The invention provides a method for generating a biological key of a finger vein. The present invention refers to the user feature vector through a series of image processing after vein image to a high dimensional space projection, in high dimensional space, stable vector to fluctuate within the acceptable range, then the vector stability after extracting digital sequence from digital sequence encoding finger vein were key. The whole method does not need to store user finger vein information at the mobile terminal and the authentication server end, and also does not need to transmit the finger vein image of the user in the network. The user generates local (user name, key) image by collecting the image of its own finger vein, and carries out network authentication through various authentication methods (user name, key). The method also supports the generation of user exclusive finger vein key stream, and encrypts private data of users. It can be used in the field of network security. As long as the key space of the biological key of the finger vein is large enough, it can guarantee high security.
【技术实现步骤摘要】
一种人类指静脉生物密钥生成方法
本专利技术属于信息安全
,具体涉及一种从人类指静脉图像中提取人类指静脉生物密钥的方法。其能够通过摄取人类指静脉图像,直接生成生物密钥,为指静脉生物认证技术提供了一种新的认证方法。扩展指静脉识别技术在网络安全中的应用。
技术介绍
手指静脉识别较其它生物特征具有很强的普遍性和惟一性,活体辨识,不存在仿制或失窃的风险,手指表面皮肤条件不影响识别工作,非接触性采集等优势,在本地身份认证领域,正越来越受到人们的重视。指静脉识别技术是一项新兴的技术,20世纪90年代,科研工作者发现利用人体手指血管红外成像,可以作为身份识别依据,给出了指静脉作为身份识别特征的理论依据。随后,20世纪末、21世纪初推出了多款指静脉识别产品。我国在2004年后陆续有大学开始研究指静脉识别技术,并研发相关产品。目前指静脉识别技术主要用于本地身份认证领域,较少扩展到网络身份认证领域。指静脉识别与传统的生物特征识别技术框架类似,均采用首先获取生物信息图像,指静脉识别为用红外成像技术获取指静脉图像;然后从生物信息图像中提取生物特征,生成生物特征模板,存储在认证端;当用户需要进行身份认证时,再次采集生物信息图像,提取生物特征,与存储的生物特征模板进行比对,一致则认证通过,不一致则认证失败。这一认证模式有些固有的缺点会限制指静脉识别技术在身份认证领域的发展。模式不支持加密。用户必须将其指静脉模板存储到认证端,认证时通过比对判定是否通过认证。这局限了指静脉生物特征识别技术在信息安全领域的发展。曾经有科研工作者提出生物密钥的概念,希望直接从生物特征中获取稳定的生物密钥 ...
【技术保护点】
一种人类指静脉生物密钥生成方法,其特征在于该方法包括以下步骤:指静脉生物密钥训练部分和指静脉生物密钥提取部分;指静脉生物密钥训练部分具体步骤为:第一步,用户通过红外静脉采集设备采集用户指静脉图像,采集5幅以上,记采集幅数为M;第二步,对指静脉图像进行预处理,含灰度化、尺寸归一化、方向滤波增强、平滑、细化处理;图像灰度化处理采用如下公式:f(i,j)=0.30R(i,j)+0.59G(i,j)+0.11B(i,j);其中R、G、B为红、绿、蓝三分量;所述的尺寸归一化是调整图像大小为统一尺寸;所述的方向滤波增强的具体方法是:1)选择邻域方向模板,模板从水平位置开始,按逆时针方向每隔22.5°确定一个方向,共计8个离散方向;模板的方向角范围为[0,π];2)确定每个像素点的方向:利用邻域模板求出每个像素点在以该点为中心的8个方向上的像素灰度平均值,记为G
【技术特征摘要】
1.一种人类指静脉生物密钥生成方法,其特征在于该方法包括以下步骤:指静脉生物密钥训练部分和指静脉生物密钥提取部分;指静脉生物密钥训练部分具体步骤为:第一步,用户通过红外静脉采集设备采集用户指静脉图像,采集5幅以上,记采集幅数为M;第二步,对指静脉图像进行预处理,含灰度化、尺寸归一化、方向滤波增强、平滑、细化处理;图像灰度化处理采用如下公式:f(i,j)=0.30R(i,j)+0.59G(i,j)+0.11B(i,j);其中R、G、B为红、绿、蓝三分量;所述的尺寸归一化是调整图像大小为统一尺寸;所述的方向滤波增强的具体方法是:1)选择邻域方向模板,模板从水平位置开始,按逆时针方向每隔22.5°确定一个方向,共计8个离散方向;模板的方向角范围为[0,π];2)确定每个像素点的方向:利用邻域模板求出每个像素点在以该点为中心的8个方向上的像素灰度平均值,记为Gi,1<i<8;将Gi按两两垂直的方向分成4组,分别计算每组中2个平均值差的绝对值ΔGk,ΔGk=|Gk-Gk+4|;其中k为静脉纹路方向,k=1,2,3,4,取使ΔGk最大的方向,记为kmax;取kmax和kmax+4方向中灰度平均值与当前像素点的灰度值接近的方向为像素点的纹线方向D(x,y);所有像素点的方向组成了静脉图像的方向图;3)用方向滤波器对静脉图像进行滤波操作:用9×9模板构造8个方向的滤波模板,滤波器的系数从中心向方向两端衰减;水平方向滤波器模板如下式所示:模板中系数a、b、c、d满足:d+2a+2b-2c=0;d>a>b≥0,c>0;滤波时根据方向图得出某点及其周围区域的方向特征,并从滤波器组中选择一个相应方向的滤波器对这一块进行卷积运算滤波,获得方向滤波增强后的图像;第三步,对预处理后指静脉图像进行提取特征操作,用主成分分析法提取特征向量,得指静脉在特征空间中的投影矩阵,记为P1;将求得的特征向量组织为一个M×D维的特征向量矩阵,记为S1,D为投影后特征向量元素个数;第四步,将矩阵S1扩展为2个矩阵,L×L维的随机误差方...
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