手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估方法研究.pdf

1、生物特征識(shí)別技術(shù)是利用人的生理和行為特征進(jìn)行個(gè)人身份認(rèn)證的技術(shù)。由于它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人的身份進(jìn)行辨識(shí)，因此已應(yīng)用到對(duì)犯罪分子的認(rèn)定和身份的辨識(shí)。生物特征識(shí)別技術(shù)現(xiàn)處于一個(gè)發(fā)展良好的階段，生物特征認(rèn)證技術(shù)的不斷成熟及應(yīng)用面的擴(kuò)大，其市場(chǎng)份額還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。其中，手指靜脈識(shí)別技術(shù)也正在不斷的彰顯著自己的優(yōu)勢(shì)，并有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的前景。但是，實(shí)際應(yīng)用中，手指靜脈圖像在其采集過程中會(huì)受到各種不同的因素的影響，如環(huán)境光線的變化、個(gè)人手指的厚薄不

2、一致和使用者的行為都會(huì)影響到圖像采集的質(zhì)量，從而會(huì)間接影響到手指靜脈識(shí)別的特征提取等過程。因此，對(duì)采集到的手指靜脈圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估有很大的必要性。
　　鑒于手指靜脈圖像質(zhì)量對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的重要影響，通過對(duì)主觀和客觀手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估方法進(jìn)行對(duì)比，體現(xiàn)出客觀評(píng)估方法不以人的主觀意志而改變?cè)u(píng)估結(jié)果的優(yōu)越性，所以本文采用客觀手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估的方法。在手指靜脈識(shí)別過程中，為了避免質(zhì)量太差的圖像對(duì)識(shí)別率的影響，首先判斷手指靜脈圖像的離

3、焦模糊度、位置偏移度、有效區(qū)域面積，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行粗略評(píng)估。然后，根據(jù)手指靜脈特征及采集過程中容易出現(xiàn)的問題，提出了對(duì)比度、信息熵、平均梯度、等效視數(shù)及清晰度五項(xiàng)針對(duì)手指靜脈特性的單測(cè)度評(píng)估指標(biāo)。最后，通過對(duì)不同質(zhì)量的手指靜脈圖像的單測(cè)度評(píng)價(jià)，體現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)不可替代的作用。
　　在手指靜脈圖像采集過程中，并不是所有采集得到的圖像都能達(dá)到預(yù)期的效果，因此可以利用單測(cè)度評(píng)估模式對(duì)采集到的圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，爭(zhēng)取在手指靜脈識(shí)別過程中選取

4、質(zhì)量較好的圖像。由于非接觸式的采集方式，靜脈圖像會(huì)有旋轉(zhuǎn)和偏移等差異，導(dǎo)致采集到的圖像不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。由于模板注冊(cè)過程對(duì)圖像質(zhì)量具有較高的要求，必須舍棄不符合標(biāo)準(zhǔn)的靜脈圖像。而在識(shí)別過程中，即使圖像質(zhì)量沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，仍對(duì)信息尚且完整的圖像進(jìn)行處理，并進(jìn)行后續(xù)的特征提取，所以本文基于單測(cè)度指標(biāo)提出了對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)的方法，對(duì)提高靜脈識(shí)別的研究具有重要意義。通過對(duì)比度自適應(yīng)直方圖均衡化和中值濾波兩種方式相疊加的方法進(jìn)行手指靜脈圖像的增強(qiáng)處理

5、，并對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平移校正，ROI提取。通過對(duì)處理前后的手指靜脈圖像單測(cè)度評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確定了針對(duì)具體指標(biāo)的手指靜脈圖像處理方法，同時(shí)驗(yàn)證了各項(xiàng)單測(cè)度指標(biāo)的有效性。
　　在手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估過程中，單項(xiàng)指標(biāo)并不能全面的反映手指靜脈圖像的質(zhì)量，并不是所有指標(biāo)在評(píng)估過程中都處于同等重要的水平。每次評(píng)估必須要對(duì)每一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，增加了評(píng)估系統(tǒng)的繁瑣性和不穩(wěn)定性。如果對(duì)大批量的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，就會(huì)耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。因此本文提

6、出了基于故障樹建模的加權(quán)系數(shù)確定方法，利用專家打分的方式確定各指標(biāo)的重要性，將故障樹建模的方法運(yùn)用到手指靜脈圖像的圖像質(zhì)量評(píng)估當(dāng)中，并確定了各個(gè)指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。最后根據(jù)手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估方法所具有的準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性，對(duì)整個(gè)評(píng)估系統(tǒng)的性能優(yōu)劣性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了手指靜脈圖像質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含單測(cè)度質(zhì)量評(píng)估和雙測(cè)度質(zhì)量評(píng)估兩種模式。通過對(duì)手指靜脈的單測(cè)度和多測(cè)度的評(píng)估，驗(yàn)證了基于加權(quán)系數(shù)的質(zhì)量評(píng)估算法的準(zhǔn)確性。