一种用于手指静脉三维特征识别的藤蔓模型建模方法

摘要

本发明涉及一种用于手指静脉三维特征识别的藤蔓模型建模方法。首先通过管径均一、藤茎分级、节点剖分、蔓延约束四个原则简化和抽象手指静脉空间结构；然后给出藤蔓模型的元素、属性和数学描述；最后利用藤蔓模型的数据结构绘制静脉立体图像。采用手指静脉藤蔓模型来指导三维重建，可以减弱一些因素的影响，譬如：修复断裂的静脉、剔除毛刺和噪声，拟合静脉空间曲线；可以将复杂的三维静脉空间结构抽象化和简单化，便于数据的组织和特征的提取。

主权项

1.一种用于手指静脉三维特征识别的藤蔓模型建模方法，其特征在于，首先通过管径均一、藤茎分级、节点剖分、蔓延约束四个原则简化和抽象手指静脉空间结构；然后给出藤蔓模型的元素、属性和数学描述；具体过程如下：一、手指静脉空间结构简化1.1 管径均一原则主要静脉成像时管径差异较小，假定手指主要静脉的管径相同；1.2 藤茎分级原则藤茎分级原则是：按从指根到指尖、指掌到指背、逆时针的方向对静脉分支进行逐级分级，对于每一个节点连接的各条静脉分支，已分级的静脉分支级数为n，待分级的静脉分支级数为n+1；1.3 节点剖分原则节点剖分包括3个原则，原则1：如果节点相连接的同一级别的静脉分支大于两条，则将这些静脉分支按逆时针方向进行排序，如果存在第3条静脉，则在第2条静脉上增加1个节点，连接第3条静脉，如果存在第4条静脉，在第3条静脉上增加1个节点，用于连接第4条静脉，依此类推；原则2：新生成的节点与前一节点的直线距离等于静脉管径；原则3：剖分前后各静脉分支只有空间上的平移变换，其他空间属性不变；1.4 蔓延约束原则静脉分支在藤茎分级过程中，如果遇到已经分级的节点，则继续蔓延，直到到达没有分级的节点为止；二、手指静脉藤蔓模型描述对于简化后的二叉树静脉结构，建立手指静脉藤蔓模型：藤蔓模型的组成元素包括：茎、节点；茎：模型中所有静脉枝干统称为茎；节点：所有静脉枝干的两端点统称为节点；藤蔓模型的属性包括：节点的空间位置、节点的连通数；茎的长度、曲率、绕率；藤蔓模型L可以由一组点集唯一确定，描述如下：其中，N为藤蔓模型中节点的总数，R_k表示连通数大于1的节点k的属性，以节点k为终止点的那条茎记为l_k，C表示节点k在藤蔓模型中的位置码值，其有效位数表示l_k的分级级别；M表示l_k的空间曲线参数；藤蔓模型中，位置码值C用来组织数据和计算分级级别，规定连通数为1的节点的码值为0，后续节点的码值按照二叉树的组织方式进行编码，编码规则是：设当前节点P_k的码值为X，由该节点生成的节点P_t的码值为Y，则其中，如果当前节点生成的节点有2个，且P_t在P_k的右侧，则b=0，否则b=1，设茎l_k的分级级别为n，则n满足。