近紅外人體靜脈成像技術(shù)的研究.pdf

1、人體靜脈成像技術(shù)已成為生物特征識(shí)別、醫(yī)學(xué)設(shè)備研究的熱點(diǎn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖像和模式識(shí)別等學(xué)科的不斷發(fā)展，人體靜脈已作為一個(gè)重要的生物特征應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。該項(xiàng)技術(shù)成功解決了傳統(tǒng)的壓脈帶、靜脈術(shù)后修復(fù)需要清晰靜脈紋路、快速的進(jìn)行靜脈注射、檢查術(shù)后靜脈血管恢復(fù)等問題。
　　本文首先對(duì)人體靜脈成像的原理進(jìn)行了詳細(xì)且深入的分析，通過該分析完成了硬件電路中各部分器件的選型，主要包括FPGA最小系統(tǒng)板、CMOS圖像傳感器、近紅外LED光

2、源、顯示等模塊，從而完成了人體靜脈圖像采集平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);其次，通過實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，顯示的人體靜脈圖像紋路清晰、連通性較好，具有良好的穩(wěn)定性。由于通過研制的人體靜脈成像裝置采集到的靜脈圖像在傳輸、轉(zhuǎn)換以及處理等過程中不可避免的會(huì)受到各種噪聲的污染，通過人眼的觀察很難分辨出圖像質(zhì)量的好壞。為此，本文對(duì)采集到的以及通過相應(yīng)算法處理過的人體靜脈圖像進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)價(jià)，為選取出質(zhì)量較清晰的圖像打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本文主要工作如下:

3、
　　(1)給出了對(duì)在不同波長近紅外光下采集到的人體靜脈圖像進(jìn)行CLAHE增強(qiáng)和NiBlack算法處理，并通過多組實(shí)驗(yàn)對(duì)比處理前和處理后圖像的質(zhì)量。結(jié)果表明，在近紅外光反射照射下，940nm單色光采集的手臂靜脈成像效果最佳，760nm和940nm的混合光相比次之，760nm單色光采集到的效果則不理想。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇了混合光做為光源照射;
　　(2)由于手背相比人體某些部位擁有更為豐富的靜脈紋路特征，因此本章節(jié)選取手背靜脈圖

4、像進(jìn)行研究。對(duì)采集到的靜脈圖像進(jìn)行了對(duì)比度增強(qiáng)、高頻強(qiáng)調(diào)濾波、靜脈分割以及細(xì)化等處理，每一步的處理都通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)選取最佳的處理算法進(jìn)行下一步處理，處理后的靜脈紋路清晰可見，視覺效果較好，從而為生物特征識(shí)別、術(shù)后靜脈恢復(fù)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ);
　　(3)人體靜脈圖像采集平臺(tái)的好壞、圖像的傳輸、圖像的處理等均可能產(chǎn)生各種各樣的噪聲污染，從而導(dǎo)致圖像清晰度受損。為此，本文采用圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法對(duì)人體靜脈圖像的清晰度進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)結(jié)果與人