專利名稱：以分類三角形實(shí)現(xiàn)的高速指紋特征比對系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于指紋辨識技術(shù)，特別是關(guān)于一種指紋特征比對系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
生物辨識(Biometrics)是利用人體局部生理特征進(jìn)行辨識，以確認(rèn)個人真實(shí)身份，常見的生物辨識包括臉部、虹膜辨識、靜脈辨識以及指紋辨識等。而指紋辨識是目前應(yīng)用最為廣泛，也是最容易以低成本實(shí)現(xiàn)的技術(shù)之一。由于人類的指紋完全相同的機(jī)率幾乎是微乎其微，從19世紀(jì)開始，指紋辨識就已在應(yīng)用在犯罪證據(jù)的收集上。
指紋主要乃由彼此圍繞的許多凸紋(ridge)與凹紋(valley)所組成。指紋上凸紋與凹紋的組合可形成多種不同的指紋特征，包括末端(Termination)、分叉(Bifurcation)、湖紋(Lake)、獨(dú)立凸紋(Independent Ridge)、島紋(Island)、盆紋(Spur)或跨交紋(Crossover)等；這些指紋特征皆可用做指紋比對的依據(jù)。在各種不同的指紋特征中，指紋的凸紋端點(diǎn)(Ridge Termination Point)與凸紋分叉點(diǎn)(Ridge BifurcationPoint)可謂是最基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)特征點(diǎn)(Standard FeaturePoints)。指紋辨識系統(tǒng)的搜尋時間、篩選率及準(zhǔn)確度是最為重要的效能因子。傳統(tǒng)指紋辨識采用一對多比對方式，直接將掃描的未知指紋影像與數(shù)據(jù)庫內(nèi)建立的所有指紋的每個指紋特征檔案進(jìn)行特征比對。這種方法最為簡單，但是最花費(fèi)時間。若應(yīng)用于信息裝置如筆記型計(jì)算機(jī)上作為安全登入時，由于數(shù)據(jù)庫中比對的指紋特征檔案數(shù)目較少，或能滿足需求。但若應(yīng)用于大樓門禁管制或犯罪鑒識時，由于比對的指紋特征少則百千筆、多至數(shù)萬數(shù)十萬筆以上，傳統(tǒng)一對多的指紋比對效率過低。為了提升效能，現(xiàn)有的高速指紋比對系統(tǒng)，不以指紋的標(biāo)準(zhǔn)特征點(diǎn)直接進(jìn)行比對，大多須額外采用指紋影像上的「特殊特征」，例如指紋方向流、中心點(diǎn)(Core Point)、三角點(diǎn)(Delta Point)等。此類指紋辨識系統(tǒng)必須額外對這些特殊特征進(jìn)行擷取、辨識與分類處理，系統(tǒng)架構(gòu)過于復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于習(xí)知技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種指紋特征比對系統(tǒng)及其方法，以指紋上的特征點(diǎn)建構(gòu)多數(shù)個特征三角形，并將各個特征三角形依據(jù)其幾何資料分類為預(yù)設(shè)的多個三角形類別其中之一；由一新指紋所建構(gòu)的每個新特征三角形首先進(jìn)行分類，每個新特征三角形以其幾何數(shù)據(jù)與相同預(yù)設(shè)分類的建檔特征三角形分別比對，以縮短整體比對時間。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例中，一種指紋特征比對方法是透過處理單元將一新指紋與一數(shù)據(jù)庫中的建檔指紋進(jìn)行比對，其特征在于根據(jù)該新指紋上的多個新特征點(diǎn)建構(gòu)多個新特征三角形；分別計(jì)算該新指紋上各該新特征三角形的多個新幾何資料；依各該新特征三角形的至少一個該等新幾何資料，將該等新特征三角形分別分類為多個三角形類別；及將各該新特征三角形的至少一個該等新幾何資料，與該建檔特征三角形的該建檔幾何數(shù)據(jù)中隸屬相同的該等三角形類別者進(jìn)行比對，以辨識該新指紋。
上述指紋特征比對方法中，該等新特征點(diǎn)包含凸紋端點(diǎn)(RidgeTerminationPoint)與凸紋分叉點(diǎn)(Ridge Bifurcation Point),且該等特征三角形的建構(gòu)是透過德洛涅三角分割(Delaunay Triangulation)進(jìn)行。上述指紋特征比對方法中，該建檔幾何數(shù)據(jù)及/或該新幾何數(shù)據(jù)是選自該特征三角形三個邊的邊長、各該邊與其兩端的兩個該等特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向的個別夾角、最大邊的坐標(biāo)夾角其中之一或其任意組合。上述指紋特征比對方法中，該新幾何數(shù)據(jù)與該建檔幾何數(shù)據(jù)是選自該特征三角形三個邊的邊長、各該邊與其兩端的兩個該等特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向的個別夾角、最大邊的坐標(biāo)夾角其中之一或其任意組合。上述指紋特征比對方法中，可透過該處理單元將同一該三角形類別的該等建檔特征三角形再依照最長邊的邊長排序。 上述指紋特征比對方法中，更包含透過該處理單元將該新指紋的該等新特征點(diǎn)與各該新特征點(diǎn)的一特征方向于一顯示單元，及/或顯示該新指紋的該等新特征三角形于該顯示單元。上述指紋特征比對方法中，可透過該處理單元根據(jù)各該建檔特征三角形的一比對差值給分并進(jìn)行累加，以找出命中分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個該等建檔指紋。上述指紋特征比對方法中，可透過該處理單元將各該建檔特征三角形的一比對差值記錄到一旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組中，以找出一比對分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個該等建檔指紋。上述指紋特征比對方法中，可透過該處理單元對該新指紋與該建檔指紋的比對方式，僅比對與所屬該三角形類別相關(guān)的該新幾何數(shù)據(jù)與該建檔幾何數(shù)據(jù)，以加快比對速度。上述指紋特征比對方法中，該等三角形類別是選自「該特征三角形三頂點(diǎn)的該特征點(diǎn)方向皆為順時針方向」、「該特征三角形三頂點(diǎn)的該特征點(diǎn)方向皆為逆時針方向」、「該特征三角形的一第一特征點(diǎn)與一第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥颉?、「該特征三角形的該第一特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪颉?、「該特征三角形的一第二特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥颉?、「該特征三角形的該第二特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪颉?、「該特征三角形該第一特征點(diǎn)與該第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥颉?、「該特征三角形的該第一特征點(diǎn)與該第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪颉蛊渲兄?。本發(fā)明進(jìn)行特征三角形建構(gòu)與三角形類別分類的作法，可同時應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫內(nèi)既有建檔指紋的處理，以及新指紋進(jìn)行辨識時的處理。本發(fā)明預(yù)做分類、并依照三角形類別分別比對其幾何數(shù)據(jù)的好處在于，本發(fā)明不進(jìn)行習(xí)知速度較慢的圖形比對處理程序，而改為對幾何數(shù)據(jù)做高速的數(shù)值比對，加上預(yù)做分類后，各三角形類別的數(shù)值比對可同步進(jìn)行，速度自然加快許多。本發(fā)明唯一需用到影像辨識部分僅為目前技術(shù)最成熟、速度最快的「特征點(diǎn)擷取」，相較于其它需額外擷取三角點(diǎn)、中心點(diǎn)等特殊特征的技術(shù)更為簡單快速。


圖I是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的第一較佳實(shí)施例流程圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的實(shí)施過程圖片；圖2B是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的實(shí)施過程示意圖，顯示一范例指紋上的特征點(diǎn)；
圖2C是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的另一實(shí)施過程示意圖，顯示依據(jù)圖2B的特征點(diǎn)所建構(gòu)的特征三角形；圖3A是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形示意圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形中任何二個特征點(diǎn)與其所夾邊的示意圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形中最大邊的坐標(biāo)夾角示意圖；圖4是本發(fā)明指紋特征處理方法的第二較佳實(shí)施例流程圖；圖5是本發(fā)明指紋特征處理方法的第三較佳實(shí)施例流程圖；及
圖6是本發(fā)明指紋特征比對系統(tǒng)的較佳實(shí)施例系統(tǒng)方塊圖。符號說明最大邊I1次長邊I2最小邊I3第一特征點(diǎn)P1第二特征點(diǎn)P2第三特征點(diǎn)P3最大角α_次大角Cimed最小角Ciniin特征點(diǎn)P」、Pk邊Ii夾角 Sth^ethi指紋數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)400處理單元410顯示單元420數(shù)據(jù)庫430總線440指紋影像500指紋擷取裝置600
具體實(shí)施例方式請參考圖1，其是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的第一較佳實(shí)施例流程圖。本發(fā)明指紋特征處理方法的第一較佳實(shí)施例主要包括步驟110、120與130。各步驟細(xì)節(jié)分述如下步驟110 :以一指紋上的多個特征點(diǎn)建構(gòu)多個特征三角形。請同時參考圖2A、2B、2C。圖2A是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的實(shí)施過程圖片；圖2B是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的實(shí)施過程示意圖，顯示一范例指紋上的特征點(diǎn)；圖2C是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法的另一實(shí)施過程示意圖，顯示依據(jù)圖2B的特征點(diǎn)所建構(gòu)的特征三角形。如圖2A所示，經(jīng)掃描擷取的范例指紋500上包括有許多指紋特征(未--標(biāo)
不)，包括末端(Termination)、分叉(Bifurcation)、湖紋(Lake)、獨(dú)立凸紋(IndependentRidge)、島紋(Island)、盆紋(Spur)或跨交紋(Crossover)等。根據(jù)本發(fā)明的指紋特征處理方法，是擷取指紋影像500上的多個特征點(diǎn)，例如特征點(diǎn)511 515(因數(shù)量過多未全部標(biāo)示，請參考圖2B)，進(jìn)行特征三角形的建構(gòu)。圖2B中顯示根據(jù)本發(fā)明的指紋特征處理方法與范例指紋500所擷取的多個特征點(diǎn)，圖中每一個帶有指向線段的點(diǎn)都是特征點(diǎn)；指向線段的箭頭所指方向即為「特征點(diǎn)方向」，與該特征點(diǎn)的指紋流向相關(guān)。本發(fā)明所采用的特征點(diǎn)主要為標(biāo)準(zhǔn)特征點(diǎn)(StandardFeature Points),包括凸紋端點(diǎn)(RidgeTermination Point)與凸紋分叉點(diǎn)(RidgeBifurcation Point)，但本發(fā)明并不以此為限；任何指紋辨識方法中所采用的點(diǎn)，或是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如IS019794-2所律定的特征點(diǎn)，只要利于本發(fā)明指紋特征處理方法的實(shí)施，均可納入本發(fā)明的特征點(diǎn)集合。本發(fā)明指紋特征處理方法可實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序，為提供使用者本實(shí)施例的現(xiàn)階段進(jìn)展，本發(fā)明指紋特征處理方法可進(jìn)一步包含「顯示所擷取的多個特征點(diǎn)與其特征方向」的步驟；顯示方式可為透過一顯示單元(如平面顯示器)，單獨(dú)顯示所擷取的多個特征點(diǎn)與其特征方向，或與指紋合并顯示，如于范例指紋500上顯示所擷取的多個特征點(diǎn)與其特征方向，以顯示二者的相對位置?；趫D2B的多個特征點(diǎn)，可建構(gòu)各式各樣不同的特征三角形組合。在此三角形分割過程中，為了得到最小的特征三角形數(shù)量，可進(jìn)行德洛涅三角分割(DelaunayTriangulation)以建構(gòu)特征三角形。圖2C為基于圖2B 的多個特征點(diǎn)，進(jìn)行德洛涅三角分割的結(jié)果；其中每條虛線皆為某個特征三角形的邊長，每個特征三角形的三個頂點(diǎn)皆為特征點(diǎn)、其分別帶有個別的特征點(diǎn)方向。為提供使用者本實(shí)施例的現(xiàn)階段進(jìn)展，本發(fā)明指紋特征處理方法可進(jìn)一步包含「顯示所建構(gòu)的多個特征三角形」的步驟；顯示方式可為透過顯示單元，單獨(dú)顯示所擷取的多個特征三角形，或同步顯示特征三角形、特征點(diǎn)及其特征方向；亦可于指紋上顯示同步顯示特征三角形、特征點(diǎn)及其特征方向，或僅于指紋上顯示特征三角形。步驟120 :分別計(jì)算各特征三角形的多個幾何數(shù)據(jù)。每個特征三角形可具備多個幾何數(shù)據(jù)(Geometric Information),至少包括(I)每個特征三角形的三個邊的邊長；(2)每個邊與其兩端的兩個特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向的夾角；(3)最大邊的坐標(biāo)夾角。請參考第3A、3B、3C圖。其中，圖3A是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形示意圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形中任何二個特征點(diǎn)與其所夾邊長的示意圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明指紋特征處理方法建構(gòu)的一特征三角形中最大邊的坐標(biāo)夾角示意圖。以下所介紹特征三角形的各種幾何數(shù)據(jù)(Geometric Data)均可涵蓋于本發(fā)明的幾何數(shù)據(jù)(Geometric Information)中；同時為便于說明，以下幾何數(shù)據(jù)的定義具有特定規(guī)則，但本發(fā)明不限于此。如圖3A所示，最大邊I1所對應(yīng)者為第一特征點(diǎn)P1與最大角α _、最小邊I3所對應(yīng)者為第三特征點(diǎn)P3與最小角a min、及次長邊I2所對應(yīng)者為第二特征點(diǎn)P2與次大角α前述提及的邊長，即指最大邊I1、最小邊I3的邊長及次長邊I2的邊長。需注意的是，各第一特征點(diǎn)P1、第二特征點(diǎn)P2、第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向，并非最大邊I1、次長邊I2或最小邊I3的方向。請參考圖3Β所示，其顯示一特征三角形中任何二個特征點(diǎn)P」、Pk與其所夾邊Ii,其中特征點(diǎn)Pj與邊Ii所夾角度為Sthi,而特征點(diǎn)Pk與邊Ii所夾角度則為ethi。對照圖3A所示，第一特征點(diǎn)P1、第二特征點(diǎn)P2所夾為最小邊I3 ;第二特征點(diǎn)P2、第三特征點(diǎn)P3所夾為最大邊I1 ;第一特征點(diǎn)P1、第三特征點(diǎn)P3所夾為次長邊12。如圖3C所示，前述提及最大邊的坐標(biāo)夾角，即最大邊I1與一虛擬坐標(biāo)(即虛線所示)的X軸(或Y軸)的夾角。
每個特征三角形的前述各種幾何數(shù)據(jù)儲存于一數(shù)據(jù)庫，亦可以列表方式呈現(xiàn)顯示于一顯示單元。本發(fā)明的系統(tǒng)與方法中提及的數(shù)據(jù)庫是用以儲存數(shù)字型態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)或軟件程序，可由任何形態(tài)的「儲存單元」所實(shí)現(xiàn)，并透過電路板上的總線/電路、或數(shù)據(jù)連接器、數(shù)據(jù)纜線等，「電性連接」任意計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理單元(如處理器或中央處理單元CPU)，使處理單元可存取數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。其中，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的儲存單元，實(shí)際上可為揮發(fā)或非揮發(fā)性內(nèi)存。揮發(fā)性內(nèi)存的例子如隨機(jī)存取內(nèi)存(random access memory ;RAM)、動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(dynamic random access memory ;DRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(dynamic randomaccess memory ;SRAM),固態(tài)硬盤(solid-state disk ;SSD)等等。非揮發(fā)性內(nèi)存的例子如只讀存儲器(read-only memory ;ROM)、閃存(flashmemory),鐵電隨機(jī)存取內(nèi)存(FRAM ;Ferroelectric RAM)、大多數(shù)型態(tài)的計(jì)算機(jī)儲存裝置(如硬盤、軟盤及磁帶)、以及光盤等等。在某些實(shí)施例中，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的儲存單元可為專為處理單元用來執(zhí)行計(jì)算機(jī)相關(guān)作業(yè)的「系統(tǒng)內(nèi)存」、或者位于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部/外部、經(jīng)區(qū)域串接或「連網(wǎng)」(私有/公有網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng))可被處理單元存取的儲存裝置。步驟130 :依照特征三角形的幾何數(shù)據(jù)，將所有特 征三角形分別分類為多個三角形類別，供以進(jìn)行指紋辨識。請參考圖3A、3B、3C。依照特征三角形的幾何數(shù)據(jù)與所訂定的規(guī)則不同，可分成各式各樣不同的三角形類別。為方便說明，以下列舉的八種三角形類別具有特定規(guī)則。例如對每個特征三角形而言，三角形類別一與二僅可能符合其中一項(xiàng)；同理，對每個特征三角形而言，三角形類別三與四僅可能符合其中一項(xiàng)；三角形類別五與六僅可能符合其中一項(xiàng)；而三角形類別七與八僅可能符合其中一項(xiàng)。因此，所有特征三角形被分類的結(jié)果，可能會有2*2*2*2共16種的三角形類別組合，但本發(fā)明并不限于此。(I)三角形類別一三頂點(diǎn)的特征點(diǎn)方向皆為順時針方向亦即第一特征點(diǎn)P1、第二特征點(diǎn)P2、第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為順時針方向。(2)三角形類別二 三頂點(diǎn)的特征點(diǎn)方向皆為逆時針方向亦即第一特征點(diǎn)P1、第二特征點(diǎn)P2、第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為逆時針方向。(3)三角形類別三第一特征點(diǎn)與第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥蛞嗉吹谝惶卣鰽P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第一特征點(diǎn)P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第一特征點(diǎn)P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角為「銳角」，即可分類為三角形類別三。(4)三角形類別四第一特征點(diǎn)與第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪蛞嗉吹谝惶卣鰽P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第一特征點(diǎn)P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第一特征點(diǎn)P1與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角為「鈍角」，即可分類為三角形類別四。(5)三角形類別五第二特征點(diǎn)與第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥蛞嗉吹诙卣鼽c(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第二特征點(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第二特征點(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角為「銳角」，即可分類為三角形類別五。
(6)三角形類別六第二特征點(diǎn)與第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥蛞嗉吹诙卣鼽c(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向可判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第二特征點(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第二特征點(diǎn)P2與第三特征點(diǎn)P3的特征點(diǎn)方向夾角為「鈍角」，即可分類為三角形類別六。(7)三角形類別七第一特征點(diǎn)與第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥蛞嗉吹谝惶卣鰽P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向可判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第一特征點(diǎn)P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第一特征點(diǎn)P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向夾角為「銳角」，即可分類為三角形類別七。(8)三角形類別八第一特征點(diǎn)與第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥蛞嗉吹谝惶卣鰽P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向可 判斷為同向，實(shí)務(wù)上可以用第一特征點(diǎn)P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向夾角做判斷，第一特征點(diǎn)P1與第二特征點(diǎn)P2的特征點(diǎn)方向夾角為「鈍角」，即可分類為三角形類別八。本發(fā)明進(jìn)行特征三角形建構(gòu)與三角形類別分類的作法，可同時應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫內(nèi)既有建檔指紋的處理，以及新指紋進(jìn)行辨識時的處理。本發(fā)明預(yù)做分類、并依照三角形類別分別比對其幾何數(shù)據(jù)的好處在于，本發(fā)明不進(jìn)行習(xí)知速度較慢的圖形比對處理程序，而改為對幾何數(shù)據(jù)做高速的數(shù)值比對，加上預(yù)做分類后，各三角形類別的數(shù)值比對可同步進(jìn)行，速度自然加快許多。本發(fā)明唯一需用到影像辨識部分僅為目前技術(shù)最成熟、速度最快的「特征點(diǎn)擷取」，相較于其它需額外擷取三角點(diǎn)、中心點(diǎn)等特殊特征的技術(shù)更為簡單快速。以下介紹將本發(fā)明前述指紋特征處理方法應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫的建檔指紋處理。請參考圖4，是本發(fā)明指紋特征處理方法的第二較佳實(shí)施例流程圖。本發(fā)明指紋特征處理方法的第二較佳實(shí)施例主要包括步驟210、220、230與240。步驟210 :以一建檔指紋上的多個特征點(diǎn)建構(gòu)多個建檔特征三角形?！附n指紋」即為數(shù)據(jù)庫中作為比對樣本的指紋，而「建檔特征三角形」即為依據(jù)「建檔指紋」的特征點(diǎn)所建構(gòu)的特征三角形；其余步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。步驟220 :分別計(jì)算各建檔特征三角形的多個建檔幾何資料。步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。步驟230 :依照建檔特征三角形的建檔幾何數(shù)據(jù)，將所有建檔特征三角形分別分類為多個三角形類別。步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。步驟240 :依照三角形類別儲存所有建檔特征三角形及其建檔幾何資料。例如，按照前述八種三角形類別，分別儲存所有建檔特征三角形及其建檔幾何數(shù)據(jù)，以期在辨識新指紋時可以快速存取建檔指紋的所有建檔特征三角形及其建檔幾何資料。為了加速數(shù)據(jù)存取與比對速度，本實(shí)施例可進(jìn)一步包括「將同一類別的建檔特征三角形再依照最長邊(如圖2A的最長邊I1)的邊長排序」的步驟。以下介紹將本發(fā)明前述指紋特征處理方法應(yīng)用于新指紋的處理。請參考圖5，是本發(fā)明指紋特征處理方法的第二較佳實(shí)施例流程圖。本發(fā)明指紋特征處理方法的第二較佳實(shí)施例主要包括步驟310、320、330與340。步驟310 :以一新指紋上的多個特征點(diǎn)建構(gòu)多個新特征三角形?！感轮讣y」即為待辨識的未知指紋，而「新特征三角形」即為依據(jù)「新指紋」的特征點(diǎn)所建構(gòu)的特征三角形；其余步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。
步驟320 :分別計(jì)算各新特征三角形的多個新幾何資料。步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。步驟330 :依照新特征三角形的新幾何數(shù)據(jù)，將所有新特征三角形分別分類為多個三角形類別。步驟細(xì)節(jié)與步驟110雷同，于此不再贅述。步驟340 :將所有新特征三角形逐一與隸屬相同三角形類別的建檔特征三角形進(jìn)行比對。例如，按照前述八種三角形類別，分別比對隸屬相同三角形類別的新特征三角形與建檔特征三角形；比對時是可比對與所屬三角形類別相關(guān)的幾何數(shù)據(jù)以加快比對速度，以期在辨識新指紋時可以快速存取建檔指紋的所有建檔特征三角形及其幾何數(shù)據(jù)。如為進(jìn)行完整比對，比對過程可涵蓋數(shù)據(jù)庫中所有三角形類別及所有建檔指紋；對于新指紋若已知部分信息，亦可僅僅比對一 部分三角形類別下的建檔指紋。為求匯出系統(tǒng)化或數(shù)字化的指紋辨識結(jié)果，可分就建檔指紋的每個建檔特征三角形的比對結(jié)果給予一命中分?jǐn)?shù)；若已依據(jù)比對差值制作一差值分?jǐn)?shù)對應(yīng)表，即可依據(jù)比對差值進(jìn)行命中分?jǐn)?shù)的給分。建檔指紋的每個特征三角形的命中分?jǐn)?shù)可進(jìn)行累加、排序，而輸出命中分?jǐn)?shù)最高的幾枚建檔指紋數(shù)據(jù)作為指紋辨識結(jié)果。因此，本實(shí)施例的指紋特征處理方法可進(jìn)一步包含「根據(jù)各特征三角形的比對差值給分并進(jìn)行累加，以找出命中分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個建檔指紋」的步驟。此外，由于指紋影像輸入到任何系統(tǒng)中，皆會有旋轉(zhuǎn)角度的問題。因此，亦可預(yù)先制作一「旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組」；前述特征三角形的比對差值亦可被記錄到此「旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組」中，并從此旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組中選出最高分者，作為特征三角形的比對分?jǐn)?shù)；此比對分?jǐn)?shù)的排序結(jié)果，即可作為輸出前幾名可能的建檔指紋的依據(jù)。因此，本實(shí)施例的指紋特征處理方法可進(jìn)一步包含「將各特征三角形的比對差值記錄到旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組中，以找出比對分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個建檔指紋」的步驟。圖6是本發(fā)明指紋特征比對系統(tǒng)的較佳實(shí)施例系統(tǒng)方塊圖。指紋數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)400是用以執(zhí)行本發(fā)明前述的指紋特征比對方法，其主要由處理單元410、顯示單元420、數(shù)據(jù)庫430與總線440所組成。新指紋可由外接(或內(nèi)建)的指紋擷取裝置600輸入至指紋數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)400。處理單元410是用以執(zhí)行圖1、4、5以及前述相關(guān)的指紋數(shù)據(jù)處理步驟，其主要依據(jù)一指紋上的多個特征點(diǎn)建構(gòu)多個特征三角形，并分別計(jì)算各特征三角形的多個幾何數(shù)據(jù)，再依各該特征三角形的幾何數(shù)據(jù)，將所有特征三角形分別分類為多個三角形類別。顯示單元420，受處理單元410選擇控制，顯示指紋特征的處理畫面；如前述的特征點(diǎn)、特征三角形、新指紋與建檔指紋影像、差值分?jǐn)?shù)對應(yīng)表及/或旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組等
坐寸ο數(shù)據(jù)庫430，儲存指紋的特征點(diǎn)、特征三角形、新指紋與建檔指紋影像、差值分?jǐn)?shù)對應(yīng)表及/或旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組等等，供處理單元400存取?？偩€440，電性連接處理單元410、數(shù)據(jù)庫430及顯示單元420以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。雖然本發(fā)明的較佳實(shí)施例揭露如上所述，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍須視權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種指紋特征比對方法，透過一處理單元將一新指紋與一數(shù)據(jù)庫中的至少一建檔指紋進(jìn)行比對，其特征在于 根據(jù)該新指紋上的多個新特征點(diǎn)建構(gòu)多個新特征三角形； 分別計(jì)算該新指紋上各該新特征三角形的多個新幾何資料； 依各該新特征三角形的至少一個該等新幾何資料，將該等新特征三角形分別分類為多個三角形類別 '及 將各該新特征三角形的至少一個該等新幾何資料，與該建檔特征三角形的該建檔幾何數(shù)據(jù)中隸屬相同的該等三角形類別者進(jìn)行比對，以辨識該新指紋。
2.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，該等新特征點(diǎn)包含凸紋端點(diǎn)與凸紋分叉點(diǎn)，且該等特征三角形的建構(gòu)是透過德洛涅三角分割進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，該建檔幾何數(shù)據(jù)及/或該新幾何數(shù)據(jù)是選自該特征三角形三個邊的邊長、各該邊與其兩端的兩個該等特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向的個別夾角、最大邊的坐標(biāo)夾角其中的一或其任意組合。
4.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，該新幾何數(shù)據(jù)與該建檔幾何數(shù)據(jù)是選自該特征三角形三個邊的邊長、各該邊與其兩端的兩個該等特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向的個別夾角、最大邊的坐標(biāo)夾角其中的一或其任意組合。
5.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，隸屬同一該三角形類別的該等建檔特征三角形是依照最長邊的邊長予以排序。
6.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，更包含將該新指紋的該等新特征點(diǎn)與各該新特征點(diǎn)的一特征方向于一顯示單元，及/或?qū)⒃撔轮讣y的該等新特征三角形顯示于該顯示單元上。
7.權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，更包含根據(jù)各該建檔特征三角形的一比對差值給分并進(jìn)行累加，以找出命中分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個該等建檔指紋。
8.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，更包含將各該建檔特征三角形的一比對差值記錄到一旋轉(zhuǎn)角度相似度數(shù)組中，以找出一比對分?jǐn)?shù)較高的數(shù)個該等建檔指紋。
9.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，更包含對該新指紋與該建檔指紋的比對方式，僅比對與所屬該三角形類別相關(guān)的該新幾何數(shù)據(jù)與該建檔幾何數(shù)據(jù)，以加快比對速度。
10.如權(quán)利要求I所述的指紋特征比對方法，其特征在于，該等三角形類別是選自該特征三角形三頂點(diǎn)的該特征點(diǎn)方向皆為順時針方向、該特征三角形三頂點(diǎn)的該特征點(diǎn)方向皆為逆時針方向、該特征三角形的一第一特征點(diǎn)與一第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥?、該特征三角形的該第一特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪?、該特征三角形的一第二特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥?、該特征三角形的該第二特征點(diǎn)與該第三特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪颉⒃撎卣魅切卧摰谝惶卣鼽c(diǎn)與該第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)橥?、該特征三角形的該第一特征點(diǎn)與該第二特征點(diǎn)的特征點(diǎn)方向?yàn)榉聪蚱渲兄弧?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種以分類三角形實(shí)現(xiàn)的高速指紋特征比對系統(tǒng)及其方法，以指紋上的特征點(diǎn)建構(gòu)多數(shù)個特征三角形，并將各個特征三角形依據(jù)其幾何資料分類為預(yù)設(shè)的多個三角形類別其中之一；由一新指紋所建構(gòu)的每個新特征三角形首先進(jìn)行分類，每個新特征三角形以其幾何數(shù)據(jù)與相同預(yù)設(shè)分類的建檔特征三角形分別比對，以縮短整體比對時間。
文檔編號G06K9/64GK102682279SQ201210022199
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者許文星, 許鶴齡 申請人:星友科技股份有限公司, 許文星