一种指纹图像识别方法及系统技术方案

一种低质量指纹图像识别方法及系统，本发明专利技术方法包括指纹图像采集、指纹图像分割、指纹图像预处理、指纹图像特征提取、指纹图像匹配与识别五个步骤；该系统包括采样模块、指纹分割模块、指纹图像预处理模块、指纹图像特征提取模块以及指纹图像匹配识别模块。本发明专利技术针对低质量指纹图像采取特殊的指纹识别处理流程，而对高质量指纹图像采取常规的处理流程，在保证指纹识别精度的同时，提高指纹识别效率。

Fingerprint image recognition method and system

A low quality fingerprint image recognition method and system, the method of the invention includes fingerprint image acquisition, fingerprint image segmentation, fingerprint image preprocessing, feature extraction, fingerprint image matching and recognition of five steps; the system includes sampling module, fingerprint segmentation module, fingerprint image preprocessing module, feature extraction module and fingerprint image the matching of fingerprint image recognition module. The present invention for low quality fingerprint image by special process of fingerprint identification, and take the normal processing flow of high quality fingerprint image, the fingerprint recognition accuracy at the same time, improve the efficiency of fingerprint recognition.

【技术实现步骤摘要】
一种指纹图像识别方法及系统
本专利技术涉及指纹识别
，尤其涉及一种低质量指纹图像识别方法及系统。
技术介绍
目前，随着各种智能终端产品的出现，为保证产品使用安全，各种多样化的识别算法也随之涌现，其中人体指纹由于其固有的特征，使得人与人之间存在唯一性，成为判断个人身份的有效标志。因此，利用指纹识别的方式在智能产品终端进行安全验证，可以有效地保护个人隐私与支付安全。然而由于指纹图像采集过程中存在的种种不确定因素的影响，导致采集到的指纹图像质量不高，对指纹图像的进一步识别造成很大影响，指纹算法的识别率往往也低于某些生产厂家宣称的数值。相关指纹识别算法对清晰地指纹图像处理效果很好，但是对低质量指纹图像没有采取特殊的处理方法；除此以外，一些相关的专利更多的从硬件角度提高指纹图像识别精度与算法运行效率，而从软件算法方面考虑对低质量指纹图像处理的研究较少。又如公开号为CN105608434A的中国专利技术专利所公开了一种基于特征识别技术的指纹识别算法，包括如下步骤：1)选定目标区域，将所述目标区域划分为a、b、c三个子区域；2)在所述a、b、c三个子区域内分别选取特征d、e、f；3)将所述识别特征d、e、f与子区域a、b、c一一映射构成目标区域的特定识别特征，并将其标识为g；4)将所述标示g存入数据库，所述数据库用于保存所有特定识别特征；5)采用傅里叶算法对数据库进行筛选识别。但是该专利技术无法对低质量的指纹图像作出精确的识别。又如公开号为CN104778393A的中国专利技术专利所公开的一种智能终端的安全指纹识别方法,所述的方法为一种芯片级的安全系统框架下的指纹识别的安全方法，提取的指纹特征加密存储在隔离区域上，借助于该隔离区域将有效的保障对敏感的指纹图像数据操作的私密性，极大的提高智能终端领域指纹识别的安全性。但是该专利技术同样无法对低质量的指纹图像作出精确的识别。综上所述，现有技术仅对高质量指纹图像识别准确率较高，而对低质量指纹图像识别准确率大幅度降低，导致智能终端设备在非理想环境中的安全使用受到约束。
技术实现思路
针对现有技术的问题本专利技术提供一种低质量指纹图像识别方法及系统，本专利技术针对低质量指纹图像采取特殊的指纹识别处理流程，而对高质量指纹图像采取常规的处理流程，在保证指纹识别精度的同时，提高指纹识别效率。本专利技术通过对设置权限网关来对数量众多的学生家长的监控请求进行合理管理，同时提供了点对多点的合理的告警系统来解决及时告警的问题。本专利技术的技术方案是提供一种指纹图像识别方法，包括五个步骤：步骤一，指纹图像采集，通过指纹扫描装置对活体指纹进行采集，并把采集的指纹图像分为模板指纹以及待识别指纹；步骤二，指纹图像分割，将所述指纹图像进行分割并在该过程中将所述指纹图像进行方向纠正，去除不含纹路的区域和严重损坏的区域，同时重新定义有效指纹区域；步骤三，指纹图像预处理，对获取到的所述有效指纹区域依次进行去噪、图像增强、图像二值化以及图像细化处理；步骤四，指纹图像特征提取，对所述有效指纹区域进行特征提取并将所述模板指纹与所述待识别指纹的特征点分别做成模板特征点集合以及待识别特征点集合；步骤五，指纹图像匹配与识别，采用基于参考节点对的指纹图像匹配方法对获取到的所述待识别特征点集合与所述模板指纹进行匹配与识别。作为本专利技术的优选，所述的步骤三中，所述图像增强的方法是采用圆形Gabor滤波器通过平均纹路频率进行增强，所述圆形Gabor滤波器的尺寸根据图像平均纹路频率进行调节。作为本专利技术的优选，所述的步骤三中，所述图像细化的方法是采用八邻域查表法进行处理，并选择3*3模板尺寸。作为本专利技术的优选，所述的步骤二中，将所述指纹图像分割后对各个被分割出的子块上的纹路进行方向纠正，并通过反向传播算法计算所述纹路的方向的正确性。作为本专利技术的优选，所述的步骤五具体为分别对所述模板特征点集合以及所述待识别特征点集合进行随机的节点选取并得到所述模板特征点集合以及所述待识别特征点集合各自的一个参考节点，计算两个所述参考节点的平移因子以及旋转因子从而更新所述待识别特征点集合为比较用特征点集合，将所述比较用特征点集合与所述模板特征点集合进行匹配与识别。作为本专利技术的优选，所述的步骤二中将所述指纹图像分割成a*a大小的子块，a的像素点数取值范围为10～15。作为本专利技术的优选，所述模板特征点集合以及所述待识别特征点集合内均包括特征点的横坐标、纵坐标、方向以及类型。本专利技术还提供一种指纹图像识别系统，包括采样模块、指纹分割模块、指纹图像预处理模块、指纹图像特征提取模块以及指纹图像匹配识别模块；所述的采用模块用于对指纹图像进行采样；所述的指纹分割模块用于对所述指纹图像进行分割并重新定义有效指纹区域；所述的指纹图像预处理模块用于对所述有效指纹区域进行去噪、图像增强、图像二值化以及图像细化处理；所述的指纹图像特征提取模块用于对所述有效指纹区域进行特征提取并形成模板特征点集合以及待识别特征点集合；所述的指纹图像匹配识别模块用于将所述待识别特征点集合转换为比较用特征点集合，并将所述比较用特征点集合与所述模板特征点集合进行匹配与识别。作为本专利技术的优选，所述的采样模块设置于终端设备上，并通过光学传感器中的指纹采集传感器利用活体扫描的方式进行指纹采样，所述的终端设备为移动智能终端。作为本专利技术的优选，所述的指纹图像预处理模块包括依次连接的去噪单元、图像增强单元、图像二值化单元以及图像细化处理单元。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术具有对于低质量指纹图像的识别精度较高，算法可移植性高的优点。附图说明图1为本专利技术的工作流程示意图；图2为本专利技术的系统框图；图中：1-采样模块；2-指纹分割模块；3-指纹图像预处理模块；4-指纹图像特征提取模块；5-指纹图像匹配识别模块；301-去噪单元；302-图像增强单元；303-图像二值化单元；304-图像细化处理单元。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。如图1所示，本专利技术方法实施例包括五个步骤：步骤一，指纹图像采集，通过指纹扫描装置对活体指纹进行采集，指纹图像采集分为两部分，既离线模板指纹数据库采集和在线待识别指纹数据库采集，采集用装置可以是任何现有的指纹采集传感器，主要优选为相对成本较低且耐用性高的光学传感器中的指纹采集传感器，然后把采集的指纹图像分为模板指纹以及待识别指纹，本专利技术针对待识别指纹进行步骤二至步骤五的操作，离线模板指纹数据库采集方式可根据需求获得，采用基于方向性区域和非方向性区域比例的方法对得到的图像进行质量评估，满足评估标准的录入指纹数据库中，从而保证模板指纹的质量，本专利技术针对模板指纹进行步骤二至步骤四的处理，在得出模板指纹特征点集合后即可结束；步骤二，指纹图像分割，将指纹图像进行分割并在该过程中将指纹图像进行方向纠正，去除不含纹路的区域和严重损坏的区域，同时重新定义有效指纹区域，本步骤中指纹图像分割后对各个被分割出的子块上的纹路进行方向纠正，并通过反向传播算法计算纹路的方向的正确性，本步骤中需要进行指纹图像纹路方向的计算，计算方法如下：将经过预处理的指纹图像分割为a*a大小的子块，a的大小可以10～15个像素，各子块之间互不重叠，各子块中心点像素值记为Tki，jk＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹图像识别方法，其特征在于：包括，步骤一，指纹图像采集，通过指纹扫描装置对活体指纹进行采集，并把采集的指纹图像分为模板指纹以及待识别指纹；步骤二，指纹图像分割，将所述指纹图像进行分割并在该过程中将所述指纹图像进行方向纠正，去除不含纹路的区域和严重损坏的区域，同时重新定义有效指纹区域；步骤三，指纹图像预处理，对获取到的所述有效指纹区域依次进行去噪、图像增强、图像二值化以及图像细化处理；步骤四，指纹图像特征提取，对所述有效指纹区域进行特征提取并将所述模板指纹与所述待识别指纹的特征点分别做成模板特征点集合以及待识别特征点集合；步骤五，指纹图像匹配与识别，采用基于参考节点对的指纹图像匹配方法对获取到的所述待识别特征点集合与所述模板指纹进行匹配与识别。

【技术特征摘要】
1.一种指纹图像识别方法，其特征在于：包括，步骤一，指纹图像采集，通过指纹扫描装置对活体指纹进行采集，并把采集的指纹图像分为模板指纹以及待识别指纹；步骤二，指纹图像分割，将所述指纹图像进行分割并在该过程中将所述指纹图像进行方向纠正，去除不含纹路的区域和严重损坏的区域，同时重新定义有效指纹区域；步骤三，指纹图像预处理，对获取到的所述有效指纹区域依次进行去噪、图像增强、图像二值化以及图像细化处理；步骤四，指纹图像特征提取，对所述有效指纹区域进行特征提取并将所述模板指纹与所述待识别指纹的特征点分别做成模板特征点集合以及待识别特征点集合；步骤五，指纹图像匹配与识别，采用基于参考节点对的指纹图像匹配方法对获取到的所述待识别特征点集合与所述模板指纹进行匹配与识别。2.根据权利要求1所述的一种指纹图像识别方法，其特征在于：所述的步骤三中，所述图像增强的方法是：采用圆形Gabor滤波器通过平均纹路频率进行增强，所述圆形Gabor滤波器的尺寸根据图像平均纹路频率进行调节。3.根据权利要求1所述的一种指纹图像识别方法，其特征在于：所述的步骤三中，所述图像细化的方法是：采用八邻域查表法进行处理，并选择3*3模板尺寸。4.根据权利要求1所述的一种指纹图像识别方法，其特征在于：所述的步骤二中，将所述指纹图像分割后对各个被分割出的子块上的纹路进行方向纠正，并通过反向传播算法计算所述纹路的方向的正确性。5.根据权利要求1所述的一种指纹图像识别方法，其特征在于：所述的步骤五具体为：分别对所述模板特征点集合以及所述待识别特征点集合进行随机的节点选取并得到所述模板特征点集合以及所述待识别特征点集合各自的一个参考节点，计算两个所述参考节点的平移因...

【专利技术属性】
技术研发人员：代伟佳，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31