手指静脉特征匹配方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种手指静脉特征匹配方法和装置。其中，手指静脉特征匹配方法包括：获取手指静脉的待匹配特征；逐个计算特征库中的第一种特征与待匹配特征的第一匹配率；从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率；从特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征；逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与待匹配特征的第二匹配率；逐个判断第二匹配率是否超过第二阈值；如果判断出第二匹配率超过第二阈值，确定特征库中存在与待匹配特征相匹配的特征。通过本发明，达到了提高手指静脉特征识别的准确性的效果。
【专利说明】手指静脉特征匹配方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及手指静脉识别领域，具体而言，涉及一种手指静脉特征匹配方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 生物特征识别技术是利用人的生理特征或行为特征，来进行个人身份的鉴定。传 统的身份认证由于极易伪造和丢失，越来越难以满足社会的需求，目前最为便捷与安全的 解决方案就是生物识别技术。生物识别技术不但简洁快速，而且利用它进行身份的认定，安 全、可靠、准确。同时易于配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。
[0003] 每个个体都有唯一的可以测量或可自动识别和验证的生物特征，可划分为生理特 征（如指纹、面相、虹膜、指静脉等）和行为特征（如步态、声音、笔迹等）。
[0004] 手指静脉识别是依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定 波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。通过对获取的图像进行分析、处 理，得到手指静脉的生物特征，再将得到的手指静脉特征信息与事先注册的手指静脉特征 进行比对，从而确认用户身份。
[0005] 手指静脉识别技术因具有活体识别、内部特征、非接触式、安全等级高等特点，近 年来备受关注。手指静脉识别最早是由日立公司开始研宄的。2000年日立公司首次提出手 指静脉应用于个人身份的鉴定的方法。2004年，日立公司发表了 Naoto Miuta等几位工程 师关于提取手指静脉特征的成果。截至2007年3月的统计数据表明：日本70%的自动存 取款机都搭载了手指静脉认证设备。2009年7月，日立公司展出了配有手指静脉认证装置 的自动售货机，用手指静脉配合信用卡直接结账。
[0006] 然而，随着手指静脉的应用越来越广泛，注册和存储的手指静脉特征信息量越来 越大，在这种情况下，具有相似的手指静脉特征也会越来越多，这将导致现有的识别方案中 对手指静脉特征识别的准确性降低。
[0007] 针对现有技术中手指静脉特征识别的准确性低的问题，目前尚未提出有效的解决 方案。
【发明内容】
[0008] 本发明的主要目的在于提供一种手指静脉特征匹配方法和装置，以解决现有技术 中手指静脉特征识别的准确性低的问题。
[0009] 为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种手指静脉特征匹 配方法。根据本发明的手指静脉特征匹配方法包括：获取手指静脉的待匹配特征；逐个计 算特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配率，所述第一匹配率用于反映所述 特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的匹配程度，所述特征库为预先存储有多个手指 静脉特征的特征库，所述多个手指静脉特征中的每一个特征包括所述第一种特征和第二种 特征；从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率；从所述特征库中查 找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征；逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二 种特征与所述待匹配特征的第二匹配率，所述第二匹配率用于反映所述特征库中的第二种 特征与所述待匹配特征的匹配程度；逐个判断所述第二匹配率是否超过第二阈值；以及如 果判断出所述第二匹配率超过所述第二阈值，确定所述特征库中存在与所述待匹配特征相 匹配的特征。
[0010] 进一步地，逐个计算特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配率包 括：按照第一预设步长逐个从所述第一种特征上选择第一匹配位置，其中，所述第一预设步 长包括第一横向步长和第一纵向步长，所述第一横向步长和第一纵向步长中至少一个步长 大于1 ;按照模板匹配方法从选择的第一匹配位置中计算得到最匹配的第一位置；以及计 算在所述最匹配的第一位置处的第一种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为所述第一匹 配率。
[0011] 进一步地，逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配特征 的第二匹配率包括：按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特征上 选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二 横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大于1 ;按照模板匹配方法从选择的第二匹配位 置中计算得到最匹配的第二位置；以及计算在所述最匹配的第二位置处的第二种特征与所 述待匹配特征的匹配率，作为所述第二匹配率。
[0012] 进一步地，逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配特征 的第二匹配率包括：按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特征上 选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二 横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大于1 ;按照模板匹配方法从选择的第二匹配位 置中计算得到最匹配的第二位置；按照所述模板匹配方法在计算得到的最匹配的第二位置 周围预设范围内重新计算得到最佳匹配点；计算在所述最佳匹配点处的第二种特征与所述 待匹配特征的匹配率，作为所述第二匹配率。
[0013] 进一步地，在从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率之 后，所述手指静脉特征匹配方法还包括：对确定出的大于第一阈值的第一匹配率进行排序； 按照匹配率的大小从排序后的第一匹配率中选择前N个第一匹配率，其中，N为预设值，其 中，从所述特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征包括：从所述特征库中 查找与选择的前N个第一匹配率对应的第一种特征。
[0014] 进一步地，所述第一种特征为平均曲率特征，所述第二种特征为最大曲率特征。
[0015] 为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种手指静脉特征匹 配装置。根据本发明的手指静脉特征匹配装置包括：获取单元，用于获取手指静脉的待匹配 特征；第一计算单元，用于逐个计算特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配 率，所述第一匹配率用于反映所述特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的匹配程度， 所述特征库为预先存储有多个手指静脉特征的特征库，所述多个手指静脉特征中的每一个 特征包括所述第一种特征和第二种特征；第一确定单元，用于从计算得到的第一匹配率中 确定出大于第一阈值的第一匹配率；查找单元，用于从所述特征库中查找与确定出的第一 匹配率对应的第一种特征；第二计算单元，用于逐个计算与查找到的第一种特征对应的第 二种特征与所述待匹配特征的第二匹配率，所述第二匹配率用于反映所述特征库中的第二 种特征与所述待匹配特征的匹配程度；判断单元，用于逐个判断所述第二匹配率是否超过 第二阈值；以及第二确定单元，用于如果判断出所述第二匹配率超过所述第二阈值，确定所 述特征库中存在与所述待匹配特征相匹配的特征。
[0016] 进一步地，所述第一确定单元包括：第一选择模块，用于按照第一预设步长逐个从 所述第一种特征上选择第一匹配位置，其中，所述第一预设步长包括第一横向步长和第一 纵向步长，所述第一横向步长和第一纵向步长中至少一个步长大于1 ;第一计算模块，用于 按照模板匹配方法从选择的第一匹配位置中计算得到最匹配的第一位置；以及第二计算模 块，用于计算在所述最匹配的第一位置处的第一种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为 所述第一匹配率。
[0017] 进一步地，所述第二计算单元包括：第二选择模块，用于按照第二预设步长逐个从 与查找到的第一种特征对应的第二种特征上选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长 包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大 于1 ;第三计算模块，用于按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的 第二位置；以及第四计算模块，用于计算在所述最匹配的第二位置处的第二种特征与所述 待匹配特征的匹配率，作为所述第二匹配率。
[0018] 进一步地，所述第二计算单元包括：第三选择模块，用于按照第二预设步长逐个从 与查找到的第一种特征对应的第二种特征上选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长 包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大 于1 ;第五计算模块，用于按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的 第二位置；第六计算模块，用于按照所述模板匹配方法在计算得到的最匹配的第二位置周 围预设范围内重新计算得到最佳匹配点；第七计算模块，用于计算在所述最佳匹配点处的 第二种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为所述第二匹配率。
[0019] 进一步地，所述手指静脉特征匹配装置还包括：排序单元，用于在从计算得到的第 一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率之后，对确定出的大于第一阈值的第一匹配 率进行排序；选择单元，用于按照匹配率的大小从排序后的第一匹配率中选择前N个第一 匹配率，其中，N为预设值，其中，所述查找单元包括：查找模块，用于从所述特征库中查找 与选择的前N个第一匹配率对应的第一种特征。
[0020] 根据本发明实施例，通过在特征库中存储有手指静脉特征的第一种特征和第二种 特征，将待匹配特征与特征库中第一种特征和第二种特征分别进行匹配，从而提高手指静 脉特征匹配的准确性，解决了现有技术中手指静脉特征识别的准确性低的问题，达到了提 高手指静脉特征识别的准确性的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0022] 图1是根据本发明实施例的手指静脉特征匹配方法的流程图；以及
[0023] 图2是根据本发明实施例的手指静脉特征匹配装置的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0026] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使 用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语"包括"和 "具有"以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元 的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有 清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027] 本发明实施例提供了一种手指静脉特征匹配方法。
[0028] 图1是根据本发明实施例的手指静脉特征匹配方法的流程图。如图1所示，该手 指静脉特征匹配方法包括步骤如下：
[0029] 步骤S102,获取手指静脉的待匹配特征。
[0030] 由于手指静脉识别是依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用 特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。通过对获取的图像进行分析、 处理，可以得到手指静脉的生物特征，获取该特征，作为待匹配特征与特征库中的特征进行 匹配。
[0031] 步骤S104,逐个计算特征库中的第一种特征与待匹配特征的第一匹配率。第一 匹配率用于反映特征库中的第一种特征与待匹配特征的匹配程度，特征库为预先存储有多 个手指静脉特征的特征库，多个手指静脉特征中的每一个特征包括第一种特征和第二种特 征。
[0032] 特征库中存储有大量的手指静脉特征，该手指静脉特征包括多种用于反映手指静 脉的特征，例如最大曲率特征、平均曲率特征等等，其中，一个手指静脉对应有一个最大曲 率特征和一个平均曲率特征。
[0033] 本发明实施例中优选第一种特征为平均曲率特征，第二种特征为最大曲率特征。
[0034] 具体地，在获取到手指静脉的图像特征之后，可以从该图像特征上提取第一种特 征和第二种特征，将提取的第一种特征与特征库中的第一种特征逐个进行匹配，并计算与 特征库中每个第一种特征的匹配率即第一匹配率，该匹配率的值越大，则表面待匹配特征 与特征库中的特征越相似。
[0035] 步骤S106,从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率。
[0036] 步骤S108,从特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征。
[0037] 在计算得到第一匹配率之后，将计算得到的第一匹配率与第一阈值进行比较，确 定出大于第一阈值的第一匹配率，从特征库中查找到大于第一阈值的第一种特征，其中，该 第一阈值可以根据需要进行设置。通过设置第一阈值，可以减少进行后续匹配的特征的数 量，提高特征匹配效率。
[0038] 优选地，在从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阈值的第一匹配率之后， 手指静脉特征匹配方法还包括：对确定出的大于第一阈值的第一匹配率进行排序；按照匹 配率的大小从排序后的第一匹配率中选择前N个第一匹配率，其中，N为预设值，其中，从特 征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征包括：从特征库中查找与选择的前N 个第一匹配率对应的第一种特征。
[0039] 在确定出大于第一阈值的第一匹配率之后，该第一匹配率的数量会很大，该实施 例中，优选匹配率最大的前N个第一匹配率进行后续匹配计算，这样，可以进一步减少匹配 的特征的数量，提高匹配速度。
[0040] 步骤Sl 10,逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与待匹配特征的第 二匹配率，第二匹配率用于反映特征库中的第二种特征与待匹配特征的匹配程度。
[0041] 步骤S112,逐个判断第二匹配率是否超过第二阈值。
[0042] 步骤S114,如果判断出第二匹配率超过第二阈值，则确定特征库中存在与待匹配 特征相匹配的特征。
[0043] 由于一个手指静脉特征包括第一种特征和第二种特征，在查找出的满足条件的第 一种特征之后，可以从特征库中确定出与查找出的第一种特征相应的第二种特征，逐个计 算与待匹配特征的匹配率即第二匹配率。
[0044] 在计算得到第二匹配率之后，由于确定出的第一匹配率可以为多个，相应的计算 出的第二匹配率也可以是多个，判断第二匹配率是否超过第二阈值具体为根据计算得到的 多个第二匹配率逐个进行判断，只要有超过第二阈值的，则表明特征库中存在与待匹配特 征相匹配的特征，反之，如果所有第二匹配率均不超过第二阈值，则表明特征库中不存在与 待匹配特征相匹配的特征，返回匹配失败。
[0045] 为了更清楚地描述本方案，下面以表1为例进行说明。
[0046] 表 1
[0047]
【权利要求】
1. 一种手指静脉特征匹配方法，其特征在于，包括： 获取手指静脉的待匹配特征； 逐个计算特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配率，所述第一匹配率用 于反映所述特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的匹配程度，所述特征库为预先存储 有多个手指静脉特征的特征库，所述多个手指静脉特征中的每一个特征包括所述第一种特 征和第二种特征； 从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阔值的第一匹配率； 从所述特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征； 逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配特征的第二匹配率， 所述第二匹配率用于反映所述特征库中的第二种特征与所述待匹配特征的匹配程度； 逐个判断所述第二匹配率是否超过第二阔值；W及 如果判断出所述第二匹配率超过所述第二阔值，则确定所述特征库中存在与所述待匹 配特征相匹配的特征。
2. 根据权利要求1所述的手指静脉特征匹配方法，其特征在于，逐个计算特征库中的 第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配率包括： 按照第一预设步长逐个从所述第一种特征上选择第一匹配位置，其中，所述第一预设 步长包括第一横向步长和第一纵向步长，所述第一横向步长和第一纵向步长中至少一个步 长大于1 ; 按照模板匹配方法从选择的第一匹配位置中计算得到最匹配的第一位置；W及 计算在所述最匹配的第一位置处的第一种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为所述 第一匹配率。
3. 根据权利要求1或者2所述的手指静脉特征匹配方法，其特征在于，逐个计算与查找 到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配特征的第二匹配率包括： 按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特征上选择第二匹配 位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二横向步长和第 二纵向步长中至少一个步长大于1 ; 按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的第二位置；W及 计算在所述最匹配的第二位置处的第二种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为所述 第二匹配率。
4. 根据权利要求1或者2所述的手指静脉特征匹配方法，其特征在于，逐个计算与查找 到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配特征的第二匹配率包括： 按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特征上选择第二匹配 位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述第二横向步长和第 二纵向步长中至少一个步长大于1 ; 按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的第二位置； 按照所述模板匹配方法在计算得到的最匹配的第二位置周围预设范围内重新计算得 到最佳匹配点； 计算在所述最佳匹配点处的第二种特征与所述待匹配特征的匹配率，作为所述第二匹 配率。
5. 根据权利要求1所述的手指静脉特征匹配方法，其特征在于，在从计算得到的第一 匹配率中确定出大于第一阔值的第一匹配率之后，所述手指静脉特征匹配方法还包括； 对确定出的大于第一阔值的第一匹配率进行排序； 按照匹配率的大小从排序后的第一匹配率中选择前N个第一匹配率，其中，N为预设 值， 其中，从所述特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征包括：从所述特 征库中查找与选择的前N个第一匹配率对应的第一种特征。
6. 根据权利要求1所述的手指静脉特征匹配方法，其特征在于，所述第一种特征为平 均曲率特征，所述第二种特征为最大曲率特征。
7. -种手指静脉特征匹配装置，其特征在于，包括： 获取单元，用于获取手指静脉的待匹配特征； 第一计算单元，用于逐个计算特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的第一匹配 率，所述第一匹配率用于反映所述特征库中的第一种特征与所述待匹配特征的匹配程度， 所述特征库为预先存储有多个手指静脉特征的特征库，所述多个手指静脉特征中的每一个 特征包括所述第一种特征和第二种特征； 第一确定单元，用于从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阔值的第一匹配率； 查找单元，用于从所述特征库中查找与确定出的第一匹配率对应的第一种特征； 第二计算单元，用于逐个计算与查找到的第一种特征对应的第二种特征与所述待匹配 特征的第二匹配率，所述第二匹配率用于反映所述特征库中的第二种特征与所述待匹配特 征的匹配程度； 判断单元，用于逐个判断所述第二匹配率是否超过第二阔值；W及 第二确定单元，用于如果判断出所述第二匹配率超过所述第二阔值，则确定所述特征 库中存在与所述待匹配特征相匹配的特征。
8. 根据权利要求7所述的手指静脉特征匹配装置，其特征在于，所述第一确定单元包 括： 第一选择模块，用于按照第一预设步长逐个从所述第一种特征上选择第一匹配位置， 其中，所述第一预设步长包括第一横向步长和第一纵向步长，所述第一横向步长和第一纵 向步长中至少一个步长大于1 ; 第一计算模块，用于按照模板匹配方法从选择的第一匹配位置中计算得到最匹配的第 一位置；W及 第二计算模块，用于计算在所述最匹配的第一位置处的第一种特征与所述待匹配特征 的匹配率，作为所述第一匹配率。
9. 根据权利要求7或者8所述的手指静脉特征匹配装置，其特征在于，所述第二计算单 元包括： 第二选择模块，用于按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特 征上选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述 第二横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大于1 ; 第=计算模块，用于按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的第 二位置；W及 第四计算模块，用于计算在所述最匹配的第二位置处的第二种特征与所述待匹配特征 的匹配率，作为所述第二匹配率。
10. 根据权利要求7或者8所述的手指静脉特征匹配装置，其特征在于，所述第二计算 单元包括： 第=选择模块，用于按照第二预设步长逐个从与查找到的第一种特征对应的第二种特 征上选择第二匹配位置，其中，所述第二预设步长包括第二横向步长和第二纵向步长，所述 第二横向步长和第二纵向步长中至少一个步长大于1 ; 第五计算模块，用于按照模板匹配方法从选择的第二匹配位置中计算得到最匹配的第 二位置； 第六计算模块，用于按照所述模板匹配方法在计算得到的最匹配的第二位置周围预设 范围内重新计算得到最佳匹配点； 第走计算模块，用于计算在所述最佳匹配点处的第二种特征与所述待匹配特征的匹配 率，作为所述第二匹配率。
11. 根据权利要求7所述的手指静脉特征匹配装置，其特征在于，所述手指静脉特征匹 配装置还包括： 排序单元，用于在从计算得到的第一匹配率中确定出大于第一阔值的第一匹配率之 后，对确定出的大于第一阔值的第一匹配率进行排序； 选择单元，用于按照匹配率的大小从排序后的第一匹配率中选择前N个第一匹配率， 其中，N为预设值， 其中，所述查找单元包括：查找模块，用于从所述特征库中查找与选择的前N个第一匹 配率对应的第一种特征。
【文档编号】G06K9/46GK104463175SQ201410815135
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】周淑娟 申请人:智慧眼（湖南）科技发展有限公司