專利名稱：一種降低指紋認(rèn)假率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算指紋相似度的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種降低指紋認(rèn)假率的方法。
背景技術(shù)：
生物特征識(shí)別技術(shù)是指利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。生物識(shí)別系統(tǒng)是對(duì)生物特征進(jìn)行取樣，通過(guò)提取特征的算法將取樣出的生物特征轉(zhuǎn)化成數(shù)字特征，并進(jìn)一步將這些特征組合而成的特征模板，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。在識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí)，識(shí)別系統(tǒng)獲取現(xiàn)場(chǎng)生物特征，轉(zhuǎn)換為數(shù)字特征并與數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的特征模板進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算出二者之間的相似度，以確定是否匹配，從而決定接受或拒絕該人。指紋是生物特征的一種，具有唯一、再生、不可抵賴、方便提取、易于辨識(shí)等特點(diǎn)。 目前指紋識(shí)別技術(shù)是生物特征識(shí)別技術(shù)中最成熟的技術(shù)，已被全球大部分國(guó)家政府接受與認(rèn)可，已廣泛地應(yīng)用到政府、軍隊(duì)、銀行、社會(huì)福利保障、電子商務(wù)和安全防衛(wèi)等領(lǐng)域。指紋識(shí)別技術(shù)主要包括指紋圖像采集、指紋圖像預(yù)處理及圖像增強(qiáng)、指紋特征提取、指紋特征比對(duì)和搜索等。在指紋特征比對(duì)中，需要計(jì)算指紋相似度。指紋的特征信息非常豐富，但是由于目前應(yīng)用中的處理器性能有限，為了在較短的時(shí)間內(nèi)計(jì)算出結(jié)果，指紋識(shí)別算法不可能計(jì)算過(guò)多的信息，目前指紋識(shí)別算法大都使用指紋脊線的端點(diǎn)和叉點(diǎn)的信息來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別。通過(guò)比較指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置，方向，類型等信息來(lái)計(jì)算2個(gè)指紋特征的相似度。由于使用的信息有限，而且信息有不準(zhǔn)確的可能，所以任何指紋識(shí)別算法都會(huì)出現(xiàn)認(rèn)假的狀況，即不是同一枚指紋產(chǎn)生的特征卻被指紋識(shí)別算法計(jì)算出相似度較高，從而認(rèn)為是同一枚指紋產(chǎn)生的特征。這個(gè)認(rèn)假的概率我們稱為認(rèn)假率， 認(rèn)假率的高低反映了指紋識(shí)別系統(tǒng)的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是要解決上述技術(shù)存在的不足，而提供一種降低指紋認(rèn)假率的方法，用以降低指紋識(shí)別算法的認(rèn)假率。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案這種降低指紋認(rèn)假率的方法，包括原始圖像的圖像處理、細(xì)化的脊線圖、指紋特征提取和指紋特征的比對(duì)，增加了奇異點(diǎn)修正后的比對(duì)流程，步驟如下(1)、比對(duì)指紋特征A、指紋特征B，得到比對(duì)得分S ；(2)、如果S <比對(duì)閾值，則比對(duì)失敗，流程結(jié)束，否則進(jìn)入下一步驟(3)；(3)、根據(jù)比對(duì)時(shí)候得到的平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)，平移旋轉(zhuǎn)指紋特征B，進(jìn)入步驟(4)；(4)、將指紋特征A和平移旋轉(zhuǎn)后的指紋特征B重合，作為一個(gè)完整的指紋特征C ； 計(jì)算指紋特征A、指紋特征B原有的奇異點(diǎn)，如果指紋特征A中某個(gè)中心點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)中心點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2個(gè)中心點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)中心點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)中心點(diǎn)中心；如果指紋特征A中某個(gè)三角點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)三角點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2個(gè)三角點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)三角點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)三角點(diǎn)中心，得到指紋特征C的奇異點(diǎn)個(gè)數(shù)、種類、坐標(biāo)，轉(zhuǎn)入步驟(5)；(5)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)> 2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(6)；(6)、如果指紋特征C中的三角點(diǎn)個(gè)數(shù)〉2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(7)；(7)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2個(gè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7. 1)；(7. 1)如果指紋特征C中2個(gè)中心點(diǎn)距離> 18mm，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟 (7. 2)；(7. 2)如果指紋特征C中三角點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7. 3)；(7.3)如果2個(gè)三角點(diǎn)分布在2個(gè)中心點(diǎn)同側(cè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則比對(duì)得分S = S/2， 轉(zhuǎn)入步驟⑶；(8)、如果得分S >比對(duì)閾值，返回比對(duì)成功，否則返回比對(duì)失敗，整個(gè)流程結(jié)束。本發(fā)明有益的效果是一枚指紋滿足一定規(guī)則，如最多只可能有2個(gè)中心點(diǎn)，2個(gè)三角點(diǎn)，2中心點(diǎn)之間的距離有一定的范圍，即2個(gè)三角分布于中心點(diǎn)兩側(cè)。根據(jù)2枚指紋奇異點(diǎn)的個(gè)數(shù)、位置可以判斷出2枚指紋是同一手指的可信程度，降低認(rèn)假率，同時(shí)不提高據(jù)真率，從而提高指紋識(shí)別算法性能。并且該方法運(yùn)算量非常小，方便實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的叉點(diǎn)示意圖；圖2為本發(fā)明的端點(diǎn)示意圖；圖3為本發(fā)明的中心點(diǎn)示意圖；圖4為本發(fā)明的三角點(diǎn)示意圖；圖5為本發(fā)明中原始圖像A變?yōu)榫哂刑卣鰽的細(xì)化圖像A的示意圖；圖6為本發(fā)明中原始圖像B變?yōu)榫哂刑卣鰾的細(xì)化圖像B的示意圖；圖7為本發(fā)明中特征B平移旋轉(zhuǎn)后和特征A組成新的指紋特征示意圖；圖8為本發(fā)明中特征B平移旋轉(zhuǎn)后和特征A組成新的指紋特征后奇異點(diǎn)分布示意圖；圖9為本發(fā)明中對(duì)比流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所述的這種降低指紋認(rèn)假率的方法，包括原始圖像的圖像處理、細(xì)化的脊線圖、指紋特征提取和指紋特征的比對(duì)，本發(fā)明中，指紋特征提取，包括細(xì)節(jié)點(diǎn)、中心點(diǎn)的指紋特征提取，指紋比對(duì)流程尋找基準(zhǔn)點(diǎn)、特征旋轉(zhuǎn)對(duì)齊、計(jì)算綜合相似度的方法；所采用的方法見(jiàn)本公司申請(qǐng)的專利200610065297. 5 ；圖5為本發(fā)明中原始圖像A變?yōu)榫哂刑卣鰽的細(xì)化圖像A的示意圖；圖6為本發(fā)明中原始圖像B變?yōu)榫哂刑卣鰾的細(xì)化圖像B的示意圖；本發(fā)明中特征B平移旋轉(zhuǎn)后和特征A組成新的指紋特征，如圖7所示，重合部分B特征的細(xì)化線為虛線，對(duì)齊后特征部分重合區(qū)域如方框所示；特征B平移旋轉(zhuǎn)后和特征A組成新的指紋特征后奇異點(diǎn)分布如圖8所
示ο奇異點(diǎn)作為指紋的生物特征，天生就滿足一定的規(guī)則。舉例如下
1) 1個(gè)指紋最多只能有2個(gè)中心點(diǎn)；2) 1個(gè)指紋最多只能有2個(gè)三角點(diǎn)；3)如果指紋有2個(gè)中心點(diǎn)，則這2個(gè)中心點(diǎn)距離r滿足下列規(guī)則Rmin < r < Rmax，其中Rmin，Rmax是實(shí)際統(tǒng)計(jì)出的常量4)如果1個(gè)指紋有2個(gè)中心點(diǎn)，2個(gè)三角點(diǎn)則這2個(gè)三角點(diǎn)一定分布在這2個(gè)中心所在直線的兩側(cè)。在上述計(jì)算出相似度后，再根據(jù)2個(gè)特征中奇異點(diǎn)的情況，對(duì)相似度進(jìn)行修正。在認(rèn)假的情況下有可能出現(xiàn)奇異點(diǎn)分布不滿足上述條件的情況，這樣就可以降低2個(gè)特征相似度得分，從而降低整體認(rèn)假率。對(duì)于同一手指的2個(gè)特征比對(duì)，則奇異點(diǎn)分布肯定會(huì)滿足上述條件。這樣就可以做到降低認(rèn)假率，而據(jù)真率不變。從而提高整體性能。例如附圖5和附圖6中2個(gè)手指明顯不是同一個(gè)。但是在2個(gè)手指重合的部分， 有多數(shù)細(xì)節(jié)點(diǎn)可以匹配上，只有少數(shù)細(xì)節(jié)點(diǎn)匹配不上，這樣總體的相似度得分較高，有認(rèn)假的可能。但是我們計(jì)算奇異點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，如果這2個(gè)指紋圖像是同一枚手指產(chǎn)生，則這枚手指有 3個(gè)中心點(diǎn)，從而不滿足奇異點(diǎn)的規(guī)則。這樣我們就可以降低指紋匹配得分，從而減小認(rèn)假的可能。本發(fā)明中，增加了奇異點(diǎn)修正后的比對(duì)流程(1)、比對(duì)指紋特征A、指紋特征B，得到比對(duì)得分S ；(2)、如果S <比對(duì)閾值，則比對(duì)失敗，流程結(jié)束，否則進(jìn)入下一步驟(3)；(3)、根據(jù)比對(duì)時(shí)候得到的平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)，平移旋轉(zhuǎn)指紋特征B，進(jìn)入步驟；(4)、將指紋特征A和平移旋轉(zhuǎn)后的指紋特征B重合，作為一個(gè)完整的指紋特征C ； 計(jì)算指紋特征A、指紋特征B原有的奇異點(diǎn)，如果指紋特征A中某個(gè)中心點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)中心點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2個(gè)中心點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)中心點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)中心點(diǎn)中心；如果指紋特征A中某個(gè)三角點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)三角點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2個(gè)三角點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)三角點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)三角點(diǎn)中心，得到指紋特征C的奇異點(diǎn)個(gè)數(shù)、種類、坐標(biāo)，轉(zhuǎn)入步驟(5)；(5)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)> 2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(6)；(6)、如果指紋特征C中的三角點(diǎn)個(gè)數(shù)> 2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(7)；(7)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2個(gè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7. 1)；(7. 1)如果指紋特征C中2個(gè)中心點(diǎn)距離> 18mm，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟 (7. 2)；(7. 2)如果指紋特征C中三角點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7. 3)；(7.3)如果2個(gè)三角點(diǎn)分布在2個(gè)中心點(diǎn)同側(cè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則比對(duì)得分S = S/2， 轉(zhuǎn)入步驟⑶；(8)、如果得分S >比對(duì)閾值，返回比對(duì)成功，否則返回比對(duì)失敗，整個(gè)流程結(jié)束。術(shù)語(yǔ)解釋1、指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)指指紋脊線的端點(diǎn)和叉點(diǎn)，叉點(diǎn)如附圖1所示，端點(diǎn)如附圖2所示；2、指紋奇異點(diǎn)指紋奇異點(diǎn)是指紋中非常重要的特征，指紋奇異點(diǎn)分2種中心點(diǎn)，三角點(diǎn)沖心點(diǎn)如附圖3所示，三角點(diǎn)如附圖4所示。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種降低指紋認(rèn)假率的方法，包括原始圖像的圖像處理、細(xì)化的脊線圖、指紋特征提取和指紋特征的比對(duì)，其特征在于增加了奇異點(diǎn)修正后的比對(duì)流程，步驟如下(1)、比對(duì)指紋特征A、指紋特征B，得到比對(duì)得分S ；O)、如果S <比對(duì)閾值，則比對(duì)失敗，流程結(jié)束，否則進(jìn)入下一步驟(3)；(3)、根據(jù)比對(duì)時(shí)候得到的平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)，平移旋轉(zhuǎn)指紋特征B，進(jìn)入步驟(4)；(4)、將指紋特征A和平移旋轉(zhuǎn)后的指紋特征B重合，作為一個(gè)完整的指紋特征C；計(jì)算指紋特征A、指紋特征B原有的奇異點(diǎn)，如果指紋特征A中某個(gè)中心點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)中心點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2個(gè)中心點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)中心點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)中心點(diǎn)中心；如果指紋特征A中某個(gè)三角點(diǎn)和指紋特征B中某個(gè)三角點(diǎn)距離相差< 1mm，則認(rèn)為這2 個(gè)三角點(diǎn)實(shí)際為一個(gè)三角點(diǎn)，坐標(biāo)定位原2個(gè)三角點(diǎn)中心，得到指紋特征C的奇異點(diǎn)個(gè)數(shù)、 種類、坐標(biāo)，轉(zhuǎn)入步驟(5)；(5)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)>2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(6)；(6)、如果指紋特征C中的三角點(diǎn)個(gè)數(shù)>2個(gè)，比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(7)；(7)、如果指紋特征C中的中心點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2個(gè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7.1)；(7. 1)如果指紋特征C中2個(gè)中心點(diǎn)距離> 18mm,比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟(7. 2)；(7. 2)如果指紋特征C中三角點(diǎn)個(gè)數(shù)不為2，轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟(7. 3)；(7. 3)如果2個(gè)三角點(diǎn)分布在2個(gè)中心點(diǎn)同側(cè)，轉(zhuǎn)入步驟8，否則比對(duì)得分S = S/2，轉(zhuǎn)入步驟⑶；(8)、如果得分S>比對(duì)閾值，返回比對(duì)成功，否則返回比對(duì)失敗，整個(gè)流程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低指紋認(rèn)假率的方法，增加了奇異點(diǎn)修正后的比對(duì)流程，步驟如下(1)比對(duì)指紋特征A、指紋特征B，得到比對(duì)得分S；(2)如果S＜比對(duì)閾值，則比對(duì)失敗，流程結(jié)束，否則進(jìn)入步驟(3)；(3)根據(jù)比對(duì)時(shí)候得到的平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)，平移旋轉(zhuǎn)指紋特征B，進(jìn)入步驟(4)；(4)將指紋特征A和平移旋轉(zhuǎn)后的指紋特征B重合，作為指紋特征C；計(jì)算指紋特征A、指紋特征B原有的奇異點(diǎn)并比對(duì)，(5)如果得分S＞比對(duì)閾值，返回比對(duì)成功。本發(fā)明有益的效果是根據(jù)2枚指紋奇異點(diǎn)的個(gè)數(shù)、位置可以判斷出2枚指紋是同一手指的可信程度，降低認(rèn)假率，同時(shí)不提高據(jù)真率，提高指紋識(shí)別算法性能；并且該方法運(yùn)算量非常小，方便實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G06K9/68GK102184427SQ20111011329
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者呂虹曉, 楊波 申請(qǐng)人:杭州晟元芯片技術(shù)有限公司