為本發(fā)明所述手指旋轉(zhuǎn)放置時(shí)歸一化靜脈圖像；
[0027] 圖7為圖5的在垂直方向上灰度值累加值分布圖；
[0028] 圖8為圖6的在垂直方向上灰度值累加值分布圖；
[0029] 圖9為本發(fā)明所述的基于圖5的雙滑動(dòng)窗灰度值累加值之差的分布圖；
[0030] 圖10為本發(fā)明所述的基于圖6的雙滑動(dòng)窗灰度值累加值之差的分布圖；
[0031] 圖11為本發(fā)明所述方法定位圖5圖像的骨關(guān)節(jié)位置；
[0032] 圖12為本發(fā)明所述方法定位圖6圖像的骨關(guān)節(jié)位置。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。
[0034] 實(shí)施例1:
[0035] (1)首先將采集的手指靜脈圖像歸一化到128X320坐標(biāo)系中，
[0036] (2)建立雙滑動(dòng)窗模型
[0037]兩個(gè)滑動(dòng)窗(標(biāo)記為W1和W2)的高度(沿垂直方向，用i表示)設(shè)定為h，寬度(沿水平 方向，用j表示)設(shè)定為《，如圖3所示。兩個(gè)滑動(dòng)窗和定位線1P(稱為雙滑動(dòng)窗模型）同時(shí)沿j 方向滑動(dòng)，i方向不變。設(shè)W1 j和W2 j分別為雙滑動(dòng)窗W1和W2的滑動(dòng)矩陣，則滑動(dòng)矩陣表示為：
[0038] ffij(x,y) = I[(l:h), (j: j+w)], je[l,320-2w-b] (1)
[0039] ff2j(x,y) = I[(1:h),(w+b:j+w)],j ￡[w+b,320-w] (2)
[0040] 其中，j也為滑動(dòng)窗的水平方向的滑動(dòng)范圍，滑動(dòng)范圍指的是雙滑動(dòng)窗模型沿圖像 水平方向從最左端移到最右端，每次移動(dòng)1個(gè)像素?？紤]到雙滑動(dòng)窗模型本身的寬度，所以 左邊滑動(dòng)窗W1的滑動(dòng)范圍起始值為1，終止值為圖像的水平尺寸320減去兩個(gè)窗的寬度2w及 兩個(gè)窗的間隔b(即320-2w-b)，而右邊滑動(dòng)窗W2的滑動(dòng)范圍起始值為左邊滑動(dòng)窗的寬度w加 兩個(gè)窗的間隔b(即w+b)，終止值為圖像的水平尺寸320減去一個(gè)窗的寬度w(即320-w))，b為 滑動(dòng)窗W1和W2的間距，取值為1到5像素。
[0041 ] (2)雙滑動(dòng)窗內(nèi)灰度值之和計(jì)算
[0042]如圖3所示，兩個(gè)滑動(dòng)窗設(shè)置完全相同，兩個(gè)滑動(dòng)窗構(gòu)成的雙滑動(dòng)窗模型是作為一 個(gè)整體沿圖像的水平方向即j方向滑動(dòng)的，是同時(shí)滑動(dòng)的。每往j方向滑動(dòng)一個(gè)像素，就分別 計(jì)算一次兩個(gè)滑動(dòng)窗內(nèi)各像素點(diǎn)的灰度值之和。計(jì)算完后，將雙滑動(dòng)窗模型向j方向移動(dòng)1 個(gè)像素，如此反復(fù)，直到雙滑動(dòng)窗模型移到圖像的最右端。
[0043]當(dāng)雙滑動(dòng)窗模型沿j方向滑動(dòng)時(shí)，分別對(duì)W1和W2這兩個(gè)窗中所有像素點(diǎn)的灰度值 累加求和。設(shè)分別表不W1和W2窗內(nèi)的灰度值累加和，可表不為
[0044]
[0045]
[0046] 其中，h和w分別表示W(wǎng)1和W2窗的高度和寬度。
[0047] (3)骨關(guān)節(jié)位置確定
[0048]對(duì)上述兩個(gè)窗的灰度值累加值進(jìn)行相減，所得的極小值為骨關(guān)節(jié)在上述坐標(biāo)系的 圖像中沿水平方向上的值，來定位骨關(guān)節(jié)的具體位置。
[0049]設(shè)定1PS骨關(guān)節(jié)位置在j方向上的值，則骨關(guān)節(jié)位置可表示為IP = I(i，lP)，i = l， 2,…，128,1P的計(jì)算如下：
[0050]
(5)
[0051 ]采用上述實(shí)施例的具體試驗(yàn)結(jié)果如下：圖5和圖6分別為同一枚手指在正常放置時(shí) 和旋轉(zhuǎn)放置時(shí)的歸一化靜脈圖像（128 X 320 )，圖9和圖10分別為對(duì)應(yīng)圖5和圖6的用本發(fā)明 方法得到的兩個(gè)滑動(dòng)窗內(nèi)灰度值累加值之差的分布圖（h的取值為120~128，w的取值為30 ~40，b的取值為1~5);由圖9中極小值的位置可定出圖5的手指骨關(guān)節(jié)位置，見圖11中定位 線1 P所示；由圖10中極小值的位置可定出圖6的手指骨關(guān)節(jié)位置，見圖12中定位線1P所示。由 圖11和圖12可知，當(dāng)手指正常放置時(shí)和旋轉(zhuǎn)放置時(shí)，用本發(fā)明述及方法所確定的手指骨關(guān) 節(jié)位置是一致的。也就是說，當(dāng)采集手指靜脈圖像時(shí)，若手指發(fā)生旋轉(zhuǎn)，運(yùn)用本發(fā)明方法也 能定位得到正確的骨關(guān)節(jié)位置。故利用本發(fā)明述及的方法能有效消除手指旋轉(zhuǎn)等因素對(duì)骨 關(guān)節(jié)定位的影響，能顯著提高骨關(guān)節(jié)定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性及個(gè)人身份識(shí)別性能。
[0052] 實(shí)施例2:
[0053] 對(duì)于同一個(gè)人的同一枚手指在不同時(shí)刻采集的手指靜脈圖像，為了盡可能保證提 取的感興趣區(qū)域(R0I)具有好的一致性，本實(shí)施例提供的手指靜脈圖像感興趣區(qū)域(R0I)的 設(shè)定方法，其設(shè)定符合以骨關(guān)節(jié)位置為基準(zhǔn)確定的范圍：
[0054] 設(shè)IRQI表示手指靜脈圖像的感興趣區(qū)域(R0I)，以骨關(guān)節(jié)位置IP = I(i，lP)，i = l， 2,…，128為基準(zhǔn)，在歸一化圖像中，?。╥ = l，2,…，128;j = lP-160)為其左邊界線，取（i = 1，2，…，128; j = 1Ρ+49)為其右邊界線，獲得R0I區(qū)域如圖4所示，表示為IRQI，且IRQI = I (i，
[0055] 本實(shí)施例提供的手指靜脈圖像感興趣區(qū)域(R0I)的設(shè)定方法，其設(shè)定符合以骨關(guān) 節(jié)位置為基準(zhǔn)確定的范圍。如果骨關(guān)節(jié)位置定位正確并穩(wěn)定，能夠保證同一個(gè)人的同一枚 手指在不同時(shí)刻采集的手指靜脈圖像提取的感興趣區(qū)域(R0I) -致性好，故能提高識(shí)別精 度。
[0056] 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說， 其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等 同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種人體手指靜脈圖像骨關(guān)節(jié)定位方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 采集人體手指靜脈圖像，并將采集的圖像歸一化到Μ X N坐標(biāo)系中； (2) 在上述坐標(biāo)系的圖像上建立雙滑動(dòng)窗模型，兩個(gè)滑動(dòng)窗的滑動(dòng)矩陣表示為： Wij(x,y) = I[(l：h),(j: j+w)], je[l,N-2w-b] W2j(x,y) = I[(l:h), (w+b: j+w) ], j ￡ [w+b,N-w] 其中，j為滑動(dòng)窗在水平方向上的滑動(dòng)范圍，b為兩個(gè)滑動(dòng)窗的間距，h為兩個(gè)滑動(dòng)窗沿 垂直方向的高度，w為每個(gè)滑動(dòng)窗沿水平方向的寬度，W1 j和W2j分別為雙滑動(dòng)窗的滑動(dòng)矩 陣； (3) 根據(jù)建立的兩個(gè)滑動(dòng)窗的滑動(dòng)矩陣，在雙滑動(dòng)窗模型同時(shí)沿上述坐標(biāo)系圖像的水 平方向滑動(dòng)過程中，分別對(duì)兩個(gè)窗內(nèi)各像素點(diǎn)的灰度值累加求和； (4) 對(duì)上述兩個(gè)窗的灰度值累加值進(jìn)行相減，所得的極小值為骨關(guān)節(jié)在上述坐標(biāo)系的 圖像中沿水平方向上的值，來定位骨關(guān)節(jié)的具體位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體手指靜脈圖像骨關(guān)節(jié)定位方法，其特征在于:所述兩 個(gè)滑動(dòng)窗的設(shè)置完全相同，兩個(gè)滑動(dòng)窗間隔b的取值范圍為1到5個(gè)像素。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人體手指靜脈圖像骨關(guān)節(jié)定位方法，包括對(duì)人體手指靜脈圖像采集和歸一化到坐標(biāo)系中，然后通過雙滑動(dòng)窗模型定位靜脈圖像骨關(guān)節(jié)位置，該方法由以下步驟組成：(1)建立雙滑動(dòng)窗模型，(2)對(duì)雙滑動(dòng)窗內(nèi)各像素點(diǎn)的灰度值分別累加求和，(3)找出滑動(dòng)過程中的最小值，即為骨關(guān)節(jié)位置。本發(fā)明所述的手指靜脈圖像骨關(guān)節(jié)定位方法，不僅可對(duì)無光干擾時(shí)的靜脈圖像實(shí)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)準(zhǔn)確定位，而且能對(duì)有光干擾時(shí)的靜脈圖像實(shí)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)準(zhǔn)確定位，可得到更好的識(shí)別效果。
【IPC分類】G06K9/32, G06K9/00, G06T7/00
【公開號(hào)】CN105512629
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510890118
【發(fā)明人】劉婭琴, 邱世榮, 黃靖, 楊豐
【申請(qǐng)人】南方醫(yī)科大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日