一種指紋索引方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種指紋索引方法及裝置。其中，所述方法包括：檢測用戶是否輸入指紋查詢信息；在檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值；將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度；根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從而實(shí)現(xiàn)指紋的索引。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的快速索引，單線程速度達(dá)到1000萬次比對/秒，而相同環(huán)境下一般的索引算法的速度只能達(dá)到20萬次比對/秒。此外，本發(fā)明在多手指比對時也能極大提升系統(tǒng)的索引速度。
【專利說明】
一種指紋索引方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及指紋索引領(lǐng)域，具體地，涉及一種指紋索引方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 指紋系統(tǒng)的高速度、高精度是通過同時使用快速過濾算法與精確比對算法實(shí)現(xiàn) 的。其中，快速過濾算法用于過濾掉大部分與查詢指紋差別很大的指紋，精確比對算法用于 區(qū)分與查詢指紋相似的指紋?？焖龠^濾技術(shù)包括紋型過濾方法和指紋索引方法，由于紋型 種類過少、許多指紋容易分錯類型等原因，紋型過濾方法在實(shí)際的應(yīng)用中能過濾的指紋數(shù) 量有限，指紋索引技術(shù)能過濾掉大部分指紋。
[0003] 然而，現(xiàn)有的指紋索引技術(shù)的處理速度并不夠快，在面對數(shù)據(jù)越來越多的情況下 也顯得力不從心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種指紋索引方法及裝置。其中，所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的 快速索引，并且在多手指比對時也能極大提升系統(tǒng)的索引速度。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種指紋索引方法。所述方法包括：
[0006] 檢測用戶是否輸入指紋查詢信息；
[0007] 在檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查 詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值；
[0008] 將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn)行比對，得到 每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度；
[0009] 根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從而實(shí)現(xiàn)指紋的索 引。
[0010] 可選地，所述計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值之 前，所述方法還包括：
[0011] 矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)。
[0012] 可選地，所述矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)，具 體包括：
[0013] 在所述指紋具有主中心點(diǎn)和左三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為45度；
[0014]在所述指紋具有主中心點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為135度；
[0015]在所述指紋具有主中心點(diǎn)，而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中 心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置。
[0016] 可選地，所述計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值， 具體包括：
[0017] 將每個與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋量化為多個長方體；
[0018] 根據(jù)給定的指紋所有細(xì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算得到每個長方體的特征值；
[0019] 根據(jù)每個長方體的特征值計(jì)算得到所述指紋的特征值。
[0020] 可選地，所述將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn) 行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度，具體包括：
[0021 ]將所述第一特征值和所述第二特征值均轉(zhuǎn)換為一組二進(jìn)制數(shù)；
[0022]將所述第一特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)分別與所述第二特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行 比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的漢明距離；
[0023]根據(jù)所述漢明距離得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。
[0024]可選地，所述根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，具體包 括：
[0025] 將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果；
[0026] 根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表，
[0027] 其中，N表示正整數(shù)。
[0028] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種指紋索引裝置。所述裝置包括：
[0029] 檢測單元，用于檢測用戶是否輸入指紋查詢信息；
[0030] 計(jì)算單元，用于在所述檢測單元檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì) 算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值；
[0031] 比對單元，用于將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值 進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度；
[0032]索引單元，用于根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從而 實(shí)現(xiàn)指紋的索引。
[0033] 可選地，所述裝置還包括：
[0034]矯正單元，用于矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)。 [0035] 可選地，所述矯正單元，具體用于：
[0036]在所述指紋具有主中心點(diǎn)和左三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為45度； [0037]在所述指紋具有主中心點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為135度； [0038]在所述指紋具有主中心點(diǎn)，而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中 心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置。 [0039]可選地，所述索引單元，具體用于：
[0040] 將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果；
[0041] 根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表，
[0042] 其中，N表示正整數(shù)。
[0043] 通過上述技術(shù)方案，在檢測到用戶輸入指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特征庫 中與指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值;并將第一特征值分別與指紋查詢信息中包含 的第二特征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與第二特征值的比對相似度；以及根據(jù)比對 相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的快速索引，并且在多手指比 對時也能極大提升系統(tǒng)的索引速度。
【附圖說明】
[0044] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的流程圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的流程圖；
[0047] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖；
[0048] 圖4是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖；
[0049] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖；
[0050] 圖6是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的測試精度的示意圖；
[0051] 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052] 附圖標(biāo)記說明
[0053] 10主中心點(diǎn)20左三角點(diǎn)30右三角點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0055]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施 例提供的指紋索引方法包括：
[0056]在步驟是SlOl中，檢測用戶是否輸入指紋查詢信息。
[0057]具體地，在指紋系統(tǒng)開啟的情況下，每時每刻都在檢測用戶是否輸入指紋查詢信 息。
[0058]接著，在步驟S102中，在檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特 征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值。在沒有檢測到用戶輸入所述指紋查 詢信息的情況下，繼續(xù)檢測用戶是否輸入所述指紋查詢信息，直到檢測到用戶輸入所述指 紋查詢信息。
[0059]具體地，所述計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值， 包括:將每個與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋量化為多個長方體;根據(jù)給定的指紋所有細(xì) 節(jié)點(diǎn)計(jì)算得到每個長方體的特征值;根據(jù)每個長方體的特征值計(jì)算得到所述指紋的特征 值。
[0060] 舉例來說，當(dāng)用戶輸入的指紋查詢信息為查找張三的拇指指紋時，調(diào)取指紋特征 庫中存儲的所有拇指指紋，并計(jì)算所有拇指指紋的特征值。其中，指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)是一個帶方向 的坐標(biāo)點(diǎn)。因此，在計(jì)算指紋的特征值時既考慮了位置的影響又考慮了方向的影響。
[0061] 更為具體地，將每個指紋分割為多個單元格，一般采用等間距分割，如針對640* 640的指紋可以分割為56*56*6個單元格。對位置相同而方向不同的單元格進(jìn)行分層，可以 得到6種處于不同層次的單元格。其中，方向角度處于0-60度范圍內(nèi)的單元格屬于第一層 次，方向角度處于60-120度范圍內(nèi)的單元格屬于第二層次，方向角度處于120-180度范圍內(nèi) 的單元格屬于第三層次，方向角度處于180-240度范圍內(nèi)的單元格屬于第四層次，方向角度 處于240-300度范圍內(nèi)的單元格屬于第五層次，方向角度處于300-360度范圍內(nèi)的單元格屬 于第六層次。將位置相同而層次不同的單元格進(jìn)行組合，可以等效為長方體，從而實(shí)現(xiàn)將每 個指紋量化為多個長方體。給定細(xì)節(jié)點(diǎn)T=Im^mvsnU為指紋中所有細(xì)節(jié)點(diǎn)，每個細(xì)節(jié)點(diǎn) 被表示為Hl n= {xn，yn，θη}。其中，χη，yn表示細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，θ η表示細(xì)節(jié)點(diǎn)的方向角度，η 表示常數(shù)。以長方體的中心點(diǎn)為圓心的固定半徑（如1〇〇)鄰域內(nèi)的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)共同決定長 方體的特征值，每個細(xì)節(jié)點(diǎn)mn對其周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的長方體產(chǎn)生影響，對預(yù)設(shè)范圍外的長 方體的影響可以忽略不計(jì)。
[0062] 每個細(xì)節(jié)點(diǎn)的影響貢獻(xiàn)值都可以分為兩部分:空間位置坐標(biāo)的貢獻(xiàn)和方向角度的 貢獻(xiàn)。用mt表示第（i J，k)個長方體周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)，表示第(i J，k) 個長方體的中心點(diǎn)，表示周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)_對第（i J，k)個長方 體的總的貢獻(xiàn)值。周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)mt對第（i，j，k)個長方體的總的貢獻(xiàn)值 可以分為兩個部分：表示周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)_對第(i，j，k)個長方 體的坐標(biāo)貢獻(xiàn)值，表示周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)_對第(i，j，k)個長方體 的方向貢獻(xiàn)值。
[0063]根據(jù)以下公式（1)計(jì)算得到周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)mt對第（i，j，k)個長 方體的總的靑獻(xiàn)估·
[0064] ⑴
[0065] 根據(jù)以下公式（2)和公式（3)分別計(jì)算得到坐標(biāo)貢獻(xiàn)值和方向貢獻(xiàn)值
[0066] (2)
[0067] 0)
[0068] 其中，< (3,%)表示周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)mt與第（i，j，k)個長方體的 中心點(diǎn)片；在坐標(biāo)平面上的歐式距離，之表示周圍固定半徑領(lǐng)域內(nèi)所有細(xì)節(jié)點(diǎn)mt的 方向角度，os和〇d分別表示距離參數(shù)和方向參數(shù)，Δ(1 = 60，α表示層次參數(shù)。
[0069] 在得到每個長方體的特征值之后，根據(jù)每個長方體的特征值計(jì)算得到長方體的平 均特征值，從而得到指紋的特征值。
[0070] 現(xiàn)有的指紋匹配方法都是基于點(diǎn)匹配的，由于特征點(diǎn)數(shù)過多（檔案指紋的特征點(diǎn) 數(shù)量一般在50-120)導(dǎo)致細(xì)節(jié)點(diǎn)對非常多。雖然能通過一些方法去掉一些細(xì)節(jié)點(diǎn)對，但仍然 使得索引速度提高不上去。目前文獻(xiàn)中記載的指紋索引方法的速度只能達(dá)到20萬次比對/ 秒左右。本申請對每個指紋只計(jì)算一個特征值而不對每個細(xì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算特征值，因此，索引速 度超快。
[0071] 緊接著，在步驟S103中，將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第 二特征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。
[0072] 具體地，該步驟包括:首先，將所述第一特征值和所述第二特征值均轉(zhuǎn)換為一組二 進(jìn)制數(shù);然后，將所述第一特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)分別與所述第二特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù) 進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的漢明距離;最后，根據(jù)所述漢明距離得 到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。
[0073] 其中，第一特征值與第二特征值的漢明距離越大，第一特征值與第二特征值的比 對相似度越小，也即是第一特征值對應(yīng)的指紋與用戶所要查詢的指紋的相似度越小，第一 特征值與第二特征值的漢明距離越小，第一特征值與第二特征值的比對相似度越大，也即 是第一特征值對應(yīng)的指紋與用戶所要查詢的指紋的相似度越大。
[0074]在本申請中，針對每個指紋只需計(jì)算一次比對相似度，并且通過簡單地求漢明距 離便可求得比對相似度，因此，索引速度超快。
[0075]最后，在步驟S104中，根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表， 從而實(shí)現(xiàn)指紋的索引。
[0076] 具體地，該步驟包括:首先，將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果， 然后，根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表，其中，N表 示正整數(shù)。
[0077] 舉例來說，當(dāng)用戶需要查詢張三的拇指指紋時，調(diào)取指紋特征庫中存儲的所有拇 指指紋，并計(jì)算所有拇指指紋的特征值，然后，將所有拇指指紋的特征值分別與指紋查詢信 息中包含的拇指指紋特征值進(jìn)行比對，得到所有拇指指紋的特征值與指紋查詢信息中包含 的拇指指紋特征值的比對相似度，最后，將得到的比對相似度按從大到小的順序進(jìn)行排列， 并根據(jù)預(yù)設(shè)比例選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的拇指指紋構(gòu)成相似指紋列表，并輸出相 似指紋列表。
[0078] 當(dāng)用戶需要同時查詢張三的拇指指紋和食指指紋時，調(diào)取指紋特征庫中存儲的所 有拇指指紋和所有食指指紋，并計(jì)算所有拇指指紋的特征值和所有食指指紋的特征值，然 后，將所有拇指指紋的特征值分別與指紋查詢信息中包含的拇指指紋特征值進(jìn)行比對，得 到所有拇指指紋的特征值與指紋查詢信息中包含的拇指指紋特征值的比對相似度，及將所 有食指指紋的特征值分別與指紋查詢信息中包含的食指指紋特征值進(jìn)行比對，得到所有食 指指紋的特征值與指紋查詢信息中包含的食指指紋特征值的比對相似度。由于指紋特征庫 中存儲的食指指紋與拇指指紋是相關(guān)聯(lián)的，比如通過指紋所屬主人的姓名進(jìn)行關(guān)聯(lián)，舉例 來說，指紋特征庫中存儲的李四的拇指指紋與食指指紋是通過李四這個名字來相關(guān)聯(lián)的， 因此，能夠?qū)⒛粗钢讣y的比對相似度與食指指紋的比對相似度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。舉例來說，李四的 拇指指紋的比對相似度與李四的食指指紋的比對相似度通過李四這個名字進(jìn)行關(guān)聯(lián)。最 后，將關(guān)聯(lián)后的拇指指紋的比對相似度與食指指紋的比對相似度相加，得到新的比對相似 度，將得到的新的比對相似度按從大到小的順序進(jìn)行排列，并根據(jù)預(yù)設(shè)比例選取前N個比對 相似度分別對應(yīng)的拇指指紋和食指指紋構(gòu)成相似指紋列表，并輸出相似指紋列表。
[0079]本實(shí)施例在檢測到用戶輸入指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特征庫中與指紋查 詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值;并將第一特征值分別與指紋查詢信息中包含的第二特征 值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與第二特征值的比對相似度；以及根據(jù)比對相似度和預(yù) 設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的快速索引，并且在多手指比對時也能極 大提升系統(tǒng)的索引速度。
[0080] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施 例提供的指紋索引方法包括：
[0081] 在步驟S201中，檢測用戶是否輸入指紋查詢信息。
[0082]由于該步驟與圖1中示出的步驟SlOl相同，在此不再贅述。
[0083]接著，在步驟S202中，矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的 姿態(tài)。
[0084]指紋姿態(tài)矯正是指將指紋對齊到一種標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，使得在后續(xù)的比對中能快速比對 的技術(shù)。指紋對齊最重要的就是要找到指紋的一個對齊點(diǎn)和指紋的姿態(tài)角，指紋姿態(tài)矯正 對指紋索引方法的精度影響很大。為了增強(qiáng)對齊穩(wěn)定性，因此分了多種情況下的指紋姿態(tài) 矯正。
[0085] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖。如圖3所 示，在所述指紋具有主中心點(diǎn)10和左三角點(diǎn)20的情況下，以所述主中心點(diǎn)10為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)10位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn) 10為中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)20到所述主中心點(diǎn)10的連線與水平線的夾角為 45度。
[0086] 圖4是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖。如圖4所 示，在所述指紋具有主中心點(diǎn)10和右三角點(diǎn)30的情況下，以所述主中心點(diǎn)10為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)10位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn) 10為中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)30到所述主中心點(diǎn)10的連線與水平線的夾角為 135 度。
[0087] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法的指紋特征點(diǎn)的分布示意圖。如圖5所 示，在所述指紋具有主中心點(diǎn)10,而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn) 10為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)10位于所述指紋的中間位置。 [0088]在所述指紋既沒有主中心點(diǎn)，也沒有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，假定所述指 紋已經(jīng)對齊，不對所述指紋做任何矯正。其中，指紋的特征點(diǎn)包括主中心點(diǎn)、左三角點(diǎn)、右三 角點(diǎn)以及細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0089] 緊接著，在步驟S203中，計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第 一特征值。
[0090] 然后，在步驟S204中，將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二 特征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。
[0091]最后，在步驟S205中，根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表， 從而實(shí)現(xiàn)指紋的索引。
[0092]由于步驟S203-S205分別與圖1中示出的步驟SI02-S104相同，在此不再贅述。
[0093] 在具體的應(yīng)用過程中，對本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引方法進(jìn)行了精度測試。 本測試采用I5-3470CPU，8G內(nèi)存，在VC++2010環(huán)境下進(jìn)行精度測試，所有測試采用單線程測 試，探測庫(指紋特征庫)為11657人的十指指紋，查詢庫為7778人的十指指紋。圖6是本發(fā)明 一實(shí)施例提供的指紋索引方法的測試精度的示意圖。如圖6所示，橫坐標(biāo)表示相似指紋列表 的指紋數(shù)量，縱坐標(biāo)表示指紋的識別率，圖中的曲線表示在十指全用的情況下的指紋的識 別率。比對用時為87.33秒，比對次數(shù)為7778*11657*10 = 906681460,比對速度為10382245 次/秒。在使用10指時可以過濾掉90%的指紋達(dá)到99.9%識別精度，而在使用4指時可以過 濾掉80 %的指紋達(dá)到99.5 %的識別精度。
[0094] 對于方法實(shí)施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明實(shí)施例并不受所描述的動作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明實(shí)施 例，某些步驟可以采用其他順序或者同時進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書 中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動作并不一定是本發(fā)明實(shí)施例所必須的。
[0095] 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，本發(fā)明一 實(shí)施例提供的指紋索引裝置包括：
[0096]檢測單元301，用于檢測用戶是否輸入指紋查詢信息；
[0097]計(jì)算單元303,用于在所述檢測單元檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下， 計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值；
[0098]比對單元304,用于將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特 征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度；
[0099]索引單元305,用于根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從 而實(shí)現(xiàn)指紋的索引。
[0100]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述裝置還包括：
[0101]矯正單元302,用于矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿 ??τ O
[0102]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述矯正單元302,具體用于：
[0103]在所述指紋具有主中心點(diǎn)和左三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為45度；
[0104]在所述指紋具有主中心點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移 所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為 中心旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為135度； [0105]在所述指紋具有主中心點(diǎn)，而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中 心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置。
[0106] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述計(jì)算單元303,具體用于：
[0107] 將每個與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋量化為多個長方體；
[0108] 根據(jù)給定的指紋所有細(xì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算得到每個長方體的特征值；
[0109] 根據(jù)每個長方體的特征值計(jì)算得到所述指紋的特征值。
[0110] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述比對單元304，具體用于： 將所述第一特征值和所述第二特征值均轉(zhuǎn)換為一組二進(jìn)制數(shù)；
[0112]將所述第一特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)分別與所述第二特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行 比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的漢明距離；
[0113] 根據(jù)所述漢明距離得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。
[0114] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述索引單元305,具體用于：
[0115] 將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果；
[0116] 根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表，
[0117] 其中，N表示正整數(shù)。
[0118] 對于本發(fā)明一實(shí)施例提供的指紋索引裝置中還涉及的具體細(xì)節(jié)已在本發(fā)明一實(shí) 施例提供的指紋索引方法中作了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。
[0119] 應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明的系統(tǒng)的各個部件中，根據(jù)其要實(shí)現(xiàn)的功能而對其中的 部件進(jìn)行了邏輯劃分，但是，本發(fā)明不受限于此，可以根據(jù)需要對各個部件進(jìn)行重新劃分或 者組合，例如，可以將一些部件組合為單個部件，或者可以將一些部件進(jìn)一步分解為更多的 子部件。
[0120] 本發(fā)明的各個部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運(yùn)行 的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用 微處理器或者數(shù)字信號處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)中的一些或者全部部 件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全 部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品）。這樣的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序 可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以 從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。
[0121]應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中， 不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞"包含"不排除存在未 列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞"一"或"一個"不排除存在多個這樣的 元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí) 現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項(xiàng) 來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名 稱。
[0122]以上實(shí)施方式僅適于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種指紋索引方法，其特征在于，所述方法包括： 檢測用戶是否輸入指紋查詢信息； 在檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指紋特征庫中與所述指紋查詢信 息對應(yīng)的指紋的第一特征值； 將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn)行比對，得到每個 第一特征值與所述第二特征值的比對相似度； 根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從而實(shí)現(xiàn)指紋的索引。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋索引方法，其特征在于，所述計(jì)算指紋特征庫中與所述指 紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值之前，所述方法還包括： 矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋索引方法，其特征在于，所述矯正所述指紋特征庫中與所 述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)，具體包括： 在所述指紋具有主中心點(diǎn)和左三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述 指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為中心 旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為45度； 在所述指紋具有主中心點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述 指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為中心 旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為135度； 在所述指紋具有主中心點(diǎn)，而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn) 為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋索引方法，其特征在于，所述計(jì)算指紋特征庫中與所述指 紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值，具體包括： 將每個與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋量化為多個長方體； 根據(jù)給定的指紋所有細(xì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算得到每個長方體的特征值； 根據(jù)每個長方體的特征值計(jì)算得到所述指紋的特征值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋索引方法，其特征在于，所述將所述第一特征值分別與所 述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn)行比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的 比對相似度，具體包括： 將所述第一特征值和所述第二特征值均轉(zhuǎn)換為一組二進(jìn)制數(shù)； 將所述第一特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)分別與所述第二特征值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比對， 得到每個第一特征值與所述第二特征值的漢明距離； 根據(jù)所述漢明距離得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋索引方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè) 的比值處理得到相似指紋列表，具體包括： 將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果； 根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表， 其中，N表示正整數(shù)。7. -種指紋索引裝置，其特征在于，所述裝置包括： 檢測單元，用于檢測用戶是否輸入指紋查詢信息； 計(jì)算單元，用于在所述檢測單元檢測到用戶輸入所述指紋查詢信息的情況下，計(jì)算指 紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的第一特征值； 比對單元，用于將所述第一特征值分別與所述指紋查詢信息中包含的第二特征值進(jìn)行 比對，得到每個第一特征值與所述第二特征值的比對相似度； 索引單元，用于根據(jù)所述比對相似度和預(yù)設(shè)的比值處理得到相似指紋列表，從而實(shí)現(xiàn) 指紋的索引。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的指紋索引裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 矯正單元，用于矯正所述指紋特征庫中與所述指紋查詢信息對應(yīng)的指紋的姿態(tài)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的指紋索引裝置，其特征在于，所述矯正單元，具體用于： 在所述指紋具有主中心點(diǎn)和左三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述 指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為中心 旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述左三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為45度； 在所述指紋具有主中心點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn)為對齊點(diǎn)，平移所述 指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置，再以所述主中心點(diǎn)為中心 旋轉(zhuǎn)所述指紋使得所述右三角點(diǎn)到所述主中心點(diǎn)的連線與水平線的夾角為135度； 在所述指紋具有主中心點(diǎn)，而不具有左三角點(diǎn)和右三角點(diǎn)的情況下，以所述主中心點(diǎn) 為對齊點(diǎn)，平移所述指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)使得所述主中心點(diǎn)位于所述指紋的中間位置。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的指紋索引裝置，其特征在于，所述索引單元，具體用于： 將所述比對相似度由大到小進(jìn)行排序，得到排序結(jié)果； 根據(jù)預(yù)設(shè)的比值選取前N個比對相似度分別對應(yīng)的指紋構(gòu)成相似指紋列表， 其中，N表示正整數(shù)。
【文檔編號】G06K9/00GK105843861SQ201610154020
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】劉曉春, 鄭逢德, 楊春宇, 王賢良, 吳正平
【申請人】北京海鑫科金高科技股份有限公司