3D palmprint recognition based on local orientation binary pattern combined with collaborative representation

Yu-zhen LIU; Xiang-ji FAN; Sen LIN; Zhi-yong TAO

doi:10.37188/CJLCD.2021-0287

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3D palmprint recognition based on local orientation binary pattern combined with collaborative representation

Image Processing | 更新时间：2022-06-06

- 3D palmprint recognition based on local orientation binary pattern combined with collaborative representation
- Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays Vol. 37, Issue 6, Pages: 726-735(2022)
- 作者机构：
  
  1.辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛 125105
  2.沈阳理工大学自动化与电气工程学院，辽宁沈阳 110159
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key Research and Development Program(2018YFB1403303);Scientific Research Fund of Liaoning Provincial Education Department(LJ2019JL022)
- DOI：10.37188/CJLCD.2021-0287
  CLC： TP391.4
- Received：13 November 2021，
  
  Revised：28 December 2021，
  
  Published：05 June 2022
- 稿件说明：
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Yu-zhen LIU, Xiang-ji FAN, Sen LIN, et al. 3D palmprint recognition based on local orientation binary pattern combined with collaborative representation[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(6): 726-735.
DOI：

Yu-zhen LIU, Xiang-ji FAN, Sen LIN, et al. 3D palmprint recognition based on local orientation binary pattern combined with collaborative representation[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(6): 726-735. DOI： 10.37188/CJLCD.2021-0287.

摘要

针对三维掌纹特征表示准确性差的问题，提出一种局部方向二值模式（Local Orientation Binary Pattern， LOBP）结合协同表示（Collaborative Representation， CR）的3D掌纹识别方法。利用掌纹主方向和方向置信度的编码来共同表达掌纹的方向信息，从而有效提高方向编码的准确性。使用表面类型编码来刻画掌纹的结构，充分表达掌纹的几何特征。最后，在分类识别时通过协同表示的方法将特征结合进而完成掌纹识别。在香港理工大学3D掌纹库上进行实验，结果表明获得的平均识别率最高可达99.55%，平均识别时间为0.874 9 s。所提方法可以在保持较低识别时间的同时提高3D掌纹的识别精度。

Abstract

In order to solve the problem of poor accuracy of 3D palmprint feature representation， a 3D palmprint recognition method based on local orientation binary pattern （LOBP） and collaborative representation （CR） is proposed in this paper. The principal orientation coding and orientation confidence coding of palmprints are used to jointly characterize the directional features of 3D palmprints. This operation can effectively improve the accuracy of directional coding. The surface type coding is used to describe the structure of palmprint and fully express the geometric characteristics of palmprint. Finally， the features are combined by collaborative representation method to complete palmprint recognition in the classification and recognition. The experiment is carried out on the 3D palmprint database of Hong Kong Polytechnic University， and the results indicate that the average recognition rate is up to 99.55% and the average recognition time is 0.874 9 s. The proposed method can improve the recognition accuracy of 3D palmprints while maintaining a relatively low recognition time.

关键词

Keywords

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JAIN A K ， ROSS A ， RABHAKAR S . An introduction to biometric recognition ［J］. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology ， 2004 ， 14 （ 1 ）： 4 - 20 . doi: 10.1109/tcsvt.2003.818349 http://dx.doi.org/10.1109/tcsvt.2003.818349

ZHONG D X ， DU X F ， ZHONG K C . Decade progress of palmprint recognition： a brief survey ［J］. Neurocomputing ， 2019 ， 328 ： 16 - 28 . doi: 10.1016/j.neucom.2018.03.081 http://dx.doi.org/10.1016/j.neucom.2018.03.081

史春蕾，周凤文，胡雨露，等 . 虹膜图像的质量评价研究［J］. 液晶与显示， 2016 ， 31 （ 12 ）： 1131 - 1136 . doi: 10.3788/yjyxs20163112.1131 http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20163112.1131

SHI C L ， ZHOU F W ， HU Y L ， et al . Study for iris image quality assessment ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ， 2016 ， 31 （ 12 ）： 1131 - 1136 . （in Chinese） . doi: 10.3788/yjyxs20163112.1131 http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20163112.1131

毕雪芹，苏艳娟，王琪 . 嵌入式指纹识别系统的设计及试验研究［J］. 国外电子测量技术， 2015 ， 34 （ 2 ）： 50 - 53，81 .

BI X Q ， SU Y J ， WANG Q . Design and experimental study of embedded fingerprint identification system ［J］. Foreign Electronic Measurement Technology ， 2015 ， 34 （ 2 ）： 50 - 53， 81 . （in Chinese）

王仝杰，吴雅文 . 基于步态的人体身份识别技术分析与研究［J］. 计算机与现代化， 2009 （ 10 ）： 165 - 168 . doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2009.10.046 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1006-2475.2009.10.046

WANG T J ， WU Y W . Research on gait-based body identification method ［J］. Computer and Modernization ， 2009 （ 10 ）： 165 - 168 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2009.10.046 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1006-2475.2009.10.046

ZHANG D ， KONG W K ， YOU J ， et al . Online palmprint identification ［J］. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence ， 2003 ， 25 （ 9 ）： 1041 - 1050 . doi: 10.1109/tpami.2003.1227981 http://dx.doi.org/10.1109/tpami.2003.1227981

王曦，盖绍彦，达飞鹏 . 融合几何信息和方向信息的三维掌纹识别方法［J］. 图学学报， 2020 ， 41 （ 3 ）： 390 - 398 . doi: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020030390 http://dx.doi.org/10.11996/JG.j.2095-302X.2020030390

WANG X ， GAI S F ， DA F P . Fusion of geometric and orientation information for 3D palmprint recognition ［J］. Journal of Graphics ， 2020 ， 41 （ 3 ）： 390 - 398 . （in Chinese） . doi: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020030390 http://dx.doi.org/10.11996/JG.j.2095-302X.2020030390

GUO Z H ， ZHANG D ， ZHANG L ， et al . Palmprint verification using binary orientation co-occurrence vector ［J］. Pattern Recognition Letters ， 2009 ， 30 （ 13 ）： 1219 - 1227 . doi: 10.1016/j.patrec.2009.05.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.patrec.2009.05.010

伊力哈木·亚尔买买提 . 基于改进型PCA和LDA融合算法的人脸图像识别［J］. 计算机仿真， 2013 ， 30 （ 1 ）： 415 - 418，426 .

YAERMAIMAITI Y . Human face recognition based on improved PCA and LDA fusion algorithm ［J］. Computer Simulation ， 2013 ， 30 （ 1 ）： 415 - 418， 426 . （in Chinese）

ZHAO S P ， ZHANG B . Deep discriminative representation for generic palmprint recognition ［J］. Pattern Recognition ， 2020 ， 98 ： 107071 . doi: 10.1016/j.patcog.2019.107071 http://dx.doi.org/10.1016/j.patcog.2019.107071

BESL P J ， JAIN R C . Segmentation through variable-order surface fitting ［J］. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence ， 1988 ， 10 （ 2 ）： 167 - 192 . doi: 10.1109/34.3881 http://dx.doi.org/10.1109/34.3881

ZHANG L ， SHEN Y ， LI H Y ， et al . 3D palmprint identification using block-wise features and collaborative representation ［J］. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence ， 2015 ， 37 （ 8 ）： 1730 - 1736 . doi: 10.1109/TPAMI.2014.2372764 http://dx.doi.org/10.1109/TPAMI.2014.2372764

FEI L K ， ZHANG B ， XU Y ， et al . Precision direction and compact surface type representation for 3D palmprint identification ［J］. Pattern Recognition ， 2019 ， 87 ： 237 - 247 . doi: 10.1016/j.patcog.2018.10.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.patcog.2018.10.018

FEI L K ， XU Y ， TENG S H ， et al . Local orientation binary pattern with use for palmprint recognition ［C］// 12th Chinese Conference on Biometric Recognition . Shenzhen， China ： Springer ， 2017 ： 213 - 220 . doi: 10.1007/978-3-319-69923-3_23 http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-69923-3_23

ZHANG L ， YANG M ， FENG X C . Sparse representation or collaborative representation： which helps face recognition？［C］// 2011 International Conference on Computer Vision . New York ： IEEE ， 2011 ： 471 - 478 .

KOENDERINK J J ， DOORN A JVAN . Surface shape and curvature scales ［J］. Image and Vision Computing ， 1992 ， 10 （ 8 ）： 557 - 564 . doi: 10.1016/0262-8856(92)90076-f http://dx.doi.org/10.1016/0262-8856(92)90076-f

FEI L K ， XU Y ， TANG W L ， et al . Double-orientation code and nonlinear matching scheme for palmprint recognition ［J］. Pattern Recognition ， 2016 ， 49 ： 89 - 101 . doi: 10.1016/j.patcog.2015.08.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.patcog.2015.08.001

刘玉珍，蒋政权，赵娜 . 基于近邻三值模式和协作表示的三维掌纹识别［J］. 计算机应用， 2019 ， 39 （ 6 ）： 1690 - 1695 . doi: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018102124 http://dx.doi.org/10.11772/j.issn.1001-9081.2018102124

LIU Y Z ， JIANG Z Q ， ZHAO N . Three dimensional palmprint recognition based on neighbor ternary pattern and collaborative representation ［J］. Journal of Computer Applications ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 1690 - 1695 . （in Chinese） . doi: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018102124 http://dx.doi.org/10.11772/j.issn.1001-9081.2018102124

LI W ， ZHANG D ， ZHANG L ， et al . 3-D palmprint recognition with joint line and orientation features ［J］. IEEE Transactions on Systems， Man， and Cybernetics， Part C （Applications and Reviews）， 2011 ， 41 （ 2 ）： 274 - 279 . doi: 10.1109/tsmcc.2010.2055849 http://dx.doi.org/10.1109/tsmcc.2010.2055849

LIU M ， LI L H . Cross-correlation based binary image registration for 3D palmprint recognition ［C］// IEEE 11th International Conference on Signal Processing （ICSP） . Beijing ： IEEE ， 2012 ： 1597 - 1600 . doi: 10.1109/icosp.2012.6491885 http://dx.doi.org/10.1109/icosp.2012.6491885

ZHANG D ， LU G M ， LI W ， et al . Palmprint recognition using 3-D information ［J］. IEEE Transactions on Systems， Man， and Cybernetics， Part C （Applications and Reviews）， 2009 ， 39 （ 5 ）： 505 - 519 . doi: 10.1109/tsmcc.2009.2020790 http://dx.doi.org/10.1109/tsmcc.2009.2020790

杨冰，王小华，杨鑫 . 基于局部纹理特征的三维掌纹识别研究［J］. 光电工程， 2014 ， 41 （ 12 ）： 53 - 59 . doi: 10.3969/j.issn.1003-501X.2014.12.010 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1003-501X.2014.12.010

YANG B ， WANG X H ， YANG X . 3D palmprint recognition based on local texture feature sets ［J］. Opto-Electronic Engineering ， 2014 ， 41 （ 12 ）： 53 - 59 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1003-501X.2014.12.010 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1003-501X.2014.12.010

白雪飞，高楠，张宗华，等 . 基于分块ST与主成分分析的三维掌纹识别［J］. 天津大学学报（自然科学与工程技术版）， 2018 ， 51 （ 6 ）： 631 - 637 . doi: 10.11784/tdxbz201704065 http://dx.doi.org/10.11784/tdxbz201704065

BAI X F ， GAO N ， ZHANG Z H ， et al . Three dimensional palmprint identification based on blocked ST and PCA ［J］. Journal of Tianjin University （Science and Technology）， 2018 ， 51 （ 6 ）： 631 - 637 . （in Chinese） . doi: 10.11784/tdxbz201704065 http://dx.doi.org/10.11784/tdxbz201704065

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