一種基于指紋的認(rèn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理，特別涉及一種基于指紋的認(rèn)證方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 指紋在全世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用在個(gè)人身份識(shí)別裝置。指紋識(shí)別已經(jīng)成為處理個(gè) 人事務(wù)和信息安全的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。在指紋圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)中，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)提取指紋圖像 各子塊的對(duì)比度和曲率特征質(zhì)量評(píng)價(jià)指紋圖像質(zhì)量，但這種方法只是從指紋圖像局部紋理 進(jìn)行分析，不足以反映指紋圖像全局信息；在圖像噪聲較大時(shí)并不能很好獲得指紋圖像的 方向圖，此外對(duì)于非均勻采集的指紋圖像的偽特征點(diǎn)消除結(jié)果欠佳，從而影響最后的指紋 f目息提取和識(shí)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于指紋的認(rèn)證方法，包 括：
[0004] 利用指紋識(shí)別裝置采集指紋，當(dāng)所采集的指紋圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)小于預(yù)設(shè)質(zhì)量 閾值時(shí)，提示用戶并對(duì)指紋重新采集。
[0005] 優(yōu)選地，還包括：
[0006] 1)根據(jù)當(dāng)前前景圖像塊內(nèi)的各點(diǎn)是否屬于某一特定方向，判斷前景圖像塊是否具 有方向特性；
[0007] 2)計(jì)算各圖像塊的方向，求出各塊的方向直方圖，如果具有某一個(gè)方向D的像素 數(shù)目超過(guò)預(yù)設(shè)值則將該塊的特征方向標(biāo)記為D;
[0008] 3)通過(guò)計(jì)算連續(xù)的特征方向區(qū)域占所有指紋前景圖的比例描述指紋圖像的質(zhì) 量；
[0009] 4)對(duì)于指紋前景圖中的任一圖像塊Xi，用具有連續(xù)特征方向塊的權(quán)值與所有指紋 前景塊的權(quán)值之比來(lái)確定圖像質(zhì)量Q:
[0010] 5)將指紋圖像質(zhì)量參數(shù)Q與指紋圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的下限值1進(jìn)行比較，若Q<T巧 手指位置的偏離進(jìn)行分析，并顯示相應(yīng)的提示內(nèi)容，否則進(jìn)行圖像預(yù)處理。
[0011] 優(yōu)選地，所述手指位置的偏離進(jìn)行分析，進(jìn)一步包括：
[0012] 使用基于方向圖的跟蹤方法，通過(guò)分析指紋圖像中心區(qū)域是否存在一條完整的脊 線來(lái)確定手指是否偏離：
[0013] 1)以前景圖的質(zhì)心為原點(diǎn)，構(gòu)建坐標(biāo)系；
[0014] 2)在x軸的左半軸，選擇一個(gè)特征方向不為0的圖像塊作為起始參考圖像塊；
[0015] 3)根據(jù)塊內(nèi)的各點(diǎn)是否屬于某一特定方向來(lái)判斷圖像塊的特征方向，若塊特征方 向?yàn)?,則重新選擇起始參考圖像塊；若塊特征方向不為0,則根據(jù)當(dāng)前圖像塊的方向，向右 搜索下一個(gè)圖像塊；
[0016]4)判斷該圖像塊與前一個(gè)圖像塊的方向變化，如果圖像塊與前一個(gè)圖像塊的方向 變化超過(guò)90°，則當(dāng)前圖像塊的方向發(fā)生突變，根據(jù)脊線的連續(xù)性，將當(dāng)前圖像塊的方向替 代前一個(gè)圖像塊的方向，搜索下一個(gè)圖像塊；
[0017] 5)若圖像塊的方向不超過(guò)90°，則判斷是否搜索到一條完整的脊線；若找到完整 的脊線，采集的指紋圖像正確，則提示輸入正確，結(jié)束指紋圖像搜索；否則繼續(xù)搜索下一個(gè) 圖像塊；
[0018] 6)判斷x軸的負(fù)半軸是否完成搜索，若未搜索完畢，則繼續(xù)搜索；若x軸的負(fù)半軸 已經(jīng)完成搜索，則以相反方向搜索x軸的正半軸；
[0019] 7)如果從x軸的正、負(fù)半軸都無(wú)法確定一條完整的脊線，則確定該指紋圖像偏離， 按照質(zhì)心的位置提示用戶重新采集指紋，最后根據(jù)所選質(zhì)心的位置和判斷的結(jié)果，分別在 屏幕上進(jìn)行顯示。
[0020] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 本發(fā)明提出了一種基于指紋的認(rèn)證方法，讓用戶直觀了解圖像質(zhì)量，并且提高識(shí) 別成功率，易于實(shí)現(xiàn)，并且執(zhí)行效率較高。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于指紋的認(rèn)證方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下文與圖示本發(fā)明原理的附圖一起提供對(duì)本發(fā)明一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描 述。結(jié)合這樣的實(shí)施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán) 利要求書限定，并且本發(fā)明涵蓋諸多替代、修改和等同物。在下文描述中闡述諸多具體細(xì)節(jié) 以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。出于示例的目的而提供這些細(xì)節(jié)，并且無(wú)這些具體細(xì)節(jié)中 的一些或者所有細(xì)節(jié)也可以根據(jù)權(quán)利要求書實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0024] 本發(fā)明的一方面提供了一種基于指紋的認(rèn)證方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基 于指紋的認(rèn)證方法流程圖。本發(fā)明首先采用具有信息顯示的指紋識(shí)別裝置，采集指紋并將 質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果輸出到屏幕，實(shí)現(xiàn)了提高指紋識(shí)別成功率，讓用戶直觀了解指紋采集的某個(gè) 環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，以及如何進(jìn)行修正。指紋識(shí)別裝置包括控制器，控制器以不同的接口分別連 接LED屏幕、指紋傳感器、JTAG調(diào)試接口、復(fù)位電路、外部SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、串口及USB接 口；電源管理模塊為上述各部分中的芯片和電路提供電源管理。其中，屏幕用來(lái)顯示指紋 圖像初始質(zhì)量評(píng)價(jià)的結(jié)果，提示用戶手指的放置位置；指紋傳感器用來(lái)獲取手指的指紋圖 像信息；JTAG調(diào)試接口用來(lái)與上位機(jī)連接進(jìn)行調(diào)試；復(fù)位電路用來(lái)初始化指紋識(shí)別裝置； FLASH程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)指紋識(shí)別裝置運(yùn)行的程序；外部SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)指 紋識(shí)別裝置運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)；串口和USB接口用于與上位機(jī)的連接通信；控制 器是指紋識(shí)別裝置的核心，控制指紋識(shí)別裝置的運(yùn)行。
[0025] 控制器是內(nèi)嵌指紋識(shí)別技術(shù)的芯片，能夠在片上實(shí)現(xiàn)指紋的圖像采集、特征提取、 特征比對(duì)的芯片，使開發(fā)過(guò)程變得簡(jiǎn)單，開發(fā)者可以方便的實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別的功能，本發(fā)明優(yōu) 選的控制器，采用32位RISC處理器內(nèi)核，內(nèi)置專用DSP指令集。具有SEA/RSA加速引擎、 專用算法軟件，內(nèi)置128KB高速靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，嵌入1MB大容量FLASH，64kBROM和4kB OTPROM，并具備豐富的對(duì)外接口 ：3組USART接口、智能卡接口、片上時(shí)鐘、對(duì)稱算法引擎加 速器、RSA加解密引擎、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器。
[0026] 指紋傳感器由傳感器陣列組成，每一個(gè)陣列是一個(gè)金屬電極。放在傳感面上的手 指的對(duì)應(yīng)點(diǎn)則作為另外一極，其工作原理是改變極板間距的電容式傳感器，整個(gè)傳感器是 通過(guò)讀取感應(yīng)器的指令來(lái)讀取的，采集區(qū)域的大小是由寄存器XSHIFT和YSHIFT值的決定 的。
[0027] 在指紋采集輸入過(guò)程中，由于手指的指紋質(zhì)量、安放位置等原因，都可能無(wú)法正確 識(shí)別指紋信息。為提高指紋識(shí)別效率，先對(duì)采集的指紋信息進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。安全控制器對(duì) 指紋圖像進(jìn)行指紋灰度圖像隔點(diǎn)采樣，指紋圖像點(diǎn)方向圖計(jì)算，指紋灰度圖像的前、背景圖 分離，指紋圖像質(zhì)量分析等圖像處理過(guò)程，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行顯示。若質(zhì)量評(píng)價(jià)不合格，根 據(jù)顯示信息，重新采集指紋圖像信息。
[0028] 用隔點(diǎn)的方式對(duì)指紋灰度圖像進(jìn)行采樣，隔點(diǎn)獲得原始指紋灰度圖像，在不改變 指紋特征碼的基礎(chǔ)上減少數(shù)據(jù)采集量。用點(diǎn)方向圖表示所述隔點(diǎn)原始指紋灰度圖像中每一 像素點(diǎn)處的局部紋理走向，具體如下：
[0029] 通過(guò)指紋圖像點(diǎn)方向圖計(jì)算，將指紋圖像中的各個(gè)圖像塊劃分為前景塊或背景 塊。采用7X7模板，基準(zhǔn)點(diǎn)位于模板中心，從水平位置開始每隔JI/4確定一個(gè)方向，定義 I= 1，2, 3,4,對(duì)應(yīng)0, 31/4, 2 31/4, 3 31/4,JT四個(gè)方向。計(jì)算各個(gè)方向的灰度變化，比較 ，找到最小值，就代表該點(diǎn)的方向：
[0030] DI= 2 |f' "i，」)-說(shuō)，jk)
[0031] 式中，f'Ji，j)是沿I方向上點(diǎn)的灰度均值，&(ik，jk)是I方向上點(diǎn)的灰度值。 圖像的前景塊是分布有指紋脊線的圖像塊，其余部分為背景塊。將前景塊設(shè)置為1，背景塊 設(shè)置為