[发明专利]一种基于手形和掌纹识别的快速身份验证方法

说明书

技术领域

本发明属于生物特征身份识别技术领域，具体涉及一种基于手形和掌纹识别的快速身份验证方法。

背景技术

安全、稳定、方便和高效的身份验证是避免和抑制公共安全事件发生的一个重要环节。身份验证广泛应用在银行、公安、海关、电子商务、网络安全以及考勤、门禁系统等所有需要验证个人身份的场合。

传统的身份识别技术常常是利用与人相关的实物或者依靠记忆相关的指令进行确认，而这些身份识别方法往往存在丢失、损坏、伪造、遗忘、被盗用和不便携带等缺点。生物特征身份识别是根据人的生理特征(如语音、指纹、手形、掌纹、面部特征、虹膜等)或行为特征(如步态、签名、击键特征等)来验证或辨识一个人身份的，能够克服以上问题。在我国《2006-2020年国家中长期科学和技术发展纲要》中，生物特征识别技术分别被列为重点领域、优先主题和前沿技术中的一个重要研究内容。

手是人与外界接触最频繁、最方便的人体部分，用手作为身份识别非常方便，也容易被用户接受。用手作为生物识别的生物特征包括指纹、指节纹、手形、掌纹、手掌静脉与手指静脉等。基于手掌单一特征的生物识别系统已经在一定特点的或具体的领域得到了实际应用，其中尤以指纹识别的应用最早、最广泛、也最为成熟。但在实际应用中这些单一生物特征识别由于现有的技术条件或生物特征固有的性质缺陷，使得单一生物特征识别技术的优缺点共存，同时会造成手掌其他信息的浪费，因此需要采用多特征融合的方法解决上述问题。

最新的手部多特征融合方法研究表明，目前对手形和掌纹这两种生物特征串联融合均采用双层筛选的方法，即首先利用手形特征对训练库中的模板进行一次粗匹配，再利用掌纹特征对选出来的模板进行一次细匹配。在利用手形特征进行粗匹配时，可以把那些差异性较大的模板在第一次进行搜索时就给排除掉，从而使得进行细匹配时的搜索空间减少，节省时间，也可以将掌纹相似但手形差异性较大的那些模板给去除掉，从而在提升识别速度的同时，也能达到较好的识别效果。但通过实验发现随着训练样本集的改变，粗匹配阈值和细匹配阀值也有可能需要发生改变，当粗匹配阈值和细匹配阀值的取值对一个训练样本集来说是最佳时，并不意味着它们同样对另一个训练样本集也是最佳的选择，严重影响识别率；此外在识别速度上也存在明显的不足之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于手形和掌纹识别的快速身份验证方法，解决了现有手部多特征融合识别技术识别速度慢、识别率低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种基于手形和掌纹识别的快速身份验证方法，采集手部图像并从中分离出手形和掌纹特征，将提取的注册用户的手形特征和掌纹特征作为模板连同用户的个人标识存储到注册模板库中；设定阈值将拍摄的手部图像提取的手形特征与注册模板库中的手形特征进行比对；然后确认标识名是否相同，如相同，则确认为合法用户；如不相同，则需要使用掌纹识别来确认，设定阈值将拍摄的手部图像提取的掌纹特征与注册模板库中的掌纹特征进行比对，如掌纹特征比对成功，并确认标识名是否相同，标识名相同则确认为合法用户，否则为假冒用户，予以拒绝。

本发明的特点还在于，

具体包括以下步骤：

步骤1：人手图像采集

将手自然张开，放在数码照相机前，利用数码照相机获取手部图像，并对其进行标识命名；

步骤2：人手图像共享预处理

对步骤1获取的手部图像进行预处理，包括灰度化、高斯滤波、二值化、轮廓提取，得到手形轮廓线；

步骤3：手部关键点定位

对步骤2获得的手形轮廓线除大拇指以外的其余四个手指的指尖及指根点定位，通过扫描线定位指尖点的方法定位指尖点，得到食指、中指、无名指和小指的四个指尖点A1、A2、A3、A4；通过手形顶点缺陷定位指根点及圆模板定位法定位指根点，得到食指、中指、无名指和小指之间的三个内侧指根点B2、B3、B4以及食指、小拇指的外侧指根点B1、B5；

步骤4：选择操作步骤

如果用户已注册，则直接执行步骤6；如果没有注册则先执行步骤5，再执行步骤6；

步骤5：注册

步骤5.1：手形特征点提取，根据步骤3定位出的手形指尖点和指根点，计算出四个手指的绝对长度和平均宽度，以四个手指的绝对长度和平均宽度构成手形的特征矢量；

步骤5.2：对掌纹图像进行旋转矫正、提取感兴趣区域、下采样后期处理，然后进行掌纹特征提取；

步骤5.3：将提取的手形特征和掌纹特征作为模板连同用户的个人标识存储到注册模板库中，得到包括手形和掌纹的用户注册手部图像信息；