本發(fā)明涉及編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種借鑒指紋特征點(diǎn)進(jìn)行編碼的物紋碼編碼方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著商品經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)出了大量的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品需要分類、識別、追溯，辨認(rèn)真?zhèn)巍?949年一維條碼在美國問世，1991年以pdf417碼為標(biāo)志的二維條碼由美國symbol公司提出，目前一維條碼和二維條碼在各個(gè)領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用。一維條碼的信息量有限，二維條碼信息量很大，但其問題在于這些條碼圖像明顯區(qū)別于其所標(biāo)記的物品，通常呈現(xiàn)為一個(gè)條形或者方形圖形塊。一維條碼和二維條碼根據(jù)其自身的特點(diǎn)，在相應(yīng)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為生活的一部分，特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，更加不可或缺。

但是，一維條碼所能表示的信息量有限，通常其本身只是作為一個(gè)標(biāo)識，使用時(shí)需要依賴外部數(shù)據(jù)庫的支持；二維條碼是比一維條碼更高級的條碼格式，能夠在橫向和縱向兩個(gè)方位同時(shí)表示信息，可以在比較小的面積上表示大量的信息。二維條碼抗干擾力強(qiáng)，應(yīng)用極廣。但在應(yīng)用的過程中，也產(chǎn)生了一些問題，利用二維碼進(jìn)行欺騙的案例屢見不鮮，讓人對于二維條碼又愛又恨。

此外，眾所周知的是，人體指紋是手指皮膚上特有的花紋，由皮膚上的紋線構(gòu)成。這些紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、分叉、結(jié)合等被稱為特征點(diǎn)。紋線的這些特征點(diǎn)有無數(shù)種排列，因此，每個(gè)指紋甚至一個(gè)指紋的每條紋線都是獨(dú)特的。指紋的生物特性可以分為總體特征和局部特征。

人體指紋的總體特征：

手指末端正面皮膚上凹凸不平產(chǎn)生的紋線，這些近乎平行的曲線，形成了不同的指紋類型，稱為指紋的總體特征。人體指紋根據(jù)其形狀的不同可以分為三大類，即弓型紋、箕型紋和斗型紋。但是人體指紋類型的分類不局限于此種方式。

(1)弓型紋(arch)

弓型紋是紋線從一邊流入，中間隆起，然后從另一邊流出的指紋類型。弓型紋無中心點(diǎn)，中心花紋與上下包圍線無明顯界限，因此，沒有真正的三角形花紋。所述中心點(diǎn)是指指紋圖形中的特征點(diǎn)，其幾何特征是紋線繞中心c點(diǎn)的角度變化剛好為π值，對雙中心點(diǎn)來說則為2π。

(2)箕型紋(loop)

箕型紋是一條或多條紋線，從一邊流入，中間彎曲折回，在同一邊流出的指紋類型。它由一條以上完整的箕型線組成中心花紋(中心點(diǎn))?；途€的對側(cè)有一個(gè)三角形花紋的上下紋線(三角點(diǎn))包圍著中心花紋。

(3)斗型紋(whorl)

斗型紋是指紋的中心花紋呈環(huán)形或者螺形等曲線狀，由內(nèi)向外擴(kuò)展，與上下包圍線匯合形成兩個(gè)以上三角點(diǎn)的指紋類型。

人體指紋的局部特征：

也稱為細(xì)節(jié)點(diǎn)(minutia)或稱特征點(diǎn)。實(shí)際上，指紋紋線并不是連續(xù)的，平滑筆直的，而是經(jīng)常出現(xiàn)中斷、分叉或轉(zhuǎn)折。這些斷點(diǎn)、分叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，就是特征點(diǎn)。兩枚指紋經(jīng)常會(huì)具有相同的總體特征，但是它們的局部特征，即特征點(diǎn)，是不可能完全相同的，這些特征點(diǎn)提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息。

這些局部特征點(diǎn)可用以下特性來描述，包括：分類、位置、方向、曲率等特性。

關(guān)于分類特性，這些局部特征點(diǎn)的分類，最典型的是端點(diǎn)和叉點(diǎn)。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于特征點(diǎn)分類的示意圖，其中，

1、端點(diǎn)—是指一條紋線的起點(diǎn)或者終點(diǎn)；

2、叉點(diǎn)—是指一條紋線分岔為兩條紋線的分叉點(diǎn)；

3、環(huán)點(diǎn)—是指一條紋線在分按后又迅速匯合而形成的環(huán)狀點(diǎn)；

4、橋點(diǎn)—是指兩個(gè)臨近的紋線連接的交匯點(diǎn)；

5、島—是指一條占據(jù)在兩個(gè)分岔中間部分的島型短紋線；

6、交叉點(diǎn)—是指兩條紋線呈十字狀交匯連接的交匯點(diǎn)；

7、孤點(diǎn)—是指孤立的點(diǎn)狀紋線；

8、斷點(diǎn)—是指紋線斷裂所形成的一對端點(diǎn)。

如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中指紋的中心點(diǎn)和三角點(diǎn)的示意圖。其中，在紋線上可以定義中心點(diǎn)和三角點(diǎn)，通稱為奇異點(diǎn)。

中心點(diǎn)(corepoint)：中心點(diǎn)位于指紋紋線的漸進(jìn)中心，可作為讀取指紋時(shí)的參考點(diǎn)。

三角點(diǎn)(deltapoint)：三角點(diǎn)位于從中心點(diǎn)開始的第一個(gè)分叉點(diǎn)或者斷點(diǎn)、或者兩條紋線會(huì)聚處、孤立點(diǎn)、折轉(zhuǎn)處，或者指向這些奇異點(diǎn)。

關(guān)于位置特性，這些局部特征點(diǎn)的位置，通過二維坐標(biāo)系來描述，可以是絕對的，也可以是相對的，如圖2所示的，可以是相對于三角點(diǎn)或者中心點(diǎn)的。

關(guān)于方向特性，這些局部特征點(diǎn)的方向，是指局部特征點(diǎn)所在的局部紋線的方向。

關(guān)于曲率特性，是指紋線方向改變的速度，即下一個(gè)點(diǎn)與上一個(gè)點(diǎn)方向變化夾角或斜率變大或變小的快慢。

人體指紋作為每個(gè)人獨(dú)一無二的生物特征樣本，通常用來對人體的識別和區(qū)分。現(xiàn)有技術(shù)中，對于指紋圖像信息進(jìn)行編碼的方式有很多種，這些圖形進(jìn)行編碼都是為了識別圖像信息以及與已有的指紋圖像信息進(jìn)行比對。

比如，cn104376307a(公開日2015年2月25日)公開了一種指紋圖像信息的編碼方法，輸入指紋圖像經(jīng)預(yù)處理后的指紋骨架圖以及已經(jīng)提取出來的指紋類型、指紋的中心點(diǎn)、三角點(diǎn)、分叉點(diǎn)及端點(diǎn)，經(jīng)編碼處理獲得指紋圖像所對應(yīng)的具有一定長度的穩(wěn)定編碼，即具有一定長度的比特串，所述編碼處理包括以下主要步驟：(s1)配準(zhǔn)：針對五種指紋類型，按照以下規(guī)則進(jìn)行圖像的配準(zhǔn)，具體為：對于斗形指紋，有二個(gè)中心點(diǎn)，將上面的中心點(diǎn)作為圖像中心原點(diǎn)o，并旋轉(zhuǎn)使得二個(gè)中心點(diǎn)的連線為圖像的垂直線；對于左箕形、右箕形和帳形指紋，都有一個(gè)中心點(diǎn)和一個(gè)三角點(diǎn)，將中心點(diǎn)作為圖像中心原點(diǎn)o，并旋轉(zhuǎn)使得中心點(diǎn)和三角點(diǎn)的連線為圖像的垂直線，且中心點(diǎn)在三角點(diǎn)的上方；對于拱形指紋，旋轉(zhuǎn)使拱的垂直線為圖像的垂直線，并選取垂直線上在水平紋線及其上的第一根紋線之間部分的中點(diǎn)作為圖像的中心原點(diǎn)o；(s2)分區(qū)：對于已經(jīng)配準(zhǔn)后的指紋骨架圖進(jìn)行分區(qū)，以圖像中心o為原點(diǎn)，以三個(gè)像素為間距將圖像以原點(diǎn)為中心劃分為由內(nèi)到外的一系列正方形邊帶；最靠近原點(diǎn)的正方形邊帶為圖像1區(qū)，向外依次為圖像2區(qū)，圖像3區(qū)，依次類推，直到圖像邊緣為止；(s3)特征點(diǎn)編號：特征點(diǎn)按自然數(shù)順序編號并遵循如下原則，中心原點(diǎn)o為1號，低區(qū)特征點(diǎn)的編號小于高區(qū)特征點(diǎn)的編號，在同一正方形分區(qū)內(nèi)，以水平軸原點(diǎn)右側(cè)即正x軸為初始軸，按照逆時(shí)針方向?qū)σ来纬霈F(xiàn)的特征點(diǎn)進(jìn)行順序編號，最終n個(gè)特征點(diǎn)將會(huì)按照其在圖像上的相對位置依次被編號為p1，p2，…，pn；(s4)特征點(diǎn)編碼：按照所需特征編碼的長度要求，從前往后選取一定數(shù)量的特征點(diǎn)，比如n個(gè)；基于點(diǎn)px(對第一輪編碼，px＝p3)，按照如下規(guī)則對px后的每一個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行編碼：將每一個(gè)特征點(diǎn)編成一個(gè)八位的代碼，從左到右的前二位為特征點(diǎn)類型編碼，00為中心點(diǎn)、01為三角點(diǎn)，10為分叉點(diǎn)，11為端點(diǎn)；后6位為特征點(diǎn)與p3之間連線所穿越的指紋紋線數(shù)目；(s5)判斷是否進(jìn)行新一輪編碼如果需要，則轉(zhuǎn)步驟s6；如果不需要，則轉(zhuǎn)步驟s7；(s6)將基準(zhǔn)點(diǎn)px后移一個(gè)(即第一輪基于p3，則第二輪基于p4，依次類推)，然后轉(zhuǎn)步驟(s4)；易知，最多可以進(jìn)行n-3輪編碼；(s7)編碼合成：依次將每一輪中的每一個(gè)特征點(diǎn)編碼連接在一起，便可以形成指紋圖像對應(yīng)的最后編碼。

cn104376307a涉及對獲取的指紋圖像提取其中的特征點(diǎn)形成包含指紋特征信息的編碼方法，是對人體指紋生物特征信息進(jìn)行編碼，以進(jìn)一步產(chǎn)生可以用于密碼學(xué)方案中的密鑰，增加信息系統(tǒng)的安全性與使用便利性，其本質(zhì)是以人體自然指紋為讀取對象，然后再進(jìn)行編碼，在這個(gè)過程中，只取指紋特點(diǎn)當(dāng)中的中心點(diǎn)(00)、三角點(diǎn)(01)、分叉點(diǎn)(10)和端點(diǎn)(11)這四個(gè)特征點(diǎn)，并對上述四類特征點(diǎn)的每一個(gè)點(diǎn)依據(jù)其特征類型編碼(2位數(shù)字)和特征點(diǎn)與p3之間連線所穿越的指紋紋線數(shù)目(6位數(shù)字)而組成，其是類似這樣的一組數(shù)字串10000021，也就是，把特定指紋變成一長串特定的數(shù)字串，指紋圖像當(dāng)中不僅僅只有所述涵蓋的4個(gè)特征點(diǎn)，還有更多的特征點(diǎn)，因此不能根據(jù)數(shù)字串解碼成指紋圖像。

現(xiàn)有技術(shù)中缺少對于信息量要求大于一維條碼而小于二維條碼，圖形更加簡潔明快，又能給人一種自然而然的信任感的能夠?qū)崿F(xiàn)一物一碼的編碼方式。對于人體指紋的利用過程中，也就是指紋圖像的編碼的采集和對指紋特征點(diǎn)進(jìn)行編碼只是用來對比兩個(gè)指紋圖形是否匹配，還沒有一種明確的編碼規(guī)則，專門利用人體指紋特征點(diǎn)，主動(dòng)構(gòu)建包含特定信息的指紋圖形。

本發(fā)明正是為了滿足這些需要，利用人類指紋的這些特征點(diǎn)，通過提供一種利用指紋特征進(jìn)行編碼形成物紋碼的編碼方法，形成區(qū)別于已有二維條碼的一種新的二維編碼方式，也就是可以用于表示產(chǎn)品身份信息的物紋碼(fingerprintofthing，fot)，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的編碼標(biāo)識。所述物紋碼編碼方法形成的指紋圖形，包含某一物品獨(dú)一無二的特定信息并且形成在所述物品之上時(shí)，如同每個(gè)人體指紋一樣都是獨(dú)一無二的，這種用于表述物品特定身份信息的指紋圖形，稱之為物紋碼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種物紋碼編碼方法，所述物紋碼(fingerprintofthing，fot)是指，借鑒人體指紋圖像，在至少一種預(yù)設(shè)的指紋模板上，通過在至少一條指紋線上設(shè)置至少一個(gè)指紋特征點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字和/或字母的編碼，由此形成包含特定信息的指紋圖形，可以用于對產(chǎn)品進(jìn)行編碼標(biāo)識，所述指紋圖形包含某一物品獨(dú)一無二的特定信息并且形成在所述物品之上時(shí)，如同每個(gè)人體指紋一樣是獨(dú)一無二的，這種使用特征點(diǎn)來表述物品特定身份信息的指紋圖形，稱之為物紋碼(fingerprintofthing，fot)。

所述方法，包括以下步驟：

特征點(diǎn)定義步驟：用于將指紋特征點(diǎn)與規(guī)定字符比如字母和/或數(shù)字對應(yīng)起來，形成指紋特征點(diǎn)編碼信息定義數(shù)據(jù)庫；

選擇模板步驟：從指紋模板庫中選擇指紋模板，所述指紋模板為具有若干標(biāo)記點(diǎn)的指紋圖形；

形成編碼分區(qū)步驟：根據(jù)指紋模板上的標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)建二維坐標(biāo)系，在所述二維坐標(biāo)系之下對指紋模板進(jìn)行分區(qū)，形成至少一個(gè)編碼分區(qū)；

形成編碼塊區(qū)步驟：從所述二維坐標(biāo)系的原點(diǎn)出發(fā)，在所述至少一個(gè)編碼分區(qū)中，間隔形成一定數(shù)量的射線，在射線與所述指紋模板上的指紋線的相交處，形成若干編碼塊區(qū)；

形成編碼步驟：根據(jù)待編碼的信息，選擇需要編碼的編碼塊區(qū)，對于每個(gè)選擇的編碼塊區(qū)，使用指紋特征點(diǎn)像素圖形進(jìn)行替換，由此形成包含編碼信息的具有指紋特征點(diǎn)的指紋圖形。

所述指紋模板庫中包括至少一種指紋模板。

所述標(biāo)記點(diǎn)為在所述指紋模板中固定位置設(shè)置的一個(gè)中心點(diǎn)和兩個(gè)三角點(diǎn)，或者在所述指紋模板外圍指紋線上的固定位置設(shè)置的三個(gè)特定指紋特征點(diǎn)。

所述中心點(diǎn)為螺旋指紋線的起點(diǎn)、端點(diǎn)或孤點(diǎn)。

所述中心點(diǎn)與兩個(gè)三角點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形或等邊三角形等。

構(gòu)建二維坐標(biāo)系的步驟包括，設(shè)中心點(diǎn)為原點(diǎn)，取兩個(gè)三角點(diǎn)中心連線，取此連線的中點(diǎn)，連接所述原點(diǎn)與所述中點(diǎn)，構(gòu)成y軸，將所述兩個(gè)三角點(diǎn)連線往中心點(diǎn)平移，構(gòu)成x軸，由此形成二維坐標(biāo)系。

對沒有三角點(diǎn)的模板，構(gòu)建二維坐標(biāo)系的步驟還包括，設(shè)中心點(diǎn)為原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)圖像，至三個(gè)外圍標(biāo)記點(diǎn)呈上、左、下排列，連接所述原點(diǎn)與所述上標(biāo)記點(diǎn)，構(gòu)成y軸，連接所述原點(diǎn)與所述左標(biāo)記點(diǎn)，構(gòu)成x軸，由此形成二維坐標(biāo)系。

所述編碼分區(qū)是在二維坐標(biāo)系之下，根據(jù)角度和/或與坐標(biāo)原點(diǎn)距離的不同，對指紋圖形進(jìn)行劃分形成的不同區(qū)域。

所述編碼塊區(qū)是圍繞所述相交處形成的可進(jìn)行替換的像素區(qū)域。

所述編碼塊區(qū)的形狀為矩形、正方形或規(guī)則的扇形。

所述編碼塊區(qū)內(nèi)包含至少一條指紋線。

所述編碼塊區(qū)內(nèi)包含兩條或三條指紋線。

所述編碼塊區(qū)的大小與所述指紋特征點(diǎn)像素圖形大小相同。

所述指紋特征點(diǎn)像素圖形為包含中心點(diǎn)、三角點(diǎn)、叉點(diǎn)、環(huán)點(diǎn)、橋點(diǎn)、交叉點(diǎn)、斷點(diǎn)或孤點(diǎn)等指紋特征點(diǎn)的像素圖形。

不同種類的所述指紋特征點(diǎn)可以表示特定的字母或數(shù)字。

根據(jù)形成在所述指紋圖形上的特征點(diǎn)表示的字母或數(shù)字及其坐標(biāo)位置或角度，形成表示特定信息的編碼。

不同的所述編碼分區(qū)可以形成公共分區(qū)和加密分區(qū)，所述公共分區(qū)用于存儲編碼信息字符串，所述加密分區(qū)用于存儲編碼信息的密鑰。

所述編碼密鑰是用于描述編碼信息字符串的存放和/或讀取的先后順序的一組字符。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種物紋碼編碼系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述的編碼方法。

根據(jù)本發(fā)明的還一方面，提供一種物紋碼標(biāo)簽，由根據(jù)上述編碼系統(tǒng)形成編碼圖形構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種計(jì)算機(jī)程序，包括被加載至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)上述方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序代碼。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包含上述的計(jì)算機(jī)程序。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的物紋碼編碼方法的優(yōu)點(diǎn)和效果，包括：

(1)信息量大

對于每個(gè)物紋碼，具有一個(gè)手指指紋大小的面積，可以有72個(gè)編碼塊區(qū)(或稱編碼信息位)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一維條碼的編碼位數(shù)量，同時(shí)它平面尺寸小，不像一維碼需要太長的長度，這樣對掃描設(shè)備的尺寸要求也低。假如，一條射線上4個(gè)編碼塊區(qū)，包括1個(gè)密鑰碼、1個(gè)校驗(yàn)碼和2個(gè)有效編碼，那么整個(gè)物紋碼每間隔20°的方式設(shè)置18條射線的情況下就有36位有效編碼塊區(qū)，可以至少表示36個(gè)字符。

(2)兼容性強(qiáng)

對于物紋碼的每個(gè)編碼塊區(qū)，有至少7種以上的可編碼選擇，其不僅可以兼容一維條形碼，提供廠家和品類信息，還可以為每個(gè)產(chǎn)品編制序列號，使每一件產(chǎn)品的編碼都能做到唯一，從而實(shí)現(xiàn)一物一碼。

(3)識別性強(qiáng)

由于指紋紋線簡潔，特征信息可識別性強(qiáng)。物紋碼可以直接印制或雕刻在產(chǎn)品的表面，比如通過噴碼設(shè)備、轉(zhuǎn)印設(shè)備或激光印碼設(shè)備等將物紋碼直接印制或雕刻在產(chǎn)品表面，成為產(chǎn)品的一部分，不易仿制和破壞。

(4)保密性強(qiáng)

不同的編碼分區(qū)可以形成為加密分區(qū)和公共分區(qū)。在加密分區(qū)，把編碼存放、讀取的先后順序?qū)?yīng)一組字符可以是字母或數(shù)字，稱之為編碼密鑰。這樣即使是同一組從公共分區(qū)讀取的數(shù)字/字母的字符串，也會(huì)因?yàn)榫幋a密鑰的不同，形成表示不同含義的指紋圖形，不掌握密鑰就無法正確地解析物紋碼。

(5)容錯(cuò)性強(qiáng)

本發(fā)明的編碼方法可以在同條射線上數(shù)個(gè)編碼塊區(qū)當(dāng)中設(shè)置一個(gè)校驗(yàn)碼，通過校驗(yàn)碼就推理出同條射線上某個(gè)缺失的編碼塊區(qū)的數(shù)據(jù)值，這樣就能有效解決局部編碼圖形不清晰而造成的無法識別的情況。

由于本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)，用手機(jī)或掃描終端掃描商品上的物紋碼，通過識別軟件和云平臺，就可以快速查詢到商品的重要信息，包括商品的名稱、制造商、產(chǎn)品序列號、生產(chǎn)日期、已查詢次數(shù)以及查詢地點(diǎn)等等。如果某個(gè)產(chǎn)品被簡單地一模一樣地復(fù)制了物紋碼，則所有被復(fù)制產(chǎn)品上的物紋碼都是同一個(gè)物紋碼，只要查詢兩件以上的同一商品，根據(jù)其相同的產(chǎn)品序列號，或者根據(jù)此商品已經(jīng)查詢過的次數(shù)和查詢地，就可以獲知此產(chǎn)品是否是復(fù)制品。如果編碼密鑰不正確或空缺，查詢此產(chǎn)品的物紋碼時(shí)，將顯示不正確的商品信息或無法識別，這樣就可以確定此產(chǎn)品的真假。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中指紋的特征點(diǎn)分類的示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中指紋的中心點(diǎn)和三角點(diǎn)的示意圖；

圖3是人體指紋中具有中心點(diǎn)和三角點(diǎn)的指紋圖像；

圖4是本發(fā)明的指紋特征點(diǎn)編碼信息定義表；

圖5是本發(fā)明的中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板的示意圖；

圖6是本發(fā)明的輔助定位同心圓指紋模板的示意圖；

圖7是本發(fā)明的輔助定位螺旋線指紋模板的示意圖；

圖8是本發(fā)明的形成編碼分區(qū)的示意圖；

圖9是本發(fā)明的形成編碼塊區(qū)的示意圖；

圖10是本發(fā)明的一種具體的編碼方法示意圖；

圖11是本發(fā)明的一種具體的編碼方法示意圖；和

圖12是本發(fā)明的物紋碼的指紋模板識別流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

根據(jù)本發(fā)明的物紋碼編碼方法，包括以下步驟：

特征點(diǎn)定義步驟：用于將指紋特征點(diǎn)與規(guī)定字符比如字母和/或數(shù)字對應(yīng)起來，形成指紋特征點(diǎn)編碼信息定義數(shù)據(jù)庫；

選擇模板步驟：從指紋模板庫中選擇指紋模板，所述指紋模板為無指紋特征點(diǎn)但是具有標(biāo)記點(diǎn)的指紋圖形；

形成編碼分區(qū)步驟：根據(jù)指紋模板上的標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)建二維坐標(biāo)系，在所述二維坐標(biāo)系之下對指紋模板進(jìn)行分區(qū)，形成至少一個(gè)編碼分區(qū)；

形成編碼塊區(qū)步驟：從所述二維坐標(biāo)系的原點(diǎn)出發(fā)，在所述至少一個(gè)編碼分區(qū)中，間隔形成一定數(shù)量的射線，在射線與所述指紋模板上的指紋線的相交處，形成若干編碼塊區(qū)；

形成編碼步驟：根據(jù)待編碼的信息，選擇需要編碼的編碼塊區(qū)，對于每個(gè)選擇的編碼塊區(qū)，使用指紋特征點(diǎn)像素圖形進(jìn)行替換，由此形成包含編碼信息的具有指紋特征點(diǎn)的指紋圖形。

如圖4所示，是本發(fā)明的指紋特征點(diǎn)編碼信息定義表。本發(fā)明是通過在至少一條紋線，通常是兩條紋線，也可以是三條紋線上設(shè)置的代表不同編碼信息的特征點(diǎn)，包括叉點(diǎn)、環(huán)點(diǎn)、橋點(diǎn)、島、交叉點(diǎn)、孤點(diǎn)、斷點(diǎn)等的不同排列組合等，形成由字符比如從數(shù)字和/或字母構(gòu)成的物紋碼編碼。不同的特征點(diǎn)可以根據(jù)需要賦予或者對應(yīng)于某個(gè)特定字符(比如數(shù)字或字母)或者某串字符，字符可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇和定義，對應(yīng)關(guān)系也可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，不局限于圖4所示的情形。但是，當(dāng)物紋碼編碼作為普遍使用的規(guī)則以后，應(yīng)該要形成統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)。如圖4所示的對應(yīng)關(guān)系表，通?？梢砸詳?shù)據(jù)庫的形式進(jìn)行保存和調(diào)用。這些特征點(diǎn)圖形數(shù)據(jù)是以與圖9所示的編碼塊區(qū)的大小對應(yīng)的像素圖形的格式保存在數(shù)據(jù)庫中，以便于進(jìn)行快速有效的替換操作。

對于指紋模板庫，其用于存儲分別由特定指紋圖形組成的指紋模板，這些指紋模板可以來源于人體指紋常規(guī)類型圖形，也可以是人工根據(jù)需要形成的類指紋形圖形，其特點(diǎn)在于在常規(guī)的指紋圖像的基礎(chǔ)上，經(jīng)過加工形成的指紋模板，具有了，除了用于定位的特征點(diǎn)以外，指紋圖形的至少部分區(qū)域，也就是以后用于編碼的區(qū)域，這其中的指紋紋線都是平滑的，是可以被替換，比如通過像素圖形替換，為指紋模板添加特征點(diǎn)的特性。以下以三種指紋模板為例，對本發(fā)明的方法步驟進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖5-7所示，所述三種指紋模板包括：中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板、輔助定位同心圓模板和輔助定位螺旋線模板。盡管在此稱之為同心圓，更準(zhǔn)確的，可以稱之為，同心橢圓，這樣更與指紋的特點(diǎn)接近。

如圖5所示，所述中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板是指，該指紋模板的指紋圖形的紋線呈類指紋結(jié)構(gòu)式樣，并且包括一個(gè)中心點(diǎn)和兩個(gè)三角點(diǎn)即左側(cè)三角點(diǎn)和右側(cè)三角點(diǎn)，所述中心點(diǎn)為指紋圖形的中心點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)可以構(gòu)成等腰三角形，優(yōu)選為等邊三角形，通過這三個(gè)點(diǎn)可以構(gòu)建可以定位指紋模板的二維坐標(biāo)系。盡管這三個(gè)點(diǎn)就可以構(gòu)建二維坐標(biāo)系，但是還可以在指紋模板的外圍指紋上設(shè)置輔助定位區(qū)，其中可以設(shè)置用于輔助構(gòu)建坐標(biāo)系的輔助定位標(biāo)記點(diǎn)，這些標(biāo)記點(diǎn)可以是特定的指紋特征點(diǎn)。此外，三角點(diǎn)的設(shè)置方式可以參照人體指紋真實(shí)的方式，如圖3所示的人體指紋中具有中心點(diǎn)和三角點(diǎn)的指紋圖像。

所述中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板有明顯的中心點(diǎn)和兩個(gè)三角點(diǎn)，可以通過這三個(gè)點(diǎn)位建立二維坐標(biāo)系，不需要依賴輔助定位線來定位，但輔助定位線可以起到定位校驗(yàn)的作用，這種雙重定位的方法使得坐標(biāo)的建立和定位更加準(zhǔn)確。所謂的輔助定位線實(shí)際上可以是一個(gè)特定的指紋特征點(diǎn)塊區(qū)。這種指紋模板的右上側(cè)分區(qū)內(nèi)沒有指紋特征點(diǎn)，用于形成編碼分區(qū)進(jìn)行編碼，而其他的區(qū)域可以是指紋的樣子或者任何人體指紋的圖像。

如圖6所示，所述輔助定位同心圓模板是指，該指紋模板的指紋圖形的紋線呈類指紋結(jié)構(gòu)的同心橢圓式樣，其具有中心點(diǎn)但是不具有三角點(diǎn)，其具有額外設(shè)置的至少兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，通常為兩個(gè)，所述中心點(diǎn)為同心圓的圓心，所述標(biāo)記點(diǎn)是在指紋模板的外圍指紋上設(shè)置輔助定位區(qū)中設(shè)置的用于輔助構(gòu)建坐標(biāo)系的輔助定位標(biāo)記點(diǎn)，這些標(biāo)記點(diǎn)可以是特定的指紋特征點(diǎn)，中心點(diǎn)和這至少兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)可以構(gòu)建可以定位指紋模板的二維坐標(biāo)系。比如，可以在指紋圖形的最外端的上、下和左側(cè)(即，上點(diǎn)、下點(diǎn)和左側(cè)點(diǎn))，各有一個(gè)指紋特征點(diǎn)，如橋點(diǎn)或環(huán)點(diǎn)，構(gòu)成坐標(biāo)標(biāo)記。

如圖7所示，所述輔助定位螺旋線模板與所述輔助定位同心圓模板非常接近，除了其指紋圖形為由螺旋線構(gòu)成的橢圓式樣以外，這種情況下，指紋紋線從中心點(diǎn)出發(fā)呈環(huán)形或者螺形等曲線狀由內(nèi)向外擴(kuò)展為螺旋線，其他的特性一致，在此不再贅述。這兩種模板必須依靠輔助定位區(qū)才能建立坐標(biāo)系。

如圖5所示，對于中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板，所述中心點(diǎn)與兩個(gè)三角點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形或等邊三角形，構(gòu)建二維坐標(biāo)系的步驟，包括，設(shè)中心點(diǎn)為原點(diǎn)，取兩個(gè)三角點(diǎn)中心連線，取此連線的中點(diǎn)，連接所述原點(diǎn)與所述中點(diǎn)，構(gòu)成y軸，將所述兩個(gè)三角點(diǎn)連線往中心點(diǎn)平移，構(gòu)成x軸，由此形成二維坐標(biāo)系。

如圖6所示，對于輔助定位同心圓模板所述中心點(diǎn)與另外三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)建二維坐標(biāo)系的步驟，包括，中心點(diǎn)與上點(diǎn)和下點(diǎn)構(gòu)成x軸，中心點(diǎn)與左側(cè)點(diǎn)構(gòu)成y軸，由x軸和y軸構(gòu)成二維坐標(biāo)系。如圖7所示，對于在輔助定位螺旋線模板中構(gòu)建二維坐標(biāo)系，其與如圖6所示的輔助定位同心圓模板的構(gòu)建方式相同。

如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的形成編碼分區(qū)示意圖。針對如圖5所示的中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板，在構(gòu)建完成如上所述的二維坐標(biāo)系以后，圍繞坐標(biāo)原點(diǎn)(中心點(diǎn))，兩個(gè)三角點(diǎn)與y軸分別為120°和-120°。以坐標(biāo)原點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，每20°設(shè)置一條射線，共18條射線。每兩條相鄰紋線為一組代碼，一條放射線上有4個(gè)編碼，可以形成72個(gè)編碼。

進(jìn)一步的，編碼分區(qū)是在位置坐標(biāo)確認(rèn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)角度和/或與原點(diǎn)距離的不同，按照固定或可變的大小來劃定的，編碼信息只呈現(xiàn)在編碼分區(qū)內(nèi)，這樣就可以保證編碼信息快速識別與繪制就會(huì)大大縮小范圍，可以加快識別、繪制的速度。編碼方式不局限于如圖8所示的方式。

通過對編碼分區(qū)進(jìn)行坐標(biāo)定位，還可以將編碼信息進(jìn)行加密，具體方法是在將不同的編碼分區(qū)設(shè)置為加密分區(qū)和公共分區(qū)?？梢园丫幋a存放、讀取的先后順序?qū)?yīng)成一組數(shù)字，稱之為編碼密鑰，存放在加密分區(qū)。這樣，相同的一組編碼信息因?yàn)榫幋a密鑰的不同會(huì)形成不同的指紋圖形，沒有掌握此密鑰就無法正確地解析編碼。只有合法授權(quán)的廠家才能獲得此編碼密鑰，杜絕了指紋編碼被仿制。

例如：

對于一個(gè)字符串，比如某香煙的條形碼是6901028075770，690是代表中國，如果從公共分區(qū)讀出來的信息是9010280757706，盡管這串?dāng)?shù)字與之前的完全一樣，只是第一位數(shù)字6移到最后一位，但該串?dāng)?shù)字對應(yīng)的條碼所代表的產(chǎn)品就不再是某品牌香煙了。

加密分區(qū)存放的密鑰可以只是一組字符串比如數(shù)字串，如數(shù)字串100，它是按約定的順序存放和讀取的，它代表的編碼規(guī)則是：把信息位字符串的最后一位移到第一位。假設(shè)從指紋編碼加密分區(qū)中讀到的密鑰數(shù)字串是100，公共分區(qū)讀出的數(shù)字串是：9010280757706，那這個(gè)指紋編碼實(shí)際代表的不是9010280757706，而是6901028075770。

類似地，密鑰101所代表的編碼規(guī)則是把最后兩位數(shù)字平移到前兩位，假如公共分區(qū)讀出的數(shù)字串還是：9010280757706，那實(shí)際代表是編碼信息串就是：0690102807577。

編碼秘鑰可由指紋編碼使用方與指紋編碼設(shè)備提供方事先約定。

如圖9所示，是本發(fā)明的形成編碼塊區(qū)的示意圖。在選定的編碼分區(qū)中，從所述二維坐標(biāo)系的原點(diǎn)出發(fā)，間隔一定角度形成一定數(shù)量的射線，在射線與所述指紋模板上的指紋線的相交處，形成若干編碼塊區(qū)，這些塊區(qū)可以是圍繞所述相交處形成的可進(jìn)行替換的像素區(qū)域，所述編碼塊區(qū)的大小與所述指紋特征點(diǎn)像素圖形大小相同，所述編碼塊區(qū)的形狀為矩形、正方形或規(guī)則的扇形，所述編碼塊區(qū)內(nèi)包含至少一條指紋線，所述編碼塊區(qū)內(nèi)包含兩條或三條指紋線。對于某射線上的四個(gè)編碼塊區(qū)，從第一區(qū)到第四區(qū)的編碼對應(yīng)數(shù)字為1234，則采用如圖9右側(cè)所示的指紋特征圖形替換相應(yīng)的編碼塊區(qū)的原指紋圖形，由此形成可以表示1234的新的指紋圖形。

如圖10和11所示，用指紋編碼和來舉例說明，指紋特征點(diǎn)是如何組成指紋編碼，以及方向性對編碼的影響。這兩個(gè)指紋編碼都是由一個(gè)斷點(diǎn)和一個(gè)叉點(diǎn)構(gòu)成，區(qū)別在于指紋編碼(2)中，叉點(diǎn)的一條紋線是由左上往右下變化而交叉，而指紋編碼(3)中，叉點(diǎn)的一條紋線是由右上往左下變化而交叉。每個(gè)產(chǎn)品的物紋碼都有一個(gè)中心點(diǎn)和兩個(gè)三角點(diǎn)；以中心點(diǎn)為中心，兩個(gè)三角點(diǎn)與y軸分別為+120°和-120°，由此形成a(a1、a2)、b(b1、b2)、c(c1和c2)三個(gè)(六個(gè)子區(qū)域)均勻分布的區(qū)域；以中心點(diǎn)為原點(diǎn)，每20度設(shè)置一條射線，共18條射線；以每兩條紋線為一組代碼，一條射線上有4組編碼，共72個(gè)編碼，由此實(shí)現(xiàn)對一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行物紋碼的編碼。編碼分區(qū)的數(shù)量、射線的數(shù)量、每條射線上的編碼數(shù)量，都可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，在此只是示意性舉例，并不是為了限制本發(fā)明。實(shí)際上，射線的數(shù)量、角度等，都可以根據(jù)具體需要設(shè)置。

一條射線上的4組編碼由前述的至少一種特征點(diǎn)構(gòu)成，具體構(gòu)成如下：

如圖9所示，在中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板中，與x軸成夾角+10°的射線上，

距離原點(diǎn)為8、大小為6×5的編碼分區(qū)為第一個(gè)編碼分區(qū)，為第一區(qū)；

距離原點(diǎn)為12、大小為6×5的編碼分區(qū)為第二個(gè)編碼分區(qū)，為第二區(qū)；

距離原點(diǎn)為16、大小為6×5的編碼分區(qū)為第三個(gè)編碼分區(qū)，為第三區(qū)；

距離原點(diǎn)為20、大小為6×5的編碼分區(qū)為第四個(gè)編碼分區(qū)，為第四區(qū)。

對于不同的指紋模板，在對物紋碼進(jìn)行解碼時(shí)，可以先進(jìn)行指紋模板的識別步驟，先確認(rèn)待解碼的指紋圖形屬于哪種模板，以便于建立相應(yīng)的坐標(biāo)系。

本發(fā)明的物紋碼的編碼和識別流程，包括以下步驟：

(一)編碼步驟

對一組58的數(shù)字串采用物紋碼進(jìn)行編碼，采用中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板，選擇模板后構(gòu)建二維坐標(biāo)系。實(shí)際上，本發(fā)明并不一定非要構(gòu)建二維坐標(biāo)系，只要可以進(jìn)行對指紋模板定位即可。

如果采用這種方式：

與x軸成夾角+10°的射線上、距離原點(diǎn)為8、大小為6×5的編碼塊區(qū)為第一個(gè)編碼塊區(qū)，取名a區(qū)域，此區(qū)域存放數(shù)字5的編碼。

與x軸成夾角+30°的射線上、距離原點(diǎn)為16、大小為6×5的編碼塊區(qū)為第二個(gè)編碼塊區(qū)，取名b區(qū)域，此區(qū)域存放數(shù)字8的編碼。

那么，

第一步，取出已經(jīng)設(shè)置中心點(diǎn)和兩個(gè)三角點(diǎn)的三角定位指紋模板，并通過像素圖形比對確定原點(diǎn)、和兩個(gè)三角點(diǎn)，確定x軸和y軸，構(gòu)建二維坐標(biāo)系。并且根據(jù)擬定的前述方案，設(shè)置射線，形成編碼塊區(qū)。

第二步，按照圖4所示的編碼對應(yīng)關(guān)系，數(shù)字5的指紋特征點(diǎn)圖形是其特征是上面一條指紋特征點(diǎn)是連續(xù)線，下面一條指紋特征點(diǎn)是斷點(diǎn)。數(shù)字8的指紋編碼圖形是其特征是兩條指紋線相交，指紋特征點(diǎn)是交叉點(diǎn)。

第三步，根據(jù)與x軸的夾角+10和距離原點(diǎn)的距離為8，找到a區(qū)域坐標(biāo)位置，并將a區(qū)域在指紋模板中的圖形用來替換。同理，找到b區(qū)域的坐標(biāo)位置，并將b區(qū)域在指紋模板中的圖形用來替換。

這樣，就生成了含有數(shù)字5和8的指紋特征圖形，可以稱之為58物紋碼圖形。

(二)解碼步驟

第一步，確認(rèn)指紋模板。

如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明的物紋碼的指紋模板識別流程示意圖。采用計(jì)算機(jī)圖形識別裝置，對生成的58指紋編碼圖形進(jìn)行識別，根據(jù)特征點(diǎn)識別確定是否中心特征點(diǎn)存在；如果有中心特征點(diǎn)，則繼續(xù)確認(rèn)是否有兩個(gè)三角點(diǎn)；如果有兩個(gè)三角點(diǎn)，則采用第一種指紋模板(即中心點(diǎn)和三角點(diǎn)定位指紋模板)。當(dāng)然，如果是其他情況，比如其他的指紋模板，則識別為其他相應(yīng)的指紋模板。圖12中的輔助定位線實(shí)際上就是前述的標(biāo)記點(diǎn)，用于輔助定位的，其可以是特定指紋特征點(diǎn)。

設(shè)中心點(diǎn)的中心為原點(diǎn)，取兩個(gè)三角點(diǎn)中心連成一條直線，取此直線的中點(diǎn)，連接所述原點(diǎn)與所述中點(diǎn)，構(gòu)成y軸，將兩個(gè)三角點(diǎn)連線往中心點(diǎn)平移，構(gòu)成x軸，由此形成二維坐標(biāo)系。

第二步，識別編碼分區(qū)。

在建立的二維坐標(biāo)系之下，根據(jù)與x軸夾角+10°、距離原點(diǎn)為8、大小為6×5，確定第一個(gè)編碼塊區(qū)a，讀取此塊區(qū)內(nèi)的圖形根據(jù)特征點(diǎn)的特性，圖形識別出a區(qū)域內(nèi)編碼特征是上面一條指紋是連續(xù)線，下面一條指紋是斷點(diǎn)，比如通過像素圖像比對，按照圖4的編碼示意圖，編譯出此塊區(qū)編碼對應(yīng)的數(shù)字是5。同理，編譯出第二個(gè)編碼塊區(qū)b的圖形是所對應(yīng)的數(shù)字是8。

由此識別出，所述物紋碼的編碼信息是58。

綜上，本發(fā)明提出了一種全新的二維結(jié)構(gòu)的物紋碼及其編碼方法，在預(yù)設(shè)的不具有指紋特征點(diǎn)的指紋模板圖形上，設(shè)置特定的指紋特征點(diǎn)，比如通過指紋特征點(diǎn)區(qū)塊的像素替換，由此構(gòu)建包含特定信息的指紋圖形，也就是物紋碼。本發(fā)明中并不限制指紋特征點(diǎn)組合表示特定信息的方式，也就是具體的編碼方式，其核心之一在于在指紋模板上設(shè)置指紋特征點(diǎn)。

以上介紹了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，旨在使得本發(fā)明的精神更加清楚和便于理解，并不是為了限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的修改、替換、改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明所附的權(quán)利要求概括的保護(hù)范圍之內(nèi)。