一种物纹码编码方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种物纹码编码方法及系统，借鉴人体指纹图像，在至少一种预设的指纹模板上，通过在至少一条指纹线上设置至少一个指纹特征点实现数字和/或字母的编码，由此形成包含特定信息的指纹图形，可用于对产品进行编码标识。所述指纹图形包含某一物品特定编码信息并形成在所述物品之上时，如同人体指纹一样是独一无二的，这种使用特征点来表述物品特定身份信息的指纹图形，称之为物纹码(Fingerprint of Thing，FOT)。物纹码作为由人体指纹图形衍生的一种全新的具有二维尺寸的编码，比一维码包含更多信息，解决一维码无法表达二维码又太复杂的问题。使用本发明专利技术编码方法及系统，能为每件产品印刻包含独特身份信息的物纹码，如同人体指纹，终身不变，随时可查。

【技术实现步骤摘要】
一种物纹码编码方法及系统
本专利技术涉及编码
，特别是涉及一种借鉴指纹特征点进行编码的物纹码编码方法及系统。
技术介绍
随着商品经济的迅猛发展，社会生产出了大量的产品，这些产品需要分类、识别、追溯，辨认真伪。1949年一维条码在美国问世，1991年以PDF417码为标志的二维条码由美国Symbol公司提出，目前一维条码和二维条码在各个领域得到了大量的应用。一维条码的信息量有限，二维条码信息量很大，但其问题在于这些条码图像明显区别于其所标记的物品，通常呈现为一个条形或者方形图形块。一维条码和二维条码根据其自身的特点，在相应行业得到了广泛的应用，已经成为生活的一部分，特别是在移动互联网时代，更加不可或缺。但是，一维条码所能表示的信息量有限，通常其本身只是作为一个标识，使用时需要依赖外部数据库的支持；二维条码是比一维条码更高级的条码格式，能够在横向和纵向两个方位同时表示信息，可以在比较小的面积上表示大量的信息。二维条码抗干扰力强，应用极广。但在应用的过程中，也产生了一些问题，利用二维码进行欺骗的案例屡见不鲜，让人对于二维条码又爱又恨。此外，众所周知的是，人体指纹是手指皮肤上特有的花纹，由皮肤上的纹线构成。这些纹线的起点、终点、分叉、结合等被称为特征点。纹线的这些特征点有无数种排列，因此，每个指纹甚至一个指纹的每条纹线都是独特的。指纹的生物特性可以分为总体特征和局部特征。人体指纹的总体特征：手指末端正面皮肤上凹凸不平产生的纹线，这些近乎平行的曲线，形成了不同的指纹类型，称为指纹的总体特征。人体指纹根据其形状的不同可以分为三大类，即弓型纹、箕型纹和斗型纹。但是人体指纹类型的分类不局限于此种方式。(1)弓型纹(Arch)弓型纹是纹线从一边流入，中间隆起，然后从另一边流出的指纹类型。弓型纹无中心点，中心花纹与上下包围线无明显界限，因此，没有真正的三角形花纹。所述中心点是指指纹图形中的特征点，其几何特征是纹线绕中心C点的角度变化刚好为π值，对双中心点来说则为2π。(2)箕型纹(Loop)箕型纹是一条或多条纹线，从一边流入，中间弯曲折回，在同一边流出的指纹类型。它由一条以上完整的箕型线组成中心花纹(中心点)。箕型线的对侧有一个三角形花纹的上下纹线(三角点)包围着中心花纹。(3)斗型纹(Whorl)斗型纹是指纹的中心花纹呈环形或者螺形等曲线状，由内向外扩展，与上下包围线汇合形成两个以上三角点的指纹类型。人体指纹的局部特征：也称为细节点(minutia)或称特征点。实际上，指纹纹线并不是连续的，平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点，就是特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但是它们的局部特征，即特征点，是不可能完全相同的，这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。这些局部特征点可用以下特性来描述，包括：分类、位置、方向、曲率等特性。关于分类特性，这些局部特征点的分类，最典型的是端点和叉点。如图1所示，为现有技术中关于特征点分类的示意图，其中，1、端点—是指一条纹线的起点或者终点；2、叉点—是指一条纹线分岔为两条纹线的分叉点；3、环点—是指一条纹线在分按后又迅速汇合而形成的环状点；4、桥点—是指两个临近的纹线连接的交汇点；5、岛—是指一条占据在两个分岔中间部分的岛型短纹线；6、交叉点—是指两条纹线呈十字状交汇连接的交汇点；7、孤点—是指孤立的点状纹线；8、断点—是指纹线断裂所形成的一对端点。如图2所示，为现有技术中指纹的中心点和三角点的示意图。其中，在纹线上可以定义中心点和三角点，通称为奇异点。中心点(Corepoint)：中心点位于指纹纹线的渐进中心，可作为读取指纹时的参考点。三角点(Deltapoint)：三角点位于从中心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹线会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。关于位置特性，这些局部特征点的位置，通过二维坐标系来描述，可以是绝对的，也可以是相对的，如图2所示的，可以是相对于三角点或者中心点的。关于方向特性，这些局部特征点的方向，是指局部特征点所在的局部纹线的方向。关于曲率特性，是指纹线方向改变的速度，即下一个点与上一个点方向变化夹角或斜率变大或变小的快慢。人体指纹作为每个人独一无二的生物特征样本，通常用来对人体的识别和区分。现有技术中，对于指纹图像信息进行编码的方式有很多种，这些图形进行编码都是为了识别图像信息以及与已有的指纹图像信息进行比对。比如，CN104376307A(公开日2015年2月25日)公开了一种指纹图像信息的编码方法，输入指纹图像经预处理后的指纹骨架图以及已经提取出来的指纹类型、指纹的中心点、三角点、分叉点及端点，经编码处理获得指纹图像所对应的具有一定长度的稳定编码，即具有一定长度的比特串，所述编码处理包括以下主要步骤：(S1)配准：针对五种指纹类型，按照以下规则进行图像的配准，具体为：对于斗形指纹，有二个中心点，将上面的中心点作为图像中心原点O，并旋转使得二个中心点的连线为图像的垂直线；对于左箕形、右箕形和帐形指纹，都有一个中心点和一个三角点，将中心点作为图像中心原点O，并旋转使得中心点和三角点的连线为图像的垂直线，且中心点在三角点的上方；对于拱形指纹，旋转使拱的垂直线为图像的垂直线，并选取垂直线上在水平纹线及其上的第一根纹线之间部分的中点作为图像的中心原点O；(S2)分区：对于已经配准后的指纹骨架图进行分区，以图像中心O为原点，以三个像素为间距将图像以原点为中心划分为由内到外的一系列正方形边带；最靠近原点的正方形边带为图像1区，向外依次为图像2区，图像3区，依次类推，直到图像边缘为止；(S3)特征点编号：特征点按自然数顺序编号并遵循如下原则，中心原点O为1号，低区特征点的编号小于高区特征点的编号，在同一正方形分区内，以水平轴原点右侧即正x轴为初始轴，按照逆时针方向对依次出现的特征点进行顺序编号，最终n个特征点将会按照其在图像上的相对位置依次被编号为P1，P2，…，Pn；(S4)特征点编码：按照所需特征编码的长度要求，从前往后选取一定数量的特征点，比如n个；基于点Px(对第一轮编码，Px＝P3)，按照如下规则对Px后的每一个特征点进行编码：将每一个特征点编成一个八位的代码，从左到右的前二位为特征点类型编码，00为中心点、01为三角点，10为分叉点，11为端点；后6位为特征点与P3之间连线所穿越的指纹纹线数目；(S5)判断是否进行新一轮编码如果需要，则转步骤S6；如果不需要，则转步骤S7；(S6)将基准点Px后移一个(即第一轮基于P3，则第二轮基于P4，依次类推)，然后转步骤(S4)；易知，最多可以进行n-3轮编码；(S7)编码合成：依次将每一轮中的每一个特征点编码连接在一起，便可以形成指纹图像对应的最后编码。CN104376307A涉及对获取的指纹图像提取其中的特征点形成包含指纹特征信息的编码方法，是对人体指纹生物特征信息进行编码，以进一步产生可以用于密码学方案中的密钥，增加信息系统的安全性与使用便利性，其本质是以人体自然指纹为读取对象，然后再进行编码，在这个过程中，只取指纹特点当中的中心点(00)、三角点(01)、分叉点(10)和端点(11)这四个特征点，并对上述四类特征点的每一个点依据其特征类型编码(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物纹码编码方法，其特征在于，包括以下步骤：选择模板步骤：从指纹模板库中选择指纹模板，所述指纹模板为具有若干标记点的指纹图形；形成编码分区步骤：根据指纹模板上的标记点构建二维坐标系，在所述二维坐标系之下对指纹模板进行分区，形成至少一个编码分区；形成编码块区步骤：从所述二维坐标系的原点出发，在所述至少一个编码分区中，间隔形成一定数量的射线，在射线与所述指纹模板上的指纹线的相交处，形成若干编码块区；形成编码步骤：根据待编码的信息，选择需要编码的编码块区，对于每个选择的编码块区，使用指纹特征点像素图形进行替换，由此形成包含编码信息的具有指纹特征点的指纹图形。

【技术特征摘要】
1.一种物纹码编码方法，其特征在于，包括以下步骤：选择模板步骤：从指纹模板库中选择指纹模板，所述指纹模板为具有若干标记点的指纹图形；形成编码分区步骤：根据指纹模板上的标记点构建二维坐标系，在所述二维坐标系之下对指纹模板进行分区，形成至少一个编码分区；形成编码块区步骤：从所述二维坐标系的原点出发，在所述至少一个编码分区中，间隔形成一定数量的射线，在射线与所述指纹模板上的指纹线的相交处，形成若干编码块区；形成编码步骤：根据待编码的信息，选择需要编码的编码块区，对于每个选择的编码块区，使用指纹特征点像素图形进行替换，由此形成包含编码信息的具有指纹特征点的指纹图形。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括：特征点定义步骤：用于将指纹特征点与规定字符比如字母和/或数字对应起来，形成指纹特征点编码信息定义数据库。3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述标记点为在所述指纹模板中固定位置设置的一个中心点和两个三角点，或者在所述指纹模板外围指纹线上的固定位置设置的三个特定指纹特征点。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述中心点为螺旋指纹线的起点、端点或孤点等。5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述中心点与两个三角点构成等腰三角形或等边三角形等。6.根据权利要求5的方法，其特征在于，构建二维坐标系的步骤包括，设中心点为原点，取两个三角点中心连线，取此连线的中点，连接所述原点与所述中点，构成Y轴，将所述两个三角点连线往中心点平移，构成X轴，由此形成二维坐标系。7.根据权利要求4的方法，其特征在于，对没有三角点的指纹模板，构建二维坐标系的步骤还包括，设中心点为原点，旋转图像，至三个外围标记点呈上、左、下排列，连接所述原点与所述上标记点，构成Y轴，连接所述原点与所述左标记点，构成X轴，由此形成二维坐标系。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆际文，
申请(专利权)人：陆际文，
类型：发明
国别省市：上海,31