从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置制造方法及图纸

本申请提出一种从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置，其中，方法包括：通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合；利用变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与第一滚动指纹对应的合成现场指纹。该方法实现了高效准确地合成同一手指的多个现场指纹，大大降低了现场指纹的获取难度。

Method and device for synthesizing field fingerprints from rolling fingerprints

This application proposes a method and device for synthesizing on-site fingerprints from rolling fingerprints. The method includes: learning the transformation rule set from rolling fingerprints to on-site fingerprints through multiple pairs of rolling fingerprints and on-site fingerprints; synthesizing the first rolling fingerprints by using the transformation rule set to obtain the synthetic on-site fingerprints corresponding to the first rolling fingerprint. This method can synthesize multiple fingerprints of the same finger efficiently and accurately, which greatly reduces the difficulty of fingerprint acquisition.

【技术实现步骤摘要】
从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置
本申请涉及指纹识别
，尤其涉及一种从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置。
技术介绍
由于现场指纹通常指纹质量差、有效面积小、扭曲不规律，现场指纹识别一直是指纹识别问题中的难点。为了更好地研究现场指纹的识别匹配问题，需要大量的现场指纹。然而，现场指纹的获取是在无监督条件下的，通过采集的方法获取大量现场指纹非常困难，例如在刑侦领域中，现场指纹通常是在非监督情况下由犯罪分子在案发现场无意中留下，因而通过采集获取大量现场指纹非常困难。
技术实现思路
本申请提出一种从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置，用于解决相关技术中，获取大量现场指纹比较困难的问题。本申请一方面实施例提出了一种从滚动指纹合成现场指纹的方法，包括：通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合；利用所述变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与所述第一滚动指纹对应的合成现场指纹。本申请实施例的从滚动指纹合成现场指纹的方法，通过已有的成对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合，利用变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与第一滚动指纹对应的合成现场指纹，从而实现了高效准确地合成同一手指的多个现场指纹，大大降低了现场指纹的获取难度。本申请另一方面实施例提出了一种从滚动指纹合成现场指纹的装置，包括：第一获取模块，用于通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合；第二获取模块，用于利用所述变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与所述第一滚动指纹对应的合成现场指纹。本申请实施例的从滚动指纹合成现场指纹的装置，通过已有多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合，利用变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与第一滚动指纹对应的合成现场指纹，从而实现了高效准确地合成同一手指的多个现场指纹，大大降低了现场指纹的获取难度。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本申请实施例提供的一种从滚动指纹合成现场指纹的方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的另一种从滚动指纹合成现场指纹的方法的流程示意图；图3为本申请实施例提供的一种合成现场指纹的方法示意图；图4为本申请实施例提供的一种利用多个变换规律合成现场指纹的示意图；图5为本申请实施例提供的另一种从滚动指纹合成现场指纹的方法的流程示意图；图6为本申请实施例提供的一种从滚动指纹合成现场指纹的装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。下面参考附图描述本申请实施例的从滚动指纹合成现场指纹的方法和装置。在刑侦领域中，现场指纹为案件的侦破提供了重要证据。虽然目前已有大量对现场指纹识别问题的研究，但由于现场指纹图像质量差、有效面积小、扭曲不规律，现场指纹的识别仍然存在很多挑战。为了更好地研究与现场指纹有关的识别匹配问题，需要大量的现场指纹。然而现有的公开现场指纹库较少，且指纹库中一个手指通常只有一枚现场指纹。此外，现场指纹通常是在非监督情况下由犯罪分子在案发现场无意中留下，因而通过采集获取大量现场指纹非常困难。因此，如果能利用合成的方法生成现场指纹，就可以高效准确地获取大量较为真实的现场指纹，有利于后续的相关研究。传统的指纹合成方法利用不同的统计模型依次生成脊线的方向场、细节点和脊线结构，但由于生成的细节点分布、脊线形态等特征不够真实，所合成的指纹很容易与真实指纹区分开。基于生成对抗网络的指纹合成方法可以生成更逼真的指纹图像，但这些方法多集中于平面指纹和滚动指纹的合成。本申请实施例，针对相关技术中，获取大量现场指纹比较困难的问题，提出一种从滚动指纹合成现场指纹的方法。图1为本申请实施例提供的一种从滚动指纹合成现场指纹的方法的流程示意图。如图1所示，该从滚动指纹合成现场指纹的方法包括：步骤101，通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合。平面指纹指的是将手指直接向下按压到一个平面上获得的指纹，滚动指纹指的是将手指在平面上从一端滚动到另一端获得的指纹，现场指纹通常是在无监督的情况下无意中留下的指纹。通常来说，滚动指纹的面积更大，手指边缘的指纹细节被保留，现场指纹通常指纹质量差、有效面积小、扭曲不规律。本实施例中，变换规律集合中包含多个变换规律。例如，如果有M对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到的变换规律集合中可包含M个变换规律。步骤102，利用变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与第一滚动指纹对应的合成现场指纹。本实施例中，第一滚动指纹用于合成得到现场指纹。在获取变换规律集合后，可利用每个变换规律对用于合成的第一滚动指纹进行合成，得到与第一滚动指纹对应的合成现场指纹。由此，根据变换规律集合，可以得到与第一滚动指纹对应的多个合成现场指纹，从而可以实现高效准确地合成同一手指的多个现场指纹，大大降低现场指纹的获取难度。本申请实施例中所合成的现场指纹具有多个应用场景。例如，准确的现场指纹特征提取。现场指纹由于其图像质量通常较差，提取准确的指纹特征一直是个难点。利用滚动指纹合成的现场指纹，其细节点、方向场等特征可以直接从滚动指纹变换得到，从而可以避免由背景噪声、扭曲带来的特征提取错误。准确的指纹特征将有利于提升后续的指纹识别、匹配准确率。又如，设计和测试现场指纹识别技术。大量的现场指纹可以展示现场指纹的特征变化情况，这将有利于让机器学习模型学习到同一手指的多个现场指纹之间的特征区别，以便更好地区分不同指纹，提高现场指纹的识别准确率。此外，大量的现场指纹也可用于对设计的识别算法进行测试。在本申请的一个实施例中，变换规律集合包括：多对感兴趣区域和变形场，每对感兴趣区域和变形场为一个变换规律，在学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合时，可将每对滚动指纹与现场指纹进行配准，获取与每对滚动指纹和现场指纹对应的感兴趣区域和滚动指纹到现场指纹的变形场。其中，感兴趣区域为配准后的滚动指纹和现场指纹的重合区域，在利用变换规律合成现场指纹时，感兴趣区域用于表示现场指纹是从滚动指纹的哪个区域裁剪出的；变形场用于仿真现场指纹的不规律变形。为了更好地定位感兴趣区域的相对位置，滚动指纹的中心也会一同被标记。其中，滚动指纹的上核点被定义为指纹中心，可利用指纹特征提取算法估计得到。由于现场指纹通常有较大的背景噪声，指纹质量差，因此需要对所有指纹图像进行预处理，获取脊线清晰均匀的指纹图像，对配对的滚动指纹与现场指纹进行预处理后，再获取相应的变换规律，进而利用变换规律合成现场指纹。下面结合图2进行说明，图2为本申请实施例提供的另一种从滚动指纹合成现场指纹的方法的流程示意图。如图2所示，该从滚动指纹合成现场指纹的方法包括：步骤201，对每对滚动指纹和现场指纹均进行预处理，分别得到滚动指纹与现场指纹的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从滚动指纹合成现场指纹的方法，其特征在于，包括：通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合；利用所述变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与所述第一滚动指纹对应的合成现场指纹。

【技术特征摘要】
1.一种从滚动指纹合成现场指纹的方法，其特征在于，包括：通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合；利用所述变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与所述第一滚动指纹对应的合成现场指纹。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换规律集合包括：多对感兴趣区域和变形场，每对感兴趣区域和变形场为一个变换规律；所述通过多对配对的滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合，包括：将每对滚动指纹与现场指纹进行配准，获取与所述每对滚动指纹和现场指纹对应的感兴趣区域和滚动指纹到现场指纹的变形场，所述感兴趣区域为配准后的滚动指纹和现场指纹的重合区域，所述变形场用于仿真现场指纹的不规律变形。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过多对滚动指纹与现场指纹，学习得到从滚动指纹到现场指纹的变换规律集合之前，包括：对每对滚动指纹和现场指纹均进行预处理，分别得到滚动指纹与现场指纹的指纹细节点；所述将每对滚动指纹和现场指纹进行配准，包括：利用细节点描述子对每对滚动指纹与现场指纹中所有指纹细节点进行编码，其中，细节点描述子为特征描述子，用于描述细节点及其周围脊线或周围其他细节点特征；利用细节点匹配算法，获取每对滚动指纹与现场指纹之间的匹配细节点对；基于匹配的细节点对，采用插值算法得到每对滚动指纹与现场指纹之间的变形场。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取与所述每对滚动指纹和现场指纹对应的感兴趣区域和滚动指纹到现场指纹的变形场之后，还包括：根据所有感兴趣区域，利用形状统计模型计算感兴趣区域的统计模型；利用所述感兴趣区域的统计模型，合成多个感兴趣区域；根据所有变形场计算变形场的统计模型；利用所述变形场的统计模型，合成多个变形场；将所述多个感兴趣区域与所述多个变形场进行组合，获取多对感兴趣区域与变形场。5.如权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，所述利用所述变换规律集合对第一滚动指纹进行合成，获取与第一滚动指纹对应的合成现场指纹，包括：利用所述每对滚动指纹与现场指纹对应的感兴趣区域和所述第一滚动指纹，获取所述第一滚动指纹的各局部指纹；将各变形场...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，冯建江，顾姗，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11