文 献 综 述
1 课题研究意义
随着科技的发展与社会的进步，人民的生活水平不断提高。人们越来越注重生活的安全性，所以各种各样的身份识别方式已经深入到日常生活的方方面面。最早进入大众视野中的身份识别方式是射频识别[1]，它最先应用于仓储、制造、制药与后勤，但由于不能进行准确的身份识别，现已逐渐被淘汰。目前应用得最广泛的身份识别方式是指纹识别[2]，指纹具有唯一性、不变性以及可再生性，成为司法及医疗机构进行身份识别的主要依据[3]，除此之外，指纹识别系统也已覆盖至家用防盗门。但是当测试者罹患皮肤病时，其手部的皮肤形态就可能发生变性，指纹识别的准确性会大大降低[4]。
除了上述两种方法外，还有虹膜识别[4-5]、视网膜识别[6]、声纹识别[6]、人脸识别[7-10]以及笔迹识别等多种身份识别方式。虹膜识别和视网膜识别利用了眼睛血管网络的独特性，识别的准确率较高。但同时，成像仪器的价格较高[4-5]。对于声纹识别，虽然使用方便，设备价格低廉，但是识别的准确性受距离影响较大并且声纹可以提前录制或伪造，这样一来，安全性就大大降低[6]。人脸识别是最近几年大热的话题，目前应用得较多的是在手机解锁方面。其弊端在于人脸的生物学特征不够明显，需要用人工智能辅助识别[2][4]。除此之外，对于安全识别所需要的图像清晰度越高，成像设备的价格也就越昂贵[4]。笔迹识别探测的是每个字符的书写速度、顺序等特征，但由于书写笔迹随着时间的推移可变性较大[11]，这种识别方式已逐渐被淘汰。
人体的静脉系统[12-13]具有稳定性[14]、唯一性[15]的特点，可用来进行身份识别。由于手部表皮厚度适中，检测容易，识别方便，所以选择手部静脉进行研究。这种识别方式的优点在于：静脉探测取样的是位于皮肤之下的静脉系统，不受皮肤病的干扰；静脉系统需采用红外光进行拍摄，成像器件的价格可控制；静脉因血液流动而产生，信息丰富，无法窃取，难以复制，身份识别的准确率较高。因此，掌脉识别可被广泛应用在考勤系统、门禁系统、银行、电子商务身份认证、机密信息存取控制等众多应用中， 是一种有着广泛应用前景的生物特征识别方法，近年来得到了研究人员的广泛关注[16]。
除此之外，手部静脉的实时成像系统还可用于引导静脉穿刺[17]，为广大的医务工作者和病患带去福音。
了解到上述事实之后，本课题计划开发一套多光谱血管智能检测系统，能够实现快速生物组织活体显像诊断，完成手部深层生物组织无损、非侵入式测量。
2 研究现状
目前，国内外有较多研究机构进行静脉图像成像的研究。处于前沿的的是日本富士通公司，他们已经开发出来了手掌静脉识别设备Palm Secure[18]并将其商业化,该产品如图1所示，通过对手掌静脉的检测来实现准确的生物识别。但是富士通公司对该产品的采集设备以及识别算法等具体实现过程严格保密。
图1.富士通公司静脉识别设备
由于富士通公司对该技术的垄断，目前国内外有大量的科研工作者从各个方面对手部静脉成像进行研究。几乎所有的光学成像检测技术都可以归结为以下两个过程：图像的获取以及图像的处理。本部分也将围绕着上述两个方面分为三个小节进行阐述。
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