基于分形的手指静脉网络复原方法研究

发布时间：2021-05-25 18:59

　　近几年来,手指静脉识别以其活体性和便捷性等特点受到广泛关注。然而由于生物组织对近红外光具有高散射效应,手指静脉红外透射成像质量往往较差,血管网络存在信息残缺,导致指静脉识别性能降低。本文针对指静脉图像血管网络局部残缺问题,提出一种基于分形的手指静脉血管网络复原方法,具体研究内容如下:1)提出了指静脉分形特征提取与优化方法。基于分形原理对手指静脉的结构特征进行分析,采用K均值聚类方法提取指静脉父子血管长度比特征,将其作为指静脉网络的分形特征表达;利用Gabor滤波得到的方向特征对血管网络进行结构预修复,实现对该分形特征提取结果的优化。2)构建了基于分形的指静脉血管网修复模型。根据分形的统计相似性,通过统计相邻血管点位置移动概率初步实现指静脉血管形态模拟。在此基础上利用得到的指静脉分形特征计算缺损血管长度,进而修复并获得较为完整的网络结构。3)提出了基于HMM的指静脉分形修复改进方法。为了更为稳定有效地模拟指静脉血管形态,构建基于HMM的血管点移动预测模型。然后结合获取的分形特征,最终实现对指静脉血管网络更为有效地修复。实验结果表明,本文提出的指静脉血管网络修复方法能够较为稳定有效地修复残... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 血管网络修复技术
        1.2.2 分形理论的发展现状
    1.3 本文主要内容和创新点
    1.4 本文的结构
第二章 分形原理及指静脉分形特征提取与优化
    2.1 引言
    2.2 分形理论
        2.2.1 分形理论概述
        2.2.2 指静脉血管网的分形特性
    2.3 手指静脉图像的获取与预处理
    2.4 基于分形的手指静脉特征分析与提取
    2.5 手指静脉分形特征提取优化方法
        2.5.1 基于Gabor方向特征的血管结构预修复
        2.5.2 基于血管结构预修复的分形特征提取优化
    2.6 实验结果分析
        2.6.1 K均值聚类中心数的影响
        2.6.2 结构预修复搜索邻域大小的选取
    2.7 小节
第三章 手指静脉图像分形修复方法
    3.1 引言
    3.2 基于分形理论的指静脉网络修复问题分析
    3.3 基于分形的指静脉血管形态模拟方法构建
    3.4 指静脉血管网络修复模型
    3.5 实验结果分析
        3.5.1 指静脉血管网络修复结果分析
        3.5.2 指静脉图像修复前后识别性能分析
        3.5.3 指静脉血管网络修复前后分形特性分析
    3.6 小结
第四章 基于HMM的指静脉分形修复改进方法
    4.1 引言
    4.2 基于HMM的血管形态模拟方法构建
        4.2.1 HMM模型概述
        4.2.2 基于HMM的血管点移动预测模型
        4.2.3 模型参数训练优化方法
    4.3 基于HMM的指静脉分形修复模型
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 血管点预测模型的参数训练优化分析
        4.4.2 血管点预测模型的准确性分析
        4.4.3 基于改进方法的指静脉修复结果分析
        4.4.4 基于改进方法的指静脉修复识别性能分析
        4.4.5 基于改进方法的指静脉修复分形特性分析
    4.5 小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的基于隐马尔可夫模型的态势评估方法[J]. 李方伟,李骐,朱江.  计算机应用. 2017(05)
[2]嵌入式手指静脉识别系统设计[J]. 苏志刚,马永斌,杨金锋.  中国民航大学学报. 2017(02)
[3]基于DLA模型的人体血管生长模拟方法[J]. 王素,吴梦天,张珣,夏斌,徐亮.  计算机辅助设计与图形学学报. 2016(05)
[4]指静脉识别技术应用研究[J]. 邱建华,徐伟,王亚菲.  信息安全研究. 2016(01)
[5]基于分形维数的图像边缘提取[J]. 关卿,张卫.  计算机科学. 2015(06)
[6]神经及血管等结构分形数字化建模及其对经络研究的意义[J]. 徐天成.  中国数字医学. 2015(03)
[7]手指静脉结构的B样条描述方法[J]. 刘通,谢剑斌,华宏虎,闫玮,卢焕章.  国防科技大学学报. 2014(05)
[8]分形及其理论在医学中的最新研究进展[J]. 蔡聪波,王萍.  生物医学工程学杂志. 2014(05)
[9]复杂网络的分形研究方法综述[J]. 王江涛,杨建梅.  复杂系统与复杂性科学. 2013(04)
[10]基于稀疏分解的指静脉图像去噪[J]. 刘洋,郭树旭,张凤春,李扬.  信号处理. 2012(02)



本文编号：3205843