非控制环境下手指静脉纹路提取及识别方法研究

Finger vein recognition is one essential biometric technique as its inherent advantages (e.g., living body identification and internal characteristic). In recent years, some improvements have been achieved in finger vein recognition, but there are still some challenges. Two urgent ones are: (1) Finger vein pattern extraction and recognition; (2) The effect of the uncontrolled environment to vein pattern based recognition. So, this project focuses on the vein pattern extraction and recognition under uncontrolled environment, and tries to study: (a) The integrated correction method to enhance the robustness of finger vein recognition system to the image deformation problem; (b) Robust vein pattern extraction method to overcome the image quality problem; (c) Vein feature based recognition (i.e., matching and indexing) method to improve the accuracy and efficiency of the recognition system. The overall goal of this project is aiming at the applications in uncontrolled environment and establishing vein pattern based recognition system to heighten the performance and robustness of finger vein recognition.

手指静脉识别因其具有活体识别、内部特征等固有优势已成为生物识别家族中不可缺少的一员。近年来，手指静脉识别的研究取得了很大进展，但仍存在一些困难和挑战亟待解决。较为突出的两个问题为：（1）手指静脉纹路的提取及识别；（2）非控制环境对静脉纹路提取及识别的影响。针对这两个问题，本项目拟从非控制环境下手指静脉纹路提取及识别入手展开深入研究：（a）研究静脉纹路形变的一体化校正方法，增强手指静脉识别系统对图像形变的鲁棒性;（b）研究静脉纹路的可靠提取方法，增强静脉纹路提取方法对图像质量差异的鲁棒性;（c）研究基于静脉纹路特征挖掘和利用的手指静脉识别（匹配和索引）方法，提高手指静脉识别系统的识别精度和识别速度。项目的总体目标是，以非控制环境为应用背景，建立以静脉纹路为主线的手指静脉识别技术体系，增强识别系统的识别性能和鲁棒性。

近年来，手指静脉识别的研究取得了很大进展，但仍存在一些困难和挑战亟待解决。较为突出的两个问题为：（1）手指静脉纹路的提取及识别；（2）非控制环境对静脉纹路提取及识别的影响。.针对非控制环境下手指静脉纹路识别，本项目就图像形变问题、静脉纹路提取及匹配问题、静脉纹路检索问题展开深入研究。主要研究内容有：研究手指静脉图像校正方法，增强识别系统对静脉纹路形变的鲁棒性；研究静脉纹路提取及匹配方法，提高静脉纹路识别系统的识别精度；研究静脉纹路检索方法，提高静脉纹路识别系统的识别速度。.经过三年的努力，取得了以下研究结果：（1）增强了手指静脉识别系统的识别性能和鲁棒性，推动了手指静脉识别在非控制环境及大规模人群场景中的应用。（2）作为本项目的基础性工作，深入研究了图像形变、静脉纹路匹配、静脉纹路检索等对手指静脉识别性能的影响。（3）在非控制环境下手指静脉纹路识别方面，取得了多项原创性研究成果，主要包括基于手指几何形状的手指静脉图像形变检测及校正方法、静脉结构辅助静脉纹路的手指静脉识别框架、手指静脉纹路方向编码检索方法等。（4）已在学术期刊和会议上发表论文12篇（SCI收录论文9篇，EI收录论文3篇）。（5）应IET Biometrics主编邀请，与山东大学杨公平教授合作撰写《Hand-based Biometrics Methods and Technology》一书中Chapter 11: Finger vein recognition and new processing approaches。