[發(fā)明專利]融合二級(jí)和三級(jí)特征的由粗到精的指紋識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310740950.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103714159A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐云祁;郭威;丁錳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民公安大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;嚴(yán)業(yè)福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及指紋鑒定領(lǐng)域，特別是一種融合二級(jí)和三級(jí)特征的由粗到精指紋識(shí)別方法。

背景技術(shù)

指紋識(shí)別技術(shù)以其易使用、高準(zhǔn)確和低成本等特性在眾多的生物識(shí)別技術(shù)中備受關(guān)注，已經(jīng)成為身份認(rèn)證最有效的手段之一，在公共信息安全、刑事偵查、電子商務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)指紋識(shí)別系統(tǒng)以指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)（即二級(jí)特征）作為唯一標(biāo)識(shí)指紋的特征，在中小數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模情況下能取得較好的指紋檢索匹配精度。

當(dāng)前警用自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)（AFIS）系統(tǒng)主要利用的是指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)特征來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。圖1示意性示出了目前的利用指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)特征來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別的流程圖，如圖1所示，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)提取的一枚指紋（即檢材），偵查技術(shù)人員手動(dòng)標(biāo)定指紋圖像中的細(xì)節(jié)點(diǎn)特征，并把標(biāo)定結(jié)果輸入AFIS系統(tǒng)，使用計(jì)算機(jī)在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)檢索匹配采集到的現(xiàn)場(chǎng)指紋；AFIS系統(tǒng)按匹配分?jǐn)?shù)由高到低輸出匹配候選指紋集；之后，偵查技術(shù)人員再手動(dòng)一一匹配現(xiàn)場(chǎng)指紋和AFIS系統(tǒng)輸出匹配候選指紋集中的前N枚指紋。評(píng)價(jià)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)性能的指標(biāo)主要有兩個(gè)：系統(tǒng)檢索時(shí)耗和檢索精度。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)檢索時(shí)耗越小越好，檢索精度越大越好。然而，我國(guó)刑事備案指紋數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模日益龐大，已達(dá)到并超過(guò)千萬(wàn)人級(jí)規(guī)模。在千萬(wàn)人級(jí)以上的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)中精準(zhǔn)檢索匹配輸入指紋圖像，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件條件和指紋識(shí)別算法提出了更高的要求。如何研究下一代自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)輸入指紋的精確查找匹配，是當(dāng)前維護(hù)社會(huì)公共安全領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

開發(fā)利用三級(jí)指紋特征為研究高精指紋識(shí)別算法提供了可行途徑。指紋三級(jí)特征指的是指紋圖像中汗孔、紋線邊緣、細(xì)點(diǎn)線、疤痕等更加細(xì)節(jié)的特征信息。相比于細(xì)節(jié)點(diǎn)特征，指紋三級(jí)特征包含的信息更加豐富。圖2示意性示出了以捺印方式采集的指紋圖像與現(xiàn)場(chǎng)指紋圖像的對(duì)比圖。其中，圖2a表示一枚現(xiàn)場(chǎng)指紋圖像，圖2b表示一枚以捺印方式采集的指紋圖像。從圖中可以看出，非捺印（現(xiàn)場(chǎng)）指紋圖像中細(xì)節(jié)點(diǎn)特征數(shù)量有限，如果單純依賴二級(jí)特征，不能對(duì)該指紋進(jìn)行鑒定，而如果利用指紋中豐富的三級(jí)特征，就很容易與右圖中的指紋進(jìn)行匹配。可見三級(jí)特征對(duì)于提高指紋指紋識(shí)別的精度具有重要的價(jià)值。

基于高分辨率指紋圖像的三級(jí)特征及其它擴(kuò)展特征的研究在國(guó)際上受到了廣泛的關(guān)注。2005年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所明確提出：指紋圖像分辨率最少要達(dá)到1000dpi，美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局在AFIS標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)該加入三級(jí)指紋特征。2007年美國(guó)著名科學(xué)家Anil?K.Jain在模式識(shí)別領(lǐng)域的頂級(jí)期刊IEEE?TRANSACTIONS?ON?PATTERNANALYSIS?AND?MACHINE?INTELLIGENCE上發(fā)表長(zhǎng)文《Pores?and?ridges:high-resolution?fingerprint?matching?using?level?Matching?Using?Level3Features》論證了應(yīng)用三級(jí)特征進(jìn)行指紋識(shí)別可能性和優(yōu)越性。同時(shí)，隨著指紋采集技術(shù)的發(fā)展，1000dpi分辨率的活體指紋采集儀已經(jīng)逐漸進(jìn)入商用，現(xiàn)場(chǎng)潛在指紋顯現(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展也使得現(xiàn)場(chǎng)指紋的顯出質(zhì)量有效提高，“502”熏顯及納米材料等顯現(xiàn)技術(shù)使得顯現(xiàn)出的指紋能夠反映三級(jí)特征，限制指紋三級(jí)特征應(yīng)用的采集瓶頸已經(jīng)被打破。隨著高分辨率指紋圖像采集技術(shù)的進(jìn)步以及我國(guó)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷擴(kuò)容，高分辨率指紋三級(jí)特征的鑒定價(jià)值將逐漸凸顯。

因此，需要一種融合二級(jí)和三級(jí)特征的由粗到精指紋識(shí)別方法，來(lái)提高指紋識(shí)別的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種融合二級(jí)和三級(jí)特征的由粗到精指紋識(shí)別方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種融合二級(jí)和三級(jí)特征的由粗到精指紋識(shí)別方法，所述方法包括如下步驟：a)構(gòu)建包含三級(jí)指紋特征的高分辨率指紋圖像數(shù)據(jù)庫(kù)；b)標(biāo)定所采集的指紋圖像中的指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)特征和三級(jí)特征；c)判斷所采集的指紋圖像中包含的細(xì)節(jié)點(diǎn)特征數(shù)量是否小于閾值,若是則進(jìn)入步驟e；否則進(jìn)入步驟d；d)采用所述細(xì)節(jié)點(diǎn)特征對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行初步檢索匹配，在匹配結(jié)果中按細(xì)節(jié)點(diǎn)指紋匹配算法得出匹配分?jǐn)?shù)由高到低取得第一候選指紋集；e)使用三級(jí)特征進(jìn)行精確匹配，在匹配結(jié)果中-按精確匹配算法得出匹配分?jǐn)?shù)由高到低取得第二候選指紋集；f)將所采集指紋圖像與所述第二候選指紋集中的指紋進(jìn)行確認(rèn)。

優(yōu)選地，所述三級(jí)特征包括指紋圖像中的汗孔、紋線邊緣、細(xì)點(diǎn)線、以及疤痕。