[发明专利]基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法

说明书

本发明涉及一种基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法，包括对训练用的指纹图片数据集进行预处理；对预处理后的指纹图片按照左旋指纹、旋涡指纹、右旋指纹、帐篷形指纹以及拱形指纹五类样式为对应的标签进行独热编码；以条件生成对抗网络为基础构建训练网络模型；向训练网络模型输入训练用指纹图像以及对应的标签向量进行训练直至结果收敛；根据经过训练后得到的网络模型，自动生成指纹图片。采用了基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法，搭建的生成对抗网络结构简单，生成速度快，最终由生成网络生成的指纹图片清晰、逼真而且能够生成匹配不同个体的指纹图片，在指纹数据集构建以及指纹安全领域都有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及图像生成技术领域，具体是指一种基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法。

背景技术

随着科技的进步，指纹识别技术由于其简单、快速、准确、可靠等优势已经完全走入了我们的日常生活之中。目前在世界上许多公司和研究机构都在指纹识别技术的研究中取得了很多突破性技术，从而推出了许多新产品，这些产品已经开始在安防、电子、金融等领域广泛应用。但科技的发展也同时让指纹识别技术暴露了如下一些问题：

1、采用匹配方式的指纹识别技术需要更多人的指纹数据，但指纹数据采集困难；

2、由于现有的技术只存储从指纹中得到的加密的指纹特征数据，这样虽然存储方便，但不利于指纹的匹配识别并且指纹特征容易被复制；

3、评估指纹识别系统中漏洞的研究是在修复漏洞和发现新漏洞之间不断竞赛，研究人员必须探索新的漏洞，以便修复漏洞，但不仅需要证明存在漏洞，还需要展示如何执行实际攻击；

4、目前针对指纹识别技术的检验检测需要大量的指纹数据集，但目前指纹数据严重缺乏。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种结构简单、速度快、图片清晰的基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法。

为了实现上述目的，本发明的基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法如下：

该基于生成对抗网络实现指纹图片自动生成的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)对训练用的指纹图片数据集进行预处理；

(2)对预处理后的指纹图片按照左旋指纹、旋涡指纹、右旋指纹、帐篷形指纹以及拱形指纹五类样式为对应的标签进行独热编码，形成标签向量；

(3)以条件生成对抗网络为基础构建训练网络模型；

(4)向训练网络模型输入步骤(1)得到的训练用指纹图像以及对应的由步骤(2)得到的标签向量进行训练直至结果收敛；

(5)根据经过训练后得到的网络模型，自动生成指定样式且大小为2^N×2^N的指纹图片。

较佳地，所述的步骤(1)中预处理后的指纹图片为8位、单通道、大小为2^N×2^N像素的图片。

较佳地，所述的N的取值为大于等于7、小于等于10的正整数。

较佳地，所述的步骤(1)中的预处理包括裁剪、缩放、平移以及旋转。

较佳地，所述的步骤(2)中的独热编码具体为：

根据五类指纹样式将每个指纹图片的标签定义为一个五维的特征向量。

较佳地，所述的步骤(3)具体为：

将经过独热编码后的标签向量作为条件构建生成对抗网络。

较佳地，所述的步骤(4)具体为：