[發明專利]一種基于方向場的形變指紋檢測方法

在審

• 申請號: 201910195891.3
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110084102A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 李晟;楊高強;張新鵬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明提出了一種基于方向場的形變指紋檢測方法，首先，計算指紋的方向場及其差異圖，并對差異圖進行增強；然后，提出了用于提取不連續性的算子，并用該算子分別從方向場和增強后的差異圖中提取不連續特征；最后，基于不連續特征，用支持向量機（Support Vector Machines，SVM）對形變指紋或真實指紋進行分類。此外，在本發明中還構建了形變指紋數據庫，并在該庫上測試了本發明的性能。結果表明，在誤報率（False Alarm Rate，FAR）為10%時，本發明的真實檢測率（True Detection Rate，TDR）為86%，比現有方法提升12%。

技術領域

本發明涉及一種基于方向場的形變指紋檢測方法，利用圖像處理和計算機編程語言對指紋圖像進行檢測，以區分真實指紋和形變指紋。

背景技術

指紋是人類特有的皮膚紋線形態，它具有“人各不同，終身不變”的特點，是指紋識別的基礎。隨著科學技術的發展，計算機技術的興起為指紋識別技術的應用開辟了新天地。目前自動指紋識別系統(AFIS)已經廣泛部署在簽證、邊境檢測等領域。相比于人工識別，AFIS具有存儲容量大、比對速度快、效率高、便于查詢及信息共享等優點。但AFIS廣泛應用的同時也給某些犯罪分子帶來了可乘之機。AFIS主要基于指紋圖像的脊結構實現識別，這就使某些犯罪分子刻意破壞指紋的脊結構來避免識別。根據案件分析，他們通常采取研磨、切割、移植等方式來破壞指紋的脊結構。AFIS系統對形變指紋的檢測效果不佳，通過形變指紋來避免檢測的案件很多，這種情況必須要受到重視。

目前主要基于分析指紋方向場檢測形變指紋，方向場很好的描述了指紋的脊結構，真實指紋的方向場具有連續性，而形變破壞了指紋圖像的脊結構，造成了形變指紋方向場的不連續性。基于此特點，Yoon等提出了基于方向場的差異圖特征和細節點密度圖的檢測方法。本發明通過分析指紋圖像的方向場，提出了基于方向場不連續性和方向場差異圖不連續性的形變指紋檢測方法。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術的不足，提供一種基于方向場的形變指紋檢測方法。將指紋方向場不連續性和方向場差異圖不連續性作為形變指紋檢測的特征，并提出了捕獲這種不連續性的算子。

為實現以上目的，本發明的構思是：

對于給定一幅指紋圖像I，首先，計算指紋方向場及其差異圖；其次，對于方向場，用特征提取算子捕獲其不連續特征；對于差異圖，先對其進行增強，再將特征提取算子作用于增強后的差異圖捕獲其不連續特征；最后，融合捕獲到的不連續特征，用支持向量機(Support Vector Machines，SVM)分類為形變指紋或真實指紋。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種基于方向場的形變指紋檢測方法，具體步驟如下：

1)方向場不連續特征提取；

2)方向場差異圖不連續特征提取；

3)特征融合；拼接步驟1)中的方向場不連續特征和步驟2)中的方向場差異圖不連續特征，共同組成形變指紋檢測的不連續特征，用SVM分類為真實指紋或形變指紋。

所述步驟1)方向場不連續特征提取的方法為：

1-1)采用基于梯度的方法計算指紋圖像的方向場θ(i,j)；

1-2)使用特征提取算子，從指紋方向場中提取不連續特征。

所述步驟2)方向場差異圖不連續特征提取的方法為：

2-1)計算指紋圖像方向場和多項式模擬方向場之間的差值，作為方向場差異圖；

2-2)對差異圖進行增強，突出差異圖不連續性；

2-3)對差異圖進行去噪，消除干擾；