[發(fā)明專利]自動指紋分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711490895.1
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108268836B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉漢英;鄧昀;周劍勛
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種自動指紋分類方法。本發(fā)明把指紋分為六類：左箕型、右箕型、斗型、拱型、尖拱型和無法判斷。本指紋分類依賴于指紋塊方向圖特征和指紋奇異點(diǎn)（中心點(diǎn)和三角點(diǎn)）數(shù)目和位置。分析訓(xùn)練指紋圖像塊方向場，生成分類數(shù)據(jù)庫（4方向塊數(shù)、方向塊4方向位置，方向塊8方向位置，無法判定數(shù)據(jù)庫）。對測試指紋圖像方向場，根據(jù)分類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類。本發(fā)明方法不易受指紋質(zhì)量的影響，對無法判定的指紋圖像，根據(jù)奇異點(diǎn)數(shù)量、位置及分類數(shù)據(jù)庫，再次判定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自動指紋分類方法。

背景技術(shù)

每個(gè)人的指紋都是唯一的，常常用于識別人的身份的。指紋識別需要在的指紋庫大量指紋中找出指定的指紋。為了減少查找范圍，先對指紋進(jìn)行分類，再對同一類別的指紋進(jìn)行比對，加快識別速度。

一般指紋分類經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：指紋分割，計(jì)算塊方向場，尋找奇異點(diǎn)及指紋分類。

一、指紋分割

將原始指紋圖像(圖1)分為前景和背景兩部分，只對前景進(jìn)行處理。分割常常將指紋圖像分為大小相同的小塊，根據(jù)圖像的灰度、方差、方向一致性、對比度等特征進(jìn)行劃分，生成分割掩碼。

二、計(jì)算方向場

根據(jù)指紋圖像的灰度變化，分塊計(jì)算方向，生成塊方向圖(圖2)。

三、尋找奇異點(diǎn)

奇異點(diǎn)的定位通常采用方向旋轉(zhuǎn)特性(Poincare索引)：在某點(diǎn)領(lǐng)域內(nèi)，圍繞該點(diǎn)的閉合曲線旋轉(zhuǎn)一周，計(jì)算方向旋轉(zhuǎn)的變化量總和，中心點(diǎn)的方向變化量為180，三角點(diǎn)的方向變量為-180，其他位置為0。

四、指紋分類

Henry分類模式根據(jù)奇異點(diǎn)位置和數(shù)量、方向場、紋線跟蹤和紋理特征，將指紋分成五類：左箕型(left loop)、右箕型(right loop)、斗型(whorl)、拱型(arch)和尖拱型(tented arch)。它們具有以下特征：

左箕型紋線從左側(cè)進(jìn)入并從左側(cè)出去，有1個(gè)中心點(diǎn)和1個(gè)三角點(diǎn)(位于中心點(diǎn)右側(cè))；

右箕型紋線從右側(cè)進(jìn)入并從右側(cè)出去，有1個(gè)中心點(diǎn)和1個(gè)三角點(diǎn)(位于中心點(diǎn)左側(cè))；

斗型至少有一條紋線有360度旋轉(zhuǎn)，有2個(gè)中心點(diǎn)和2個(gè)三角點(diǎn)；

拱型一部分紋線從指紋一側(cè)進(jìn)入，從另一側(cè)出去，沒有奇異點(diǎn)；

尖拱型與拱型類似，至少有一條紋線有比較明顯的尖拱，有1個(gè)中心點(diǎn)和1個(gè)三角點(diǎn)(位于奇異點(diǎn)正下方)。

指紋質(zhì)量較低或指紋不全時(shí)，指紋的奇異點(diǎn)檢測會比較困難，或無法檢出，沒有找到奇異點(diǎn)不能直接判定為拱型，僅依靠奇異點(diǎn)特征容易造成誤判。目前，這一問題沒有很好解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種自動指紋分類方法。這種方法不易受指紋質(zhì)量的影響，根據(jù)塊方向圖特征和指紋奇異點(diǎn)(中心點(diǎn)和三角點(diǎn))數(shù)目和位置將指紋分為五類及不可判定類。

為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種自動指紋分類方法，包括以下步驟，其中：步驟(1)～步驟(4)為訓(xùn)練過程(如圖4所示)，用于生成分類數(shù)據(jù)庫(4方向塊數(shù)、方向塊4方向位置、方向塊8方向位置，無法判定數(shù)據(jù)庫)，分類數(shù)據(jù)庫可更新，所述步驟(5)～步驟(13)為測試過程，如圖5所示：

(1)人工將訓(xùn)練用指紋圖像分為六類，對判為前五類的指紋進(jìn)行訓(xùn)練。將H×W的指紋圖像劃分為16×16大小的塊，圖像共有bi×bj塊，計(jì)算塊方向圖特征(4方向塊數(shù)、方向塊8方向位置)，將塊方向圖特征及指紋類型存入特征數(shù)組feature中(14列，第1～4列分別表示：方向1塊數(shù)，方向2塊數(shù)，方向3塊數(shù)，方向4塊數(shù)，第5～13列存放各塊質(zhì)心的8方向位置，第14列為指紋類型)；