本發(fā)明屬于指紋識(shí)別，具體涉及一種基于指紋識(shí)別的麻醉柜應(yīng)用方法及麻醉柜。

背景技術(shù)：

1、目前，在醫(yī)療環(huán)境中，尤其是在手術(shù)室或緊急情況下，醫(yī)護(hù)人員的手指常因手汗、手套印記或藥物殘留等原因，導(dǎo)致指紋圖像的質(zhì)量下降，難以被準(zhǔn)確識(shí)別。傳統(tǒng)的指紋識(shí)別技術(shù)主要依賴整體圖像匹配或細(xì)節(jié)特征點(diǎn)(如端點(diǎn)、分叉點(diǎn))的絕對(duì)匹配，這些方法要求指紋圖像的清晰度和一致性較高，稍有偏差便可能導(dǎo)致識(shí)別失敗。然而，在醫(yī)療場(chǎng)景下，由于手指表面常受各種不可控因素的影響，傳統(tǒng)技術(shù)往往無(wú)法適應(yīng)這些變化，導(dǎo)致識(shí)別成功率顯著降低，影響醫(yī)護(hù)人員在緊急情況下的快速、準(zhǔn)確身份驗(yàn)證，進(jìn)而可能延誤關(guān)鍵的醫(yī)療操作。因此，醫(yī)療環(huán)境對(duì)指紋識(shí)別提出了更高的要求，需要具備更強(qiáng)的容錯(cuò)能力和魯棒性，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的指紋變化，并確保在各種情況下都能實(shí)現(xiàn)高效、可靠的身份識(shí)別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出基于指紋識(shí)別的麻醉柜應(yīng)用方法，可以在手術(shù)室或緊急情況下，即使醫(yī)護(hù)人員手上有汗水、手套印記、藥物殘留等影響指紋成像的因素，也能準(zhǔn)確識(shí)別醫(yī)護(hù)人員的指紋特征是否與儲(chǔ)存的指紋特征一致；

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種麻醉柜。

3、為達(dá)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出一種基于指紋識(shí)別的麻醉柜應(yīng)用方法，所述方法包括以下步驟：

4、s100，通過(guò)光學(xué)式指紋傳感器獲取指紋圖片；

5、s200，對(duì)指紋圖片進(jìn)行灰度化獲取指紋灰度圖；

6、s300，根據(jù)指紋灰度圖獲取距離特征線；

7、s400，通過(guò)距離特征線獲取脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量，并將脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量進(jìn)行儲(chǔ)存。

8、s500，在需要打開(kāi)麻醉柜時(shí)，獲取待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量，并根據(jù)儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量判斷是否打開(kāi)麻醉柜。

9、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的識(shí)別方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋的準(zhǔn)確識(shí)別。

10、進(jìn)一步的，在步驟s100中通過(guò)光學(xué)式指紋傳感器獲取指紋圖片包括：使用光學(xué)式指紋傳感器，光學(xué)式指紋傳感器包括一個(gè)光學(xué)掃描模塊和一個(gè)圖像傳感器；光學(xué)傳感器通過(guò)投射光線到指紋上，檢測(cè)反射光來(lái)捕捉指紋圖像，用戶將手指放置在傳感器上，傳感器通過(guò)光學(xué)方法采集指紋的圖像，生成原始的指紋圖片。

11、在步驟s200中，對(duì)指紋圖片進(jìn)行灰度化獲取指紋灰度圖的過(guò)程包括：

12、對(duì)指紋圖片進(jìn)行灰度化處理，記灰度化處理后的指紋圖片為第一灰度圖，通過(guò)canny邊緣檢測(cè)算法，檢測(cè)圖像中的邊緣，突出指紋的脊線和谷線，識(shí)別并填充灰度圖像中的連通區(qū)域，以確定指紋的主要特征區(qū)域，其中識(shí)別并填充灰度圖像中的連通區(qū)域的過(guò)程包括：逐行掃描圖像，找到每個(gè)連通的區(qū)域，為每個(gè)連通區(qū)域分配一個(gè)唯一的標(biāo)簽，其中連通區(qū)域通常是灰度圖像中具有相同像素值的區(qū)域。通過(guò)將連通區(qū)域內(nèi)的所有像素填充為特定值(例如黑色或白色)，來(lái)突出顯示這些區(qū)域；其中，區(qū)域填充可的方法包括：floodfill(洪水填充)算法，從一個(gè)初始點(diǎn)開(kāi)始，遞歸地填充相鄰的像素，直到區(qū)域邊界；經(jīng)過(guò)邊緣檢測(cè)和區(qū)域填充處理后，得到包含指紋脊線和谷線的特征區(qū)域集合，這些指紋脊線和谷線的特征區(qū)域代表了指紋圖像中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，有助于后續(xù)的指紋分析和匹配。

13、由于在醫(yī)療環(huán)境中，特別是在手術(shù)室或緊急情況下，醫(yī)護(hù)人員可能因手上有汗水、手套印記、藥物殘留等原因?qū)е轮讣y難以準(zhǔn)確識(shí)別，而傳統(tǒng)指紋識(shí)別通常依賴于整體圖像匹配或簡(jiǎn)單的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)(如端點(diǎn)、分叉點(diǎn))的絕對(duì)匹配，這種絕對(duì)匹配會(huì)導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員在醫(yī)療環(huán)境下識(shí)別的成功率大大降低，無(wú)法得到正確的指紋識(shí)別，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出了以下步驟。

14、在步驟s300中，根據(jù)指紋灰度圖獲取距離特征線；

15、s301，用zj(j)表示第j個(gè)指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的灰度值，j的取值范圍是[1,k]，其中k為指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的數(shù)量；zg(g)表示第g個(gè)指紋谷線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的灰度值，g的取值范圍是[1,h]，其中h為指紋谷線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的數(shù)量，其中網(wǎng)格的灰度值為網(wǎng)格中所有像素的灰度值的平均值；將網(wǎng)格的灰度值最大的指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格記為zjxu，zjxu的灰度值記為zjxp，網(wǎng)格的灰度值最大的指紋谷線的特征區(qū)域的網(wǎng)格記為zgxu，zgxu的灰度值記為zgxp；

16、s302，定義一個(gè)整數(shù)變量k，初始值設(shè)定為1，創(chuàng)建兩個(gè)初始為零的變量hdzh1和hdzh2，用于后續(xù)計(jì)算和比較。

17、s303，對(duì)指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格和指紋谷線的特征區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行灰度值的灰度特征分析，創(chuàng)建兩個(gè)空白序列hda和hdb。

18、s304，計(jì)算hdzh1和hdzh2的值，其中：hdzh1計(jì)算公式為zjxp-zj(k)，hdzh2計(jì)算公式為zgxp-zg(k)；比較hdzh1和hdzh2的值：如果hdzh1大于hdzh2，則將zj(j)所在的網(wǎng)格序號(hào)添加到序列hda中。如果hdzh1小于或等于hdzh2，則將zg(g)所在的網(wǎng)格序號(hào)添加到序列hdb中。

19、s305，判斷灰度特征分析是否完成；如果當(dāng)前變量k小于k或小于h，則將k增加1，并返回到步驟s303，繼續(xù)進(jìn)行灰度特征分析；如果當(dāng)前變量j不小于k或不小于h，則表示灰度特征分析已處理完成。

20、s306，獲取序列hda中的網(wǎng)格序號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格下的灰度值為序列hda所有網(wǎng)格序號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格下的灰度值的中位數(shù)，并將該網(wǎng)格記為zjx，獲取序列hdb中的網(wǎng)格序號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格下的灰度值為序列hdb所有網(wǎng)格序號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格下的灰度值的中位數(shù)，并將該網(wǎng)格記為zgx；

21、本步驟的有益效果為：由于汗水會(huì)在皮膚表面形成一層薄膜，使手指在按壓時(shí)形狀出現(xiàn)擴(kuò)張導(dǎo)致指紋圖像中的脊線和谷線出現(xiàn)擴(kuò)展或收縮變得模糊不清，而且由于水具有較高的反光性，相比干燥的皮膚，它會(huì)使更多的光線被反射回?cái)z像頭或傳感器，因此這些區(qū)域灰度值比實(shí)際的灰度值高很多，當(dāng)手指沾水時(shí)，水覆蓋在手指表面，改變了指紋的光學(xué)特性，有水的部分會(huì)反射更多的光線，從而在灰度圖像中表現(xiàn)為更亮的區(qū)域，沾水部分的灰度值會(huì)變大；通過(guò)篩選出hda序列和hdb序列可以獲得包含指紋脊線特征區(qū)和指紋谷線特征區(qū)域中與最大灰度值網(wǎng)格不相關(guān)的網(wǎng)格序號(hào)，這些網(wǎng)格代表指紋圖像中明顯的紋理和和沒(méi)有被汗水模糊的區(qū)域，可以很好的識(shí)別指紋，通過(guò)這樣的循環(huán)過(guò)程和灰度分析，系統(tǒng)能夠避免汗水等因素引起的指紋圖像網(wǎng)格的灰度值異常增大的情況，有效地提取和篩選出沒(méi)有被干擾因素影響且具有穩(wěn)定性和重要性的指紋區(qū)域，從而提高指紋識(shí)別系統(tǒng)在醫(yī)療環(huán)境下的可靠性和準(zhǔn)確性。

22、s307，獲取所有指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格之間的距離，其中網(wǎng)格之間的距離為網(wǎng)格中心點(diǎn)與網(wǎng)格中心點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度，將一個(gè)指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格與所有其他指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的距離中最短的距離記為最短鄰距；用zjk(j)表示第j個(gè)指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格的最短鄰距；計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格與相鄰格的最短鄰距差值，獲取最短鄰距差值最大的網(wǎng)格，并將最短鄰距差值最大的網(wǎng)格記為距特網(wǎng)格zjt，將與距特網(wǎng)格zjt距離最短的指紋脊線的特征區(qū)域的網(wǎng)格記為距特鄰格zjp；

23、具體的，脊線和谷線是指紋中的主要結(jié)構(gòu)特征，它們的灰度值可以反映指紋的局部細(xì)節(jié)和紋理變化；通過(guò)比較不同網(wǎng)格的灰度值，找到灰度值最大的脊線特征區(qū)域和谷線特征區(qū)域，這些區(qū)域是指紋中的關(guān)鍵特征點(diǎn)，是分析指紋的基礎(chǔ)。

24、進(jìn)一步的，最短鄰距可以反映脊線的密集程度和相對(duì)位置，用于理解指紋的整體結(jié)構(gòu)。

25、s308，獲取距離特征線，其中距離特征線包括第一距離特征線、第二距離特征線和第三距離特征線，具體的，記zgx的中心點(diǎn)和zjx的中心點(diǎn)之間線段的中點(diǎn)p3；記距特網(wǎng)格zjt的中心點(diǎn)為p4，記距特鄰格zjp的網(wǎng)格中心點(diǎn)為p5，記點(diǎn)p4和p5之間線段的中點(diǎn)為p6；記點(diǎn)p3和p6之間線段為第一距離特征線l1，p3和p4之間線段為第二距離特征線l2，p3和p5之間線段為第三距離特征線l3；

26、其中，距離特征線l1、l2和l3分別描述了指紋中的不同幾何關(guān)系；第一距離特征線l1提供了脊線和谷線之間的相對(duì)位置關(guān)系，第二特征線l2和第三距離特征線l3描述了指紋中的重要結(jié)構(gòu)特征與其他特征點(diǎn)之間的距離，這些距離特征線用于后續(xù)步驟中的指紋匹配和身份驗(yàn)證，通過(guò)比較這些特征線的長(zhǎng)度和相對(duì)位置，可以對(duì)比不同指紋之間的相似性和差異，增強(qiáng)指紋識(shí)別的精確度。

27、本步驟的有益效果為：通過(guò)計(jì)算和分析指紋灰度圖中的關(guān)鍵幾何特征，提取脊線和谷線的距離特征線，這些特征線描述了指紋的細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)，為指紋的精確匹配和身份驗(yàn)證提供了重要的依據(jù)，通過(guò)這一過(guò)程增強(qiáng)了指紋識(shí)別系統(tǒng)的魯棒性和準(zhǔn)確性，有助于實(shí)現(xiàn)高效的身份驗(yàn)證。

28、s400，通過(guò)距離特征線獲取脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量，并將脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量進(jìn)行儲(chǔ)存；

29、獲取l1的長(zhǎng)度記為脊谷特征距離度量值lg；l2的長(zhǎng)度記為第一特征長(zhǎng)度lka，l3的長(zhǎng)度記為第二特征長(zhǎng)度lkb；計(jì)算脊谷特征異動(dòng)量ld，其中l(wèi)d＝abs(lka-lkb)，其中abs為絕對(duì)值函數(shù)，即脊谷特征異動(dòng)量ld為第一特征長(zhǎng)度lka與第二特征長(zhǎng)度lkb直接的差值的絕對(duì)值；

30、具體的，通過(guò)計(jì)算距離特征線的長(zhǎng)度，能夠準(zhǔn)確地量化指紋的幾何特征。脊谷特征距離度量值lg、第一特征長(zhǎng)度lka、第二特征長(zhǎng)度lkb提供了指紋中脊線和谷線的具體空間關(guān)系，其中，脊谷特征異動(dòng)量ld是第一特征長(zhǎng)度lka與第二特征長(zhǎng)度lkb之間的絕對(duì)差值，這個(gè)差值可以幫助捕捉指紋中細(xì)微的結(jié)構(gòu)差異，使得系統(tǒng)能夠識(shí)別出非常細(xì)致的指紋特征，

31、進(jìn)一步的，通過(guò)計(jì)算脊谷特征異動(dòng)量ld可以在指紋識(shí)別過(guò)程中容許一定的變化范圍。由于實(shí)際指紋在不同條件下(如手指位置、壓力等)可能會(huì)出現(xiàn)微小變化，通過(guò)計(jì)算脊谷特征異動(dòng)量使得系統(tǒng)可以夠在這些變化范圍內(nèi)仍然進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。

32、進(jìn)一步的，將脊谷特征距離度量值lg和脊谷特征異動(dòng)量ld進(jìn)行儲(chǔ)存。

33、s500，在需要打開(kāi)麻醉柜時(shí)，獲取待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量，并根據(jù)儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量判斷是否打開(kāi)麻醉柜；

34、其中，待識(shí)別用戶為需要打開(kāi)麻醉柜的用戶；

35、當(dāng)待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值與儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值lg相等且待識(shí)別用戶的脊谷特征異動(dòng)量和脊谷特征異動(dòng)量ld都相等時(shí)，打開(kāi)麻醉柜，并顯示識(shí)別成功；若待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量不滿足待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值與儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值lg相等且待識(shí)別用戶的脊谷特征異動(dòng)量和脊谷特征異動(dòng)量ld都相等時(shí)，不打開(kāi)麻醉柜，并顯示識(shí)別失敗。

36、由于醫(yī)護(hù)人員手上有汗水、手套印記、藥物殘留等影響指紋成像的因素，在醫(yī)療環(huán)境下獲取的脊谷特征異動(dòng)量和脊谷特征異動(dòng)量會(huì)存在一定的誤差，為了規(guī)避這個(gè)誤差，需要進(jìn)一步去計(jì)算錯(cuò)位間隔差來(lái)避免因微小的偏差導(dǎo)致識(shí)別失敗。

37、其中，錯(cuò)位間隔差是一種用于處理指紋識(shí)別中微小變化的容錯(cuò)機(jī)制，它通過(guò)允許一定范圍的距離偏差；在實(shí)際應(yīng)用中，指紋的脊線和谷線可能因手指的角度、壓力或環(huán)境因素發(fā)生微小變化，或者醫(yī)療環(huán)境下醫(yī)護(hù)人員手上有汗水、手套印記、藥物殘留等影響指紋成像的因素，通過(guò)錯(cuò)位間隔差允許指紋的特征在一定范圍內(nèi)的變化，可以提高系統(tǒng)對(duì)這些變化的容忍度，增強(qiáng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的魯棒性和準(zhǔn)確性。

38、優(yōu)選的，當(dāng)待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值與儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值lg相等且待識(shí)別用戶的脊谷特征異動(dòng)量和脊谷特征異動(dòng)量ld都相等時(shí)，打開(kāi)麻醉柜，并顯示識(shí)別成功；若待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量不滿足待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值與儲(chǔ)存的脊谷特征距離度量值lg相等且待識(shí)別用戶的脊谷特征異動(dòng)量和脊谷特征異動(dòng)量ld都相等時(shí)，計(jì)算待識(shí)別用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征距離度量值lg之間的差值的絕對(duì)值并記為錯(cuò)位間隔差，若錯(cuò)位間隔差小于脊谷特征異動(dòng)量ld則打開(kāi)麻醉柜，并顯示識(shí)別成功；若錯(cuò)位間隔差不小于脊谷特征異動(dòng)量ld則不打開(kāi)麻醉柜，并顯示識(shí)別失敗。

39、由于當(dāng)用戶的脊谷特征距離度量值和脊谷特征異動(dòng)量ld不完全匹配時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算錯(cuò)位間隔差，進(jìn)一步判斷是否允許打開(kāi)麻醉柜，這種機(jī)制提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，避免因微小的偏差導(dǎo)致識(shí)別失敗。

40、本步驟的有益效果：本發(fā)明方法不依賴于絕對(duì)匹配，通過(guò)引入了錯(cuò)位間隔差的概念，在識(shí)別時(shí)允許一定的偏差，只要這種偏差在設(shè)定的容錯(cuò)范圍內(nèi)，仍可視為匹配成功；這種容錯(cuò)機(jī)制特別適用于手指可能因角度、壓力或表面狀態(tài)變化導(dǎo)致的輕微識(shí)別偏差，提升了識(shí)別的成功率，可以在手術(shù)室或緊急情況下，即使醫(yī)護(hù)人員手上有汗水、手套印記、藥物殘留等影響指紋成像的因素，也能準(zhǔn)確識(shí)別醫(yī)護(hù)人員的指紋特征是否與儲(chǔ)存的指紋特征一致。

41、為達(dá)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例還提出一種麻醉柜，其特征在于，所述麻醉柜通過(guò)基于指紋識(shí)別的麻醉柜應(yīng)用方法進(jìn)行識(shí)別開(kāi)啟；該麻醉柜可以在手術(shù)室或緊急情況下，即使醫(yī)護(hù)人員手上有汗水、手套印記、藥物殘留等影響指紋成像的因素，也能準(zhǔn)確識(shí)別醫(yī)護(hù)人員的指紋特征是否與儲(chǔ)存的指紋特征一致。