[发明专利]一种基于指纹词袋特征的快速搜索方法

说明书

一种基于指纹词袋特征的快速搜索方法，具体步骤如下：提取M张指纹图像，对每张图像提取其细节点的特征，并将每张图像的细节点特征中的任意两细节点建立拓扑关系，得到新的特征信息；将获得的所有特征信息进行词汇树的建立；提取模板库中每个指纹图像的细节点信息并计算特征向量；根据所有特征向量计算词汇树的每个节点的权重；提取待匹配指纹图像的细节点信息并计算特征向量；根据每个节点的权重更新模板库中所有特征向量和待匹配指纹图像的特征向量；将更新后的待匹配指纹图像的特征向量与更新后的模板库中每个特征向量进行比对并分别得到比对分数，取得分低的前几位对应的模板库的指纹图像与待匹配指纹图像一一比对。

技术领域

本发明属于指纹检索技术领域，涉及一种基于指纹词袋特征的快速搜索方法。

背景技术

一个完整的指纹通常包含各种特征，通常提取其细节点信息进行指纹的匹配。指纹的细节点包括指纹脊线的端点以及叉点。提取指纹细节点信息包括细节点位置以及角度信息。比对的时候，通常先将同一指纹的不同细节点建立一种拓扑关系，然后将两个指纹的拓扑关系图取出来进行比对，比对的结果作为两个指纹是否匹配的标准。

传统指纹比对方法需要将指纹的细节点信息提取后建立拓扑关系并对每组拓扑关系进行比对，而在1比n(n为模板库中指纹个数)的场景中，由于比对次数较多，速度会变得很慢。现有的指纹匹配方法是将待匹配的指纹图像与模板库的所有指纹图像进行一对一的比对来确定该待匹配指纹是否属于该模板库。从而导致随着模板库的增大，比对的次数增多，比对的时间不断增加从而影响用户体验。

发明内容

本发明提供了一种通过将数据集中的指纹图像根据相似度信息排好顺序，并且只取前m(mn)个的方式，通过减少进行一一比对的图像个数而减少整个匹配的耗时的基于指纹词袋特征的快速搜索方法。

本发明采用的技术方案是：

一种基于指纹词袋特征的快速搜索方法，具体步骤如下：

(1)提取M张指纹图像，对每张图像提取其细节点的特征，并将每张图像的细节点特征中的任意两细节点建立拓扑关系，得到新的特征信息；

(2)将步骤(1)中获得的所有特征信息进行词汇树的建立；

(3)提取模板库中每个指纹图像的细节点信息并计算其拓扑结构的特征信息，并放到步骤(2)建立的词汇树中计算得到模板库中每个指纹图像的特征向量；

(4)根据步骤(3)得到的所有特征向量计算词汇树的每个节点的权重；

(5)提取待匹配指纹图像的细节点信息并计算其拓扑结构的特征信息，并放到步骤(2)建立的词汇树中计算得到待匹配指纹图像的特征向量；

(6)根据步骤(4)得到的每个节点的权重更新模板库中所有特征向量和待匹配指纹图像的特征向量；

(7)将步骤(6)得到的待匹配指纹图像的特征向量与步骤(6)得到的模板库中每个特征向量进行比对并分别得到比对分数，取得分低的前几位对应的模板库的指纹图像与待匹配指纹图像一一比对。本发明通过对模板库指纹图像进行相似度的排序来提高前几次就匹配成功的概率。

进一步，步骤(1)中细节点的特征为[x,y,angle]，其中，(x,y)为该细节点的位置信息，angle为其方向信息。

进一步，步骤(1)中新的特征信息的计算过程如下：

设第i张图共有Ni个细节点特征，将这Ni个细节点任意两点之间建立一种拓扑关系，设ra是细节点A的方向，rb是细节点B的方向，dis表示细节点A和B之间的欧氏距离，Ang表示两个细节点连线的方向，ra-Ang表示细节点A的方向与两点连线Ang夹角的差值，rb-Ang表示细节点B的方向与两点连线Ang夹角的差值，最后得到新的特征信息[dis,ra-Ang,rb-Ang]。