[发明专利]基于指纹识别的安防系统

权利要求书

1.一种基于指纹识别的安防系统，用于具有识别传感器和喇叭的门禁单元的指纹识别，包括：

第一指纹图像获取与存储单元，用于通过识别传感器获得第一指纹图像，所述第一指纹图像包括第一部分和第二部分；

第一本地分析单元，用于对第一指纹图像的所述第一部分进行第一本地分析，得到第一本地分析结果；

第一远程分析单元，用于对第一指纹图像的所述第二部分进行第一远程分析，得到第一远程分析结果；

第一判断单元，用于当第一本地分析结果满足小于第一阈值且大于第二阈值时，通过所述门禁单元升温后重新检测指纹获得第二指纹图像，同时检测待识别手指与识别传感器的识别平面的极坐标夹角θ_mn∈[0,1]，所述第二指纹图像包括第三部分和第四部分；否则提示无法识别而不获得第二指纹图像；

第二本地分析单元，用于对第二指纹图像的所述第三部分进行第二本地分析，得到第二本地分析结果；

第二远程分析单元，用于对第二指纹图像的所述第四部分进行第二远程分析，得到第二远程分析结果；根据第一本地分析结果、第二本地分析结果、第一远程分析结果和第二远程分析结果，确定所述门禁单元的指纹识别结果；

提示单元，用于在门禁单元的喇叭上给出“无法识别”、“识别成果”或“识别失败”的结果；

所述第一本地分析单元包括：

第一邻域确定单元，用于以第一部分的图像几何中心为中心、预设长度为半径的邻域内数据作为待处理的第一部分图像数据；

第一预处理单元，用于对待处理的第一部分图像数据进行二值化和降噪处理，得到数据集O；

加密单元，用于将所述数据集O进行对称式加密，得到数据集O’；

第一特征值获取单元，用于将数据集O’与预设参考指纹数据M进行如下处理：对预设参考指纹数据M进行二值化处理得到M’；计算得到数据集O’的对角阵；根据所述对角阵的阶数，从所述数据集M’左上角第一个值开始截取同样阶数的中间矩阵P；计算中间矩阵P与数据集O’叉乘得到的矩阵的特征值K1；

所述第一远程分析单元包括：

第一传输单元，用于对所述第一指纹图像的所述第二部分传输到远程服务器；

第一Hash值确定单元，用于在远程服务器对接收到的第二部分的数据进行Hash运算得到与该第二部分相对应的第一Hash值；

第二预处理单元，用于对所述第二部分对应的矩阵数据K与预设参考指纹数据M对应的矩阵S相乘，其中这两个矩阵中阶数较小的一个以对角阵补齐，相乘后得到矩阵K’；

第三预处理单元，用于以所述第二部分的图像的灰度质心为中心、所述预设长度为半径，得到第二部分的图像数据矩阵L，对矩阵L进行投影得到矩阵L’，将矩阵L’与矩阵K’进行叉乘，其中这两个矩阵中结束较小的一个以对角阵补齐，叉乘后得到矩阵Q；

第二特征值获取单元，用于计算矩阵Q的特征值F；

所述第二本地分析单元包括：

第二邻域确定单元，用于以第三部分的图像几何中心为中心、预设长度为半径的邻域内数据作为待处理的第三部分图像数据；

第三预处理单元，用于对待处理的第三部分图像数据进行二值化和降噪处理，得到数据集R；

第二加密单元，用于将所述数据集R以数据集O的平均值为密钥进行对称式加密，得到数据集R’；

第三特征值获取单元，用于将数据集R’与预设参考指纹数据M进行如下处理：对预设参考指纹数据M进行二值化处理得到M’；计算得到数据集R’的对角阵；根据所述对角阵的阶数，从所述数据集M’左上角第一个值开始截取同样阶数的中间矩阵T；计算中间矩阵T与数据集R’叉乘得到的矩阵的特征值K2；

所述第二远程分析单元包括：

第二传输单元，用于对所述第二指纹图像的所述第四部分传输到远程服务器；

第四特征值获取单元，用于设

其中，k_mn表示第四部分的图像像素(m,n)的灰度值；

对第四部分的图像进行灰度变换Tr(θ)得到θ′_mn：

N为大于2的自然数；

其中

其中θ_c为边界识别阈值，由指纹边界识别经验值确定，接着再进行如下计算：

变换系数k′_mn＝(K-1)θ_mn

对图像边界进行提取，提取出的图像边界矩阵为

E_dges＝[k′_mn]

计算该图像边界矩阵的特征值E；

第二Hash值确定单元，用于在远程服务器对接收到的第四部分的数据进行Hash运算得到与该第四部分相对应的第二Hash值；

第三Hash值确定单元，用于对预设参考指纹数据进行Hash运算得到第三Hash值；

所述第二远程分析单元还包括识别结果确定单元，用于确定所述门禁单元的指纹识别结果，包括：

相似度计算单元，用于将第一Hash值与第二Hash值相加并进行一致性Hash运算，将运算结果与第三Hash值利用MinHash算法计算彼此相似度a；

识别结果确定单元，用于确定是否小于预设的识别阈值，当小于时提示识别成功，否则提示识别失败。