掌静脉有效区域提取及矫正方法、识别方法及存储介质与流程

本申请涉及图像处理领域，更具体地说，涉及一种掌静脉有效区域提取及矫正方法、识别方法及存储介质。

背景技术：

1、当前指纹识别、人脸识别这两种常见的身份识别技术十分成熟，被广泛应用于身份识别、安检、门禁和医学研究等方面。而掌静脉作为一种安全性更高的生物特征，已经被研究了几十年，掌静脉的识别具有非接触、非活体无法识别等特点，在当前公共场所人员的身份识别方面具有非常好的应用前景。

2、对掌静脉识别有用特征往往为掌心区域的掌静脉特征，也称为掌静脉有效区域。而在采集掌静脉图像时往往会包含掌心以外的区域，如指静脉区域以及手掌以外的背景区域等干扰区域；并且可能由于采集过程中的随意性导致掌静脉图像中手掌的朝向会存在任意性，非固定统一朝向的角度；前述这些现象均会增加后续掌静脉识别难度。

技术实现思路

1、针对现有技术，本申请旨在提供一种掌静脉有效区域提取及矫正方法，该方法提取掌静脉图像中掌静脉有效区域以排除掌心区域以外的干扰区域、且统一掌静脉有效区域中手掌朝向角度，为后续掌静脉识别过程非必要的干扰区域和角度的影响。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种掌静脉有效区域提取及矫正方法，其包括：

3、获取掌静脉图像；

4、检测掌静脉图像中的矩形的掌静脉有效区域以及定位出掌静脉有效区域中四个指根点，其中四个指根点包括大拇指指根与食指指根之间的点、食指指根与中指指根之间的点、中指指根与无名指指根之间的点以及无名指指根与小拇指指根之间的点；

5、根据四个指根点判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手；以及，

6、将掌静脉有效区域调整为手指方向朝上，根据左右手的结构特性对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正，以使食指指根与中指指根之间的点和中指指根与无名指指根之间的点位于与x轴平行的同一水平线上。

7、在一种可能的实现方式中，定位出掌静脉有效区域中四个指根点为：

8、xn’＝xn-xsrc；yn’＝yn-ysrc；

9、其中，xn’和yn’分别为定位出第n个关键点pn的横坐标和纵坐标，xn和yn分别为原始的掌静脉图像中的第n个关键点pn的横坐标和纵坐标；xsrc和ysrc为检测出的矩形的掌静脉有效区域的左上角的横坐标和纵坐标。

10、在一种可能的实现方式中，将大拇指指根和食指指根之间的点、食指指根和中指指根之间的点、中指指根和无名指指根之间的点以及无名指指根和小拇指指根之间的点分别记为关键点p1、p2、p3和p4，根据四个指根点判断检测出的掌静脉有效区域是属于左右还是右手的步骤包括：

11、以关键点p1为原点建立二维直角坐标系；

12、计算p2、p3、p4分别和p1的连接线相对于x轴方向的偏转角度αn1，其中n∈(2,3,4)；

13、判断p2、p3和p4是否位于以关键点p1为原点建立二维直角坐标系的同一象限内；

14、若是，根据p2、p3和p4对应的偏转角度α21、α31和α41来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手；

15、若否，选取位于同一象限内的两个关键点pi和pj，根据pi和pj对应的偏转角度αi1和αj1来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手，其中i∈(2,3,4)，j∈(2,3,4)且i＜j。

16、在一种可能的实现方式中，根据p2、p3和p4对应的偏转角度α21、α31和α41来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手具体为：

17、若是α21>α31>α41，则掌静脉有效区域来自左手；

18、若是α21<α31<α41，则掌静脉有效区域来自右手。

19、在一种可能的实现方式中，根据pi和pj对应的偏转角度αi1和αj1来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手具体为：

20、计算偏转角度差△α＝αi1-αj1；

21、若当△α＞0，则掌静脉有效区域来自左手；

22、若当△α＜0，则掌静脉有效区域来自右手。

23、在一种可能的实现方式中，αn1＝arctan((yn’-y1’)/(xn’-x1’))；

24、其中，xn’和yn’分别为第n个关键点pn的横坐标和纵坐标，x1’和y1’分别为第1个关键点p1的横坐标和纵坐标。

25、在一种可能的实现方式中，根据左右手的结构特性对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正，以使食指指根与中指指根之间的点和中指指根与无名指指根之间的点位于与x轴平行的同一水平线上的步骤包括：

26、选取关键点p2和p4；

27、对于属于右手的掌静脉，计算方位旋转角度β＝arctan((y4’-y2’)/(x4’-x2’))；

28、对于属于左手的掌静脉，计算方位旋转角度β＝arctan((y2’-y4’)/(x2’-x4’))；

29、若方位旋转角度β大于0，则将掌静脉有效区域绕图像中心点逆时针旋转角度β；

30、如方位旋转角度β小于0，则将掌静脉有效区域绕图像中心点顺时针旋转角度β；

31、其中，x2’和y2’分别为第2个关键点p2的横坐标和纵坐标，x4’和y4’分别为第4个关键点p4的横坐标和纵坐标。

32、在一种可能的实现方式中，对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正后，所述掌静脉有效区域提取及矫正方法还包括：

33、计算关键点p2和p4旋转后的在x轴的横坐标和在y轴方向的纵坐标；

34、去除掌静脉有效区域中的纵坐标值小于关键点p2旋转后的纵坐标的像素点，和/或去除掌静脉有效区域中的纵坐标值小于关键点p4旋转后的纵坐标的像素点。

35、本申请还提供一种识别方法，其包括利用所述掌静脉有效区域提取及矫正方法对掌静脉图像库和待识别的掌静脉图像进行处理；以及利用掌静脉识别算法对处理后的待识别的掌静脉图像和处理后的掌静脉图像库进行识别比对。

36、本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述掌静脉有效区域提取及矫正方法。

37、本申请提供的掌静脉有效区域提取及矫正方法的有益效果在于：提取掌静脉图像中掌静脉有效区域以排除掌心区域以外的干扰区域；且判断提取的掌静脉有效区域属于左右还是右手，并将掌静脉有效区域调整为手指方向朝上且分别根据左右手结构特性均将左右手的掌静脉有效区域的食指指根与中指指根之间的点和中指指根与无名指指根之间的点位于与x轴平行的同一水平线上，如此可统一掌静脉有效区域中手掌朝向角度；因此该掌静脉有效区域提取及矫正方法有效地为后续掌静脉识别尽可能地排除了干扰区域且排除了手掌角度问题对掌静脉识别的影响。

技术特征：

1.一种掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，定位出掌静脉有效区域中四个指根点为：

3.如权利要求1所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，将大拇指指根和食指指根之间的点、食指指根和中指指根之间的点、中指指根和无名指指根之间的点以及无名指指根和小拇指指根之间的点分别记为关键点p1、p2、p3和p4，根据四个指根点判断检测出的掌静脉有效区域是属于左右还是右手的步骤包括：

4.如权利要求3所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，根据p2、p3和p4对应的偏转角度α21、α31和α41来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手具体为：

5.如权利要求3所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，根据pi和pj对应的偏转角度αi1和αj1来判断掌静脉有效区域是属于左右还是右手具体为：

6.如权利要求3所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，根据左右手的结构特性对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正，以使食指指根与中指指根之间的点和中指指根与无名指指根之间的点位于与x轴平行的同一水平线上的步骤包括：

8.如权利要求7所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法，其特征在于，对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正后，所述掌静脉有效区域提取及校正方法还包括：

9.一种识别方法，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至8任一项所述的掌静脉有效区域提取及矫正方法。

技术总结
本申请公开一种掌静脉有效区域提取及矫正方法，其包括检测掌静脉图像中的矩形的掌静脉有效区域以及定位出掌静脉有效区域中四个指根点；以及将掌静脉有效区域调整为手指方向朝上，根据左右手的结构特性对掌静脉有效区域进行方位旋转矫正，以使食指指根与中指指根之间的点和中指指根与无名指指根之间的点位于与X轴平行的同一水平线上。本申请还提供一种应用所述掌静脉有效区域提取及矫正方法的识别方法及计算机可读存储介质。该掌静脉有效区域提取及矫正方法能够提取掌静脉图像中掌静脉有效区域以排除掌心区域以外的干扰区域、且统一掌静脉有效区域中手掌朝向角度，为后续掌静脉识别过程非必要的干扰区域和角度的影响。

技术研发人员：李希,罗富章,付磊,欧阳一村,唐靖杰,洪志阳,朱光强,龚小龙,胡玲静,陈雅琼
受保护的技术使用者：盛视科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12