多光谱手指静脉图像复原与增强基本理论问题研究

手指静脉在人的身份鉴别方面具有重要的科学价值，但手指静脉特征图像却是一种严重退化的、模糊的低质量图像。目前，不仅缺乏对这种退化和模糊现象的合理解释，而且还缺乏整体提高手指静脉图像质量的科学方法，这十分不利于人们实现对手指静脉生物特征的科学认知。本项目从一个客观、合理的视角指出了造成手指静脉图像质量退化和模糊的根本原因；提出了运用临床医学、生物组织光学、信息光学等方面的知识，结合生物组织的多光谱光学特性，来研究退化手指静脉图像的合理复原问题；提出了运用大气介质去雾和方向轮廓小波图像处理等方面的知识，来研究复原后手指静脉图像的散射噪声去除和静脉区域增强问题。这些为整体消除手指静脉图像的模糊和退化现象提供了科学而完整的思路。因此，项目的开展将会解决退化手指静脉图像复原与增强方面存在的基本科学问题，促进手指静脉识别技术的向前发展，具有重要的理论价值和实际意义。

手指静脉图像是一种严重退化的、模糊的低质量图像，这十分不利于实现对手指静脉生物特征的科学认知。本项目从一个新的视角指出了造成手指静脉图像质量退化和模糊的根本原因。利用生物组织光学成像的基本原理并结合生物组织的多光谱特性，分别在宏观和微观上构建了两种不同的手指静脉图像的退化模型，并建立了相应的手指静脉图像的复原方法。根据手指静脉血管的成像特点，构建了有效的、可靠的静脉区域增强方法。从而比较完整地提出了消除手指静脉图像模糊和退化现象的基本理论，为进一步研究手指静脉技术奠定了坚实的理论基础。另外，项目组还扩展研究了手指静脉特征分析与提取方面的问题。提出了一个精确获取手指静脉方向场特征的方法和一个稳定刻画静脉网络链码特征的方法。为了消除链码特征间的匹配误差，提出了一个动态的链码匹配策略。实验结果表明本项目所提出的诸多方法在手指静脉的图像分析和识别方面均具有很好的性能。