[发明专利]基于局部结构的双胞胎相似指纹识别系统及方法

权利要求书

1.一种基于局部结构的双胞胎相似指纹识别系统，其特征在于，包括：

与输入图像端连接的预处理装置，用于对输入的指纹图像提取方向场图像、分割指纹图像的前景和背景、对图像进行方向滤波，输出指纹细化图像；

与预处理装置连接的局部结构模板装置，用于提取细化图像中细节点，构造细节点局部结构，将指纹中各局部结构组合生成指纹模板；

与局部结构模板装置连接的细节点局部结构匹配装置：比对输入指纹局部结构模板与数据库中指纹模板，用于输出指纹识别结果。

2.如权利要求1所述双胞胎相似指纹识别系统，其特征在于，预处理装置包括：

方向场提取单元：用于分析指纹中灰度点的梯度方向和待估计方向的关系，提取方向场图像；

与方向场提取单元连接的分割单元：用于去除所述方向场图像中方向场变化紊乱的部分，形成指纹的掩膜图像；

与分割单元连接的图像滤波单元：用于掩膜图像进行方向滤波；

与图像滤波单元连接的细化单元：采用垂直于x轴方向或垂直于y方向细化处理，用于对脊线方向梯度的线积分通过跨越脊线的断面进行细化，获得细化指纹图像。

3.如权利要求1所述双胞胎相似指纹识别系统，其特征在于，所述细节点局部结构匹配装置，还包括：

细节点特征单元，用于将所有的细节点向量作为一个整体与指纹图像一一对应；

与细节点特征单元连接的初匹配单元：用于将细节点向量匹配成细节点对，并生成指纹图像细节点结构；

与初匹配单元连接的模板匹配单元：对指纹局部结构模板中的细节点结构和数据库指纹中的细节点结构进行匹配，获取匹配阵列，用于计算能量匹配阵列的统计平均值得到平移参数和旋转参数；

与模板匹配单元连接的细节点对比对单元：用于指纹局部结构模板和数据库指纹模板中对应的细节点对二次比对，比较对应的细节点对并得到匹配分数。

4.一种基于局部结构的双胞胎相似指纹识别方法，其特征在于：包含步骤：

预处理步骤：对采集到的指纹图像进行预处理，得到指纹的细化图像；

构造局部结构模板步骤：提取细化图像中的脊线末梢和分叉细节点p，对提取的细节点p的集合构造局部结构，将指纹中各局部结构组合生成指纹模板；

细节点局部结构匹配步骤：把输入指纹局部结构模板与数据库中指纹模板进行比对，计算局部结构之间的相对位置和方向参数的差异，判断指纹是否匹配。

5.如权利要求4所述双胞胎相似指纹识别方法，其特征在于，所述预处理步骤，还包括：

步骤1.1方向场图像提取：采用分析指纹中灰度点的梯度方向和待估计方向的关系，利用模糊逻辑的方法去求解出四个方向所占的比例，利用映射方向的值，估计求出方向场图像；

步骤1.2分割方向场图像：去除所述方向场图像中方向场变化紊乱的部分，形成指纹的掩膜图像；

步骤1.3方向滤波：利用一个基于具有方向性的平行四边形的模板和利用滑动窗运行算法，对掩膜图像进行方向滤波；

步骤1.4方向滤波图像细化：采用垂直于x轴方向或垂直于y方向两种情况下的细化处理方法，对方向滤波图像采用线积分通过跨越脊线的断面进行细化：对于脊线方向在之间的线积分采用垂直于y轴方向的变换，对于脊线方向在和之间的情况采用垂直于x轴方向的变换。

6.如权利要求4所述双胞胎相似指纹识别方法，其特征在于，所述构造局部结构模板步骤，还包括：

根据细化图像提取的细节点集信息，生成待比对的指纹模板，当采集的指纹图像抽取了细节点点集M＝{M_k，1≤k≤L}，其中L是该点集中细节点的个数；对于其中任意一个细节点，其特征矢量为M_k＝(x_ky_k_kt_k)^T，由这个特征矢量构成指纹基本模板。