[发明专利]一种基于矩阵转化的掌纹识别方法

说明书

技术领域

本发明属于掌纹识别技术领域，特别涉及一种基于矩阵转化的掌纹识别方法。

背景技术

随着计算机技术和通信技术的发展，人们的生产方式和生活方式都发生了翻天覆地的变化，逐渐进入了信息时代。在这个时代中，越来越多的电子设备如电脑、ATM提款机、移动电话、门禁控制系统等进入了我们的日常生活，人们由于发达的信息技术而联系起来，信息安全成为全球信息化的重大挑战。传统的身份识别方法已经不能满足信息安全的要求。例如传统的机械钥匙、“口令+密码”以及智能卡等保护措施就存在着丢失、遗忘、复制及被盗用的隐患，这些都给管理者和使用者带来了很大的不便。目前最为便捷与安全的解决方案无疑就是生物识别技术，由于生物特征唯一性和不变性，与传统的身份认证技术相比，具有更高的安全性和易用性。掌纹识别是近几年提出的一种较新的生物特征识别技术。掌纹识别技术相对于其他技术不仅具有许多安全方面的优点，而且还具有很高的实用性和可行性。

但同时每个人的掌纹都是相当固定的，很难发生变化，识别系统如果直接存储原始掌纹特征，一旦用户在某个识别系统的数据库中的掌纹信息被盗取，掌纹特征中包涵的隐私很有可能被泄露，也很难再用于其它识别系统中。因此研究一种安全的掌纹特征识别认证方法至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于矩阵转化的掌纹识别方法，提高掌纹识别的安全性以及掌纹识别的识别准确性和计算识别效率或者速度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于矩阵转化的掌纹识别方法，包括以下步骤：

S1：获取若干原始掌纹图像，提取每个原始掌纹图像的ROI图像，获取每个ROI图像的竞争码特征矩阵并转化为二值特征矩阵；

S2：对应每个二值特征矩阵，随机产生一个广义置换矩阵，分别对该广义置换矩阵进行两次独立变换得到两个基本置换矩阵；变换为行交换或列交换或对应行、列转置；对两个基本置换矩阵采取异或的方式产生不可逆置换矩阵；

S3：对于每个二值特征矩阵，利用步骤S2对应产生的不可逆置换矩阵进行不可逆转化，所生成的矩阵作为该二值特征矩阵对应的原始掌纹图像的掌纹特征代表矩阵；

S5：对于任一待识别掌纹图像，同样按照步骤S1提取出其竞争码特征矩阵并转化为二值特征矩阵；还需提供一个广义置换矩阵，利用所提供的广义置换矩阵按照步骤S2和S3的方式产生对应于该待识别掌纹图像的掌纹特征代表矩阵；

S6：运用距离匹配算法或者SVM分类器将待识别掌纹图像的掌纹特征代表矩阵与原始掌纹图像的掌纹特征代表矩阵进行匹配识别。

在上述技术方案中，是运用不可逆置换矩阵对原始掌纹特征进行隐私保护，将通过不可逆置换矩阵变换生成的掌纹特征代表矩阵用于掌纹识别，而不再直接使用掌纹主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等掌纹生物特征。不可逆置换矩阵变换是实现可撤销并用于掌纹识别的掌纹特征代表矩阵或者说掌纹模板的一种简单且有效的方式，该方式提供了掌纹模板和用户隐私的高级安全性。通过不可逆置换矩阵变换所生成的掌纹特征代表矩阵是可撤除的，即使掌纹特征代表矩阵数据被盗，一方面由于不可逆置换矩阵的不可逆性，仅根据掌纹特征代表矩阵无法还原原始掌纹图像，可以防止原始生物特征数据从掌纹特征代表矩阵中恢复，提高对掌纹生物特征的保护，防止被窃取；另一方面不影响通过产生新的不可逆置换矩阵来产生新的安全的掌纹特征代表矩阵来进行掌纹识别。

广义置换矩阵的产生方式简单，通过变换产生的基本置换矩阵足够多，由此通过异或操作生成的不可逆置换矩阵作为密钥的空间足够大，即使是源于同一原始掌纹，所产生的掌纹特征代表矩阵的数量也足够多，生成速度快，因而即使是将同一原始掌纹应用于多个识别场景，也能够保证不同的识别场景可以分配到不同的或者是随机的掌纹特征代表矩阵，且每一个掌纹特征代表矩阵都是不可逆和可撤除的，能够使得不同的识别场景之间不产生关联性。对于不同的原始掌纹图像可以采用随机产生的不同的广义置换矩阵来产生各自掌纹特征代表矩阵，使得不同的掌纹特征代表矩阵之间不产生关联性。由于不可逆置换矩阵以及掌纹特征代表矩阵的大空间性以及相互之间的不关联性，可以抵抗重放攻击、交叉匹配和身份丢失。

因此，本方法能够提高掌纹识别的安全性。

在进行掌纹识别时，除了提供待识别掌纹图像，还需要提供广义置换矩阵，进而利用所提供的广义置换矩阵得到待识别掌纹的掌纹特征矩阵才能够进行后续的匹配识别。因而本方法提供了多因素识别，进一步提高掌纹识别的安全性。