[发明专利]一种形变指纹识别方法及系统

摘要

本发明提出了一种形变指纹识别方法和系统，利用图像采集单元、图像预处理单元、特征提取单元、模板存储单元、特征匹配单元，采用细节点、所有脊线上的采样点以及采样点的凸包作为特征来表示指纹；由细节点周围采样点的方向信息来衡量细节点间相似度，选取相似度最大的一些细节点对作为参考点指纹细节点对估计两指纹间的平移和旋转参数并寻找初步的指纹细节点对应关系；根据初步的指纹细节点对应关系用正则化的方法估计二次模型参数，并用二次模型对输入指纹特征做变换；在变换后的两个指纹特征中，重新寻找指纹细节点对应关系并给出匹配分数。

主权项

一种形变指纹识别系统，其特征在于，包括：图像采集单元，采集注册手指纹和输入手指纹分别生成注册指纹图像和输入指纹图像；图像预处理单元与图像采集单元连接，图像预处理单元对采集注册指纹图像和输入指纹图像分别做预处理，该预处理包括注册指纹图像和输入指纹图像的图像分割、图像增强、图像二值化以及细化处理，获得注册细化指纹图像和输入细化指纹图像；特征提取单元与图像预处理单元连接，特征提取单元在注册细化指纹图像和输入细化指纹图像中分别提取指纹细节点，然后在注册细化指纹图像和输入细化指纹图像中分别提取注册细化指纹图像和输入细化指纹图像中脊线上的采样点，最后分别提取注册细化指纹图像的采样点的凸包和输入细化指纹图像中脊线上的采样点的凸包，分别生成含有指纹细节点、所有脊线上采样点和采样点的凸包的注册指纹特征和输入指纹特征；模板存储单元与特征提取单元连接，模板存储单元把特征提取单元的注册指纹特征生成注册指纹特征模板存储到数据库当中，生成并输出模板指纹特征；特征匹配单元分别与模板存储单元和特征提取单元连接，特征匹配单元对特征提取单元输出的输入指纹特征与模板存储单元数据库输出的模板指纹特征进行计算，判断输入指纹特征与模板指纹特征是否来源于同一个手指；该特征匹配单元的构成包括：局部方向描述单元，利用指纹细节点周围的脊线采样点信息，分别对输入指纹特征中的指纹细节点和模板指纹特征的指纹细节点构建各自指纹细节点的局部方向描述；指纹细节点相似度计算单元与局部方向描述单元连接，指纹细节点相似度计算单元根据局部方向描述单元构建的输入指纹特征的指纹细节点局部方向描述和模板指纹特征的指纹细节点局部方向描述，计算输入指纹特征中的指纹细节点和模板指纹特征中的指纹细节点之间的相似度；参考点选取单元与指纹细节点相似度计算单元连接，参考点选取单元根据指纹细节点相似度计算单元输出的指纹细节点相似度，选取指纹细节点相似度最大的K个指纹细节点对作为参考指纹细节点对，其中K为大于或等于1的整数；指纹细节点预匹配单元与参考点选取单元连接，指纹细节点预匹配单元根据参考指纹细节点对对输入指纹特征做平移旋转变换，并根据指纹细节点相似度确立输入指纹特征中指纹细节点与模板指纹特征中指纹细节点之间的对应关系；二次模型估计单元与指纹细节点预匹配单元连接，二次模型估计单元采用具有对应关系的指纹细节点对以及输入指纹特征和模板指纹特征中与具有对应关系的指纹细节点对相连的脊线采样点作为标志点，并采用正则化的方法估计模拟输入指纹特征与模板指纹特征之间形变的二次模型的参数；指纹特征变换单元与二次模型估计单元连接，指纹特征变换单元用估计出来的二次模型参数对输入指纹特征进行二次模型变换，得到一个新的输入指纹特征；指纹细节点匹配单元与指纹特征变换单元和指纹细节点相似度计算单元连接，指纹细节点匹配单元根据指纹细节点相似度重新寻找新的输入指纹特征中指纹细节点与模板指纹特征中指纹细节点之间的对应关系；匹配分数计算单元与指纹细节点匹配单元、指纹特征变换单元和指纹细节点相似度计算单元连接，匹配分数计算单元根据指纹细节点匹配单元输出的指纹细节点对应关系以及指纹细节点相似度计算单元输出的指纹细节点相似度计算新的输入指纹特征和模板指纹特征的匹配分数，从而完成了形变指纹识别过程。