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指紋匹配算法_2

文檔序號:9278210閱讀:來源:國知局
二局部鄰 域時,可能利用相同的比較方法,以便簡化算法。
[0033] 因此,所述方法可能還包括:對于每個第二局部鄰域,確定所述第二局部鄰域的中 心細(xì)節(jié)點(diǎn)與每個所述至少一個相鄰的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的相對關(guān)系,其中,比較所述第二局 部鄰域包括將在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的第二局部鄰域的每個相對關(guān)系與 在所述第二細(xì)節(jié)點(diǎn)中的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的第二局部鄰域的每個相對關(guān)系進(jìn)行比較,其中,當(dāng) 在其中一個組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的各自的第二局部鄰域的一個相對關(guān)系和在另一 個組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的各自的第二局部鄰域的一個相對關(guān)系的差異低于預(yù)定的 閾值,匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)確定為同時出現(xiàn)在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中。
[0034] 所述相同的預(yù)定閾值可能同時用于所述第一局部鄰域和所述第二局部鄰域的比 較。然而,也可以使用不同的閾值。
[0035] 所述方法可能只使用相對位置、相對方位和相對細(xì)節(jié)點(diǎn)角度中的一個作為相對關(guān) 系。在優(yōu)選的實(shí)施例中,在細(xì)節(jié)點(diǎn)的匹配中可以使用一個以上的或所有的這些參數(shù)。
[0036] 可選地,上述匹配局部鄰域的方法可能獨(dú)立于所述第一方面的方法使用。也就是 說,可以使用匹配局部鄰域的方法而無需匹配的第二步驟。
[0037] 因此,在可選的方面,本發(fā)明還提供了比較第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)的方法, 所述方法包括:為在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個細(xì)節(jié)點(diǎn)確定第一局部鄰 域,其中,每個第一鄰域包括至少一個與各自的細(xì)節(jié)點(diǎn)相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn);對于每個第一局部鄰 域,確定所述第一局部鄰域的中心細(xì)節(jié)點(diǎn)和每個所述至少一個相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的相對關(guān) 系,將在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn)的所述第一局部鄰域的每個相對關(guān)系與在所述 第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn)的所述第一局部鄰域的每個相對關(guān)系進(jìn)行比較;并且當(dāng)在其 中一個所述組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn)的各自的第一局部鄰域的一個相對關(guān)系與在另一個 所述組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn)的所述第一局部鄰域的一個關(guān)系之間的差異低于預(yù)定閾值 時,確定匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)同時出現(xiàn)在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中。在優(yōu)選的實(shí)施例中,所述可選 的方面可能還包括任何或全部在所述第一方面的方法中討論的優(yōu)選的特征。
[0038]回到所述第一方面的方法,使用局部參考系的組細(xì)節(jié)點(diǎn)的匹配有著很高的計算效 率,但是,容易有明顯的錯誤,例如,在所述第一和第二細(xì)節(jié)點(diǎn)中出現(xiàn)的類似局部鄰域,在整 個指紋中是位于完全不同的位置??梢允褂每蛇x的過濾步驟來捕捉其中一些錯誤的匹配, 所述過濾步驟基于在各自的組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的絕對位置和/或絕對方位之間的 比較。因此所述方法優(yōu)選地還包括提供在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置 和細(xì)節(jié)點(diǎn)角度;并且,在所述匹配的第一步驟之后,并且在所述匹配的第二步驟之前,局域 在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置和/或方位過濾匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0039]優(yōu)選地,使用相對于在所述組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)的公共參考點(diǎn)的笛卡兒坐標(biāo) 來定義所述位置。然而,可以使用任何合適的坐標(biāo)系方案,例如,在一些情況下,相對于指紋 的中心部分的徑向坐標(biāo)也是合適的。
[0040] 由于要比較的細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的減少,所述匹配的第二步驟不容易產(chǎn)生上述錯誤。 然而,這種類型的錯誤仍可能發(fā)生,因此在所述匹配的第二步驟之后,可能還需要采用過 濾。因此所述方法優(yōu)選地還包括,在所述過濾的第一步驟和所述過濾的第二步驟之后,基于 在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個所述匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置和/或方位過濾匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0041] 優(yōu)選地,上述過濾是局域在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的每個匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相 對位置和/或相對方位。因此所述過濾可能包括:確定所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的每 個匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相對位置和/或相對方位;以及,過濾掉具有的相對位置和/或相對方位在 預(yù)定范圍外的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0042] 在所述第一和第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相對位置和方位通常是明顯 區(qū)別于正確匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相對位置和方位,正確匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相對位置和方位將是大致相 同的。因此,可以圍繞這些正確匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)限定相對小的范圍,在該范圍以外的任何匹配細(xì) 節(jié)點(diǎn)可以被假定為是不正確地匹配。
[0043] 預(yù)定范圍的中心優(yōu)選為使得最大數(shù)量的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)落入預(yù)定范圍。雖然可以使用 許多方法來確定這個范圍,但是,該預(yù)定范圍的中心優(yōu)選為相對位置和/或相對方位的平 均值,更優(yōu)選地,為相對位置和/或相對方位的中值。
[0044]應(yīng)當(dāng)移動所述范圍使得捕捉的細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量最大化,假定兩個組細(xì)節(jié)點(diǎn)是匹配 的,應(yīng)當(dāng)在最多匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)聚集的位置接近這兩個組細(xì)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際偏移時捕捉這些細(xì)節(jié) 點(diǎn)。使用平均相對位置或相對方位作為預(yù)定范圍的中心,為在該范圍內(nèi)選擇盡可能多的匹 配細(xì)節(jié)點(diǎn)提供了一種計算效率高的方法。具體地,將期望最多的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)是正確的,因 此,中值的相對位置或方位應(yīng)當(dāng)大致在正確匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的群組的中心。
[0045] 優(yōu)選地,比較所述第一局部鄰域包括:根據(jù)所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)的每個第一局部鄰 域和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)的每個第一局部鄰域之間的相似性確定相似性得分;以及,當(dāng)細(xì)節(jié) 點(diǎn)的相似性得分滿足預(yù)定的相似性閾值,確定該細(xì)節(jié)點(diǎn)在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組 細(xì)節(jié)點(diǎn)之間是匹配的。
[0046] 在一個細(xì)節(jié)點(diǎn)與另一組中的兩個其他細(xì)節(jié)點(diǎn)配對的情況下,S卩,該細(xì)節(jié)點(diǎn)的相似 性得分滿足相對于在另一組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的兩個局部向量的相似性閾值,這些匹配中的至少一 個是不正確的。這可能通過過濾檢測;但是,這可以通過采用最相似的鄰域只允許一對進(jìn)行 匹配而避免。因此,所述方法可能包括通過以相似性得分對所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二 組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的每對細(xì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列,確定所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間匹 配細(xì)節(jié)點(diǎn);以及,當(dāng)相似性得分滿足相似性閾值,并且沒有一對細(xì)節(jié)點(diǎn)是匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)時,采 用遞減的相似性繼續(xù)確定匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)?;谙嗨菩缘梅值倪^濾可能應(yīng)用在基于所述第一和 第二細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的相對細(xì)節(jié)點(diǎn)位置的過濾之前或之后。
[0047] 比較所述第一局部鄰域的方法可能類似地應(yīng)用到比較第二局部鄰域的方法上。
[0048] 比較所述第二局部鄰域優(yōu)選地還包括:根據(jù)所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)的每個第二局部鄰 域和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)的每個第二局部鄰域之間的相似性確定相似性得分;以及,當(dāng)細(xì)節(jié) 點(diǎn)的相似性得分滿足預(yù)定的相似性閾值,確定該細(xì)節(jié)點(diǎn)是在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二 組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)一步的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0049] 所述方法優(yōu)選地包括:通過以相似性得分對所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié) 點(diǎn)之間的每對細(xì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列,確定所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)一步的 匹配細(xì)節(jié)點(diǎn);以及,當(dāng)相似性得分滿足相似性閾值,并且沒有一對細(xì)節(jié)點(diǎn)是匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)時, 采用遞減的相似性繼續(xù)確定進(jìn)一步的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0050] 雖然局部鄰域只需要包括單個相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn),但是使用這樣的小的局部領(lǐng)域會顯 著地增加捕獲至少一個不是缺失或錯誤的相鄰細(xì)節(jié)點(diǎn)的失敗可能性。因此,每個第一局部 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地包括與各自的細(xì)節(jié)點(diǎn)相鄰的三個細(xì)節(jié)點(diǎn),并且每個第二局部網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地包括與 各自的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)相鄰的三個匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0051] 通過使用至少三個相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn),可以顯著地降低捕獲至少一個不是缺失或錯誤 的相鄰細(xì)節(jié)點(diǎn)的失敗機(jī)會;然而,局部鄰域的尺寸仍然足夠小,不能顯著地影響處理時間。
[0052] 正如上面所提到的,相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn)可能是任何一組可以被一致選擇的細(xì)節(jié)點(diǎn);然 而,優(yōu)選地,所述至少一個細(xì)節(jié)點(diǎn)為至少一個最接近的細(xì)節(jié)的,更優(yōu)選地,為三個最接近得 細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面,本發(fā)明還提供了一種基于表示第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和第二組細(xì) 節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)比較這兩個組細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理裝置,該數(shù)據(jù)處理裝置設(shè)置為實(shí)現(xiàn)上 述第一方面或附屬方面描述的方法及其優(yōu)選的特征。例如,在關(guān)于所述第一方面的裝置中, 所述裝置可能設(shè)置為:為所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個細(xì)節(jié)點(diǎn)確定第一 局部鄰域,其中每個第一局部鄰域包括至少一個與各自的細(xì)節(jié)點(diǎn)鄰近的細(xì)節(jié)點(diǎn);將所述第 一組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn)的所述第一局部鄰域與在所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述細(xì)節(jié)點(diǎn) 的所述第一局部鄰域進(jìn)行比較,從而確定同時出現(xiàn)在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié) 點(diǎn)中的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn),其中,不是匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的每個細(xì)節(jié)點(diǎn)為非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn);為所述第一組細(xì) 節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的每個非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)確定第二局部鄰域,其中,每個第二局部 鄰域包括至少一個與各自的非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)鄰近的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn);以及將在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn) 中的所述非匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的所述第二局部鄰域與在所述第二組細(xì)節(jié)點(diǎn)中的所述非匹配細(xì)節(jié) 點(diǎn)的所述第二局部鄰域進(jìn)行比較,從而確定同時出現(xiàn)在所述第一組細(xì)節(jié)點(diǎn)和所述第二組細(xì) 節(jié)點(diǎn)中的進(jìn)一步的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0054] 所述數(shù)據(jù)處理裝置可能包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲指令,當(dāng)執(zhí)行這些 指令時,將致使所述處理器執(zhí)行上述步驟。
[0055] 在優(yōu)選的實(shí)施例中,所述數(shù)據(jù)處理裝置可能被設(shè)置為執(zhí)行上述關(guān)于所述第一方面 的方法的任何或全部的優(yōu)選特征。
[0056] 所述裝置可能包括指紋傳感器,其用于獲得指紋數(shù)據(jù),并且將該指紋數(shù)據(jù)傳輸?shù)?所述處理器以便與存儲在所述存儲器中的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。在優(yōu)選的方面,所述裝置是 包括指紋傳感器、存儲器和處理器的電子卡。優(yōu)選地,所述指紋傳感器的寬度小于1〇_,優(yōu) 選地,小于7mm〇
[0057] 電子卡通常具有非常嚴(yán)格的電源要求,它們在使用時要么由板載電池供電,要么 由讀取器供電。這意味著,使用在電子卡上的部件,尤其是處理器和指紋傳感器,必須是低 功耗器件,這限制了處理器的處理能力和指紋傳感器的適用尺寸。
[0058] 本發(fā)明的第一方面的方法在計算方面是非常經(jīng)濟(jì)的,意味著,當(dāng)它實(shí)施在具有較 低的處理能力的電子卡中,可以快速地匹配印記。此外,當(dāng)其中一個印記為部分印記時,即, 使用寬度窄的指紋傳感器,所述傳感器的寬度小于通常的指紋的寬度的情況下,所述方法 對于匹配印記特別有效。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面,本發(fā)明還提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品,或存儲該計算機(jī) 程序產(chǎn)品的有形的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括指令,當(dāng)執(zhí)行這些指令 時,將致使處理器執(zhí)行所述第一方面的方法,以及可選的上述任何或全部優(yōu)選的特征。
【附圖說明】
[0060] 下面將參照附圖對本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0061] 圖1展示了指紋圖像;
[0062] 圖2展示了圖1中的指紋的紋線骨架,其帶有突出顯示的脊線端點(diǎn)和脊線交叉 占.
[0063] 圖3展示了圖1所示的指紋的細(xì)節(jié)點(diǎn)表示;
[0064] 圖4A為包括指紋刮擦傳感器的電子卡的部分側(cè)面剖視圖;
[0065] 圖4B為包括指紋刮擦傳感器的電子卡的部分頂面剖視圖;
[0066] 圖5展示了圖4的指紋刮擦傳感器的像素矩陣;
[0067] 圖6為登記指紋的方法的流程圖;
[0068] 圖7展示了帶有突出顯示的三個重疊的框條的圖1所示的指紋圖像;
[0069] 圖8A-8C展示了圖7中的每個部分的細(xì)節(jié)點(diǎn)表示;
[0070] 圖9展示了包含圖8A-8C所示的細(xì)節(jié)點(diǎn)表示的圖7所示的指紋的細(xì)節(jié)點(diǎn)表示;
[0071] 圖10為將輸入的指紋與參考指紋圖像進(jìn)行比較的方法的流程圖;
[0072] 圖11展示帶有突出顯示的部分你的圖1所示的指紋圖像;
[0073] 圖12展示了圖11所示的部分的細(xì)節(jié)點(diǎn)表示;
[0074] 圖13展示了中心細(xì)節(jié)點(diǎn)和兩個相鄰的細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系;
[0075] 圖14展示了應(yīng)用到圖2所示的表示和圖12所示的表示之間的匹配細(xì)節(jié)點(diǎn)的相對 位移和方位的區(qū)域的過濾器;
[0076] 圖15A展示了在圖2所示的指紋表示中的中心細(xì)節(jié)點(diǎn)和它的三個最接近的相鄰細(xì) 節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系;
[0077]
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