[發明專利]小面積指紋圖像拼接方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010530858.4
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111429359B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 楊密凱;韓鵬飛
• 申請（專利權）人: 深圳市諾賽特系統有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及特征比對領域，公開了一種小面積指紋圖像拼接方法、裝置、設備及可讀存儲介質，其包括：獲取待比對指紋圖像，對圖像進行圖像預處理，分離成前景區域與背景區域；計算所述前景區域的灰度方差并根據所述灰度方差進行圖像質量評分，得到待比對指紋圖像的質量評分；從待比對指紋圖像提取預設個數的特征點；基于特征點與參照指紋模板的特征點進行特征比對，判斷待比對指紋圖像是否與參照指紋模板相似；若是，確定待比對指紋圖像與參照指紋模板之間的相似區域與非相似區域并進行拼接，得到新的參照指紋模板。本發明依據圖像質量評分來保證每次更新進去的特征點來自圖像質量更高的圖像，進而能逐漸增強和改善參照指紋模板的穩定性。

技術領域

本發明涉及圖像拼接領域，尤其是涉及一種小面積指紋圖像拼接方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

指紋識別技術已經廣泛應用到手機、電腦、智能門鎖、柜子鎖、U盤、SSD等需要識別個人身份場景。同時考慮到更好的嵌入式集成設計，終端更傾向于采用小面積的指紋傳感器，這就導致采集到的指紋圖像面積變小，含有的指紋有效信息相應變少，直接影響到自動指紋識別的結果。與此同時，也將導致同一根手指的不同指紋圖像之間的重疊區域較小，當認證圖像與模板圖像之間的重疊區域較小時，它們之間的共同信息較少，無法根據這些信息準確的判斷認證圖像和模板圖像是否歸屬于同一根手指。指紋拼接就是為了解決這一問題而被引入到指紋圖像識別技術中。目前的指紋識別系統中，指紋拼接方法主要分為以下兩類：

（1）指紋圖像拼接的方法。A.K.Jain和Arun Ross提出了指紋拼接是一個可以通過改進的迭代最近點算法（Iterative Closest Point，簡稱為 ICP）解決的 3D 曲面配準問題。Choi等人提出了在傳感器表面滑動手指并拼接這些部分指紋圖像的方法。張永良提出了一種基于擴展相位相關方法的滑動指紋序列拼接算法。該算法對相位相關法進行了改進，然后估測相鄰兩個指紋圖像幀序列之間的平移量，最后得到指紋序列拼接圖像。這種基于指紋圖像拼接方法需要重建整副指紋圖像，計算量和內存存儲量都比較大；

（2）指紋圖像特征拼接的方法。Mathur等人提出了一種使用AKAZE方法的移動設備注冊方法，首先用AKAZE算法檢測關鍵點，然后進行關鍵點匹配，選擇最好的k對關鍵點，最后計算匹配分數，該方法模擬手機端的指紋注冊過程，在注冊階段要求用戶按照規定的方式錄入很多張同一手指的指紋（市場上手機通常在注冊階段要求用戶注冊 10-20次指紋）。這種方法針對同一個用戶需要存儲多張模板圖像，將會占用較多的存儲空間，而且在匹配階段，認證圖像需要跟多張模板圖像進行比對，增加了匹配的次數和時間，同時也需要制定策略來決定與認證圖像進行匹配的模板圖像的順序，增加了算法的復雜度。另外還有基于傳統細節點位置信息的特征模板拼接方法，注冊階段提取同一.手指多次采集的指紋特征模板數據FeaTemplate（包含指紋細節點的位置和方向信息），然后把這些指紋特征模板數據轉換到同一坐標系下進行拼接操作，形成新的拼接特征模板GroupFeaTemplate，其中對匹配到的點對進行位置和方向值平均，對沒有匹配到的點首先把它們全部放到拼接好的特征模板GroupFeaTemplate中，在后續比對階段，會統計GroupFeaTemplate中每個細節點被匹配的次數，使用一段時間后刪除從來沒有被匹配過的點來進行拼接模板優化。通過上述步驟拼接后的模板GroupFeaTemplate信息會越來越充分，也會被逐漸優化的更加準確。這種方法計算量和內存存儲量都比較小，對于細節點信息足夠多的情況下有較好表現，但是對于指紋缺損較多或干脆就沒有細節點情況就無能為力了；

綜上所述，現有指紋拼接策略計算量及所需內存較大，效率不高。

發明內容

本發明目的一是提供一種小面積指紋圖像拼接方法，具有提高小面積指紋圖像索引效率，降低計算所需內存資源的特點。

本發明的上述發明目的一是通過以下技術方案得以實現的：

獲取待比對指紋圖像，對圖像進行圖像預處理，分離成前景區域與背景區域；