靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，首先設(shè)定符合距離函數(shù)的鄰域，并劃分k個(gè)方向：Lk＝{(i，j):j＝k(i-i0)+j0，i∈Zp}?(i，j)∈local(i0，j0)，其特征是：所述劃分k個(gè)方向是選取六個(gè)方向區(qū)間，其中：方向0為0度；方向1角度屬于[30，31.875]區(qū)間內(nèi)；方向2為[58.125，60]區(qū)間內(nèi)；方向3為90度；方向4為[120，121.875]度區(qū)間內(nèi)；方向5為[148.125，150]區(qū)間內(nèi)。本發(fā)明提供的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，既符合距離函數(shù)的鄰域，并且保證k個(gè)方向的濾波器所包含的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)相同，并且使用盡量少的方向個(gè)數(shù)，保證方向辨識(shí)度，盡可能提取更多的方向信息，提高識(shí)別率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)對(duì)靜脈特征區(qū)別來(lái)識(shí)別人體身份的身份識(shí)別技術(shù)，特別是一 種靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在靜脈圖像特征提取過(guò)程的方向?yàn)V波器構(gòu)建中，每個(gè)方向?qū)?yīng)一個(gè)濾波器，假定 有k個(gè)方向?yàn)V波器，其應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：條件1 :通過(guò)下面符合距離函數(shù)的鄰域的 公式計(jì)算得到：
[0003] Lk = {(i, j) : j = k(i-i〇)+j〇, i e Zp} (i, j) e local (i〇, j〇)
[0004] 其中k表示方向，（iQ, jQ)表示中心像素點(diǎn)，所有點(diǎn)（i, j)組成直線段Lk,圖像在直 線段Lk處響應(yīng)最強(qiáng)，其他方向響應(yīng)為0。
[0005] 條件2 :保證k個(gè)方向的濾波器所包含的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)相同。
[0006] 滿足以上條件1和條件2的濾波器可以從圖像中得到以直線段Lk表示的k方向 響應(yīng)圖像。
[0007] 但不論怎樣選取k，通過(guò)條件1計(jì)算得到的濾波器在方向不為0度和90度時(shí)，其像 素點(diǎn)總個(gè)數(shù)都要比〇度和90度方向的總數(shù)多，如圖1所示，k = π /6時(shí)組成Lk的共有42 個(gè)像素點(diǎn)，但k = 0時(shí)組成Lk的只有32個(gè)像素點(diǎn)；為了滿足條件2,必然要舍去方向不為0 度和90度上的一些點(diǎn)。而如何選擇舍去的點(diǎn)，用保留下的點(diǎn)集合得到表示方向的強(qiáng)相應(yīng)， 這點(diǎn)對(duì)識(shí)別率影響較大。但大多數(shù)方法設(shè)定濾波器時(shí)，通常人為感官的設(shè)定方向?yàn)V波器，而 沒(méi)有嚴(yán)格遵照公式計(jì)算真正方向?yàn)V波器，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)條件1. 2的矛盾。上面的距離函數(shù)同 樣為此部分奠定了良好基礎(chǔ)，由于舍去了冗余信息，方向不為0度和90度的濾波器的邊緣 點(diǎn)會(huì)舍去，減少了表示這些方向的像素點(diǎn)，使得條件2更容易滿足，如圖2所示，k = π/6 時(shí)組成Lk的共有33個(gè)像素點(diǎn)，k = 0時(shí)組成Lk的有32個(gè)像素點(diǎn),此時(shí)像素點(diǎn)之差僅為1。 現(xiàn)有技術(shù)的方法是等分角度，即任意兩個(gè)角度間間隔相等，〇度與180度重合。
[0008] 通常6個(gè)方向角度分別為：0度，30度，60度，90度，120度，150度；8個(gè)方向角度 分別為：〇 度，22. 5 度，45 度，67. 5 度，90 度，112. 5 度，135 度，157. 5 度。
[0009] 另外，目前所有方法的濾波器都是通過(guò)增加濾波器個(gè)數(shù)（方向數(shù)）進(jìn)而獲取更多 的方向信息。如將6個(gè)方向增加為8個(gè)方向，這樣不僅增加了計(jì)算量，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有 明顯提升，反而有所下降。這是因?yàn)橄嗤笮〉臑V波器，8個(gè)方向重疊的部分增加了，這使得 方向可辨識(shí)度下降。這就要求我們?cè)诒ＷC方向辨識(shí)度的同時(shí)，盡可能的提取更多的方向信 肩、。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種滿足符合距離函數(shù)的 鄰域公式和保證k個(gè)方向的濾波器所包含的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)相同，又能使用盡量少的方向?yàn)V波 器提取更多更有效的方向信息的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法。 toon] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器 構(gòu)建方法，首先設(shè)定符合距離函數(shù)的鄰域，并劃分k個(gè)方向：
[0012] Lk = {(i, j) : j = k(i-i〇)+j〇, i e Zp} (i, j) e local (i〇, j〇)
[0013] 其中k表示方向，（iQ, jQ)表示中心像素點(diǎn)，所有點(diǎn)（i, j)組成直線段Lk,圖像在直 線段Lk處響應(yīng)最強(qiáng)，其他方向響應(yīng)為0 ;所述劃分k個(gè)方向是選取六個(gè)方向區(qū)間，其中：
[0014] 方向0為0度；
[0015] 方向 1 角度屬于[30, 31. 875]區(qū)間內(nèi)，即（（22. 5+30)/2+(30+45)/2)/2 = 31. 875 ;
[0016] 方向 2 為[58. 125, 60]區(qū)間內(nèi)，即（(45+60)/2+(60+67. 5)/2)/2 = 58. 125 ;
[0017] 方向3為90度；
[0018] 同理方向4為[120,121.875]度區(qū)間內(nèi)；
[0019] 方向 5 為[148. 125, 150]區(qū)間內(nèi)。
[0020] 本發(fā)明提供的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，既符合距離函數(shù) 的鄰域，并且保證k個(gè)方向的濾波器所包含的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)相同，并且使用盡量少的方向個(gè) 數(shù)，保證方向辨識(shí)度，盡可能提取更多的方向信息，提高識(shí)別率。
[0021] 本發(fā)明提供的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，將設(shè)定的角度選 取一個(gè)角度區(qū)間替代現(xiàn)有技術(shù)中的精確角度，這可以為現(xiàn)有技術(shù)中所描述的舍去的點(diǎn)設(shè)定 新規(guī)則，便于計(jì)算機(jī)操作，得到穩(wěn)定的特征信息，增加特征提取算法的魯棒性。其次，角度用 區(qū)間替代精確值，可容許一定的旋轉(zhuǎn)誤差，加強(qiáng)了算法的旋轉(zhuǎn)不變性。最后由于方向1和方 向2區(qū)間比原本的30度和60度方向更貼近于45度方向，這樣設(shè)定的方向?yàn)V波器可以在得 到30度方向上響應(yīng)的同時(shí)，一定程度上得到45度方向上的響應(yīng)，同理方向3和方向4的濾 波器可以得到120度方向上的響應(yīng)和一部分135度方向上的響應(yīng)。這樣就達(dá)到了目的2,即 使用相同個(gè)數(shù)的方向?yàn)V波器，得到更多更有效的方向信息。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是未設(shè)定距離函數(shù)的不同k下Lk的矩陣圖；
[0023] 圖2是設(shè)定距離函數(shù)后不同k下Lk的矩陣圖；
[0024] 圖3是直線段Lk為角度區(qū)間下的矩陣圖；
[0025] 圖4是實(shí)施例16 X 16大小的6個(gè)方向?yàn)V波器示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027] 實(shí)施例：
[0028] 本實(shí)施例所提供的一種靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，首先設(shè) 定符合距離函數(shù)的鄰域，并劃分k個(gè)方向 ：
[0029] Lk = {(i, j) : j = k(i-i〇)+j〇, i e Zp} (i, j) e local (i〇, j〇)
[0030] 其中k表示方向，（'jj表示中心像素點(diǎn)，所有點(diǎn)（i，j)組成直線段Lk，圖像在直 線段L k處響應(yīng)最強(qiáng)，其他方向響應(yīng)為0 ;所述劃分k個(gè)方向是選取六個(gè)方向區(qū)間，其中：
[0031] 方向0為0度；
[0032] 方向 1 角度屬于[30, 31. 875]區(qū)間內(nèi)，S卩（（22. 5+30)/2+(30+45)/2)/2 = 31. 875 ;
[0033]方向 2 為[58. 125, 60]區(qū)間內(nèi)，即（(45+60)/2+(60+67. 5)/2)/2 = 58. 125 ;
[0034] 方向3為90度；
[0035] 同理方向4為[120, 121. 875]度區(qū)間內(nèi)；
[0036] 方向 5 為[148. 125, 150]區(qū)間內(nèi)。
[0037] 本實(shí)施例提供的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，將設(shè)定的角度 選取一個(gè)角度區(qū)間替代現(xiàn)有技術(shù)中的精確角度，這可以為現(xiàn)有技術(shù)中所描述的舍去的點(diǎn)設(shè) 定新規(guī)則，即直線段L k為角度區(qū)間下重合部分，即如圖3所示，藍(lán)色部分表示方向30度與 方向31. 875度重合部分，黃色部分表示30度方向非重合部分，綠色部分表示31. 875度非 重合部分，橘黃色為整個(gè)鄰域區(qū)域，黑色部分表示中心像素點(diǎn)，這樣由藍(lán)色和黑色部分組合 形成的像素點(diǎn)總個(gè)數(shù)剛好為32個(gè)像素點(diǎn)，這與0度90度方向上像素點(diǎn)總數(shù)相同，這樣便于 計(jì)算機(jī)操作，得到穩(wěn)定的特征信息，增加特征提取算法的魯棒性。其次，角度用區(qū)間替代精 確值，可容許一定的旋轉(zhuǎn)誤差，加強(qiáng)了算法的旋轉(zhuǎn)不變性。最后由于方向1和方向2區(qū)間比 原本的30度和60度方向更貼近于45度方向，這樣設(shè)定的方向?yàn)V波器可以在得到30度方 向上響應(yīng)的同時(shí)，一定程度上得到45度方向上的響應(yīng)，同理方向3和方向4的濾波器可以 得到120度方向上的響應(yīng)和一部分135度方向上的響應(yīng)。這樣就達(dá)到了使用相同個(gè)數(shù)的方 向?yàn)V波器，得到更多更有效的方向信息。
[0038] 如圖4所示，為本實(shí)施例16X16大小的6個(gè)方向?yàn)V波器示意圖，在圖4的方向?yàn)V 波器中，線寬為2,方向數(shù)量為6,（a) (b) (c) (d) (e) (f)圖像分別代表不同方向的線積分（求 和），這些方向分別為 0。，[30。，31.875。]，[58. 125。，60。]，90。，[120。，121.875。] ,[148. 125° ,150° ]。使用此方向?yàn)V波器，每次可以計(jì)算4個(gè)像素（中心像素）的方向特征。
[0039] 本實(shí)施例提供的靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，既符合距離函 數(shù)的鄰域，并且保證k個(gè)方向的濾波器所包含的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)相同，并且使用盡量少的方向 個(gè)數(shù)，保證方向辨識(shí)度，盡可能提取更多的方向信息，提高識(shí)別率。
【權(quán)利要求】
1. 一種靜脈圖像特征提取過(guò)程中的方向?yàn)V波器構(gòu)建方法，首先設(shè)定符合距離函數(shù)的鄰 域，并劃分k個(gè)方向： Lk = {(i, j) ： j = k(i-i〇)+j〇, i e Zp} (i, j) e local (i〇, j〇) 其中k表示方向，（' jd表示中心像素點(diǎn)，所有點(diǎn)（i, j)組成直線段Lk,圖像在直線段 Lk處響應(yīng)最強(qiáng)，其他方向響應(yīng)為0 ;其特征是：所述劃分k個(gè)方向是選取六個(gè)方向區(qū)間，其 中：方向〇為〇度；方向1角度屬于[30,31.875]區(qū)間內(nèi)；方向2為[58. 125, 60]區(qū)間內(nèi)； 方向3為90度；方向4為[120,121.875]度區(qū)間內(nèi)；方向5為[148. 125, 150]區(qū)間內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104091144SQ201410243167
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月2日
【發(fā)明者】劉婭琴, 周宇佳, 盧慧莉, 黃振鵬, 陳志剛, 聶為清, 詹恩毅, 鄧強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣東智冠實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司