用于人體靜脈檢測的高光譜

HSI 圖像數據集，其中包含從 100 名膚色各異的受試者身上拍攝的左手和右手圖像。使用解剖數據對數據集進行注釋，

以表示圖像中的靜脈和非靜脈區域。該數據集用于探索降維技術的有效性，

即：用于靜脈檢測的主成分分析 (PCA)、折疊 PCA (FPCA) 和使用互信息的 Ward 鏈接策略 (WaLuMI)。為了生成實驗結果，

將 HSI 圖像數據集分為訓練數據集和測試數據集。使用訓練數據集確定每種降維技術與支持向量機 (SVM) 二元分類結合的最佳執行參數。

然后使用測試圖像數據集評估和比較了基于三維降維的靜脈檢測方法的性能。結果表明，基于 FPCA 的方法在準確性方面優于其他兩種方法。

為了實現可視化，使用形態學算子對每種技術的分類預測圖像進行后處理，結果顯示 HSI 成像在靜脈檢測方面具有巨大潛力。

為了捕獲高光譜 (HS) 圖像數據，使用了臺式 HSI 系統。臺式 HSI 系統包括 FX10相機、物鏡、線性平移臺、安裝塔、帶穩定電源的鹵素線燈、

校準板以及預裝了 Insight軟件的系統。HSI 圖像中的每個像素都包含一系列跨不同光譜波長的反射值，從而揭示該特定像素的光譜特征。

圖 1示出了捕獲的樣本 HSI 圖像的示意圖。

                                                                                                           ( b ) 

                                      高光譜圖像：( a ) 人手高光譜圖像示意圖。

                                                        ( b ) 手部像素光譜的光譜圖。該圖表示像素捕獲的每個波長的反射值。

為了設置 HSI 數據采集系統，將相機安裝在塔架上，位于電動線性平移臺的正上方。照明組件定位并固定在塔架上，

從上方照亮平臺底板的方向。鹵素線燈作為光源，為要捕獲的人手提供穩定的寬帶照明。

為了優化設置并提高數據采集能力，相機和照明沿著塔架的長度進行了仔細調整。圖 2顯示了 HS 圖像數據采集設置。

為了開始數據采集，相機經過校準以確保測量精確。在整個數據采集過程中，相機鏡頭和平臺底板之間保持一致的距離。

在數據采集過程中，線性平移平臺移動，導致手在相機下方平移。HSI 相機采用推掃技術進行成像。相機可以捕獲不同光譜波長的光。

當線性平移平臺沿掃描方向移動時，相機會依次從物體的不同部分捕獲 HSI 信息。這允許構建每個波長的光譜強度

從而產生全面的 HSI 圖像集。上圖顯示了正在捕獲的人手。

                                                                                              數據注釋/真實值創建

為了便于后續的靜脈檢測分析，數據集中的每個 HSI 手部圖像都經過手動注釋，以突出顯示手中的靜脈。

通過這樣做，為每個捕獲的 HSI 圖像創建了真實圖像作為參考標簽。