2011，47（30）1引言手掌静脉识别是一种新的生物特征识别技术，主要应用于个人身份鉴别。基于手掌静脉的身份识别主要具有以下优点：（1）手掌静脉（以下简称掌脉）位于手掌表皮下，且手掌平时处于半握拳状态，很难被窃取，具有很高的安全性；（2）掌脉包含丰富的个人信息，具有很高的身份辨别能力；（3）手掌能够通过非接触方式在近红外光下实现静脉成像，识别方式卫生且更容易被用户接受。掌脉成像主要是利用人体静脉血液中的还原血蛋白对近红外光的吸收特性来实现，手掌皮肤对光的吸收和散射特性在不同波长的入射光下是不同的。在成像过程中，由于光源波长的不同以及被采集对象的个体差异性，导致获取的图像或好或坏。质量差的掌脉图像会丢失大量的有效特征信息，并出现伪特征，影响掌脉特征的提取与识别。对掌脉图像采集设备的光源波长相关文献说法不一，文献[1]利用850nm波长的光源采集静脉图像；文献[2-3]选择890nm波长的红外光作为采集掌脉的光源；文献[4]则选择800～1000nm波长光源采集掌脉图像。这些文献都没有对光源波长与成像质量的关系进行分析。为了对光源波长和成像质量之间的关系进行研究，本文对不同波长下的手掌静脉图像进行质量分析。从手掌的生理结构光学特征入手，对手掌皮肤中的表皮层、真皮层和脂肪层在近红外光下的吸收、散射特性建立数学模型，并在此基础上分析了760nm、850nm、890nm和960nm四种单波长下图像质量的影响因素，然后以图像对比度作为图像质量的评价标准，对在上述四种单波长及其六种混合波长下共2500张掌脉图像进行预处理和质量分析。实验结果表明，在混合波长760nm+960nm的光源照射下掌脉图像质量最好，既能保证图像清晰度，又在最大程度上保留了静脉信息。2手掌静脉成像机理2.1手掌组织的光学特性数学模型近红外光与生物组织相互作用的总衰减中有一部分是由不同波长近红外光下手掌静脉图像质量分析李威，苑玮琦LIWei，YUANWeiqi沈阳工业大学视觉检测技术研究所，沈阳110178ComputerVisionGroup，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110178，ChinaLIWei，YUANWeiqi.Imagingqualityanalysisonpalmveinunderdifferentwavelengthsnear-IR.ComputerEngineer-ingandApplications，2011，47（30）：15-18.Abstract：Inpalmveinimagingsystem，inordertoinvestigatetherelationbetweenlightsourcewavelengthandimagequali-ty，scatteringandabsorptioncharacteristicsofepidermis，dermisandfatinpalmskinundernearinfraredlightareanalyzedandmathematicalmodelisestablished.Thenonthisbasis，itqualitativeanalyzesimagequalityunderfoursinglewavelengthsincluding760nm，850nm，890nmand960nm.Finally，undertheabovementionedfoursinglewavelengthsandsixmixedwavelengths，itevaluatespalmveinimagequalitybyuseofimagecontrastandtwothousandandfivehundredimagesarepreprocessedandquantitativecompared.Experimentalresultsandtheoreticalanalysisshowthattheimagequalityofpalmveinisbestunderthelightof760nm+960nmwavelengths.Keywords：palmvein；NearInfrared；biologicaltissue；opticalmodel；absorptioncharacteristics；scatteringcharacteristics；imagecontrast；imagequality摘要：在手掌静脉成像系统中，为对光源波长和成像质量之间的关系进行研究，对手掌皮肤中的表皮层、真皮层和脂肪层在近红外光下的吸收、散射光学特性建立数学模型，并对在760nm、850nm、890nm和960nm四种单波长近红外光下图像质量的影响因素进行分析。在上述四种单波长及其六种混合波长下，利用图像对比度作为图像质量评价标准，对2500张掌脉图像进行了预处理和图像质量对比分析。实验结果和理论分析表明，在混合波长760nm+960nm下，最大程度保留了静脉信息。关键词：手掌静脉；近红外光；生物组织；光学模型；吸收特性；散射特性；图像对比度；图像质量DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2011.30.005文章编号：1002-8331（2011）30-0015-04文献标识码：A中图分类号：TP391.41基金项目：国家自然科学基金（theNationalNaturalScienceFoundationofChi...
