基于全局匹配方法LBPV的指靜脈識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、指靜脈識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是一種穩(wěn)定可靠的生物識(shí)別技術(shù)。它不僅是一種非侵入性和可靠的身份識(shí)別技術(shù),并且由于采用了十分安全的非接觸識(shí)別手段而被用戶廣泛接受?；谥胳o脈識(shí)別技術(shù)的身份認(rèn)證設(shè)備僅需采用單芯片設(shè)計(jì),因而體積相對(duì)較小、便攜性高且成本低廉,可以安裝在任何位置,方便易用。隨著年齡的增長(zhǎng),像指紋、人臉和虹膜等類似表面屬性很可能會(huì)發(fā)生變化,然而指靜脈卻可以保持不變。每個(gè)人都具有唯一且不會(huì)隨年齡而變化的靜脈模式,而且得益于在手指內(nèi)部,指靜脈

2、不會(huì)受到皮膚表面環(huán)境條件等外部因素的影響,因此指靜脈識(shí)別技術(shù)是一種非常穩(wěn)定可靠的技術(shù)。更重要的是,由于指靜脈只在紅外光下可見(jiàn),所以針對(duì)指靜脈的篡改攻擊是非常困難的。
　　模式識(shí)別的核心問(wèn)題之一是在模式域中尋找已知不變量。由于在方向、尺度或其他視覺(jué)特征上的變化,真實(shí)世界中的圖像通常并不總是一致的。因此指靜脈識(shí)別面臨的最大挑戰(zhàn)便是保持特征的旋轉(zhuǎn)不變性。而且,指靜脈識(shí)別同樣會(huì)明顯受到指靜脈紅外圖像質(zhì)量及有限的指靜脈紋理信息的影響?，F(xiàn)有的

3、大多數(shù)指靜脈識(shí)別方法都假設(shè)任意圖像都是在相同方向上得到的。然而,為了確保角度和距離保持恒定而試圖控制外部環(huán)境顯然是不切實(shí)際的。
　　過(guò)去的指靜脈識(shí)別研究工作一般集中于通過(guò)將不同方法結(jié)合在一起來(lái)解決靜脈識(shí)別技術(shù)中的挑戰(zhàn)。本論文提出了一種基于LBPV的方法,并且將局部對(duì)比度信息轉(zhuǎn)化為一維LBP直方圖。PBPV既不需要量化也不需要訓(xùn)練。這里采用了全局匹配方法以進(jìn)一步提高匹配效率,采用了距離測(cè)量法來(lái)降低特征的維數(shù)。通過(guò)二值化和 LBPV,

4、可以利用高斯匹配濾波器來(lái)進(jìn)行特征提取。為了避免使用不同的方法,高斯匹配濾波器是完全卷積的。這不僅降低了計(jì)算量,而且大大擴(kuò)展了指靜脈識(shí)別技術(shù)在小型個(gè)人生物識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,如生物安保、生物鑰匙、智能門把手、智能門鎖等。而自動(dòng)取款機(jī)、ATM機(jī)的實(shí)際應(yīng)用充分說(shuō)明了該類系統(tǒng)的魯棒性。其他指靜脈識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用還包括計(jì)算機(jī)日志管理插件、POS認(rèn)證、考勤機(jī)、物理訪問(wèn)控制系統(tǒng)等。
　　實(shí)驗(yàn)中采用的指靜脈數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)自于10個(gè)不同年齡段參與者的800

5、個(gè)手指。指靜脈樣本是從每個(gè)參與者除拇指以外的四個(gè)手指中采集的,每個(gè)手指采集20個(gè)樣本。針對(duì)每個(gè)手指靜脈的樣本集合繪制直方圖和ROC曲線。經(jīng)實(shí)驗(yàn)觀察,基于LBPV的方法取得了相對(duì)較好的效果。通過(guò)與其他已有算法對(duì)比,發(fā)現(xiàn)本文提出的方法效果更好。因此可以將LBPV方法應(yīng)用到指靜脈識(shí)別中。為了測(cè)試LBPV特征的區(qū)分能力,我們使用了支持向量機(jī)。從每個(gè)參與者指靜脈樣本集合中選擇50％的樣本作為訓(xùn)練集,而剩余的樣本作為測(cè)試集。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),本文提出的算