一種基于特征點(diǎn)集分割和rst不變特征的四聯(lián)指比對(duì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理、特征選擇、指紋比對(duì)等技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種針對(duì)四聯(lián)指特 征點(diǎn)集的分割、篩選以及比對(duì)的方法，該方法可用于多指指紋采集儀得到的四聯(lián)指，四指涂 上印泥后按在A4紙上掃描得到的四聯(lián)指，手機(jī)或照相機(jī)拍得的四聯(lián)指。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的不斷完善，指紋識(shí)別技術(shù)大量應(yīng)用于人們的 生產(chǎn)和生活中。目前，單個(gè)指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟；但是，依據(jù)指紋識(shí)別過程中的 匹配指數(shù)原理，在單個(gè)指紋識(shí)別過程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些誤識(shí)率和誤拒率，對(duì)生活 和生產(chǎn)造成影響，甚至損失。在無需增加采集設(shè)備成本和識(shí)別算法復(fù)雜度的前提下，多 指融合識(shí)別技術(shù)可提高指紋識(shí)別算法的性能。此外在現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋也常以多指指 紋的形式出現(xiàn)，因此，在單個(gè)指紋識(shí)別的基礎(chǔ)上進(jìn)行多指識(shí)別，以提高身份驗(yàn)證的準(zhǔn)確 率，成為指紋識(shí)別的新興研究方向（劉惠，張佳兵，張彪，基于圖像插值和橢圓擬合的聯(lián) 指圖分割算法，電子技術(shù)應(yīng)用，2012,（06) 126-128+131 ;李焱淼，張永良，黃亞平等，基 于頻域分析的聯(lián)指圖前后背景分離算法，上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010, 44(8) :1089-1093; YanmiaoLi,YongliangZhang,JiaweiLu,ChaofanLiu,etal,RobustRotation EstimationofSlapFingerprintImageforE-CommerceAuthentication,2010 IEEEInternationalConferenceonInformationTheoryandInformation Security(ICITIS2010)，66-69 :李焱淼，張永良，陸佳煒，劉超凡，等，應(yīng)用于電子商務(wù)認(rèn)證 的聯(lián)指圖旋轉(zhuǎn)角度估計(jì)，ICITIS2010, 66-69. ;Yong_LiangZhang,GangXiao,Yan-Miao Li,etal,Slapfingerprintsegmentationforlive-scandevicesandten-print cards, 20thInternationalConferenceonPatternRecognition(ICPR2010), 1180-1183 : 張永良，肖剛，李焱淼，等，應(yīng)用于活體采集設(shè)備和十指采集卡的聯(lián)指圖切割算法， ICPR2010, 1180-1183.；ZhangYong-liang,LiYan-miao,WuHong-tao,etal,Principal axisandcreasedetectionforslapingerprintsegmentation, 2010International ConferenceonImageProcessing(ICIP2010), 3081-3084:張永良，李炎森，吳鴻艷，等，聯(lián) 指圖主軸和指節(jié)線檢測(cè)，ICIP2010, 3081-3084 ;李鵬，張永良，李焱淼等，基于頻域統(tǒng)計(jì)量的 聯(lián)指圖噪聲檢測(cè)和去除，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，31 (Suppl.I) :67-69轉(zhuǎn)72)。
[0003] 在對(duì)聯(lián)指圖進(jìn)行分割時(shí)，普遍的方法都如論文（劉惠，張佳兵，張彪，基于圖像插 值和橢圓擬合的聯(lián)指圖分割算法，電子技術(shù)應(yīng)用，2012,（06) 126-128+131 ;宋占偉，王雪思， 多指指紋自動(dòng)分割算法，吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2009, 27 (05) : 500-505)中描述的方 法類似，是直接對(duì)聯(lián)指圖像進(jìn)行切割，將聯(lián)指圖切割成單獨(dú)的幾枚手指，然后分別提取分割 后的幾枚手指的特征信息，接著將特征信息交給單指比對(duì)算法進(jìn)行比對(duì)，最終給出一個(gè)判 別結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服已有聯(lián)指圖對(duì)比時(shí)采用先分割單指再比對(duì)方式的算法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性較 差、精度較低的不足，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)化對(duì)比過程、實(shí)時(shí)性良好、精度較高的基于特征 點(diǎn)集分割和RST不變特征的四聯(lián)指比對(duì)方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種基于特征點(diǎn)集分割和RST不變特征的四聯(lián)指比對(duì)方法，所述對(duì)比方法包括如 下步驟：
[0007] 1)對(duì)聯(lián)指特征點(diǎn)集進(jìn)行基于統(tǒng)計(jì)直方圖的切割，過程如下：
[0008] I. 1)計(jì)算四聯(lián)指特征點(diǎn)關(guān)于X坐標(biāo)的統(tǒng)計(jì)直方圖；
[0009] 1.2)尋找統(tǒng)計(jì)直方圖中縱坐標(biāo)值小于或等于Trat的位置，并將其記為切割點(diǎn)，其 中，Trat為在統(tǒng)計(jì)直方圖中尋找切割點(diǎn)所用的閾值，在直方圖最左邊和最右邊各增加一個(gè)切 割點(diǎn)；之后根據(jù)切割點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行指紋特征點(diǎn)集的聚類處理，在兩個(gè)切割點(diǎn)之間的特征點(diǎn) 為一個(gè)手指的特征點(diǎn)；
[0010] 2)每個(gè)手指特征點(diǎn)的進(jìn)一步篩選，過程如下：
[0011] 2. 1)對(duì)于每個(gè)手指的特征點(diǎn)，按照從上到下，從左到右進(jìn)行排序，排序規(guī)則如下： a)若兩個(gè)特征點(diǎn)的Y坐標(biāo)不相等,則Y坐標(biāo)較小的特征點(diǎn)位置排在Y坐標(biāo)較大的特征點(diǎn)前 面；b)若兩個(gè)特征點(diǎn)的Y坐標(biāo)相等，則X坐標(biāo)較小的特征點(diǎn)位置排在X坐標(biāo)較大的特征點(diǎn) 前面；
[0012] 2. 2)每個(gè)手指特征點(diǎn)數(shù)量的控制
[0013] 對(duì)于2. 1)中排序后的每個(gè)手指的特征點(diǎn)，若特征點(diǎn)數(shù)量超過Max_Num，則取前 Max_Num個(gè)數(shù)量的特征點(diǎn)作為該手指的有效特征點(diǎn)，Max_Num是一個(gè)閾值，代表每個(gè)手指最 大的有效特征點(diǎn)數(shù)目；
[0014] 3)單指比對(duì)，采用基于RST不變特征的單指比對(duì)方法，過程如下：
[0015] 3. 1)構(gòu)建12分圓最近鄰特征結(jié)構(gòu)：將一枚指紋的每一個(gè)特征點(diǎn)作為中心點(diǎn)，其角 度作為X軸方向，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并且每隔30度進(jìn)行劃分，將整個(gè)區(qū)域分成12等份，在每個(gè)扇 形區(qū)域內(nèi)取距離中心最近的特征點(diǎn)；
[0016] 3. 2)計(jì)算兩個(gè)12分圓最近鄰特征結(jié)構(gòu)的相似度；
[0017] 3. 3)比對(duì)上特征點(diǎn)對(duì)的初步篩選
[0018] 記指紋I特征點(diǎn)序號(hào)集合為ID1，指紋T特征點(diǎn)序號(hào)為ID1，記由3. 2)得到的12分 圓相似度集合為?，元素為fr,，S(M/,M丨）)，記初步篩選后的對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)信息集合為? ' ：
[0019] ①令I(lǐng)D1、ID1、?' 為空集
[0020] ②將相似度集合?按照相似度（S(M/,)從大到小進(jìn)行排序
[0021] ③根據(jù)相似度從大到小開始篩選，判斷
[0022] 如果ik在集合ID1中或者jk在集合IDT中，則跳過；
[0023] 否則將ik加入集合ID1中，將jk加入集合IDT中，
[0024] 將當(dāng)前點(diǎn)對(duì)加入到?'中
[0025] 3. 4)使用三角形相似對(duì)所篩選出的特征點(diǎn)對(duì)進(jìn)行校對(duì)；
[0026] 4)將步驟2)得到的四聯(lián)指樣本A的N個(gè)手指的特征點(diǎn)集和四聯(lián)指樣本B的M個(gè) 手指的特征點(diǎn)集分別使用3)中的單