專利名稱：指紋對稱軸提取方法和利用指紋對稱軸的指紋識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋識別方法，尤其涉及指紋對稱軸提取方法和利用指紋對稱軸的指紋識別方法，其通過從指紋中提取對稱軸，能夠改善指紋識別的精確性。本發(fā)明還涉及能夠利用包含在指紋圖像中的各區(qū)塊(block)的隆線脈(ridge range)方向提取指紋對稱軸的指紋對稱軸提取方法和利用提取的指紋對稱軸的指紋識別方法。
背景技術(shù)：
近年來，視網(wǎng)膜、虹膜、靜脈、面孔和指紋已經(jīng)用作個人身份驗證裝置。在它們中間，指紋已經(jīng)廣泛地使用，而它能夠提供高的身份驗證可靠性和穩(wěn)定性以及高的識別速度。
在背景技術(shù)的指紋識別系統(tǒng)中，用于指紋分類和個人身份驗證的特征向量成為例如相對于標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)距離和角度的信息。特征向量是確定指紋的每一個隆線(ridge)的核心點、終點、交叉點的組合。通過相互比較特征向量，就確定了指紋的一致性。
然而，因為用于指紋識別的特征向量是受指紋輸入狀態(tài)高度影響的，而指紋輸入狀態(tài)可能依賴于潮濕、手指滑動、手指按壓狀態(tài)和指紋輸入角度而變化，所以，可能使得指紋識別變差。
于是，為了精確地識別指紋，就需要甚至不隨指紋輸入狀態(tài)和指紋輸入角度變化的特定參考信息。即，需要不隨用戶的指紋輸入狀態(tài)變化的特定指紋信息。
尤其是，當(dāng)使用者在手指傾斜的狀態(tài)下把他/她的手指與攝影設(shè)備接觸時，由于指紋圖像在其轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下輸入，所以難于確定一致性，并且有可能出現(xiàn)識別誤差。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明旨在提供一種指紋對稱軸提取方法和一種利用指紋對稱軸的指紋識別方法，其基本上消除了由于背景技術(shù)的限制和缺點造成的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的旨在提供一種能夠與隆線厚度無關(guān)地提取各指紋的固有對稱軸信息的指紋對稱軸提取方法以及一種利用提取的指紋對稱軸的指紋識別方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種指紋對稱軸提取方法和一種指紋識別方法，其通過利用指紋對稱軸作為一個因素確定指紋的一致性而能夠改善指紋識別的精確性。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種能夠精確地提取指紋對稱軸的指紋對稱軸提取方法和一種利用提取的指紋對稱軸的指紋識別方法。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點、目的和特征一部分將在隨后的說明中論述，一部分對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，通過下面的驗證將會變得明白，或者可由本發(fā)明的實踐獲知。通過在說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為了獲得這些目的和其它優(yōu)點并按照本發(fā)明的目的，如在這里具體和廣泛描述的一樣，提供一種指紋對稱軸提取方法，包括檢測指紋的核心點；設(shè)置與核心點相交的假想對稱軸；和從假想對稱軸提取實際的指紋對稱軸，實際的指紋對稱軸提供在相互面對的成對的區(qū)塊中的隆線脈方向之間的最大的對稱度(symmetry measure)。
在本發(fā)明的另一個技術(shù)方案中，提供一種指紋識別方法，包括掃描指紋圖像；提取使在掃描的指紋圖像的隆線脈方向之間的對稱度變成最大的指紋對稱軸；和根據(jù)提取的指紋對稱軸，執(zhí)行掃描的指紋圖像的鑒別。
在本發(fā)明的再一個技術(shù)方案中，提供一種指紋識別方法，包括計算第一個和第二個和(sums)，根據(jù)第一假想的對稱軸，通過求相互面對的成對的區(qū)塊的隆線脈方向的角度的和而獲得第一個和，并通過對所有的區(qū)塊使通過從預(yù)定的閾值減去第一個和所獲得的絕對值相加而獲得的；以及通過選擇具有最小的第二個和的第一假想的對稱軸中的一個，執(zhí)行鑒別。
按照本發(fā)明，因為指紋對稱軸保持均勻而不依賴于外面的環(huán)境，所以，能夠更精確地實現(xiàn)指紋識別。
應(yīng)該明白，本發(fā)明的前述的一般說明和后面的詳細(xì)說明都是示范性和解釋性的，并用于提供對所要求的本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋。


被包括在內(nèi)用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步的理解并一起構(gòu)成本申請的一部分的附圖，說明本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在圖中圖1是說明按照本發(fā)明的實施例的指紋識別方法的流程圖；
圖2是按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的接近指紋核心點的區(qū)塊及各區(qū)塊的隆線脈方向的視圖；圖3是說明按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的對關(guān)于對稱軸的隆線脈方向進(jìn)行比較的視圖；圖4是說明參考核心點對假想對稱軸進(jìn)行比較的視圖；圖5是在按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的用于細(xì)化地(thinly)提取對稱軸的過程的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中說明其實例。無論何處，相同的引用數(shù)字將用于整個附圖來引用相同或相似的部分。
圖1是說明按照本發(fā)明的實施例的指紋識別方法的流程圖。
參考圖1，在本發(fā)明的指紋識別方法中，要被識別的圖像是通過例如攝影過程(S1)首先捕捉的。然后，在通過二進(jìn)制編碼過程、細(xì)化過程(thinning process)和類似過程準(zhǔn)確地獲得指紋圖像以后，就提取了指紋對稱軸(S2)。按照預(yù)定的基準(zhǔn)，調(diào)整當(dāng)前識別的指紋的對稱軸(S3)。這時，相互比較對稱軸和特征向量，確定指紋的一致性(S4)。
在提取指紋對稱軸(S2)的操作中，優(yōu)選地，指紋的特征向量隨其一起提取，并且，可以按照并領(lǐng)域公知技術(shù)執(zhí)行二進(jìn)制編碼和細(xì)化過程。執(zhí)行調(diào)整過程(S3)，校正在輸入當(dāng)前的指紋圖像時因外部原因而轉(zhuǎn)動的指紋圖像的轉(zhuǎn)動角度，以調(diào)整對稱軸。例如，校正指紋圖像使得對稱軸在垂直方向被調(diào)整。
如上所述，指紋的對稱軸的作用是校正在輸入指紋時發(fā)生的轉(zhuǎn)動角度誤差。即，通過對稱軸校正指紋圖像的轉(zhuǎn)動角度。
另外，指紋的對稱軸起到在確定輸入的指紋圖像是否與存儲在數(shù)據(jù)庫中一致時的基準(zhǔn)的作用。即，當(dāng)輸入的指紋與存儲在數(shù)據(jù)庫中的指紋比較時，對稱軸與特征向量共同起到確定基準(zhǔn)的功能，例如，當(dāng)不清楚輸入的指紋圖像的特征向量與存儲在數(shù)據(jù)庫中的那些指紋圖像是否一致時。
下面將更詳細(xì)地描述指紋對稱軸提取方法。
圖2是說明按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的接近指紋核心點的區(qū)塊及各區(qū)塊的隆線脈方向視圖。
參見圖2，其表示圍繞核心點以一個半徑限定的圓形區(qū)域中限定的區(qū)塊，并且，隆線脈方向表示在每一個區(qū)塊中。核心點可按照本領(lǐng)域中的任何公知的方法畫出。而且，圍繞核心點以r為半徑限定的圓形區(qū)域中的隆線形成在一個半橢圓形中。如在圖2中所示，在圓形區(qū)域被劃分成每一個具有一個預(yù)定尺寸的區(qū)塊以后，在計算每一個區(qū)塊中的隆線脈方向時，指紋的隆線脈方向出現(xiàn)在各區(qū)塊中。這時，例如，在象素單元中半徑可以是64-象素，而區(qū)塊的尺寸可以是16*16-象素。在與圓形區(qū)域的邊緣相交的每一個區(qū)塊中，只有其一半的大小都包括在圓形區(qū)域中的區(qū)塊才用于提取對稱軸。
圖3是說明按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的對關(guān)于對稱軸的隆線脈方向進(jìn)行比較的視圖。
參考圖3，其表示相互面對并按照同一距離與對稱軸隔開的兩個區(qū)塊的一對隆線脈方向Oleft_A和Oright_A。當(dāng)在圖3中的垂直軸是關(guān)于面對著的區(qū)塊的對稱軸時，通過把由布置在對稱軸的左邊上的垂直區(qū)塊的隆線脈方向Oleft_A確定的角度加上布置在對稱軸的右邊上的對稱區(qū)塊的隆線脈方向Oright_A確定的角度而獲得的角度(Oleft_A+Oright_A)將是π。同樣，角度(Oleft_B+Oright_B)也將是π。如前面所述，這是通過假定指紋的隆線脈方向以幾乎半橢圓形形成而獲得的。雖然隆線脈方向不以精確的半橢圓形形成，但由于指紋隆線脈的圖案類似于橢圓，其兩邊關(guān)于預(yù)定的對稱線是對稱的，所以從指紋的隆線脈能夠獲得唯一的對稱軸。
如前所述，當(dāng)圍繞核心點的區(qū)域里以同一距離與對稱軸對稱地隔開的兩個區(qū)塊的隆線脈方向所確定的角度相加時，相加的角度變成近似π。使用指紋隆線脈的這一特征，用于提取對稱軸的關(guān)于角度θ的對稱度S(θ)能夠用下面的等式1確定。
等式1S(θ)=1-2NΣm=1N/2|π-(LLeftA+ORightA)|π]]>其中，N是圍繞核心點以半徑r限定的區(qū)域中包含的區(qū)塊的個數(shù)；m是一個區(qū)塊的方向場的系數(shù)(index)；和OLeft_A+ORight_A是在每一區(qū)塊中的隆線脈方向。
下面將說明利用由等式1定義的對稱度S(θ)的對稱軸提取方法。
當(dāng)選擇的對稱軸是準(zhǔn)確的對稱軸時，由一對區(qū)塊的面對的隆線脈方向確定的角度的和將是π。因此，由一對區(qū)塊的面對的隆線脈方向確定的從π的角度的和將是0。然而，應(yīng)該指出，當(dāng)角度的和不是π時，將推算出大于0的一個小的值。
為所有的包含在圍繞核心點以r為半徑限定的圓形區(qū)域中的區(qū)塊獲得由一對面對的隆線脈方向確定的角度的和，并且，作為整體，獲得絕對值。
在所有的區(qū)塊的隆線脈方向的角度都加起來以后，其和被區(qū)塊的個數(shù)除，然后再被π除。結(jié)果值可以確定為指示關(guān)于區(qū)塊的隆線脈方向的均勻的對稱度的第一個值。當(dāng)選擇的對稱軸是理想對稱軸時，第一個值將是0。因此，當(dāng)從1減去第一個值時，對稱度變成1。
基于上述背景，就能夠計算選擇的假想對稱軸的所有對稱度，并使由最接近于1的對稱度中的一個確定的對稱軸為指紋的對稱軸。另外，用于更精確地提取對稱軸的過程可以有選擇地進(jìn)一步執(zhí)行。
下面將更詳細(xì)地描述對稱軸提取過程。
首先，執(zhí)行核心點檢測過程。這一過程可以在比較隆線脈方向的過程中執(zhí)行。然而，本發(fā)明不限于此。這一過程可以用本領(lǐng)域中的公知技術(shù)執(zhí)行。
此后，通過在0-π范圍內(nèi)以相等角度分割具有圍繞核心點以r為半徑的圓形區(qū)域而形成假想的對稱軸θ0，θ1，θ2，…θn-1。圍繞核心點的假想對稱軸出現(xiàn)的圓形區(qū)域表示在圖4中。
其次，使用下面的等式2，提取n個對稱軸θ0，θ1，θ2，…θn-1中的最對稱的軸。
等式2maxi∈(0,...,n-1){S(θi)}]]>
等式2用于提取最大的值。即，等式2用于在假想對稱軸θ0，θ1，θ2，…θn-1中提取具有最大的對稱度S(θ)的軸。例如，對稱軸S(θ)是在0-1之間的值。當(dāng)對稱軸S(θ)是1時，這意味著，由在成對面對著的區(qū)塊中的隆線脈方向確定的角度的和變成180°。即，選擇的對稱軸是精確的對稱軸。另外，當(dāng)由在成對面對著的區(qū)塊中的隆線脈方向從180°確定的角度的和的偏差增加時，選擇的對稱軸變成指紋的對稱軸的可能性減小。即，具有比較接近1的最高對稱度的對稱軸被提取作為指紋的對稱軸。
在進(jìn)一步執(zhí)行更精確地提取指紋的對稱軸的過程時，可采用下面的等式3。
等式3maxl∈(-(a-1),(-(a-1)+a′)...((a-1)-a′),(a-1))s(θ+l)]]>這里，θ是最反映通過等式2提取的對稱性能的角度；以及a’是用于提取精確的對稱軸的角度變量。
圖5說明在按照本發(fā)明的實施例的指紋對稱軸提取方法中的用于細(xì)化地提取對稱軸的過程。
下面，參考圖5和等式3，將詳細(xì)描述用于細(xì)化地提取對稱軸的過程。
等式3說明在以變量值逐漸增加a’的同時從由等式2提取的對稱軸周圍提取具有最大對稱度的對稱軸的過程。從等式3提取的具有最大對稱度的對稱軸可以認(rèn)為是精確的對稱軸。這里，相等的角度a’可以是1°。這時，在指紋的精確對稱軸和提取的對稱軸之間的角度差可以在±0.5°的范圍中。
按照上述過程提取的指紋對稱軸在指紋被掃描時不受外面環(huán)境，例如圖像的缺陷的影響。因此，由于指紋轉(zhuǎn)動信息能夠校正，所以，對稱軸能夠用作指紋分類和指紋鑒別工作的參考信息。
按照本發(fā)明，能夠提取更精確的指紋對稱軸。結(jié)果，能夠更精確地實現(xiàn)指紋識別。
而且，因為指紋對稱軸保持均勻而不依賴于外面的環(huán)境，所以能夠更精確地實現(xiàn)指紋識別。
另外，即使在指紋圖像在轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下輸入時，因為轉(zhuǎn)動被校正，所以，在輸入的指紋和存儲在數(shù)據(jù)庫中的指紋之間的比較過程能夠精確地實現(xiàn)。
對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，很明顯，本發(fā)明中能夠做出各種修改和變化。因此，只要它們落入所附的權(quán)利要求書及其等同的范圍內(nèi)，本發(fā)明將覆蓋本發(fā)明的這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種指紋對稱軸提取方法，包括檢測指紋的核心點；設(shè)置與核心點相交的假想對稱軸；和從假想對稱軸提取實際的指紋對稱軸，實際的指紋對稱軸提供在相互面對的成對的區(qū)塊中的隆線脈方向之間獲得的最大的對稱度。
2.按照權(quán)利要求1的指紋對稱軸提取方法，其中，區(qū)塊被包括在圍繞核心點的預(yù)定的圓形區(qū)域中。
3.按照權(quán)利要求1的指紋對稱軸提取方法，其中，假想的對稱軸以相等的角度間隔排列。
4.按照權(quán)利要求1的指紋對稱軸提取方法，還包括在以小角度精細(xì)地移動實際對稱軸的同時提取更精確的指紋對稱軸。
5.按照權(quán)利要求1的指紋對稱軸提取方法，其中，假想軸形成在0-π的范圍里。
6.按照權(quán)利要求1的指紋對稱軸提取方法，其中，當(dāng)由在成對面對著的區(qū)塊中的隆線脈方向所確定的角度的和是π時，成對面對著的區(qū)塊的對稱度最大。
7.一種指紋識別方法，包括掃描指紋圖像；提取使掃描的指紋圖像的隆線脈方向之間的對稱度變成最大的指紋對稱軸；和根據(jù)提取的指紋對稱軸，執(zhí)行掃描的指紋圖像的鑒別。
8.按照權(quán)利要求7的指紋識別方法，其中，在指紋圖像以轉(zhuǎn)動的狀態(tài)輸入時，指紋對稱軸變成用于校正指紋圖像的轉(zhuǎn)動的基準(zhǔn)。
9.按照權(quán)利要求7的指紋識別方法，其中，掃描指紋的接受或拒絕由特征向量和指紋對稱軸相同與否確定。
10.一種指紋識別方法，包括計算第一個和第二個和，通過合計關(guān)于第一假想對稱軸相互面對的成對區(qū)塊的隆線脈方向的角度而獲得第一個和，通過對所有的區(qū)塊使從預(yù)定的閾值減去第一個和而獲得的絕對值相加而獲得第二個和；以及通過選擇具有最小的第二個和的第一假想對稱軸中的一個，執(zhí)行鑒別。
11.按照權(quán)利要求10的指紋識別方法，其中，預(yù)定的閾值是π。
12.按照權(quán)利要求10的指紋識別方法，其中，第一假想對稱軸布置成與指紋圖像的核心點相交，并關(guān)于核心點以預(yù)定的第一角度按角度相互隔開。
13.按照權(quán)利要求12的指紋識別方法，其中，在第一假想對稱軸被布置以后，第二假想對稱軸又布置成與核心點相交，并按照預(yù)定的第二角度相互隔開，該第二角度小于第一角度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指紋對稱軸提取方法。該方法包括檢測指紋的核心點，設(shè)置與核心點相交的假想對稱軸，和從假想對稱軸提取實際的指紋對稱軸。實際的指紋對稱軸是一個能夠提供在相互面對的成對的區(qū)塊中的隆線脈方向之間獲得的最大的對稱度的指紋對稱軸。
文檔編號G06K9/00GK1674036SQ20051005645
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者曹相鉉, 金宅洙 申請人:Lg電子有限公司