CN102819729B - 一种指纹识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别方法，通过分别以待识别指纹和已知指纹的每一个特征点构造三角形；判断三角形相等；以两枚指纹的各个特征点到各自的基准三角形的三个顶点的距离组成的有序三数组来表示两枚指纹的各个特征点；将两枚指纹中除基准三角形的三个顶点外的各个特征点进行比对，并记录下类型相同的每个特征点的有序三数组相等的次数；最后根据指纹特征点的相等次数，对两枚指纹的相似度做出判断。本发明的积极效果是：通过将基于三元组构造的方法用于指纹识别系统中，提高了指纹的识别率，解决了现有指纹识别技术中，当待匹配的指纹图像与原始指纹图像发生位移、旋转、以及残缺，很难校准或者准确定位、以及容错能力低的问题。

Description

一种指纹识别方法

技术领域

本发明属于指纹识别技术领域，具体涉及一种指纹识别方法。

背景技术

现有基于特征点的指纹识别技术，先采集指纹图像，再提取指纹特征点，在识别时，如果有奇异点，则通过奇异点来对齐识别；如果没有奇异点，则对齐就很难，且会产生较大的误差。由此，现在的基于特征点的指纹识别就很难对齐校准，产生如下不足：

1、当待比对的指纹和原始的指纹发生旋转时，现有识别方法很难校准对齐。

2、当待比对的指纹和原始的指纹既发生了位移也发生了旋转时，现有识别方法更难校准对齐。

3、如果待比对的指纹发生残缺，则现有识别方法比对的容错能力会显著下降，而这种情况是在公安破案时常常遇到的，所以现有指纹识别方法已不能满足公安侦破工作的需要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种指纹识别方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种指纹识别方法，包括如下步骤：

步骤一、利用图像采集仪器采集指纹的全部图像信息；

步骤二、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的特征点；

步骤三、分别以待识别指纹和已知指纹的每一个特征点构造三角形；

步骤四、判断待识别指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形是否与已知指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形相等：

1）如果全都不相等，则说明该两枚指纹不是同一枚指纹，比对结束；

2）如果待识别指纹的某一个特征点构造的三角形与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，则进入步骤五；

步骤五、分别以步骤四中确定的三角形为基准三角形，以两枚指纹的各个特征点到各自的基准三角形的三个顶点的距离组成的有序三数组来表示两枚指纹的各个特征点；

步骤六、将两枚指纹中除基准三角形的三个顶点外的各个特征点进行比对，并记录下类型相同的每个特征点的有序三数组相等的次数；

步骤七、根据步骤六记录下的指纹特征点的相等次数，采用现有的指纹相似判断方法对两枚指纹的相似度做出判断：如果两枚指纹是同一枚指纹，则判断结束；如果不是同一枚指纹，则继续比对待识别指纹的其余特征点构造的三角形是否与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，如果相等，则进入步骤五，直至待识别指纹的全部特征点构造的三角形均比对完毕。

步骤三所述的用特征点构造三角形的方法为：分别以每个指纹特征点为准，在该指纹中找出与其距离最近的两个特征点，判断该点与其最近的两个点是否构成三角形，如果是则记录下该三角形；如果否，则标记该特征点构造三角形失败，该特征点不参与比对，并继续以其他特征点构造三角形。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：通过将基于三元组构造的方法用于指纹识别系统中，提高了指纹的识别率，解决了现有指纹识别技术中，当待匹配的指纹图像与原始指纹图像发生位移、旋转、以及残缺，很难校准或者准确定位、以及容错能力低的问题。

具体实施方式

一种指纹识别方法， 包括如下步骤：

步骤一、利用图像采集仪器采集指纹的全部图像信息；

步骤二、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的特征点；

步骤三、分别以两枚指纹（待识别指纹和已知指纹）的每一个特征点构造三角形，具体方法如下：

分别以每个指纹特征点为准，在该指纹中找出与其距离最近的两个特征点，判断该点与其最近的两个点是否构成三角形，如果是则记录下该三角形；如果否，则标记该特征点构造三角形失败，该特征点不参与比对，并继续以其他特征点按本步骤所述的方法构造三角形。

步骤四、判断待识别指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形是否与已知指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形相等：

1）如果全都不相等，则说明该两枚指纹不是同一枚指纹，比对结束；

2）如果待识别指纹的某一个特征点构造的三角形与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，则进入步骤五；

步骤五、分别以步骤四中确定的三角形为基准三角形，以两枚指纹的各个特征点到各自的基准三角形的三个顶点的距离组成的有序三数组（a, b, c）来表示两枚指纹的各个特征点：

该步骤的原理如下：

对于平面上的一个给定的△ABC，平面上的每个点P都决定唯一一个三数组(a，b，c)，其中a，b，c分别是点P到△ABC的三个顶点A，B，C的距离；反之，给定任一三数组(x，y，z)未必能决定唯一一个平面上的点Q，它分别以x，y，z为其到△ABC的顶点A，B，C的距离。

据此事实，本发明分别以步骤四中确定的三角形为基准三角形，对整个指纹特征点不以传统的直角坐标或者极坐标表示，而是以特征点到确定三角形三个顶点的距离组成的有序三数组（a, b, c）来表示。

之所以采用这种方法，是由于：

1、这种构建方法在模式识别中，只要在两个平面中找到一个相等的三角形，就可以以这两个三角形的顶点为基准，分别计算出平面上的点或者特征点到该平面上的三角形的三个顶点的标量距离，再进行匹配。这样匹配，可以非常精确地匹配，不需要校准，也不存在误差传递，计算量小。

2、对于一个残缺的平面或者平面特征点与一个完整的平面或者平面特征点进行匹配时，如果采用传统的匹配方式，则这个问题就是个NP问题，计算量相当大，如果采用此方法，即：先在两个平面上分别找到一个三角形，如果这两个三角形相等，就可以采用1的方法进行匹配，这样就不是一个NP问题，减小了计算量，同时也更加精确。

步骤六、将两枚指纹中除基准三角形的三个顶点外的各个特征点进行比对，并记录下类型相同的每个特征点的三数组(a, b, c)相等的次数；

步骤七、根据步骤六记录下的指纹特征点的相等次数，采用现有的指纹相似判断方法对两枚指纹的相似度做出判断：如果两枚指纹是同一枚指纹，则判断结束；如果不是同一枚指纹，则继续比对待识别指纹的其余特征点构造的三角形是否与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，如果相等，则进入步骤五，直至待识别指纹的全部特征点构造的三角形均比对完毕。

Claims (1)

1.一种指纹识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、利用图像采集仪器采集指纹的全部图像信息；

步骤二、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的特征点；

步骤三、分别以待识别指纹和已知指纹的每一个特征点构造三角形：

用特征点构造三角形的方法为：分别以每个指纹特征点为准，在该指纹中找出与其距离最近的两个特征点，判断该点与其最近的两个点是否构成三角形，如果是则记录下该三角形；如果否，则标记该特征点构造三角形失败，该特征点不参与比对，并继续以其他特征点构造三角形；

步骤四、判断待识别指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形是否与已知指纹的每一个特征点按步骤三构造的三角形相等：

1）如果全都不相等，则说明该两枚指纹不是同一枚指纹，比对结束；

2）如果待识别指纹的某一个特征点构造的三角形与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，则进入步骤五；

步骤五、分别以步骤四中确定的三角形为基准三角形，以两枚指纹中除基准三角形的三个顶点外的每个特征点到各自的基准三角形的三个顶点的距离组成的有序三数组来表示两枚指纹的每个特征点； 

步骤六、将两枚指纹中除基准三角形的三个顶点外的各个特征点进行比对，并记录下类型相同的每个特征点的有序三数组相等的次数；

步骤七、根据步骤六记录下的指纹特征点的相等次数，采用现有的指纹相似判断方法对两枚指纹的相似度做出判断：如果两枚指纹是同一枚指纹，则判断结束；如果不是同一枚指纹，则继续比对待识别指纹的其余特征点构造的三角形是否与已知指纹的某一个特征点构造的三角形相等，如果相等，则进入步骤五，直至待识别指纹的全部特征点构造的三角形均比对完毕。