一种基于秩和比法的注册指纹替换方法与流程

本发明属于生物特征识别领域，是一种基于秩和比法的注册指纹替换方法。
背景技术：
：指纹识别技术分为两个过程：(1)指纹注册过程。通过读取指纹图像，发现指纹图像中的指纹区域，提取指纹区域中可以对指纹相互进行区分的特征。将这些特征数据保存在数据库中，并作为这枚指纹的代表，从而完成指纹注册过程；(2)特征比对过程。在提取完新采集的待比对指纹的特征后，对数据库中的指定注册指纹或者数据库中全部注册指纹进行比对，确认新采集的指纹是否在数据库中的过程为特征比对过程。指纹识别技术主要涉及指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、保存数据、特征值的比对与匹配等过程。伴随着计算机技术和信息处理与识别技术的不断进步，指纹识别技术得到了迅猛的发展，现已成为最成熟、最可接受的一种生物特征识别技术，是可以在公安、网络管理、银行、社保、雇员证明、海关身份鉴定、电子门禁等许多领域广泛深入应用的技术，具有重要的理论研究意义和市场应用价值。因此如何科学的设计注册指纹替换方法具有及其重要的实际意义。传统的指纹评价方法是基于细节特征的，即提取细节点特征(指纹中脊线的终结点或交叉点)作为特征来表征指纹图像，并通过提取这些特征来识别替换已注册的指纹图像。如清华大学的CN1588425A，其利用多次采集的同指指纹图像进行细节特征的融合。该技术的缺陷在于如果各次采集的指纹图像的细节特征没有准确对准，会造成指纹比对精度严重下降。秩和比法是一种集古典参数估计与近代非参数统计各自优点于一体的统计分析方法，它适用于行×列表资料的综合评价。其中，秩和比(Rank-sumratio，RSR)指的是表中行(或列)秩次的平均值，是一个非参数计量，具有0～1区间连续变量的特征。其基本思想是在一个n行(n个评价对象)m列(m个评价指标)矩阵中，通过秩转换，获得无量纲的统计量RSR，以RSR值对评价对象的优劣进行排序或分档排序。将秩和比法用于指纹图像的前后对比的综合评价，可以将多个评价目标进行综合权衡，操作简便。技术实现要素：针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种基于秩和比方法的注册指纹替换方法，该方法的优势在于利用该注册指纹替换机制替换注册指纹后，能够显著提高指纹比对精度。本发明是这样实现的，一种基于秩和比法的注册指纹替换方法，其特征在于，包括以下步 骤：1)同一指纹判断将新采集指纹与原有注册指纹进行比对，如果是同一枚指纹后，执行以下各步骤确定是否需要进行指纹更换；如果不是，则不做指纹替换；2)构建原始数据列表综合考虑指纹评价的各项指标，选择相应的指纹评价指标，使其能够综合地反映指纹的优劣，将被评价的指纹(1,2,…,n)和评价指标(1,2,…,m)排列成n行m列的原始数据秩和比矩阵，n和m均为大于0的整数；所述被评价的指纹为新采集指纹、原有注册指纹，即n＝2；所述原始数据秩和比矩阵中的行代表共有2枚指纹参与综合评价，其中设定第1行代表新采集指纹，设定第2行代表原有注册指纹，矩阵中的列代表有m个评价指标，矩阵中任一元素为Rij代表第i枚指纹的第j个指标的排秩结果；3)编秩、赋权分别对新采集指纹、原有注册指纹的不同评价指标排秩,对不同的评价指标进行赋权：评价者对于某一指标的重视程度随着指标值的变化可提高相应指标的权重系数；4)分别计算新采集指纹、原有注册指纹的秩和比RSRRSRi=Σj=1mWjRijn×m]]>式中，n为被评价的指纹，m为评价指标，Wj为权重系数；Rij为第i行第j列元素的秩次；5)如果新采集指纹的综合评价结果RSR1优于原有注册指纹的RSR2综合评价结果，则用新采集指纹的图像代替原有注册指纹的图像作为现有注册指纹。进一步地，选择图像质量和指纹特征个数作为评价指标；所述评价指标m＝2；所述步骤2)的构建原始数据列表为a,分别计算新采集指纹、原有注册指纹的质量分数利用指纹图像质量评估方法分别计算新采集指纹、原有注册指纹的指纹图像的质量分数，记录各指指纹图像的质量分数；b，分别计算新采集指纹、原有注册指纹的特征个数利用指纹特征提取算法分别提取新采集指纹、原有注册指纹的指纹特征，记录各指指纹特征的个数；构建原始数据秩和比矩阵为R2×2=R11R12R21R22;]]>矩阵中的行代表新采集指纹、原有注册指纹共有2枚指纹参与综合评价，其中设定第1行代表新采集指纹，第2行代表原有注册指纹，矩阵中的列代表有2个评价指标，第1列为单指指纹质量，第2列为指纹特征个数；矩阵中任一元素为Rij，代表第i枚指纹的第j个指标的排秩结果。进一步地，所述图像质量的权重W1＝1,所述指纹特征个数的权重W2＝1。进一步地，所述图像质量的权重W1＝0.8,所述指纹特征个数的权重W2＝1。进一步地，所述新采集指纹的综合评价结果RSR1优于原有注册指纹的RSR2综合评价结果，为新采集指纹的综合评价结果RSR1的值大于原有注册指纹的RSR2的值。本发明具有如下有益的技术效果，1)本发明提出一种基于秩和比法的指纹的综合评价方法，将变权因子与秩和比方法相结合，并将其用于指纹优劣评价；2)本发明将图像质量和指纹特征个数相结合，克服了传统以单一评价目标为主的不足；3)本发明将新采集指纹和原有注册指纹运用加权秩和比法的综合评价方法，计算各自的RSR值，通过该综合评价指标RSR值来评定新采集指纹和原有注册指纹的优劣，用于决定是否对原注册指纹更换，可以显著地、确定地提高指纹比对精度。附图说明图1为本发明指纹图像综合评价指标示意图。图2本发明实施方法的流程图。具体实施方式实施例1如图1-2所示，该方法包括以下步骤：步骤S01：将新采集指纹与原有注册指纹进行比对，确定是否是同一枚指纹。如果是同一枚指纹后，执行以下各步骤确定是否需要进行指纹更换。如果不是，则不可以做指纹替换。假定在指纹数据库中注册了一枚指纹，再次采集该枚指纹，并进行指纹比对，确认该指纹和指纹数据库中的注册的那枚指纹为同一枚指纹。此时需要通过执行下面各个步骤，判断是否要替换现有的注册指纹。步骤S02：利用指纹图像质量评估方法分别计算新采集指纹、原有注册指纹的指纹图像的质量分数，记录各指指纹图像的质量分数。如图1所示，指纹的图像的质量判别可以从指纹区域大小，指纹区域的干湿情况，纹线的方向一致性等角度进行判别，根据现有技术可以给出一个综合结果，得到一质量分数。通过现有技术的某种单指指纹图像质量评估方法，给出新采集指纹、原有注册指纹图像的质量分数：86，80。步骤S03：利用指纹特征提取算法分别提取新采集指纹、原有注册指纹的指纹特征，记录各指指纹特征的个数。通过现有的单枚指纹图像特征提取方法，取得指纹的特征个数,一般而言，可以参照中国公安部颁发的公共安全行业标准GA426-2008明确指纹细节点特征及个数表述方法。对于给定的，通过现有技术的某种单枚指纹图像特征提取方法，参照标准GA426-2008标准取得新采集指纹、原有注册指纹的特征点个数为：100，75。步骤S04：编秩、赋权将评价指标分为高优指标及低优指标，高优指标从大到小编秩，最大值编以1；低优指标从小到大编秩，最小值编以1；相同者取平均值，秩越小，指标越优；指纹质量分数及指纹特征个数为高优秩，是指纹评价的正向指标，指标越大，秩次越高。分别对新采集指纹、原有注册指纹的指纹质量、指纹特征个数两类指标编秩(R)。对不同的评价指标进行赋权：评价者对于某一指标的重视程度随着指标值的变化而变化，指标值越劣，该项指标对指纹图像的综合评价影响越大，因此提高该指标相应的权重系数。实施例1取指纹质量、指纹特征的权重系数各为1。利用步骤S01-S03的数据可以形成如下的数据表格，并计算各项指标的秩(括弧内为秩)：表1指纹编秩指纹指纹图像质量指纹特征个数新采集指纹86(2)100(2)原有注册指纹80(1)75(1)定义秩和比矩阵为R2×2=R11R12R21R22,]]>矩阵中的行代表新采集指纹、原有注册指纹共有2枚指纹参与综合评价(可以设定第1行代表新采集指纹，第2行代表原有注册指纹)，矩阵中的列代表有2个评价指标，第1列为单指指纹质量，第2列为指纹特征个数。矩阵中任一元素为Rij，代表第i枚指纹的第j个指标的排秩结果。由表1得出，秩和比矩阵R2×2=2211]]>步骤S05：分别计算新采集指纹、原有注册指纹的秩和比RSR，将该结果作为新采集指纹、原有注册指纹综合评价结果。按照公式(其中i,j＝1,2，n，m＝2,W1＝1，W2＝1)计算指纹图像的加权秩和比：RSR1=14(2+2)=1,RSR2=14(1+1)=0.5.]]>步骤S06：如果新采集指纹的综合评价结果优于原有注册指纹的综合评价结果，则进行用新采集指纹的图像代替原有注册指纹的图像作为现有注册指纹。因为RSR1＞RSR2，所以用新采集的指纹替换原有的注册指纹。本发明提出了一种基于秩和比方法的注册指纹替换方法,在选择通过基于秩和比法对指纹进行综合评定，可以在注册指纹更换后，可以显著提高指纹比对精度。当前第1页1 2 3