指纹指数确定和查寻方法及相关设备技术

本发明专利技术为指数确定和查寻多个参照指纹以确定一个样本指纹是否和参照指纹之一匹配的方法，包括：根据指纹特征确定参照指纹和样本指纹各自的指数，并使这些指数在一个较大群体上一般均匀分布和连续，选择参照指纹的第一子集，其中的指纹指数处于相对样本指纹指数的第一区间；以及将样本指纹和参照指纹第一子集中的每个指纹进行比较，以此确定样本指纹是否和参照指纹之一匹配，而不必将样本指纹和所有参照指纹比较。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及较大的指纹数据库中对一匹配指纹的高效查寻。指纹匹配是对个人识别和确认的一种可靠和广泛应用的技术。具体地说，指纹识别的一般手段涉及扫描一个样本指纹或者它的图象，将其转换成电信号，并把该指纹图象和/或其独特特征存储起来。可以将样本指纹的特征与已经存储的参照指纹信息进行比较，以确定其识别结果或达到确认的目的。遗憾的是，将样本指纹和大量的参照指纹进行比较可能是极其费钱和/或要花费简直是太长的时间。因此，通常把指纹以分层树型结构的形式分类成多个分立的集合和/或子集，从而加速查寻。例如，通常对指纹的顶级分类是根据指纹的宽脊图样类型将其分成单调螺纹、单调环纹、斜向平行弓形等类型。这些类型还可以进一步分成子类。因此，一个要查寻的指纹样本，一旦它本身已被分类，便能更有效地只与查寻树的相应类型或子类中的那些指纹进行比较。传统的分类手段可能会造成将多个指纹类型或类别进行分库存放，而单个指纹库用于指纹匹配。遗憾的是，这些指纹库也可能较大，造成查寻费时费钱。再有，一个指纹或者被认为在某一个库中或另一个库中，但没有予以考虑该指纹是否在这一个或另一个库中的不确定性。换句话说，通常在相邻库之间没有建立关系，而这种关系会有助于查寻。指纹质量的降低也会造成把它简单地放入了错误的库中，从而不可能得到匹配。当指纹的原始拷贝质量不好时，该指纹可能在脊图样中带有许多局部畸变，这会造成指纹的错误取向。美国专利5,140,642号的说明书是针对确定一个指纹的核心点实际位置的方法，该方法的基础是找出脊流并指定一个方向代码，校正该脊流，并根据校正过的方向代码确定核心点位置。美国专利5,040,224号披露了一种指纹预处理的手段，通过这种预处理，可以正确地确定每个指纹的核心位置，供进一步根据细节图样进行匹配。指纹的细节，例如指纹脊的分支或分叉以及终止点，都常被用于样本指纹和参照指纹数据库之间的匹配。美国专利3,859,633和3,893,080号就是针对根据指纹细节匹配进行指纹识别的。美国专利3,959,884号说明书披露了一种指纹分类方法，其中把指纹转换成一个二进制值的图样，该图样定义了一个脊和谷的空间阵列。美国专利4,151,512号说明书描述了一种使用提取的脊等值线数据进行指纹分类的方法。在指纹图样中的脊流和细节数据被识别和从指纹图样中提取出来。美国专利4,185,270号说明书披露了也基于细节的编码和确认过程。美国专利4,210,899号说明书披露一种带有中央处理站的光学扫描指纹读出器，用于安全进出方面的应用，诸如允许某人到某处或提供对计算机终端的访问。美国专利4,525,859号也是针对细节匹配的，并描述了一个系统，该系统包括信号产生装置，用于对点阵上的每一点产生电信号；对点阵点的子阵进行操作的第一、第二和第三确定装置；以及其他部件。美国专利4,947,443号披露了一种利用六个特征中的四个特征确认和识别某人的方法。还有另一种指纹匹配手段试图对每个指纹指定一个独特的数字代码。美国专利4,747,147说明书披露了一种指纹扫描系统和方法，用于在指纹上围绕一中心点转动一扫描线。一个代表不规则类型的代码和一个脊计数一起被记录下来，从而由坐标给出一个指纹的完全的拓朴和空间描述供计算机处理。美国专利5,363,453的说明书是关于产生24字节数字指纹识别码的系统和方法。此外，在该专利技术的背景部分描述了由Fingermatrix公司制作的先有技术装置，该装置提供400字节数字识别码。该方法不象前述许多专利那样依靠指纹的细节。美国专利5,239,590号说明书披露了一种指纹图象处理方法，利用这种方法将一个主指纹图象和一个样本指纹图象分割成多个块，每个块又分成多个块区，每个块区又有多个象元并伴有方向。本专利技术的方法和设备允许有效地查寻一个较大的参照指纹数据库，而且允许有效地查寻一个较大的指纹数据库，其中一些指纹可能质量较低。本专利技术是对多个参照指纹进行指数确定和查寻的方法，其目的是确定一个样本指纹是否与参照指纹之一匹配。在一个实施例中，本方法最好包括如下步骤根据指纹的特征确定参照指纹和样本指纹各自的指数，其指数通常在一个较大群体上均匀分布而且是连续的；选择参照指纹第一子集，其中的参照指纹的指数处于相对样本指纹指数而言的第一区间内；将样本指纹与参照指纹第一子集的每个指纹进行比较，从而确定该样本指纹是否与某个参照指纹相匹配。因此，样本指纹不需要与所有参照指纹进行比较，至少在初始阶段是如此，而是这种指数确定方式提供了一种更有效的途径确定是否存在匹配。确定参照指纹和样本指纹索引值的步骤最好是根据指纹的脊流曲率来确定指数。更具体地说，确定指数的步骤最好是确定蜷曲指数。这种蜷曲指数可以由以下步骤确定确定每个指纹的中心；相对于中心选择每个指纹的预先确定部分；对于每个指纹的预定部分计算脊流方向矢量变化率的总量。选择指纹预定部分的步骤可以是选择每个指纹的通常为环形的部分。根据本专利技术的另一方面，选择参照指纹第一子集的步骤最好是根据样本指纹位于第一子集中的预期置信度值来进行选择。本专利技术的方法还有另一重要特点，这就是通过把样本指纹的细节和第一子集中每个指纹的细节加以比较来完成样本指纹和第一子集中每个指纹的比较。如果按照匹配评分确定其细节足够接近，则确定为匹配。如果未确定一个匹配，该方法最好是进一步包括如下步骤选择参照指纹第二子集，它有第二个相对于样本指纹的指数有更宽范围的指数区间，然后将样本指纹和第二子集中的新增加的指纹进行比较。这一过程能重复进行，直到找出了一个匹配或者直到指数的散布情况表明很可能找不到匹配时为止。本专利技术还得到一个结果，即指数与指纹的取向、位置和尺度无关。此外，对参照指纹和样本指纹确定指数的步骤包括由比较步骤产生的指纹信息来确定这种可进行计算的指数。例如，在把指纹细节用于比较步骤的地方，提取细节的处理也会产生根据本专利技术的一个实施例而使用的脊流曲率。其设备是用于指数确定和查寻多个参照指纹，以确定一个样本指纹是否与参照指纹之一匹配。该设备包括指数确定装置，用于根据至少一个预先确定的指纹特征确定参照指纹和样本指纹各自的指数，并使指数一般在一较大群体上均匀分布。该设备还包括选择装置，用于选择参照指纹的第一子集，其指数落入相对于样本指纹指数的第一区间内，还包括比较装置用于将样本指纹和参照指纹第一子集中的每个指纹进行比较，从而确定是否存在样本指纹和参照指纹之一之间的匹配，而不必一开始就要求将样本指纹与所有参照指纹进行比较。指数确定装置包括确定参照指纹和样本指纹的指数并进行排序的装置，使这些指数单调变化并一般在一较大群体上连续变化，对于一个个体的一个手指的重复出现的指纹其指数一般应是稳定的，指数一般随着指纹质量的下降而呈增量式变化，指数可由被比较装置产生的或为比较装置产生的信息计算出来，而且/或者一般不依赖于指纹取向、位置和尺度。选择装置可以包括装置用于根据样本指纹位于第一子集中的预计置信度值来选择参照样本的第一子集。比较装置最好可以包括装置用于将样本指纹的细节和第一子集中的每个指纹的细节进行比较。选择装置还可以进一步包括一个装置，如果在与指纹第一子集的比较中未找到匹配，则可用该装置选择参照指纹第二子集，该第二子集相对于样本指纹的指数有较宽的指数区间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对多个参照指纹进行指数确定和查寻以确定一个样本指纹是否与参照指纹之一匹配的方法，该方法包括如下步骤：根据至少一个预定指纹特征确定参照指纹和样本指纹各自的指数，并使指数一般在一个较大群体上均匀分布；选择参照指纹第一子集，这些参照指 纹的指数相对于样本指纹指数而言处于第一区间；以及将样本指纹和参照指纹第一子集中的每个指纹比较，从而确定是否存在样本指纹和参照指纹之一匹配。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴勒R塞特拉克，约翰C施密特，马克E波斯，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]