[發明專利]基于指紋圖像隱形意識的個人身份驗證系統

有效

• 申請號: 201110264000.9
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102368291B
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 吳軍
• 申請（專利權）人: 常州藍城信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及生物特征圖像分析、識別和信息安全等交叉領域，尤其是一種 基于指紋圖像隱形意識的個人身份驗證系統。

背景技術

為解決偽造指紋給指紋識別系統帶來的弊端，目前基于軟件的解決方案是 通過標準指紋傳感器來捕捉信息，與活性檢測來用于修改過的算法以測量如排 汗、彈性和變形等皮膚特性，這種方法的主要缺點是識別結果容易受到手指施 加壓力、環境濕度和用戶合作等因素影響。在硬件解決方案中，額外的硬件須 結合生物傳感器以檢測如心跳、溫度及表皮下組織等其他信息，這種方法的主 要特點是設備比傳統光學傳感器復雜、昂貴且提取的特征容易發生偏差。目前 的軟硬件解決方案在一定程度上預防了假指紋的流通，但是如果犯罪分子利用 暴力行為截取用戶手指，這些解決方案將如同虛設。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于指紋圖像隱形意識的個人身份 驗證系統，利用對大腦意識和意識性行為的分析方法及其數據挖掘技術來提取 指紋的固有物理特征和意識特征進行用戶身份認證，用于克服因多隱式意識特 征提取不全而造成的匹配識別錯誤，從而克服傳統基于單生物底層特征進行身 份認證的缺點。

為解決上述問題，本發明公開了一種基于指紋圖像隱形意識的個人身份驗 證系統，該系統包括：意識指紋圖像的采集、圖像特征提取、特征優化和特征 匹配決策。

所述意識指紋圖像的采集包括指紋圖像采集裝置，采集裝置上具有設定位 置和角度的基準線，采集裝置表面設有壓電式薄膜壓力檢測器。

所述意識指紋圖像的采集包括圖像采集向導和指紋圖像的預處理，指紋圖 像的預處理的主要步驟包括：圖像去噪、圖像分割和圖像增強。

所述圖像特征提取包括指紋固有物理特征提取和多隱性意識特征提取。

進一步，所述指紋固有物理特征提取包括指紋形狀特征、指紋細節點特征 和指紋脊線毛孔點特征；多隱性意識特征提取包括指紋與采集器接觸面積、指 紋脊谷間距、指紋方向分布、指紋奇異點數量和位置及指紋整體方向特征。

進一步，所述隱式意識特征的提取是針對在各種意識前提下采集到的指紋 圖像，設計合理的多方式隱式意識分析算法，具體包括：構建單意識模型、構 建組合意識模型和選擇合適的聚類方法進行降維。

所述的特征優化包括隱式意識特征優化和指紋固有物理特征的優化。

進一步，所述隱式意識特征優化是通過對缺失數據特征采用分類決策樹算 法，在存儲的多隱式意識特征模板和提取到的多隱式意識特征之間建立映射關 系得到，具體步驟為：

(1)初始化數據集，將數據集分為缺失數據集和非缺失數據；

(2)數據集權重值初始化分配；

(3)為節點選擇一個特征屬性作為這個節點分裂時候的屬性；

(4)將訓練樣本根據節點的特征屬性分類到各個子節點；

(5)計算每個子節點選擇的特征量的信息熵；

(6)計算每個子節點選擇的特征量的增益率；

(7)若所選特征量擁有最大增益率，則繼續分裂節點為子節點，若所選特 征量不是最大增益率，則重新選擇其特征屬性；

(8)若每個節點只含有同一類樣本，則將次節點設置為葉子節點，結束此 節點的分裂，若不只含有一類樣本，則繼續進行節點選擇。

進一步，所述指紋固有物理特征的優化是在隱性意識特征得到優化后，對 意識性指紋進行的逆向恢復。

所述特征匹配決策包括隱式意識特征的匹配和指紋固有物理特征的匹配， 特征匹配決策需要對隱式意識特征和指紋固有物理特征分配不同的權重，獲得 魯棒性的指紋匹配決策原則。

本發明的有益效果是：克服傳統的依據固有物理特征進行身份認證的弊端， 為用戶身份認證提供新的研究思路和方法。

具體實施例

一種基于指紋圖像隱形意識的個人身份驗證系統，該系統包括：意識指紋 圖像的采集、圖像特征提取、特征優化和特征匹配決策。

意識指紋圖像的采集先通過指紋圖像采集裝置上壓電式薄膜壓力檢測器獲 得，然后通過圖像去噪、圖像分割和圖像增強對指紋圖像進行預處理。