[發(fā)明專利]分布式海量指紋識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410335450.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104112005B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段翰聰;梁堯;張苗;張杰;李曉東;孟慶康;劉威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30;G06K9/00
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙)51224
• 代理人: 楊軍

1.分布式海量指紋識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）構(gòu)造分布式索引；

（2）分布式檢索待識(shí)別指紋；

其中，所述構(gòu)造分布式索引的步驟如下：

A、將訓(xùn)練圖像集上傳到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，上傳完成后向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起索引構(gòu)造任務(wù)；

B、主節(jié)點(diǎn)拆分構(gòu)造任務(wù)，并將拆分后的構(gòu)造子任務(wù)下發(fā)給各個(gè)構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)；

C、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)收到任務(wù)，對(duì)任務(wù)中包含的指紋圖像集提取特征向量V，并將這些特征向量存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中；同時(shí)對(duì)每個(gè)特征向量V指定一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)key，并將每個(gè)特征向量的key與指紋圖像間的關(guān)系存儲(chǔ)到關(guān)系映射中；

D、對(duì)每一個(gè)特征向量V，通過(guò)執(zhí)行哈希函數(shù)并計(jì)算哈希值得到h，然后將特征向量V的key存到哈希表j的桶h中；

E、對(duì)每一個(gè)哈希表j中的每一個(gè)桶h，計(jì)算j和h的乘積：r=j*h，接著計(jì)算哈希值H（r），接著將數(shù)字j和h拼接為字符串s，該字符串唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)桶，然后將該桶發(fā)送給H（r）對(duì)應(yīng)的構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造子任務(wù)結(jié)束；

F、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)在構(gòu)造子任務(wù)完成后，將完成消息報(bào)告給主節(jié)點(diǎn)，至此，構(gòu)造任務(wù)完成，索引構(gòu)造流程結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式海量指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述分布式檢索待識(shí)別指紋的步驟如下：

a、客戶端向網(wǎng)關(guān)發(fā)送圖像檢索請(qǐng)求；

b、網(wǎng)關(guān)收到請(qǐng)求后，對(duì)待檢索的指紋圖像提取特征向量，并形成檢索任務(wù)下發(fā)到主節(jié)點(diǎn)上；

c、主節(jié)點(diǎn)收到檢索任務(wù)后，將待檢索指紋圖像的每一個(gè)特征向量通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算得到哈希值，然后根據(jù)哈希值和哈希擾動(dòng)向量組計(jì)算得到桶編號(hào)h；接著計(jì)算H（j*h）得到該特征向量對(duì)應(yīng)的桶所在的構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)；然后，將數(shù)字j和h拼接為字符串s，標(biāo)志出該桶；隨后主節(jié)點(diǎn)將包含特征向量和字符串s的檢索子任務(wù)發(fā)送給H（j*h）對(duì)應(yīng)的構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)；

d、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)收到檢索子任務(wù)后，根據(jù)任務(wù)中的桶的標(biāo)識(shí)找到對(duì)應(yīng)桶，并根據(jù)該哈希桶中存放的特征向量的key，將這些特征向量從云存儲(chǔ)系統(tǒng)中讀出，接著讓待檢索特征向量與桶中的特征向量集做海明距離計(jì)算，過(guò)濾掉不滿距離條件的特征向量，任務(wù)完成后向主節(jié)點(diǎn)返回成功消息；

e、主節(jié)點(diǎn)收到所有構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)的回復(fù)消息后，根據(jù)消息中特征向量的key，找出滿足條件的特征向量，并按照命中次數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序，最后選出前k個(gè)圖像名作為檢索結(jié)果返回給客戶端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式海量指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述構(gòu)造分布式索引的具體步驟如下：

A、管理端將訓(xùn)練圖像集經(jīng)上傳節(jié)點(diǎn)上傳到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，上傳完成后向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起索引構(gòu)造任務(wù)；

B、主節(jié)點(diǎn)拆分構(gòu)造任務(wù)，也就是按照構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，將圖像集均分到各個(gè)構(gòu)造子任務(wù)中，每個(gè)構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一個(gè)構(gòu)造子任務(wù)，并將拆分后的構(gòu)造子任務(wù)下發(fā)給各個(gè)構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)；

C、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)收到任務(wù)后，對(duì)任務(wù)中包含的指紋圖像集提取特征向量，并將這些特征向量集存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，同時(shí)對(duì)每個(gè)特征向量V指定一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)key，并將特征向量的key與指紋圖像間的關(guān)系存儲(chǔ)到局部“<特征向量key，圖像名>”關(guān)系映射中；

D、對(duì)每一個(gè)特征向量V，通過(guò)執(zhí)行哈希函數(shù)并計(jì)算哈希值得到h，然后將特征向量V的key存到哈希表j的桶h中；

E、分別對(duì)每一個(gè)哈希表j中的每一個(gè)桶h，計(jì)算j和h的乘積：r=j*h,接著計(jì)算哈希值H(r)；接著將數(shù)字j和h拼接為字符串s，該字符串唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)桶；然后將該桶以“<字符串s，特征向量key集合>”的形式經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給H(r)對(duì)應(yīng)的構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)；當(dāng)所有的桶都根據(jù)哈希值放到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)后，構(gòu)造子任務(wù)結(jié)束；

F、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)在構(gòu)造子任務(wù)完成后，將完成消息報(bào)告給主節(jié)點(diǎn)，該消息中包含之前步驟中得到的局部“<特征向量key，圖像名>”關(guān)系映像，當(dāng)所有構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)都成功返回后，主節(jié)點(diǎn)合并局部“<特征向量key，圖像名>”關(guān)系映像得到全局的“<特征向量key，圖像名>”關(guān)系映像，至此，構(gòu)造任務(wù)完成，索引構(gòu)造流程結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式海量指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述分布式檢索待識(shí)別指紋的步驟如下：

a、客戶端向網(wǎng)關(guān)發(fā)送圖像檢索請(qǐng)求；

b、網(wǎng)關(guān)收到請(qǐng)求后，對(duì)待檢索的指紋圖像提取特征向量，并形成檢索任務(wù)下發(fā)到主節(jié)點(diǎn)上；

c、主節(jié)點(diǎn)收到檢索任務(wù)后，將待檢索指紋圖像的每一個(gè)特征向量通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算得到哈希值，然后根據(jù)哈希值和哈希擾動(dòng)向量組計(jì)算得到桶編號(hào)h；接著計(jì)算H(j*h)得到該特征向量對(duì)應(yīng)的桶所在的構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)，將數(shù)字j和h拼接為字符串s，標(biāo)志出該桶；然后，主節(jié)點(diǎn)將包含特征向量和字符串s的檢索子任務(wù)發(fā)送給H(j*h)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；

d、構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)收到檢索子任務(wù)后，根據(jù)任務(wù)中桶的標(biāo)識(shí)找到對(duì)應(yīng)桶，并根據(jù)該哈希桶中存放的特征向量的key，將這些特征向量從云存儲(chǔ)系統(tǒng)中讀出；接著讓待檢索特征向量與桶中的特征向量集做海明距離計(jì)算，過(guò)濾掉不滿距離條件的特征向量；任務(wù)完成后向主節(jié)點(diǎn)返回成功消息；

e、主節(jié)點(diǎn)收到所有構(gòu)造/查詢節(jié)點(diǎn)的回復(fù)消息后，根據(jù)消息中特征向量的key，查找全局“<特征向量key，圖像名>”關(guān)系map，找出滿足條件的特征向量對(duì)應(yīng)的圖像名，接著以“<圖像名，命中次數(shù)>”的形式記錄該結(jié)果；然后按照命中次數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序，最后選出前k個(gè)圖像名作為檢索結(jié)果返回給客戶端。