[发明专利]一种融入全局信息的指纹细节点匹配方法及系统

摘要

本发明提出一种融入全局信息的指纹细节点匹配方法和系统。本系统利用图像采集单元、图像预处理单元、特征提取单元、模板存储单元和特征匹配单元来实现整个匹配过程。在特征提取单元提出了包含全局信息的特征——细节点旋向性，并将细节点旋向性和细节点信息、以及细节点局部方向描述作为特征来表示指纹；由细节点旋向性和细节点局部方向描述来衡量细节点之间的相似度；选取相似度最大的几对细节点作为初始点对；以每一组初始点对为参照，对指纹特征进行配准并得到相应的匹配分数；选择各匹配分数中最大的匹配分数作为最终的匹配分数。根据最终匹配分数的大小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，从而完成指纹的细节点匹配。

主权项

一种融入全局信息的指纹细节点匹配系统，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的注册指纹图像和输入指纹图像分别做预处理，并分别得到注册细化指纹图像和注册指纹方向场图像以及输入细化指纹图像和输入指纹方向场图像；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提取细节点信息以及细节点相连脊线的采样信息，并在注册指纹方向场图像和输入指纹方向场图像中提取参考点和细节点局部方向描述；然后计算细节点旋向性；最后分别生成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输出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，并为指纹特征匹配生成并输出模板指纹特征；特征匹配单元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；所述特征提取单元的构成包括：细节点提取单元，在注册细化指纹图像和输入细化指纹图像中提取指纹细节点信息，包括细节点的位置、方向和类型；细节点相连脊线采样单元，在注册细化指纹图像和输入细化指纹图像中对每个指纹细节点的相连脊线进行采样并记录采样点的位置信息；参考点提取单元，在注册指纹方向场图像和输入指纹方向场图像中提取参考点的位置信息；细节点局部方向描述提取单元，在注册指纹方向场图像和输入指纹方向场图像中对每一个指纹细节点分别提取其局部方向描述；细节点旋向性计算单元与细节点提取单元和细节点相连脊线采样单元以及参考点提取单元连接，细节点旋向性计算单元对细节点提取单元提取到的每一个指纹细节点，根据该细节点相连脊线的采样信息和该细节点与参考点的位置关系来确定该细节点的旋向性；所述特征匹配单元的构成包括：指纹细节点相似度计算单元，根据不同细节点旋向性之间的匹配规则和细节点局部方向描述计算输入指纹特征和模板指纹特征中的指纹细节点之间的相似度；匹配初始点对选取单元与指纹细节点相似度计算单元连接，匹配初始点对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指纹细节点匹配的初始点对，其中K为大于或等于1的整数；指纹细节点匹配单元与匹配初始点对选取单元连接，指纹细节点匹配单元首先计算每一组匹配初始点对之间的平移旋转参数，然后根据每一组平移旋转参数分别对输入指纹特征和模板指纹特征进行平移旋转并确定一组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连接，匹配分数计算单元根据指纹细节点匹配单元输出的每一组指纹细节点对应关系分别计算输入指纹特征和模板指纹特征的匹配分数，从而得到K个匹配分数；匹配结果获取单元与匹配分数计算单元连接，匹配结果获取单元从指纹细节点匹配单元输出的K个匹配分数中选取最大的匹配分数作为最终的匹配分数，根据该最终匹配分数的大小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。