專利名稱：基于數學函數查表法優(yōu)化的快速指紋識別算法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物識別技術領域，具體涉及ー種指紋識別過程中的數學算法。
背景技術：
指紋在生物征識別領域，相對于虹膜、DNA技術，有其成本低、周期短、比對識別快速等特點取得了長足發(fā)展。指紋的應用經歷了幾個階段，隨著電子計算機的快速應用，基于指紋圖像預處理，以特征為識別基礎的指紋識別算法取得了長足的發(fā)展，通過將指紋圖像進行一系列數學運算，并化最終得到指紋特征數據。通過復雜的數學運算進行特征與方向性的比較，并最終確定指紋的一致性。對指紋圖像的處理是ー個相當復雜的過程，其基本步驟一般包括了如下步驟，首先快速傅利葉變換對指紋圖像進行頻率轉換運算，以取得指紋的方向場信息，方向場信息在指紋的背景分離及紋路走向預測中發(fā)展重要作用。然后進行指紋圖像的平滑模糊處理，以去除指紋圖像中的噪音干擾信息。最后通過ニ值化，細化處理，將指紋圖像中的起始點、叉點、核心點以特征點的形式保存下來形成了指紋的特征數據。

發(fā)明內容
本發(fā)明的具體內容是指紋圖像是平面ニ維的灰度圖像，基于特征點的指紋識別算法大部分的處理運算都在平面內進行。對角度的運算大量的需要調用數學三角函數。一般指紋處理算法在數學函數的處理上直接調用系統(tǒng)數學函數的實現。這樣會有兩個問題，一是運算速度的問題，數學三角函數的運算需要運算時間比較長，這直接影響到指紋算法的處理效率。另ー方面，數學運算是浮點運算，在以DSP、S0C為代表的沒有浮點運算能力的嵌入式主機上移植相對困難，這也直接影響到指紋技術在嵌入式領域的應用。本發(fā)明在此提出一種基于查表法優(yōu)化的數學函數處理方法，因其運算速度快，實現方便、即提高了算法的處理效率，也讓指紋算法在嵌入式主機中的應用更加廣闊。


圖I描述了反正切函數查詢表
具體實施例方式本發(fā)明為了提高指紋算法效率，使用查表法實現了三角函數。查表法的實現首先需要建立ー個數學函數的采樣數據表，考慮到所需空間的原因，采樣數據表不應該太大。一般我們會采取ー個比較大的數組來表示。考慮到ー些嵌入式應用場合沒有浮點運算能力，我們采取將采樣數據右移以移動浮點數小數點實現整數運算的方式來實現。在此，我們以反正切函數為例，建立的反正切函數查詢表(附圖ー)。求解的運算過程一般是根據用戶給出的角度信息，查找參數表中對應于該角度信息在查詢表中所對應該的值并以此進行反正切函數運算。最后根據需要將結果采取移位的形式還原成對應的反正切值。整個過程因為是通過角度對應于下標的取值運算，因此速度很快。經過測試，在10000次以上的運算數量下，速度是浮點法運算的3倍左右。同理，根據三角函數之間的轉換公式，可以完成三角函數之間的轉換Sin (3 Ji /2- a ) = -cos α cos (3 Ji /2- α ) = -sin αtan (3 Ji/2—α) = cot αcot (3 Ji /2- α ) = tan α
權利要求
1.本發(fā)明設計ー種指紋識別過程中的數學算法，其特征在于提出ー種基于查表法優(yōu)化的數學函數處理方法。
2.根據權利I要求所述的ー種指紋識別過程中的數學算法，其特征在于使用了查表法實現了三角函數。
3.根據權利2要求所述的查表法，其特征在于采取將采樣數據右移以移動浮點數小數點實現整數運算的方式來實現建立查詢表的方法。
4.根據權利I要求所述的ー種指紋識別過程中的數學算法，其特征在于求解的運算過程一般是根據用戶給出的角度信息，查找參數表中對應于該角度信息在查詢表中所對應該的值并以此進行函數運算的過程。
5.根據權利4要求所述的函數運算過程，其特征在于運算結果將采取移位的形式還原成對應的表值。
全文摘要
本發(fā)明的具體內容是指紋圖像是平面二維的灰度圖像，基于特征點的指紋識別算法大部分的處理運算都在平面內進行。對角度的運算大量的需要調用數學三角函數。一般指紋處理算法在數學函數的處理上直接調用系統(tǒng)數學函數的實現。這樣會有兩個問題，一是運算速度的問題，數學三角函數的運算需要運算時間比較長，這直接影響到指紋算法的處理效率。另一方面，數學運算是浮點運算，在以DSP、SOC為代表的沒有浮點運算能力的嵌入式主機上移植相對困難，這也直接影響到指紋技術在嵌入式領域的應用。本發(fā)明在此提出一種基于查表法優(yōu)化的數學函數處理方法，因其運算速度快，實現方便、即提高了算法的處理效率，也讓指紋算法在嵌入式主機中的應用更加廣闊。
文檔編號G06K9/00GK102737222SQ20111008775
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2011年4月8日
發(fā)明者劉石, 李圣秒 申請人:劉石