專利名稱：一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手骨的身份識(shí)別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在信息化高度發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，如何準(zhǔn)確識(shí)別一個(gè)人的身份，保護(hù)信息安全是當(dāng)今信息時(shí)代必須解決的一個(gè)關(guān)鍵社會(huì)問題，這就需要身份識(shí)別系統(tǒng)。身份識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)，并且得到越來越廣泛的使用。據(jù)研究報(bào)道，越是容易獲取的生物特征，遭到人為惡意攻擊的可能性就越大。到目前為止，指紋、人臉、聲音、掌紋、步態(tài)和耳廓識(shí)別方法都存在弱點(diǎn)，對(duì)人為的修飾和偽裝難以識(shí)別。手骨識(shí)別作為一種新的身份識(shí)別方法，目的是以手骨X光片作為身份識(shí)別的依據(jù)，使“造假者”難于偽裝和修飾，提高身份識(shí)別的正確·率。但是，目前使用手掌骨骼X線片主要被用來研究骨齡的評(píng)估問題，被應(yīng)用在身份識(shí)別問題的研究還沒有。因此，這個(gè)發(fā)明本身在身份識(shí)別方式上就是一種創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于準(zhǔn)確識(shí)別個(gè)人身份的識(shí)別系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，包括采集模塊，預(yù)處理模塊，特征提取模塊，手骨數(shù)據(jù)庫，特征識(shí)別模塊，采集模塊采集手骨X光圖像傳送給預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)手骨圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)計(jì)算、灰度變換、直方圖均衡化、圖像平滑和圖像的歸一化處理，并將處理后的圖像傳送給特征提取模塊；特征提取模塊提取手骨圖像中的手骨輪廓，根據(jù)手骨輪廓圖像計(jì)算手骨輪廓特征值；特征識(shí)別模塊對(duì)手骨數(shù)據(jù)庫中預(yù)先采集的手骨圖像及其特征值進(jìn)行聚類和分類，根據(jù)特征提取模塊提供的手骨輪廓特征值對(duì)待識(shí)別的手骨圖像進(jìn)行識(shí)別。提取手骨圖像中的手骨輪廓采用適合手骨凸凹輪廓特征的Harris角點(diǎn)檢測(cè)和Snake模型提取手骨輪廓特征。根據(jù)手骨輪廓圖像計(jì)算特征值，通過計(jì)算手骨輪廓圖像的小波矩函數(shù)，得出特征值。手骨數(shù)據(jù)庫對(duì)預(yù)先采集的手骨圖像進(jìn)行聚類，通過手骨數(shù)據(jù)庫的支持向量機(jī)進(jìn)行分類訓(xùn)練。特征識(shí)別模塊將手骨輪廓圖像的特征值作為輸入，輸入到數(shù)據(jù)庫中經(jīng)過訓(xùn)練的支持向量機(jī)中，由數(shù)據(jù)庫的支持向量機(jī)分類器進(jìn)行識(shí)別。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明具有識(shí)別數(shù)據(jù)不容易偽裝，進(jìn)而識(shí)別準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)；因?yàn)槭止巧矸葑R(shí)別的數(shù)據(jù)是通過X光機(jī)拍攝的X光手骨圖片，和現(xiàn)有的指紋、人臉、聲音、掌紋、步態(tài)和耳廓識(shí)別方法數(shù)據(jù)相比，手骨數(shù)據(jù)的偽裝要改變骨骼，因而要困難很多。此外，手骨身份識(shí)別還具有良好的可擴(kuò)展性，既可以單獨(dú)作為一個(gè)實(shí)用的身份識(shí)別系統(tǒng)，也可對(duì)其它身份識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行有益地補(bǔ)充。


圖I為手骨身份識(shí)別系統(tǒng)的工作流程圖；圖2為預(yù)先建立手骨圖像數(shù)據(jù)庫的流程圖；圖3為對(duì)待識(shí)別的手骨圖像進(jìn)行分類識(shí)別的流程圖；圖4為手骨身份識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述圖I示出了一個(gè)實(shí)施例中的手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，包括以下步驟在步驟SOl中，采集模塊采集手骨X光圖像。本實(shí)施例中，由于手骨作為人體骨骼的一部分，具有唯一性，并且不容易受到破壞和模仿，因此可以利用手骨的X光圖像進(jìn)行身份識(shí)別，可提高身份識(shí)別的正確率。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，可以通過便攜式X光機(jī)對(duì)手骨進(jìn)行圖像采集。在步驟S02中，預(yù)處理模塊對(duì)手骨圖像進(jìn)行預(yù)處理。本實(shí)施例中，對(duì)手骨圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括以下步驟對(duì)采集到的手骨X光圖像進(jìn)行去噪、均衡、歸一化處理。具體操作包括形態(tài)學(xué)計(jì)算、灰度變換、直方圖均衡化、圖像平滑和圖像的歸一化等。在步驟S03中，特征提取模塊對(duì)手骨圖像進(jìn)行輪廓提取。本實(shí)施例中，采用適合手骨凸凹輪廓特征的Harris角點(diǎn)檢測(cè)和Snake模型提取手骨輪廓。首先通過計(jì)算角點(diǎn)，提取出初始輪廓的大概位置，并使用此位置作為Snake模型的初始輪廓，經(jīng)過Snake模型的不斷迭代計(jì)算，最終使手骨輪廓較為完整的被提取出來。在步驟S04中，特征提取模塊計(jì)算手骨輪廓圖像的特征值。本實(shí)施例中，通過計(jì)算公式I定義的小波矩得到圖像的特征值Wllljnjq = / Sq (r) ￥m,n(r) dr(I)其中，Sq(r)= / f(r, θ)β^θ θ , vm,n(r) = 2m/2 Ψ (2mr-n)為二進(jìn)小波函數(shù)，Ψ (r)為小波母函數(shù)，m = 0，==f(r, Θ)表示極坐標(biāo)上的二維二值圖像，e,0是變換核的角度分量。η代表小波函數(shù)在X軸上的位置，m決定了小波函數(shù)的寬度，即沿X軸的寬或窄的程度。在眾多的小波基函數(shù)中，三次B樣條小波常常用于小波分析的應(yīng)用，三次B樣條小波在空間-頻率局部性近似最優(yōu)，它的函數(shù)不僅逼近Gabor基本函數(shù)，而且還具有小波變換的多尺度特性。此外，三次B樣條小波也是緊支的，即它只在有限集中取非零值。B樣條小波是以犧牲小波基函數(shù)的正交性來換取緊支集的。本實(shí)例中的小波矩就是采用它作為母小波構(gòu)造的。具有如下形式
權(quán)利要求
1.一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，包括采集模塊，預(yù)處理模塊，特征提取模塊，手骨數(shù)據(jù)庫，特征識(shí)別模塊，其特征在于 采集模塊采集手骨X光圖像傳送給預(yù)處理模塊； 預(yù)處理模塊對(duì)手骨圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)計(jì)算、灰度變換、直方圖均衡化、圖像平滑和圖像的歸一化處理，并將處理后的圖像傳送給特征提取模塊； 特征提取模塊提取手骨圖像中的手骨輪廓，根據(jù)手骨輪廓圖像計(jì)算手骨輪廓特征值； 特征識(shí)別模塊對(duì)手骨數(shù)據(jù)庫中預(yù)先采集的手骨圖像及其特征值進(jìn)行聚類和分類，根據(jù)特征提取模塊提供的手骨輪廓特征值對(duì)待識(shí)別的手骨圖像進(jìn)行識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述提取手骨圖像中的手骨輪廓采用適合手骨凸凹輪廓特征的Harris角點(diǎn)檢測(cè)和Snake模型提取手骨輪廓特征值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述根據(jù)手骨輪廓圖像計(jì)算特征值，通過計(jì)算手骨輪廓圖像的小波矩函數(shù)，取得特征值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述根據(jù)小波矩函數(shù)，取得的特征值為W…=/ Sq (r) ￥m,n(r) dr 其中，Sq (r) = f f(r, Θ )ei0d θ，Vffljn(r) = 2m/2 Ψ (2mr-n)為二進(jìn)小波函數(shù)，Ψ (r)為小波母函數(shù)，m = O, I, 2，3，…;η = O, I, 2，…，21^1 ；q = O, I, 2，3。f (r, θ )表示極坐標(biāo)上的二維二值圖像，是變換核的角度分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述小波母函數(shù)為
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述手骨數(shù)據(jù)庫對(duì)預(yù)先采集的手骨圖像進(jìn)行聚類，通過手骨數(shù)據(jù)庫的支持向量機(jī)進(jìn)行分類訓(xùn)練。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述特征識(shí)別模塊將手骨輪廓圖像的特征值作為輸入，輸入到數(shù)據(jù)庫中經(jīng)過訓(xùn)練的支持向量機(jī)中，由數(shù)據(jù)庫的支持向量機(jī)分類器進(jìn)行識(shí)別。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手骨的身份識(shí)別系統(tǒng)。一種手骨身份識(shí)別系統(tǒng)，包括采集模塊，預(yù)處理模塊，特征提取模塊，手骨數(shù)據(jù)庫，特征識(shí)別模塊，采集模塊采集手骨x光圖像傳送給預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)手骨圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)計(jì)算、灰度變換、直方圖均衡化、圖像平滑和圖像的歸一化處理，并將處理后的圖像傳送給特征提取模塊；特征提取模塊提取手骨圖像中的手骨輪廓，根據(jù)手骨輪廓圖像計(jì)算手骨輪廓特征值；特征識(shí)別模塊對(duì)手骨數(shù)據(jù)庫中預(yù)先采集的手骨圖像及其特征值進(jìn)行聚類和分類，根據(jù)特征提取模塊提供的手骨輪廓特征值對(duì)待識(shí)別的手骨圖像進(jìn)行識(shí)別。本發(fā)明具有識(shí)別數(shù)據(jù)不容易偽裝，進(jìn)而識(shí)別準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/62GK102938055SQ20121037934
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者張菁, 張?zhí)祚Y, 董誠辰, 馬振濤, 印桂生, 王申博 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)