一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法与流程

本发明涉及生物识别，特别是涉及一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法。

背景技术：

1、指背静脉识别技术是通过近红外光对手指指背区域进行照射，当手指流动血液中的血红素吸收了近红外光后，可以获得指背静脉图像，再使用特征提取算法从指背静脉图像中提取出特征值，识别时将提取的特征值数据与之前存储的特征值数据进行比对，给出识别比对的结果，从而达到身份识别的功能。

2、市面上常见的手指静脉识别技术多采用指腹静脉识别技术，但近年来指背静脉识别技术因其独特的稳定性而受到市场的关注，如：采用指背静脉识别技术，手指用力按压认证设备不影响指背静脉的血管和血液流动，手指在拎重物后也不影响指背静脉的血管和血液流动，进而不影响利用指背静脉进行生物识别的识别性能，可解决采用指腹静脉识别技术导致的用户手指用力按压和拎重物后进行静脉识别认证的验证成功率不高的问题。

3、在指背静脉技术的开发过程中，发现部分用户尤其男性用户的指背汗毛特别浓密，进而会影响指背静脉的特征提取和识别性能，因此需要开发一种消除指背汗毛对指背静脉识别技术影响的新方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，能有效筛选中汗毛，进而对汗毛区域进行修复，减少汗毛区域对指背静脉识别的影响，大大提高了指背静脉识别算法的安全性和稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明涉及一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其包括以下步骤：

4、s1.采集用户的指背静脉图像；

5、s2.计算指背静脉图像中每一像素点的交叉对称方向曲率值，根据交叉对称方向曲率值筛选待定汗毛点并构建第一汗毛二值图；

6、s3.设置连通域检测阈值，统计第一汗毛二值图所有连通域的面积，若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，则筛除所述连通区域，得到第二汗毛二值图；

7、s4.通过第二汗毛二值图对指背静脉图像进行修复得到去除汗毛的指背静脉图像；

8、s5.对去除汗毛的指背静脉图像进行图像增强处理。

9、优选地，交叉对称方向曲率值包括该像素点等间隔角度的多个方向的曲率值及其90度方向的曲率值。

10、优选地，所述等间隔角度为45度。

11、优选地，所述步骤s2中根据多方向曲率值筛选待定汗毛点并建第一汗毛二值图包括：

12、s2.1.计算指背静脉图像中每一像素点的等间隔角度的多个方向的曲率值及其90度方向的曲率值的差值；

13、s2.2.选择差值的绝对值最大的方向作为该像素点的主方向；

14、s2.3.设定曲率阈值，若该像素点主方向的曲率值大于曲率阈值，则该像素点为待定汗毛点，将其像素值置为1，反之置为0。

15、优选地，所述步骤s2中构建第一汗毛二值图的公式为：

16、g(i)＝|(c(i)-c(i+90))|

17、g(a)＝max(g(i))

18、

19、式中，c(i)为指背静脉图像任一像素点在i角度方向的曲率值；c(i+90)为指背静脉图像任一像素点在i+90方向的曲率值；g(i)为指背静脉图像任一像素点在i角度方向和i+90方向曲率差值的绝对值；a为指背静脉图像任一像素点的主方向；z(a)为指背静脉图像任一像素点主方向的曲率值；x为待定汗毛点的横坐标；y为待定汗毛点的纵坐标；k为曲率阈值；i(x,y)为第一汗毛二值图。

20、优选地，所述步骤s3中若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，则筛除所述连通区域，得到第二汗毛二值图为：若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，将该连通域的像素值置为0，得到第二汗毛二值图。

21、优选地，所述步骤s4中通过第二汗毛二值图对指背静脉图像进行修复得到去除汗毛的指背静脉图像为：

22、s4.1.根据第二汗毛二值图确认指背静脉图像中的汗毛点，所述汗毛点为第二汗毛二值图中像素值为1的像素点对应的指背静脉图像中的像素点；

23、s4.2.计算每根汗毛的中心线，利用垂直于中心线的非汗毛区域对汗毛进行修复。

24、优选地，所述步骤s4.2中垂直于汗毛中心线的非汗毛区域包括上非汗毛区域和下非汗毛区域，所述上非汗毛区域和下非汗毛区域的大小为该汗毛点曲率半径的n倍。

25、优选地，所述步骤s4.2中利用垂直于汗毛中心线的非汗毛区域对每个汗毛点进行修复为：对上非汗毛区域和下非汗毛区域中的像素点进行灰度值拟合作为汗毛点的像素值，其中拟合权重和像素点到距离汗毛中心线的距离呈反比，拟合公式为：

26、

27、

28、式中，y(n)为距汗毛中心线距离为n的汗毛点的像素修复值；r为该汗毛点的曲率半径；α为上非汗毛区域的拟合权重；β为下非汗毛区域的拟合权重；m为非汗毛区域的像素位置；i0(m)为汗毛中心线上侧的非汗毛区域像素点的灰度值；i1(m)为汗毛中心线下侧的非汗毛区域像素点的灰度值。

29、优选地，所述步骤s5中对去除汗毛的指背静脉图像进行图像增强处理包括首先对去除汗毛的指背静脉图像进行图像进行小尺度滤波处理，然后在进行大尺度滤波处理。

30、本发明具有以下技术效果：

31、1、本发明通过交叉对称方向曲率值初步定位到汗毛区域，然后通过连通域的大小对汗毛区域进行第二次筛选，可精确定位汗毛区域的位置信息，然后进而根据汗毛定位结果进行汗毛区域进行修复得到消除汗毛后的指背静脉图像，从而准备定位汗毛区域，便于后续处理。

32、2、本发明对修复后的静脉图像做算法增强，进一步消除汗毛对静脉图像识别的影响，本发明首先对消除汗毛后的指背静脉图像做小尺度的平滑处理，主要目的是降低图像噪声，其次对降噪后的图像采用大尺度的平滑处理，利用两次不同窗口的平滑处理结果进行指背静脉图像增强，提高指背静脉图像的质量。

技术特征：

1.一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：交叉对称方向曲率值包括该像素点等间隔角度的多个方向的曲率值及其90度方向的曲率值。

3.根据权利要求2所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s2中根据多方向曲率值筛选待定汗毛点并建第一汗毛二值图包括：

4.根据权利要求3所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s2中构建第一汗毛二值图的公式为：

5.根据权利要求1所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s3中若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，则筛除所述连通区域，得到第二汗毛二值图为：若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，将该连通域的像素值置为0，得到第二汗毛二值图。

6.根据权利要求3所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s4中通过第二汗毛二值图对指背静脉图像进行修复得到去除汗毛的指背静脉图像为：

7.根据权利要求6所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s4.2中垂直于汗毛中心线的非汗毛区域包括上非汗毛区域和下非汗毛区域，所述上非汗毛区域和下非汗毛区域的大小为该汗毛点曲率半径的n倍。

8.根据权利要求7所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s4.2中利用垂直于汗毛中心线的非汗毛区域对每个汗毛点进行修复为：对上非汗毛区域和下非汗毛区域中的像素点进行灰度值拟合作为汗毛点的像素值，其中拟合权重和像素点到距离汗毛中心线的距离呈反比，拟合公式为：

9.根据权利要求1所述的指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，其特征在于：所述步骤s5中对去除汗毛的指背静脉图像进行图像增强处理包括首先对去除汗毛的指背静脉图像进行图像进行小尺度滤波处理，然后在进行大尺度滤波处理。

技术总结
本发明涉及一种指背静脉图像识别过程中汗毛的检测与处理方法，属于生物识别领域，包括以下步骤：采集用户的指背静脉图像；计算指背静脉图像中每一像素点的交叉对称方向曲率值，根据交叉对称方向曲率值筛选待定汗毛点并构建第一汗毛二值图；设置连通域检测阈值，统计第一汗毛二值图所有连通域的面积，若所述连通域的面积大于连通域检测阈值，则筛除所述连通区域，得到第二汗毛二值图；通过第二汗毛二值图对指背静脉图像进行修复得到去除汗毛的指背静脉图像；对去除汗毛的指背静脉图像进行图像增强处理。本发明能提高了指背静脉识别算法的安全性和稳定性。

技术研发人员：赵国栋,辛传贤,李学双
受保护的技术使用者：圣点世纪科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15