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中国生物医学工程学报 2022年第4期41卷 420-430页

作者：苏丹王新强刘宇航陆瑶芃李婷聂泽东桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

手指静脉识别因为具有高防伪性、唯一性、稳定性和活体检测等优点,成为身份识别领域的研究热点。目前大多数基于指静脉结构特征的识别算法仅考虑到了细节点特征,却忽略了静脉网络结构的曲线特征,造成一部分结构信息的丢失,影响识别结果... 详细信息

手指静脉识别因为具有高防伪性、唯一性、稳定性和活体检测等优点,成为身份识别领域的研究热点。目前大多数基于指静脉结构特征的识别算法仅考虑到了细节点特征,却忽略了静脉网络结构的曲线特征,造成一部分结构信息的丢失,影响识别结果。针对上述问题,提出一种基于曲线描述子的手指静脉识别算法。首先,提取出指静脉的骨架结构,检测静脉交叉点和端点,并利用交叉点和端点将静脉骨架分割为若干条曲线段;其次,通过交叉点和曲线段的相对位置及形状特征提出曲线弧描述子和交叉弧描述子,并提取指静脉的结构特征矩阵;最后,根据提出的加权距离式计算匹配交叉弧对进行图像匹配。对实验室采集的来自56名志愿者的840张手指静脉图像进行算法实验,结果表明,传统的局部二值模式(LBP)、局部三值模式(LTP)和加速稳健特征(SURF)算法的等错误率分别为4.47%、3.99%和6.08%,而本方法的等错误率仅为1.63%。所提出方法在指静脉识别中具有一定的普适性和应用前景。

关键词：曲线描述子交叉点端点弧描述子交叉弧描述子

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Harris相关与特征匹配

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模式识别与人工智能 2009年第4期22卷 505-513页

作者：王旭光王志衡吴福朝中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100190 华北电力大学自动化系保定071003 河南理工大学计算机科学与技术系焦作454003

基于图像梯度提出一种图像特征,称为Harris相关.应用Harris相关特征,构造图像特征描述子,包括特征点描述子、直线描述子和曲线描述子.这些描述子的构造较简单,对图像旋转与图像亮度的线性变化具有不变性.直线与曲线描述子的构造方法为... 详细信息

基于图像梯度提出一种图像特征,称为Harris相关.应用Harris相关特征,构造图像特征描述子,包括特征点描述子、直线描述子和曲线描述子.这些描述子的构造较简单,对图像旋转与图像亮度的线性变化具有不变性.直线与曲线描述子的构造方法为直线和曲线的匹配提供一种思路.实验表明,应用Harris相关构造的特征点描述子对图像变化表现出较好性能,直线与曲线描述子在实际图像中取得较好的匹配结果.

关键词：特征点描述子直线描述子曲线描述子特征匹配 Harris相关

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冠脉树中感兴趣血管段的三维重建研究

冠脉树中感兴趣血管段的三维重建研究

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作者：王芳良浙江理工大学

学位级别：硕士

心血管疾病主要是心肌供血不足引发的心脏搏动障碍,目前已经成为威胁人类健康的首要因素,具有患病率高、死亡率高等特点。心血管疾病诊断的传统方法之一是数字减影血管造影（DSA）,DSA具有很好的成像质量和成像速度,因此在临床上被广泛... 详细信息

心血管疾病主要是心肌供血不足引发的心脏搏动障碍,目前已经成为威胁人类健康的首要因素,具有患病率高、死亡率高等特点。心血管疾病诊断的传统方法之一是数字减影血管造影（DSA）,DSA具有很好的成像质量和成像速度,因此在临床上被广泛采用作为诊断和治疗冠心病的主要依据之一,被称为诊断冠心病的“金标准”。然而,X射线成像是将血管的三维空间结构通过射线投影叠加在二维图像上,血管结构在造影路径上中可能相互重叠,最终导致医生观察与诊断的不准确,这也是X射线成像的主要缺陷。因此冠状动脉的三维重建有助于提高临床医学参数定量分析的准确性。随着医学成像技术和计算机图像处理技术的不断发展,以及相关科研人员的研究探索,针对冠脉图像的计算机分析诊断技术得到了巨大的飞跃,并在临床应用中日益发挥出巨大作用。本文深入研究图像配准与三维重建的核心,探索适用于DSA血管图像的三维重建算法。该算法首先优化造影设备中记录的系统参数,其次根据冠状动脉图像的特点,提出了一种全新的血管点对匹配方法,基于该方法能够获得全局最优的点对匹配结果,然后利用计算机视觉中双目立体视觉的原理进行三维重建,最后对重建的冠状动脉中心线进行表面渲染。本文主要进行了以下研究工作:1.造影系统参数优化。针对单臂造影系统的等中心偏移、病人心脏的运动等因素造成的系统参数误差。论文结合信赖域方法与传统Levenberg-Marquardt（LM）算法的特点,提出了参数自调整 LM（Parameter-Adjusting Levenberg-Marquardt,PALM）)算法来优化两个不同角度成像坐标系间的几何变换矩阵。2.点对匹配优化。本文提出了一种新的基于曲线描述子和投影几何约束的血管对应点匹配方法。首先使用曲率亮度融合序曲线描述子（Curvature and brightness order curve descriptor,CBOCD）来表示血管造影时血管的自遮挡度。其次构造出由外极线匹配误差定义的匹配成本矩阵,综合血管平滑度和CBOCD描述的自遮挡度,设计出自适应步长的动态规划算法来实现血管的全局最优匹配点对。3.点基元三维重建。在全局最优匹配点对基础上,利用计算机视觉中双目立体视觉的原理,根据摄像机参数和外部参数进行点基元的三维重建。4.血管表面重构与与渲染。利用冠状动脉图像分割与细化时记录的血管半径,构建重建后血管中心线上对应的横截面序列,在构建的横截面曲线上进行等夹角采样获得冠状动脉的表面点云。最后使用三维点云隐式曲面重构技术重构冠状动脉表面。论文最终构建了一个适用于DSA血管图像的三维重建算法,在反投影均方误差和血管平滑性方面,重建结果都有了显著提高,证明了所提出方法的有效性和适用性,满足了临床应用的需求。

关键词：冠状动脉参数优化点对匹配三维重建曲面重构曲线描述子动态规划

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手指静脉识别算法研究

手指静脉识别算法研究

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作者：苏丹桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着人们对信息安全的愈发重视,安全的身份识别方式越来越受到青睐。手指静脉识别由于其具备高防伪性、唯一性、稳定性和活体检测等优点,成为身份识别领域的研究热点。目前大部分基于静脉结构特征的算法仅考虑静脉交叉点和端点等点特征... 详细信息

随着人们对信息安全的愈发重视,安全的身份识别方式越来越受到青睐。手指静脉识别由于其具备高防伪性、唯一性、稳定性和活体检测等优点,成为身份识别领域的研究热点。目前大部分基于静脉结构特征的算法仅考虑静脉交叉点和端点等点特征,却忽略静脉的曲线特征,这会造成一部分结构信息的丢失,影响识别结果。且因为静脉图像的交叉点和端点较少,部分低质量的手指静脉图像和分割算法的局限性会降低静脉点特征的有效性,从而造成识别效果不理想,所以只考虑静脉交叉点和端点等点特征是不够的。针对以上问题,本文主要研究内容如下:(1)提出一种基于曲线描述子的手指静脉识别算法。首先,提取出指静脉的骨架结构,检测静脉交叉点和端点,并利用交叉点和端点将静脉骨架分割为若干条曲线段;其次,通过交叉点和曲线段的相对位置及形状特征提出了曲线弧描述子和交叉弧描述子,并根据曲线描述子提取出指静脉图像的结构特征矩阵;最后,根据提出的加权距离公式计算匹配交叉弧对,进行特征匹配及图像匹配。(2)分别用LBP、LTP、SURF和基于曲线描述子的手指静脉识别四种算法对实验室采集自制的手指静脉数据库进行实验,实验结果表明,传统的LBP、LTP和SURF算法的等错误率分别为4.46%、3.98%和6.06%,而本文提出的基于曲线描述子的手指静脉识别算法的等错误率仅为1.63%,远低于LBP、LTP和SURF算法,说明本文方法在指静脉识别中具有一定的普适性和应用前景。

关键词：曲线描述子交叉点端点弧描述子交叉弧描述子

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