0026] 上述的位置补正步骤包括手指部边界图像的提取步骤、第一边界线与第二