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手背静脉图像容量研究与分析

手背静脉图像容量研究与分析

作者：杨晨艳北方工业大学

学位级别：硕士

随着物联网大数据的发展,生物特征识别已逐步迈向大规模的身份识别时代。对于生物识别容量的研究与分析,是生物识别系统应用于大规模的身份识别的基础。本文提出生物特征图像容量定义,即在一定识别率的保障下,系统最多能够正确识别出来... 详细信息

随着物联网大数据的发展,生物特征识别已逐步迈向大规模的身份识别时代。对于生物识别容量的研究与分析,是生物识别系统应用于大规模的身份识别的基础。本文提出生物特征图像容量定义,即在一定识别率的保障下,系统最多能够正确识别出来的个体数量。手背静脉图像作为新兴的生物特征图像,近年来受到越来越多的研究者的关注。目前对于手背静脉图像的研究大多集中在特征提取方法以及识别算法两方面,而对于这一生物特征图像的潜在容量方面的探索少之又少。本文以近红外手背静脉图像为主要研究对象,提出了一种基于分块编码的容量估算方法,并对该方法的有效性进行了对比验证。具体的研究工作如下：(1)本文首先从熵的角度出发,通过对比多种流行的生物特征图像所包含的信息量及类内、类间互信息,证明了手背静脉图像作为生物特征图像在拥有丰富的信息量和较高类内相似性的同时,还具备良好的类间差异性,从而验证了其作为身份识别特征图像的可行性。(2)通过对图像的压缩及分类对比,本文推导出一种基于自适应分块编码的生物特征图像容量分析方法。该方法包括：根据图像的纹理特征进行空间变换、量化和二进制编码;统计不同图像码字间的距离,并引用概率论相关知识,统计同一码位上的编码情况,进而找到变化最为剧烈的码位,容量估算结果将由将这些码位的数量以及码间距离得出。应用该方法估算得出,面积为2268mm2的近红外手背静脉图像的潜在容量的数量级为数十万级。(3)为验证本方法的有效性,本文将此容量估算方法应用到指纹图像及人脸图像上,遵循与手背静脉图像同样的容量估算方法估算出给定指纹图像库及人脸图像库的潜在容量,其数量级分别为数百万级和数亿级,与前人的研究结果一致,说明了本文提出的容量估算方法的有效性。

关键词：生物特征容量手背静脉图像纹理特征分块编码

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基于相位一致性的手背静脉图像增强算法研究

基于相位一致性的手背静脉图像增强算法研究

作者：彭倬天津理工大学

学位级别：硕士

静脉显示设备和静脉特征识别系统都需要用到高质量的静脉图像,但是受到图像采集时外界环境和被采集者自身状况的影响,采集到的图像静脉特征通常不明显,无法满足设备和系统的要求。因此需要对采集到的图像进行增强,来提高静脉图像的质量... 详细信息

静脉显示设备和静脉特征识别系统都需要用到高质量的静脉图像,但是受到图像采集时外界环境和被采集者自身状况的影响,采集到的图像静脉特征通常不明显,无法满足设备和系统的要求。因此需要对采集到的图像进行增强,来提高静脉图像的质量。本文采用低倍率可变焦显微镜与静脉采集系统相结合的方法,搭建了一个手背静脉图像采集系统。此系统不仅可以帮助医生快速找到可见光下静脉结构不明显的患者皮下静脉所处的位置,提高静脉穿刺成功率,还能拍摄静脉图像,便于之后对图像进一步分析。由于静脉图像具有边界与背景之间强度变化不明显的特点,传统的静脉增强算法,增强后的静脉图像效果较差甚至可能加重了原图像中的噪声。本文根据手背静脉的结构和特点,提出了一种基于相位一致性的手背静脉图像增强算法。采用相位一致性原理来检测图像边缘信息的方法不受采集图像中的噪声、亮度和对比度影响。通过设置不同的参数,应用相位一致性原理可获得多幅含有静脉边缘信息的图像,再根据图像熵这一特征挑选出含有大部分静脉信息且噪声少的图像,对其进行对比度增强,最后用梯度域的方法与原图进行融合,进一步去除图像中的噪声。实验表明,本文提出的增强算法能够有效增强图像中的静脉,人眼可见噪声较少,并能够大幅度地提高图像清晰度,改善图像的质量。

关键词：手背静脉图像图像增强相位一致性

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手背静脉图像ROI提取算法研究

信息通信 2013年第5期26卷 1-3页

作者：潘晓苹汪天富深圳大学医学院生物医学工程系广东深圳518060

手背静脉识别是新兴的身份认证技术,与指纹识别相比,具有活体识别、内部特征、非接触式等优点,其关键点之一是对静脉图像感兴趣区域精准定位。文章提出了结合Canny边缘检测算法和Freeman链码的手背静脉感兴趣区域定位算法。实验结果表明... 详细信息

手背静脉识别是新兴的身份认证技术,与指纹识别相比,具有活体识别、内部特征、非接触式等优点,其关键点之一是对静脉图像感兴趣区域精准定位。文章提出了结合Canny边缘检测算法和Freeman链码的手背静脉感兴趣区域定位算法。实验结果表明,该算法能够克服手形姿势变化的影响进行准确定位,具有良好的鲁棒性,对手背静脉身份特征识别技术研究具有参考价值。

关键词：身份识别手背静脉图像 ROI提取 canny算子 Freeman链码

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低对比度手背静脉图像的增强和分割

计算机技术与发展 2011年第5期21卷 52-55,59页

作者：朱丛虎王华彬陶亮安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室安徽合肥230039

人体手背静脉识别技术是生物特征识别技术的一种。人的手背拥有比手指更为丰富的静脉血管,可以提取更多的并且适于身份认证的特征,所以把手背静脉识别作为一种身份认证方式,应用于信息安全等领域具有非常重要的现实意义。由于光照强度... 详细信息

人体手背静脉识别技术是生物特征识别技术的一种。人的手背拥有比手指更为丰富的静脉血管,可以提取更多的并且适于身份认证的特征,所以把手背静脉识别作为一种身份认证方式,应用于信息安全等领域具有非常重要的现实意义。由于光照强度、手背厚度的不同,所采集到的手背静脉图像的质量不是很好,对比度比较低。为了得到有较好对比度的手背静脉图像,提出了一种基于形态学处理与对比度受限的局部直方图均衡(CLAHE)相结合的手背静脉图像处理的方法。实验表明,这种方法能有效地增强手背静脉和背景的对比度,使得静脉分割取得了很好的效果。

关键词：手背静脉图像形态学处理对比度受限局部直方图均衡静脉分割

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弱约束条件下手背静脉图像的增强与分割

企业科技与发展 2022年第5期 68-71页

作者：陈铁权辽宁金融职业学院辽宁沈阳110122

手背静脉识别是一种全新的生物识别技术,近几年发展迅速,与传统生物识别技术相比具有明显优势。然而,该技术尚处于起步发展阶段,使用相关设备直接进行手背静脉图像采集、识别然后进行身份匹配存在一定困难,在实际的应用中,图像识别设备... 详细信息

手背静脉识别是一种全新的生物识别技术,近几年发展迅速,与传统生物识别技术相比具有明显优势。然而,该技术尚处于起步发展阶段,使用相关设备直接进行手背静脉图像采集、识别然后进行身份匹配存在一定困难,在实际的应用中,图像识别设备的差异、提取图像特征过程的差异等都会影响静脉识别的准确性。通过实验,对采集到的手背静脉图像进行形态学处理、直方图均衡和巴特沃斯高通滤波增强优化处理,然后使用改进的全局阈值(Ostu法)和局部阈值(Niblack法)相结合的算法对手背静脉图像进行二值化分割,得到最优结果进行图像细化,最终获得光滑清晰的静脉骨架图。实验过程在现有研究基础上,提出改进的手背静脉图像二值化分割方法,具有一定的实用价值。

关键词：弱约束条件手背静脉图像图像增强图像分割

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多参数融合的手背静脉图像质量评价

小型微型计算机系统 2016年第4期37卷 870-874页

作者：王一丁段强宇崔家礼杨晨艳北方工业大学电子信息工程学院北京100144

生物特征识别系统的性能与图像质量密切相关,识别过程中大部分的错误匹配是由低质量图像导致的.根据生物特征图像质量评价参数,并结合手背静脉图像结构特点,选取了有效区域尺寸、对比度、清晰度、位置偏移和旋转角度作为手背静脉图像质... 详细信息

生物特征识别系统的性能与图像质量密切相关,识别过程中大部分的错误匹配是由低质量图像导致的.根据生物特征图像质量评价参数,并结合手背静脉图像结构特点,选取了有效区域尺寸、对比度、清晰度、位置偏移和旋转角度作为手背静脉图像质量评价的参数.基于各参数改变对识别率影响曲线,提出了根据其平均斜率确定参数最优权值的方法,并利用加权的方法对各质量参数评分进行融合,最终得到手背图像总质量分数.将该算法与图像结构相似度模型进行对比实验.实验表明,得到了与图像质量主观评价相一致的结果,并保证了手背图像的最佳识别率.

关键词：生物特征识别手背静脉图像质量评价多参数融合权值

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分布式手背静脉图像质量评价的研究

分布式手背静脉图像质量评价的研究

作者：段强宇北方工业大学

学位级别：硕士

当今时代信息技术迅速发展,互联网科技成为一把“双刃剑”,因其造成的信息泄露等安全问题日益成为人们关注的焦点。传统身份认证已满足不了人们的需求,因此生物特征识别技术顺势而生,其克服了传统密码、钥匙等的识别方式的诸多不便,具... 详细信息

当今时代信息技术迅速发展,互联网科技成为一把“双刃剑”,因其造成的信息泄露等安全问题日益成为人们关注的焦点。传统身份认证已满足不了人们的需求,因此生物特征识别技术顺势而生,其克服了传统密码、钥匙等的识别方式的诸多不便,具有稳定性、唯一性、便携性等优势,成为研究的热点并占据越来越多的市场份额,指纹、人脸、红膜等生物特征识别技术在我们生活中已经成为较为常见的身份认证手段。而手背静脉同时具有活体识别、不易污损、接受度高等特点,成为一种新的生物特征身份识别技术,越来越受到国内外研究者的关注。然而生物特征识别系统的性能与图像质量密切相关,在手背静脉识别系统中发现大部分的错误匹配是由低质量手背图像导致的,因此图像质量评价成为了必不可少的环节。本文首先介绍了手背静脉图像采集设备及数据库,并分别采用步进式及多参数融合的方法对手背静脉图像进行质量评价,最后对由于分布式系统造成的手背静脉图像异质问题进行了研究。(1)针对手背静脉图像自身特征,选取了亮度、对比度、图像感兴趣区域(ROI, region of interest)大小、模糊度、图像位置偏移、旋转角度等参数作为图像质量评价的指标,全面分析了影响手背静脉图像质量的因素。对采集到的序列图像进行步进式质量评价,根据实验确定每一阶段的门限,只有符合要求的图像才能进入下一阶段评估,从而减少了手背图像评价的时间,保证了获取图像的质量和效率;在多参数融合的图像质量评价中,基于各参数改变对识别率影响曲线,提出了根据其平均斜率确定参数最优权值的方法,并利用加权的方法对各质量参数评分进行融合,最终得到手背图像总质量分数。实验表明,得到了与图像质量主观评价相一致的结果,并保证了手背图像的最佳识别率。(2)对于手背静脉识别系统的分布式趋势,提出对于异质手背静脉图像质量的分析,首先对异质图像进行说明,并基于分布式系统原理采集得到三个手背静脉图像库,然后结合识别率对异质图像进行综合的分析,最后提出造成手背图像异质的最主要的质量参数,为日后异质手背图像的识别研究提供了参考。

关键词：生物特征识别手背静脉图像质量评价异质图像

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人体手背血管图像的特征提取及匹配

清华大学学报（自然科学版） 2003年第2期43卷 164-167页

作者：林喜荣庄波苏晓生周云龙包桂秋清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了克服指纹识别系统的一些缺点,该文对一种全新的生物特征识别方法——基于手背的静脉图像的特征识别进行了初步研究。首先利用自主设计的近红外血管图像采集仪提取血管造影的原始图像,然后对采集到的图像作归一化和增强处理,以及进... 详细信息

为了克服指纹识别系统的一些缺点,该文对一种全新的生物特征识别方法——基于手背的静脉图像的特征识别进行了初步研究。首先利用自主设计的近红外血管图像采集仪提取血管造影的原始图像,然后对采集到的图像作归一化和增强处理,以及进行特征提取和特征匹配算法研究。文中给出了65个小范围样本的匹配试验结果,在拒真率为4.6%条件下,误识率为0。利用手背静脉图像进行个人身份识别是完全可行的,文中提出的方法具有良好的应用前景。

关键词：人体手背血管图像特征提取生物特征手背静脉图像模式识别身份识别图像匹配

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基于静脉灰度值特征的图像分割算法研究

光电工程 2018年第12期45卷 12-18页

作者：王定汉冯桂兰王雄吴羽峰邓毛华中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018

手背静脉图像的采集过程中,由于图像采集设备、光照、皮下脂肪厚度等因素的影响,手背静脉图像的对比度比较低,同时图像噪声严重影响静脉提取。针对此问题,本文提出了一种基于静脉灰度值特征的图像分割与对比度增强算法。首先提取ROI(有... 详细信息

手背静脉图像的采集过程中,由于图像采集设备、光照、皮下脂肪厚度等因素的影响,手背静脉图像的对比度比较低,同时图像噪声严重影响静脉提取。针对此问题,本文提出了一种基于静脉灰度值特征的图像分割与对比度增强算法。首先提取ROI(有效的感兴趣区域)和对ROI进行维纳滤波;然后采用新的图像分割算法对静脉图像进行静脉提取,利用8-邻接内边界跟踪方法和形态学处理方法对静脉二值图像进行去噪;最后将ROI与去噪后的图像进行加权叠加得到对比度增强的静脉图像。实验结果表明,通过采用基于静脉灰度值特征的图像分割算法可以很好地获取到静脉脉络,最终可以获得高对比度的静脉图像。

关键词：手背静脉图像图像分割 8-邻接内边界跟踪图像加权叠加