[发明专利]小面积指纹图像快速索引方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明涉及图像比对领域，公开了一种小面积指纹图像快速索引方法、装置、设备及可读存储介质，其包括：以特征点为中心确定描述区域，以特征数据的差值表示描述区域的特征，使描述符具有更稳定的表达能力，此外，将描述信息编码成二进制数据，再进行哈希映射，能够保证编码信息鲁棒性，进一步地，通过哈希映射，将不同特征点的描述符哈希映射成索引值，能够在比对时对整个数据集进行初步筛选，提取与特征点相似的匹配点集，避免了查询时需要与整个数据集的所有点进行距离计算，大幅提高比对效率。

技术领域

本发明涉及图像检索领域，尤其是涉及一种小面积指纹图像快速索引方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在指纹图像识别系统中有三个关键模块：指纹图像预处理模块、特征提取模块和特征比对模块。指纹图像预处理模块用于对原始图像进行一系列处理，不同的指纹识别系统选择预处理方法机制不同，可能包括的操作有指纹图像滤波、梯度场与方向场计算、图像前景背景分离、图像归一化、图像增强、二值化、细化等。指纹图像特征提取模块主要都是为了提取能表达指纹图像的特征的全局特征或局部特征信息，不同指纹识别系统可能会选择的方法有传统细节点提取、基于细节点方法特征拓扑结构或编码、纹线结构特征、机器视觉特征编码、图像相关性等方法。对于指纹特征比对模块，不同系统会根据其特征提取和组织办法来制定比对策略，绝大多数系统只关注了如何提高匹配准确率，忽略匹配时间开销，事实上特征提取和特征比对的设计应该一开始就考虑到能够快速索引，适应数据库快速索引的功能。现有的同时考虑到特征提取办法和快速索引机制的指纹识别系统有以下策略：

（1）基于全局特征、基于纹线特征构建指纹索引。大多数使用与指纹纹线方向、频率有关的特征构造索引，将指纹图像分为若干类，从而识别时可以缩小匹配范围，这种方法能提高的索引效率有限；

（2）基于细节点之间几何结构信息或构建描述符构建指纹图像索引。比如X.Liang等人利用细节点的结构信息和构建Delaunay三角剖分方法构建索引；MatteoFerrara等人提出了一种基于Minutia-Cylinder-Code (MCC)对指纹特征数据建立索引，由于MCC描述符是固定长度的，可以使用LSH（Local Sensitive Hash)来进行图片索引，使用该方法可以较大程度的提高海量数据下指纹识别的效率。这种类型的策略对大面积指纹图像（有充足的细节特征点）效果是比较好的，内存和计算速度较快，特征提取与比对比较直观容易理解，但对于小面积指纹图像则行不通，没有足够的细节点来构建几何关系或者MCC编码等；

（3）基于SIFT或SURF特征构建指纹图像索引。通常利用高斯差分构建尺度空间、使用Hessian矩阵等方式检测关键点，然后对关键点构建描述符，利用描述符比对来制定索引，这种策略对计算和内存开销较大，提取到的单幅指纹图像的特征模板大小在百Kb级别；

综上所述，现有指纹识别策略无法识别小面积指纹图像且索引时计算所需内存较大，效率不高。

发明内容

本发明目的一是提供一种小面积指纹图像快速索引方法，具有提高小面积指纹图像索引效率，降低计算所需内存资源的特点。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

索引机制建立时：

从参照指纹图像提取预设个数的匹配点，提取的匹配点至少包括坐标信息和基准方向信息；

计算获得所述匹配点的描述信息；

根据预置编译规则，将所述描述信息编译成二进制数据，得到第一描述符；

通过哈希函数对所述第一描述符进行哈希计算，得到所述第一描述符的哈希值，并以所述哈希值作为所述第一描述符的第一索引值；

索引机制应用时：

提取待比对指纹图像的一个特征点按索引机制建立时的步骤，得到第二描述符与第二索引值；