快速指纹搜索方法及快速指纹搜索系统技术方案

一种快速指纹搜索方法，包括以下步骤：（１）将指纹模板库中的指纹模板分为有中心点模板和无中心点模板；（２）采集需比对的指纹，完成现场指纹特征提取，并判断为有中心点或无中心点现场指纹特征；（３）若需比对的指纹是有中心点的，则将有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心点的模板集合分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合Ｑ１；（４）将有中心点现场指纹特征与所述集合Ｑ１中的模板进行中心点快速比对，找到相似度最高的前ｎ１个模板组成集合Ｍ１；（５）将有中心点现场指纹特征与集合Ｍ１中的所有模板进行中心点精确比对，找到精确比对成功的模板作为现场指纹特征的匹配指纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物特征识别技术，特别涉及一种快速指纹搜索方法及快速指纹搜索系统。
技术介绍
生物认证技术是一项利用人体生物特征来确定个人身份的技术，可广泛应用于刑侦、安全、银行等领域。目前，生物认证技术中发展的最为成熟、应用最为广泛的是指纹认证技术。指纹以其因人而异、因指而异，而且容易采集和识别，即由于指纹认证存在方便使用、安全性高等特点，在安全领域、金融领域和民众生活领域都能看到指纹身份识别的技术产品，比如指纹门禁、指纹笔记本、指纹银行柜员机、指纹银行P0S机、指纹U盘等。 指纹认证主要包括指纹采集和指纹识别这两个部分，即预先采集用户的指纹作为指纹模板库的指纹模板，后续认证时对采集到的用户指纹，与指纹模板库中的指纹模板进行对比，找到与之匹配的指纹模板。 在专利号为02110873. 0中公开了一种指纹识别方法，该专利形成了指纹数据搜索算法的早期主流模式，具体搜索步骤包括(1)、现场指纹特征与指纹模板库中的所有指纹模板进行l : 1的快速比对，得到各自的相似度。(2)、根据指纹模板的相似度提取相似度较高的前N枚模板，进行精确比对，得到比对结果。对该专利，快速比对是精确比对的简化模式，是根据细节点拓扑图对所有的指纹模板进行比对。按照该专利技术专利所述的方法进行指纹搜索所需时间比较长。 在专利号为200610065297. 5中公开的另一个专利，专利技术名称为指纹识别方法与系统，也提到了指纹搜索过程，它主要依靠细节点拓扑图的相似度，结合了奇异点、平均脊密度和块方向图特征。对于大部分的图像，仍然需要计算细节点拓扑图的相似度，计算时间长。另外若简单地两两比对奇异点的位置、方向和类型，得到的相似度累加到全局特征相似度中，则对奇异点的计算准确度要求高，对性能也仅有微弱改善，却造成搜索所需时间比较长。同时对奇异点的利用率较低。 目前，随着计算机网络的普及，提供异地的身份识别成为可能。以金融系统为例，若整一银行系统采用指纹识别来进行身份认证，则存储的指纹模板库是一个海量数据库，当需要认证某一用户时，将采集到该用户的指纹从海量数据库中找到与之匹配的指纹模板，按照上述的搜索方法，消耗时间太长，根本无法满足该些需求。也就是说，面对大库容的数据量，以及随后的计算机硬件系统的不断更新，如果沿用现有的技术，仍将大大降低指纹比对消耗时间，甚至影响比对准确性。如何更快完成指纹的快速搜索，并保证结果的准确性，是当今指纹识别技术的一个瓶颈，更是对搜索算法的一个挑战。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种快速指纹搜索方法，以解决现有技术中面对大容量数据，不能在保证准确性的基础上快速完成现场指纹与指纹数据库中的指纹模板的对比的技术问题。 本专利技术的另一 目的在于提供一种快速指纹搜索系统。为了达到上述目的，本专利技术提供一种快速指纹搜索方法，包括以下步骤 (1)将指纹模板库中的指纹模板分为有中心点模板和无中心点模板； (2)采集需比对的指纹图案，完成现场指纹特征提取，并判断为有中心点现场指纹特征或无中心点现场指纹特征； (3)若需比对的指纹是有中心点的，则将有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心点的模板集合分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合; (4)将有中心点现场指纹特征与集合中的模板进行中心点快速比对，找到相似度最高的前&个模板组成集合Mn ni为自然数； (5)将有中心点现场指纹特征与集合M工中的所有模板进行中心点精确比对，找到精确比对成功的模板作为现场指纹特征的匹配指纹。 步骤(5)还包括当有中心点现场指纹特征与集合M工中的所有模板进行中心点精确比对后，未找到精确比对成功的模板，进行下述步骤 (Al)将有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有无中心点的模板集合分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合1\ ; (A2)将有中心点现场指纹特征与集合1\中的模板进行细节点快速比对，找到相似度最高的前n2个模板组成集合M2， n2为自然数； (A3)将有中心点现场指纹特征与集合M2中的所有模板进行细节点精确比对，找到精确比对成功的模板作为现场指纹的匹配指纹。 步骤(3)还包括 (Bl)若需比对的指纹是无中心点的，将无中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有无中心点的模板分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图似度阈值的模板，组成集合T2 ; (B2)将无中心点现场指纹特征与集合T2中的模板进行细节点快速比对，找到相似度最高的前n3个模板组成集合M3， n3为自然数； (B3)将无中心点现场指纹特征与集合M3中的所有模板进行细节点精确比对，找到精确比对成功的模板作为需比对指纹的匹配指纹。 步骤(B3)进一步包括 (Dl)当将无中心点现场指纹特征与集合M3中的所有模板进行细节点精确比对，未找到精确比对成功的模板时，则将无中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心点的模板分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合Q2 (D2)将无中心点现场指纹特征与集合92中的模板进行细节点快速比对，找到相似度最高的前n4个模板组成集合M4， n4为自然数； (D3)将无中心点现场指纹特征与集合M4中的所有模板进行细节点精确比对，找到精确比对成功的模板作为需比对指纹的匹配指纹。 找到精确比对成功的模板进一步包括 (El)计算该现场指纹特征与要进行精确比对的相应集合里的每个模板的比对得 分； (E2)将比对得分与预设的精确对比得分阈值进行比较，若现场指纹特征与模板的 精确比对得分不小于预设的精确比对得分阈值，则现场指纹特征的匹配模板搜索成功，搜 索结束；若还有未与现场指纹特征计算比对分数的模板，则再进行步骤(El)，计算该现场 指纹特征的比对得分。 指纹模板里设有一用于标记本模板有无中心点的标识，通过该标识对模板是否有 中心点进行了分类。 脊线宽度直方图相似度计算公式如下 模板和特征的脊线宽度直方图定义为离散函数HjRi) = nip H2(R》=&，其中，& 是第i级脊线宽度，mi和ni表示脊线宽度等级为&的像素个数，它们分别记录在模板数据 和特征数据中，则模板和特征的脊线宽度直方图相似度为 SimH的值在0和100之间; 所述精确比对得分阈值进一步包括为判定现场特征指纹和模板是否来自相同手 指的得分阈值。 本专利技术公开了一种快速指纹搜索系统，包括 指纹模板库存储单元用于存储指纹模板库，其中指纹模板都按有无中心点进行 分类； 指纹采集装置用于采集要比对的现场指纹图像； 特征点提取装置它与指纹采集装置相连，用于对采集到的现场指纹图像提取特 征点； 脊线宽度直方图比对装置则将所述现场指纹特征与所有指纹模板库中预先设定 范围的模板分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图 相似度阈值的模板组成集合； 中心点快速比对装置将所述现场指纹特征与预先设定范围的所有模板进行中心 点快速比对，找到相似度最高的前预先设定个数的模板组成集合； 中心点精确比对装置将所述现场指纹特征与预先设定范围的所有模板进行中心 点精确比对，寻找精确比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速指纹搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）将指纹模板库中的指纹模板分为有中心点模板和无中心点模板；（２）采集需比对的指纹图案，完成现场指纹特征提取，并判断为有中心点现场指纹特征或无中心点现场指纹特征；（３）若需比对的指纹是有中心点的，则将所述有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心点的模板集合分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合Ｑ↓［１］；（４）将所述有中心点现场指纹特征与所述集合Ｑ↓［１］中的所述模板进行中心点快速比对，找到相似度最高的前ｎ↓［１］个模板组成集合Ｍ↓［１］，ｎ↓［１］为自然数；（５）将所述有中心点现场指纹特征与集合Ｍ↓［１］中的所有模板进行中心点精确比对，找到精确比对成功的模板作为所述现场指纹特征的匹配指纹。

【技术特征摘要】
一种快速指纹搜索方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将指纹模板库中的指纹模板分为有中心点模板和无中心点模板；(2)采集需比对的指纹图案，完成现场指纹特征提取，并判断为有中心点现场指纹特征或无中心点现场指纹特征；(3)若需比对的指纹是有中心点的，则将所述有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心点的模板集合分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合Q1；(4)将所述有中心点现场指纹特征与所述集合Q1中的所述模板进行中心点快速比对，找到相似度最高的前n1个模板组成集合M1，n1为自然数；(5)将所述有中心点现场指纹特征与集合M1中的所有模板进行中心点精确比对，找到精确比对成功的模板作为所述现场指纹特征的匹配指纹。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)还包括当所述有中心点现场指纹 特征与集合M工中的所有模板进行中心点精确比对后，未找到精确比对成功的模板，进行下 述步骤(Al)将所述有中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有无中心点的模板集合分别进 行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相似度阈值的模板，组成集合1\ ;(A2)将所述有中心点现场指纹特征与所述集合1\中的所述模板进行细节点快速比对， 找到相似度最高的前n2个模板组成集合M2， n2为自然数；(A3)将所述有中心点现场指纹特征与集合M2中的所有模板进行细节点精确比对，找到 精确比对成功的模板作为所述现场指纹的匹配指纹。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)还包括(Bl)若需比对的指纹是无中心点的，将所述无中心点现场指纹特征与指纹模板库中所 有无中心点的模板分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度 直方图相似度阈值的模板，组成集合T2 ;(B2)将所述无中心点现场指纹特征与所述集合L中的所述模板进行细节点快速比对， 找到相似度最高的前n3个模板组成集合M3， n3为自然数；(B3)将所述无中心点现场指纹特征与集合M3中的所有模板进行细节点精确比对，找到 精确比对成功的模板作为所述需比对指纹的匹配指纹。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(B3)进一步包括(Dl)当将所述无中心点现场指纹特征与集合M3中的所有模板进行细节点精确比对，未 找到精确比对成功的模板时，则将所述无中心点现场指纹特征与指纹模板库中所有有中心 点的模板分别进行脊线宽度直方图比对，从中找到比对结果不小于预定脊线宽度直方图相 似度阈值的模板，组成集合Q2 ;(D2)将所述无中心点现场指纹特征与所述集合92中的所述模板进行细节点快速比对， 找到相似度最高的前n4个模板组成集合M4， n4为自然数；(D3)将所述无中心点现场指纹特征与集合M4中的所有模板进行细节点精确比对，找到 精确比对成功的模板作为所述需比对指纹的匹配指纹。5. 如权利要求1至4任何一项所述的方法，其特征在于，找到精确比对成功的模板进一步包括(El)计算该现场指纹特征与要进行精确比对的相应集合里的每个模板的比对得分；(E2)将所述比对得分与预设的精确比对得分阈值进行比较，若所述现场指纹特征与模板的精确比对得分不小于预设的精确比对得分阈值，则所述现场指纹特征的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中秋，李健，吕虹晓，侯艳芹，陈高曙，蒋文琦，
申请(专利权)人：杭州中正生物认证技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]