[发明专利]抵御指纹残留的指纹识别系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹识别系统和方法，尤其涉及一种能够有效抵御指纹残 留的指纹识别系统和方法。

背景技术

随着计算机图像处理技术和信息技术的发展，指纹识别技术逐渐进入IT技 术领域与众多计算机信息系统结合在一起，近年来身份认证的需求不断增长， 随着公众的逐步接受和认可，指纹识别系统必将得到更广泛的应用。

指纹识别系统主要由指纹采集传感器和指纹识别算法构成，前者从指纹获 得数字图像，后者能进行指纹图像处理、指纹特征提取和指纹特征匹配的算法 包，可组成指纹注册和指纹匹配两个流程。指纹注册，是从指纹图像中提取指 纹特征，形成指纹特征模板，并与人的身份信息结合起来，存储在指纹识别系 统中的过程。同一手指的不同特征模板之间，由于手指按压的力度和位置不同， 存在几何变换。指纹匹配，是从待比对的指纹图像中提取指纹特征信息，并与 事先存在的指纹特征模板进行比对，其匹配机理为，穷举所有的待匹配指纹特 征模板的几何变换与匹配模板中的指纹特征模板进行匹配，在得到的所有匹配 的分中找出匹配得分最高的得分，并得到相应的几何变换矢量信息。所述的几 何变换矢量包括图像间的旋转量、平移量和非线性变形量。

现有的指纹采集传感器多为接触式，例如，在一般的指纹验证系统中，将 手指固定在传感器上读取指纹并生成图像数据。对于这种接触式采集传感器， 由于手指上的皮脂或者污染物影响，会在指纹识别设备上留下一个残留图像(指 纹残留)，利用外界光照射传感器或者利用显影粉就有可能检测到该指纹残留， 合法用户留下的指纹残留，如果被采集为数字图像并进入指纹匹配，有可能通 过匹配，导致非法用户利用该残留指纹通过，对指纹识别系统的安全性构成威 胁。

指纹注册的时候，为了保证指纹与身份信息之间的正确对应，防止冒名顶 替，避免指纹与身份信息关联错误，需要现场督导人员参与，因此注册用户无 法不通过按压手指仅仅利用指纹残留图像通过注册，指纹残留问题在指纹注册 过程中并不存在很大影响，但是注册过程中可能留下的残留则仍可能对下一次 指纹匹配造成影响。

现有技术中为解决错误识别指纹残留的问题，先进行指纹残留的判断，再 进行匹配，鉴别指纹残留的方法是通过存储最新输入的那个人的指纹图像，并 且将存储的指纹图像和新输入的指纹图像进行比较，如果两个指纹图像特别相 似(两个指纹的位置信息相符合或者两个指纹图案的重叠度高)，就将新输入的 指纹图像判定为指纹残留。例如，申请号为200410063915.3的专利，缺点在于， 该发明专利在匹配算法之外增加了基于图像域的残留图像判断方法，不仅增加 了指纹识别系统的软硬件负担，同时，由于指纹识别算法的发展，对图像无法 直接判断的模糊指纹已经能够识别，而残留图像属于模糊指纹图像，图像域处 理与指纹残留的欺骗机理不同，从而基于图像域的处理方法导致残留拒绝率和 合法使用通过率这两个指标不能达到最优。

发明内容

本发明提供一种有效抵御指纹残留的指纹识别系统和方法，该发明基于匹 配算法本身，采用与指纹残留欺骗机理相同的特征域判定方法，能够准确的识 别出残留。

本发明提供的抵御指纹残留的指纹识别系统，包括图像采集单元，用于采 集指纹图像；图像处理单元，用于对采集的指纹图像进行预处理；特征提取单 元，用于提取指纹图像特征并形成待匹配的第一指纹特征模板或待注册的第二 指纹特征模板；指纹匹配单元，用于将第一指纹特征模板与匹配模板进行指纹 匹配，并且根据得到的匹配得分判定是否匹配成功；指纹注册单元，用于将第 二指纹特征模板进行指纹注册，并判定是否注册成功；匹配模板单元，与指纹 匹配单元和指纹注册单元相连，用于存储匹配模板；其特征在于，还包括：指 纹残留判定单元和临时模板单元；临时模板单元，与指纹匹配残留判定单元和 指纹注册单元相连，用于存储第三指纹特征模板，所述第三指纹特征模板为最 后一次匹配成功且不是指纹残留的指纹特征模板或最后一次注册成功的指纹特 征模板；指纹残留判定单元，与指纹匹配单元和临时模板单元相连，用于将在 指纹匹配单元匹配成功的第一指纹特征模板与第三指纹特征模板进行匹配，根 据得到的匹配得分和几何变换矢量信息判定第一指纹特征模板是否是指纹残 留。

所述指纹残留判定单元判定第一指纹特征模板是否是指纹残留的方法是， 若所述匹配得分中最大得分大于匹配阈值并且所述几何变换矢量信息为零或小 于变换阈值，则判定第一指纹特征模板为指纹残留。