CN101512552A - 一种指纹匹配的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的方法。在步骤301中，在一个未知指纹的图像中识别两个或更多特征点。在步骤302中生成多个属性。这多个属性是基于该两个或更多特征点。在步骤303中，给多个属性中的每一个分配一个包括多个位数字比如二进制位数字的数字。在后续步骤中，步骤304，基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示。该数字表示通过交织这多个位数字而生成，以便该数字表示中各位数字在该数字表示内以交织或交错方式排布。在步骤305中，该数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。该发明还涉及一种设备和计算机程序产品。

Description

一种指纹匹配的方法、设备和计算机程序产品

技术领域

本发明大体上涉及指纹匹配领域。尤其是，本发明涉及一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的方法、设备、以及计算机程序产品。

背景技术

现有技术指纹识别设备和方法使用某人的指纹作为由图像传感器或这类装置读取的图像来识别该人。该图像传感器读取要识别的该人的指纹，并且保存所读取的指纹的图像。该图像可以由用于识别目的的算法来检查。查看该指纹图像和数据库中先前登记的指纹图像之间的匹配程度。这可以通过将该指纹图像与数据库中保存的大量指纹图像作比较来完成。如果匹配程度等于或大于阈值，则该人的身份被证实。图案匹配方法可以用来计算两个指纹图像之间的匹配程度。

在现有技术中，对整个数据库进行线性搜索可以在指纹匹配期间进行。使用这种办法，数据库的全面搜索潜在地牵涉到百万或者更多的比较，总的来说，这降低了指纹匹配处理的速度。

有先前已知的方法，例如亨利(Henry)分类系统，依据指纹结构将指纹分类成主族。然而，一般来说没有安全的人工干预就难以进行这种分类。

而且，试图在指纹数据库中找到未知指纹时出现的问题是不同时间从同一手指上提取的指纹几乎从不相同。纹路上的变化可能比如取决于，但不限于：

■手指可塑性，例如在手指使劲按压表面的情况下的指纹与手指只是轻轻按压表面时的指纹相比是不同的；

■指纹因该表面上或该手指上潮湿、污垢、湿度等等而扭曲；

■该手指和该表面之间接触面积的大小；

■手指的旋转角。

因而，有利的是在指纹匹配期间搜索该数据库时不仅搜索同样的指纹图样而且搜索相似或相仿的图样。然而，使用上面提到的线性搜索法在数据库中查找相似或相仿的图样时一般来说基本上降低了速度。

因此，一种改进的指纹搜索方法、设备和计算机程序产品是有利的，使在搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库时发现匹配的速度得以提高。

发明内容

相应地，本发明优选是设法逐一地或组合在一起地缓和、减轻或去除上面标出的本领域缺陷和缺点中的一个或多个。

根据该发明的第一方面，提供一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的方法。该方法包括在一个未知指纹的图像中识别至少两个特征点；基于至少两个特征点生成多个属性；给多个属性中的每一个分配一个包括多个位数字的数字；基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示；并且将数字表示用作搜索数据库时的搜索变元；其中数字表示通过至少部分交织所述多个位数字而生成。

该交织可以包括交织多个位数字以便数字表示中各位数字以交织或交错的形式排布。

该分配可以包括给多个属性中的每一个分配一个包括多个比特的数字。

该交织可以包括交织所述多个比特中最重要的比特。

该交织可以包括交织所述多个比特中所有的比特。

该交织可以包括该多个比特的逐位交织。

该交织可以包括在数字表示内按重要性顺序从最重要的比特到最不重要的比特排布多个比特。

在一个实施例中，该分配可以包括将各个二进制数字a₃ a₂ a₁ a₀、b₃ b₂ b₁b₀、c₃ c₂ c₁ c₀、d₃ d₂ d₁ d₀...N₃  N₂ N₁ N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布多个比特来生成该数字表示：N₃...d₃c₃ b₃  a₃ N₂...d₂ c₂ b₂ a₂ N₁...d₁ c₁ b₁ a₁ N₀...d₀ c₀ b₀ a₀。

在另一个实施例中，该分配可以将各个二进制数字a₃ a₂ a₁ a₀、b₃ b₂ b₁b₀、c₃ c₂ c₁ c₀、d₃ d₂ d₁ d₀...N₃ N₂ N₁ N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布多个比特来生成该数字表示：a₃ b₃ c₃d₃...N₃ a₂ b₂ c₂ d₂...N₂  a₁ b₁ c₁ d₁...N₁ a₀ b₀ c₀ d₀...N₀。

在又一个实施例中，该分配可以包括将各个二进制数字a₇ a₆ a₅ a₄ a₃ a₂a₁ a₀、b₇  b₆ b₅ b₄ b₃ b₂ b₁ b₀、c₇ c₆ c₅ c₄ c₃ c₂ c₁ c₀ d₇ d₆ d₅ d₄ d₃ d₂ d₁ d₀...N₇ N₆N₅ N₄ N₃ N₂ N₁ N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：N₇...d₇ c₇ b₇ a₇ N₆...d₆ c₆b₆ a₆ N₅...d₅ c₅ b₅ a₅ N₄...d₄ c₄ b₄ a₄ N₃...d₃ c₃ b₃ a₃ N₂...d₂ c₂ b₂ a₂ N₁...d₁c₁ b₁ a₁ N₀...d₀ c₀ b₀ a₀。

在另一个实施例中，该分配可以包括将各个二进制数字a₇ a₆ a₅ a₄ a₃ a₂a₁ a₀、b₇ b₆ b₅ b₄ b₃ b₂ b₁ b₀、c₇ c₆ c₅ c₄ c₃ c₂ c₁ c₀ d₇ d₆ d₅ d₄ d₃ d₂ d₁ d₀...N₇ N₆N₅ N₄ N₃ N₂ N₁ N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：a₇ b₇ c₇ d₇...N₇ a₆ b₆ c₆ d₆...N₆ a₅ b₅ c₅ d₅...N₅ a₄ b₄ c₄ d₄...N₄ a₃ b₃ c₃ d₃...N₃ a₂ b₂ c₂ d₂...N₂ a₁ b₁ c₁ d₁...N₁ a₀ b₀ c₀ d₀...N₀。

在另一个实施例中，该分配可以包括将个二进制数字a₇ a₆ a₅ a₄ a₃ a₂a₁ a₀、b₇ b₆ b₅ b₄ b₃ b₂ b₁ b₀、c₇ c₆ c₅ c₄ c₃ c₂ c₁ c₀ d₇ d₆ d₅ d₄ d₃ d₂ d₁ d₀...N₇ N₆N₅N₄ N₃ N₂ N₁ N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：a₇ a₆ a₅ a₄ a₃ a₂ a₁ a₀ a₇ b₇ c₇d₇...N₇ b₆ c₆ d₆...N₆ b₅ c₅ d₅...N₅ b₄ c₄ d₄...N₄ b₃ c₃ d₃...N₃ b₂ c₂ d₂...N₂  b₁c₁ d₁...N₁ b₀ c₀ d₀...N₀。

该方法还可以包括掩码掉所述多个比特中最不重要的比特中的至少一些。

该方法还可以包括，在分配步骤之后，将多个属性分组成多个由各属性构成的子集。然后，该生成可以包括基于所述由各属性构成的子集生成所述指纹的多个数字表示，其中每个数字表示可以通过至少部分交织所述多个位数字来生成。而且，该使用可以包括将这多个数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

根据该发明第二方面，提供有一种计算机程序产品，包括当这些程序指令在有计算机能力的计算机系统上运行时导致该计算机系统执行该发明的第一方面所述方法的程序指令。该计算机程序产品可以比如嵌在的记录介质上、保存在计算机存储器中、嵌入只读存储器、或承载在电载波信号上。

根据该发明第三方面，一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的设备，包括：识别单元，适合用来识别一个未知指纹的图像中的至少两个特征点；第一生成单元，适合用来基于该至少两个特征点生成多个属性；分配单元，适合用来给多个属性中的每一个分配一个包括多个位数字的数字；第二生成单元，适合用来基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示；以及搜索单元，适合将该数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。该第二生成单元适合用来通过至少部分交织所述多个位数字来生成所述数字表示。

根据该发明的第四方面，提供有一种该发明任一方面所述的方法、设备或计算机程序产品的用途。该方法、该设备或该计算机程序产品的用途可以比如为犯罪现场调查、警察管控、在机场、工业园区或楼宇等处的验证设备或通关系统。

该发明的其他实施例在从属权利要求中限定。

附图说明

该发明其他目的、特征和优势将从如下该发明实施例的详细描述中显现，参见这些附图，其中：

图1是指纹的图形表示以及其中的特征点；

图2是作为图1中指纹特征点的特征的参数数据的图形表示；

图3是图示说明本发明一个实施例所述的方法的流程图；

图4A是一个表格；

图4B是另一个表格；

图5是本发明一个实施例所述的设备的框图；以及

图6是本发明一个实施例所述的计算机程序产品的框图。

具体实施方式

下面描述的实施例公开了最优模式并使本领域普通技术人员能够实现该发明。这些实施例中不同特征可以除了如下所述方式之外的方式结合起来。该发明可以许多不同形式来体现而且不应当被解释成限于文中所述的实施例。当然，提供这些实施例以便这个公开内容是详尽且完整的，而且将该发明的范围完全传达给本领域技术人员，该发明仅仅由所附的专利权利要求来限定。

下面将描述该方法的一个实施例。该方法大体上包括如下步骤：识别特征点；生成属性；分配数字；生成表示；并且在搜索数据库时使用该表示。这些步骤中每一个都将在下面描述。

识别特征点牵涉到识别一个未知指纹图像中的两个或多个特征点。

生成属性牵涉到基于这两个或多个特征点生成多个属性。

分配数字牵涉到给多个属性中的每一个分配一个包括多个数字例如多个二进制位数字(比特)的数字。

生成表示牵涉到基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示。所述数字表示通过至少部分交织所述多个位数字来生成。相应地，该数字表示中的位数字可以在该数字表示内以交织或交替的形式排布。因此，该数字表示的生成可以称为将多个位数字中的位数字交织包含到单个数字表示之中。

搜索数据库时使用该表示牵涉到通过将数字表示用作搜索变元来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库。

在一个实施例中，该方法还包括，在该分配之后，将多个属性分组成多个由各属性构成的子集。在这个实施例中，该生成涉及基于所述属性的子集生成所述指纹的多个数字表示。而且，该使用然后牵涉到将多个数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

经试验结果是通过由所述一个或多个数字表示来表示所述指纹，有可能用比现有技术解决方案改进的速度在包括与多个指纹相关的数据的数据库中发现相似形状的或相仿的属性。结果是有可能在所述数据库被分类整理的列表中进行速度改进的搜索。实际上，根据该发明的一些实施例该速度可以改进，速度因子改进高达并包括近似100。

指纹

图1图示说明指纹10的一部分的表示，比如人类指纹。指纹10典型是由一个或多个属性来表示，该属性作为收集的与指纹10关联的特征点的特征，这些特征点通常称为“特征(minutiae)点”。这些与指纹10关联的特征点典型是用比如图像处理技术从指纹10的图像中取得的，所有这些图像处理技术都可以由该发明的实施例实现。用于这种用途的不同的图像处理技术是现有技术已知的并可以由本领域普通技术人员实现。

指纹10的特征点可以从指纹10脊线图样中的奇异点中确定或取得。如图1中图示说明的，该脊线图样可以包括奇异点，例如脊线终点或脊线分叉。点A是脊线终点的一个例子，而点B和C是脊线分叉的一个实施例。如图2中图示说明的，每个本地特征点可以由参照系中本地特征的坐标(x，y)来表示，该参照系是给定的指纹图像中所有本地特征点所共用的。

在指纹匹配处理期间，识别未知指纹10中的两个或更多特征点。接着基于这两个或更多被识别的特征点来生成多个属性。这多个属性中每个属性一般对于所识别的特征点来说是唯一的，因而可以作为未知的指纹10至少在被识别的特征点邻近处的特征。

属性

有许多不同类型的属性，即生物测定属性，所有这些属性都可以由本发明的实施例来使用或实现。下文中，描述一些属性的例子以便这个公开内容对本领域技术人员来说详尽且完整，能够实现该发明的实施例。然而，下面提到的例子意图不在于限制该发明的范围。

属性可以是与一对特征点关联的距离D。尤其是，与特定的一对特征点关联的距离D，可以表示两个被识别的特征点之间所画直线的距离。

属性可以是被识别的特征点中每一个的坐标(x，y)处脊线图样的本地方向θ。尤其是，与特定的特征点关联的本地方向θ可以表示该脊线的方向，或者相对从特定特征点到另一特征点所画直线在该特定特征点处的图像斜率。应当理解的是在某一点(x，y)的斜率一般来说指向在该点邻近处像素值有重大改变的方向，典型地将其当作边缘准则。

属性可以是被识别的特征点中每一个的坐标(x，y)处脊线图样的角度α。尤其是，与特定特征点关联的角度α可以表示相对从特定特征点到另一特征点所画直线脊线在该特定特征点处的第一方向和相对从该特定特征点到又一特征点所画直线的脊线在该特定特征点处的第二方向之间的角度。

属性可以是与一对特征点关联的脊线计数RC。尤其是，与给定的一对特征点关联的脊线计数RC可以是被对应特征点之间所画直线所交叉的脊线的数量。

属性可以是与三个或更多被识别的特征点相关的面积A。

作为一个示例，图2中示出一些属性，这些属性作为指纹10在未知指纹10被识别的特征点A-B-C邻近处的特征。在这个示例中，属性包括D₁、D₂、D₃、θ₁、θ₂、θ₃、α₁、α₂、α₃以及A。此外，属性可以包括脊线计数RC_{A_B}、RC_{A_C}、RC_{B_C}(未示出)，在此RC_{A_B}表示由特征点A和B之间所画直线所交叉的脊线的数量，在此RC_{A_C}表示由特征点A和C之间所画直线所交叉的脊线的数量，并且在此RC_{B_C}表示由特征点B和C之间所画直线所交叉的脊线的数量。

方法

图3图示说明用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的方法的一个实施例。该数据库可以例如是一个大型数据库。大型数据库一般来说包括几百万条记录，例如千万条记录或更多。

在第一步中，步骤301，识别一个未知指纹10的图像中的两个或更多特征点。这两个或更多的特征点可以从未知指纹10中脊线图样中的奇异点取得或确定。识别特征点的步骤301可以包括提取这些特征点。

在下一步中，步骤302，基于步骤301中未知指纹10中所识别的两个或更多特征点来生成多个属性，即两个或更多属性。生成多个属性的步骤302可以包括将两个或多个特征点分组或收集成一个或多个子集(比如三元组)。每个子集可以与两个或更多特征点关联。对于可以被选择的每个子集，可以生成一个或多个属性作为所选择的子集的特征。

在步骤302中生成的一个或多个属性可以例如是属性一节中上述属性中的一个或多个。也就是，一个或多个属性可以从包括如下属性的组中选择：两个特征点之间的距离；相对从特定特征点到另一特征点所画直线脊线在该特定特征点处的方向；脊线图样在特定特征点坐标处的角度；由两个特征点之间所画的直线所交叉的脊线的数量；以及与至少一个特征点的子集关联的面积。

有许多不同的实现方案来执行步骤301-303，即识别特征点和/或生成表示指纹10的被关联的属性，所有这些属性可以被本发明的实施例使用。用来识别特征点和/或生成被关联的属性的不同方法是本领域已知的并且可以由本领域技术人员实现。因此，不会在文中再对这进行解释。

有利的是限制在步骤301中要识别的属性的数量。为了限制属性的数量，这些属性可以根据某些准则来过滤。这样的准则可以例如是但不限于所讨论的属性的最大和/或最小值。相应地，这样的标准可以是但不限于由连接所识别的特征点的直线覆盖的面积的最大和/或最小值(如果有三个或更多所识别的特征点的话)等等。通过使用某些标准过滤来减少或限制属性数量的各种规则可以由本发明的实施例实现。还有另一个限制属性数量的规则可以是只包括特征点中图像斜率或脊线方向之差满足某些过滤标准的那些属性。

在步骤303中，给多个属性中的每一个属性分配一个数字。该数字包括多个位数字。该数字可以例如是包括多个二进制位数字(比特)的数字。该数字可以例如包括4比特(即半个字节)，6比特、8比特(即一个字节)、16比特、24比特、32比特或者更多比特。

现在参照图2，在一个示例中四个属性D₁、D₂、α₁和A_{A_B_C}从指纹10这三个被识别的特征点A_B_C中生成。在步骤303中，这四个属性可以例如被分配如下由一个字节构成的二进制数字，每个分别为a₇ a₆ a₅ a₄ a₃a₂ a₁ a₀，b₇ b₆ b₅ b₄ b₃ b₂ b₁ b₀，c₇ c₆ c₅ c₄ c₃ c₂ c₁ c₀以及d₇ d₆ d₅ d₄ d₃ d₂ d₁d₀。也就是D₁被分配数字a₇ a₆ a₅ a₄ a₃ a₂ a₁ a₀，D₂被分配数字b₇ b₆ b₅ b₄ b₃b₂ b₁ b₀，诸如此类。

在步骤304中，指纹10的数字表示基于所分配的数字而生成。该数字表示通过至少部分交织多个属性的多个位数字而形成。因此，该数字表示将表示多个属性或至少与多个属性关联。相应地，该数字表示可以配置成作为指纹10至少在被识别的两个或更多特征点的相邻处的特征。因而，单个数字表示可以在步骤304中形成，其中该数字表示中至少一些位数字以交织或交替的方式排布。

基于多个属性所分配的数字创建或生成单个数字表示格外有利，一般来说有越多属性包含在该单个数字表示中，所取得的单个数字表示就变得越唯一。在一个实施例中，所分配的数字如上文中所述由多个比特形成。多个比特的交织可以包括交织多个比特以便该数字表示形成一个单值。该单值可以是比特流形式的，其中比特流中的比特以交织或交替形式排布。数字表示可以比如被创建或生成以便各个属性所分配的数字中所有比特或者只有被认为是重要比特的那些比特以交织或交替的形式包含在该单个数字表示中。

应当理解的是在结合后的单个数字表示中所牵涉的属性的数量可以是大于1的任何数。而且，应当理解的是在交织成单个数字表示之前分组来自每个属性的二进制比特可以从1比特直到高达该属性的整个长度(典型的是但不限于一个字节)。

再参照图2和以上例子，现在将描述该数字表示的各种例子。

根据该发明一个实施例，该数字表示通过按如下顺序排布这些二进制位数字而生成：d₇ c₇ b₇ a₇ d₆ c₆ b₆ a₆ d₅ c₅ b₅ a₅ d₄ c₄ b₄ a₄ d₃ c₃ b₃ a₃ d₂ c₂ b₂ a₂d₁ c₁ b₁ a₁ d₀ c₀ b₀ a₀。

根据该发明另一个实施例，该数字表示通过按如下顺序排布比特而创建：a₇ b₇ c₇ d₇ a₆ b₆ c₆ d₆ a₅ b₅ c₅ d₅ a₄ b₄ c₄ d₄ a₃ b₃ c₃ d₃ a₂ b₂ c₂ d₂ a₁b₁ c₁ d₁ a₀b₀ c₀ d₀。

根据一些实施例，该数字表示的生成或创建包括只交织所述多个比特中最重要的比特。

在一个实施例中，该数字表示通过按如下顺序排布而创建：a₇ a₆ a₅ a₄ a₃a₂ a₁ a₀ a₇ b₇ c₇ d₇ b₆ c₆ d₆ b₅ c₅ d₅ b₄ c₄ d₄ b₃ c₃ d₃ b₂ c₂ d₂ b₁ c₁d₁ b₀ c₀ d₀。

在另一个实施例中，该数字表示的生成包括按照如下比特序列每个属性只交织两个最重要的比特：d₇ c₇ b₇ a₇ d₆ c₆ b₆ a₆ d₅ d₄ d₃ d₂ d₁ d₀ c₅ c₄ c₃ c₂c₁ c₀ b₅ b₄ b₃ b₂ b₁ b₀ a₅ a₄ a₃ a₂ a₁ a₀。

在又一个实施例中，该数字表示的生成包括每个属性只交织两个或三个最重要的比特，等等。由于指纹10的图像质量、接触压力等等上的变化，一般来说认为每个属性中两个最不重要的比特不重要或者至少几乎不重要是合理的。这意味着可以掩码掉数字表示中的8个比特。在一个实施例中，该数字表示从而可以比如通过按如下顺序排布这些比特而生成：d₇ c₇b₇ a₇ d₆ c₆ b₆ a₆ d₅ c₅ b₅ a₅ d₄ c₄ b₄ a₄ d₃ c₃ b₃ a₃ d₂ c₂ b₂ a₂。

在创建该数字表示时，应当理解的是目的是要使数字表示尽可能唯一。因此，由于参与属性中一些LSD会因灰尘、湿度等而变化，所以它们可以掩码掉。所释放的空间可以改为用作添加来自一个或多个属性类型的重要比特。掩码掉参与属性中的一些LSD的另一个潜在原因是本发明各实施例的目的是查找相似或相仿的属性。有这个在头脑里，就应当认识到参与属性中的一些LSD与取得好结果无关。

在步骤305中，将该数字表示用作搜索包括与多个指纹有关的数据的数据库时的搜索变元。相应地，这些表示未知指纹10中个属性的数字被用作数据库中所保存的相似或相仿属性的二进制搜索变元。也就是，在步骤305中查找相同或相似指纹包括在包括与多个指纹相关的数据的数据库中查找对应属性。

在一个实施例中，该方法还包括，在步骤303中进行分配之后，将多个属性分组成多个属性子集的另一步骤。在这个实施例中，生成步骤，即步骤304，包括基于所述属性子集生成所述指纹的多个数字表示。而且，步骤305包括将多个数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

作为一个示例，包括与多个指纹有关的数据的数据库可以包括来自先前保存的指纹的数字表示的全局表格。该全局表格中每个元素可以不仅包括该指纹的数字表示，而且包括该指纹所来源的这个人身份的数字表示。所述身份的数字表示可以叫做所有人索引。

在一个实施例中，该搜索结果是若干个相似的数字表示，这些数字表示可以保存在临时表格T1中。就所有人索引来分类整理表格T1并通过计数某个所有人被发现的数量来创建第二表格T2。表格T2从而可以包括所有人索引和该所有人的属性的频率计数。就频率计数以增序来分类整理时，T2会将最可能的所有人的列表包括在该列表第一位。

目的是识别T2中所发现的最可能的所有人。在第一步，该所有人的索引用于从数据库中取回该最可能的所有人的指纹或其表示。在第二步，使用过滤条件生成该未知指纹的第一多个数字表示。在第三步，从数据库中取回的该已知指纹的第二多个数字表示使用与第一多个数字表示相同或相似的过滤条件生成。在第四步，第一集合中每个数字表示与第二多个数字表示中每个数字表示作比较。如果有两个表示彼此相似，则这两个表示可以创建匹配对。当所述第一和第二多个数字表示中所有表示都作了比较时，多个匹配对就创建了。

在第五步，对于每个所述匹配对，计算旋转角。该旋转角由如下关系表示：穿过所述匹配对中参与第一数字表示的特征点中的两点的一条直线和第二数字表示中对应直线之间的角度。通过计算所有匹配对的旋转角来创建多个旋转角。在第六步，计数所有旋转角的频率+/-一个允许的差，并且最大频率旋转角可以被发现并与其余旋转角的频率值比较。如果最小频率差低于一个阈值，则这些指纹不匹配。在第七步，对于所述多个匹配数字表示中参与每个数字表示的每个特征点，检测在所述多个匹配数字表示中其余数字表示中所述特征点的存在。创建多个匹配特征点PMF，在此PMF包括参与发现所述特征点的所有数字表示的所有特征点。匹配特征点的数量等于PMF中唯一特征点的数量。

图4A示出一个表格的示例，列出从分配有数字52、49、53的属性中取得的相似值。一旦查看图4A中所示的表格，应当理解的是只需要一个二进制搜索，而且线性搜索的数量足以发现该表格中所有相似的属性。如果该表格中数字A、B、C表示一个三角形的边，则本领域技术人员将认识到在相互邻近处将发现相似形状的三角形。然而，该位数字交织结果不总是相邻值列表。图4B示出另一个属性列表，在此需要2个二进制搜索以找到从相似的三元组推导出的值。可以创建更多的属性列表，表明需要2个以上的二进制搜索。已经发现，如果每个属性所分配的数字中所用的二进制位数字改变+/-1，则为在所分类整理的全局表格中发现所有相似形状的属性而需要的二进制搜索的数量与现有技术方案相比显著减少。应当认识到一旦查看图4A和图4B，并将这与在现有技术解决方案中可以使用的SQL语句比较。这样的SQL语句可以具有如下语法：

SELECT*From GLOBALTABLE where A>ACONST-2AND A<ACONST+2 AND B>BCONST-2 AND B<BCONST+2 AND C>

CCONST-2 AND C<CCONST+2

设备

在图5所示的实施例中，用于搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的设备50，包括：

识别单元501，适合用于识别未知指纹图像中的至少两个特征点；

第一生成单元502，适合用于基于至少两个特征点生成多个属性；

分配单元503，适合用于将包括多个位数字的数字分配给多个属性中的每一个；

第二生成单元504，适合用于基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示；以及

搜索单元505，适合用于将该数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

第二生成单元504，适合用于通过至少部分交织所述多个位数字来生成所述数字表示。

设备50中各单元可以比如在硬件中，例如带有存储器的处理器。该处理器可能是各种处理器中任何一种，比如Intel或AMD处理器、CPU、微处理器、可编程智能计算机(PIC)、微控制器、位数字信号处理器(DSP)、等等。然而，该发明的范围不限于这些特定的处理器。该存储器可以是能够存储信息的任何存储器，比如随机存取存储器(RAM)、比如双密度RAM(DDR，DDR2)、单密度RAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、视频RAM(VRAM)等等。存储器还可以是闪存，比如USB、便携闪存(CF卡)、SM卡、MMC存储器、记忆棒(MS卡)、SD卡、迷你SD(MiniSD卡)、微SD(MicroSD卡)、xD卡、TF卡以及微驱动存储器等等。然而，该发明的范围不限于这些特定的存储器。

根据另一个实施例，设备50包括适合用于执行实施例中任何一个所限定的方法步骤的单元。

在一个实施例中，设备50用在警察管控中或犯罪现场调查中。

在另一个实施例中，设备50用在机场、工业园区或楼宇等中的通关系统中。

在又一个实施例中，设备50用来验证某人可否使用某类设施。这种设施的例子是自动提款机、门禁系统、由各类电子设施比如移动电话或计算机构成的系统。

计算机程序产品

在图6所示的实施例中，一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的计算机程序产品60，包括：

识别代码段601，适合用于识别未知指纹图像中的至少两个特征点；

第一生成代码段602，适合用于基于至少两个特征点生成多个属性；

分配代码段603，适合用于将包括多个位数字的数字分配给多个属性中的每一个；

第二生成代码段604，适合用于基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示；以及

搜索代码段605，适合用于将该数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

第二生成代码段604，适合用于通过至少部分交织所述多个位数字来生成所述数字表示。该计算机程序产品可以例如嵌在记录介质上、保存在计算机存储器中、嵌入只读存储器中、或承载在电载波信号上。

根据另一个实施例，由计算机系统处理的计算机程序产品60包括计算机程序代码装置，用来执行实施例中任何一个所限定的方法。

计算机程序产品60可以装载并运行在有计算机能力的系统中。计算机程序、软件程序、程序产品、或者软件，在本上下文中意味着用任何编程语言、代码或符号编写的由一套执行构成的任何表达式，打算让有计算机能力的系统直接或转换成另一种语言、代码或符号之后执行特定功能。

该发明的一些实施例使搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库时搜索处理的速度得以改进。该发明一些实施例的优势在于它们使搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库具有改进的性能。

该发明可以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意结合。然而，有利的是将该发明实现为一个或多个数据处理器和/或位数字信号处理器上运行的计算机软件。该发明实施例中的元素或元件可以在物理上、功能上和逻辑上以任何合适的方式实现。的确，功能性可以在单一单元中、在多个单元中或作为其他功能单元的一部分实现。像这样，该发明的各实施例可以在单一单元中实现、或者可以在物理上和功能上分布于不同单元和处理器之间。参照图5、单元501、502、503、504、505可以比如实现在一个或多个连接在本地或远程网络中的计算机中。这种网络的例子包括但不限于LAN、WAN、UMA、GAN、蓝牙、等等。作为一个示例，在警察管控应用中使用本发明的实施例时，有利的是在本地设备中有单元501，而至少有单元505实现在远程服务器中。

上述实施例的结合和修改应当能够由这个发明所属领域的普通技术人员实现。

本发明上述实施例的应用和用途是各种各样的并且包括使用指纹匹配的所有领域

除非进行其他限定，文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)都与本发明所属领域普通技术人员通常理解的意思相同。还将理解的是术语，比如通常使用的字典中所限定的那些术语，应当解释为与它们在相关领域的范畴内的意思一致而且不会解释得理想化或过分形式化，除非文中从表达上如此限定了。

还应当强调的是文中所用的单数形式“一个”意图在于还包括复数形式，除非从表达上作别的描述了。还将理解的是术语“包括”和/或“包含”在这个说明书中使用时，是用来指明所描述的特征、整数、步骤、操作、元素、以及/或者元件，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、元件以及/或者由它们构成组的存在或增加。

上面参照特定实施例描述了本发明。然而，除了上述实施例之外有同样可能有其他实施例在该发明的范围内。通过硬件或软件或硬件和软件的结合来执行该方法的与上述不同的方法步骤可以在该发明的范围内提供。该发明不同的特征和步骤可以除上述结合方式之外的方式结合起来。上述不同的实施例不限制该发明的范围，而该发明的范围仅仅由所附的专利权利要求来限制。

Claims (17)

1.一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的方法，包括：

在一个未知指纹的图像中识别(301)至少两个特征点；

基于至少两个特征点生成(302)多个属性；

给多个属性中的每一个分配(303)一个包括多个位数字的数字；

基于所分配的数字生成(304)所述指纹的数字表示；并且

使用(305)数字表示作为搜索数据库时的搜索变元；

其特征在于数字表示通过至少部分交织所述多个位数字而生成。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该交织包括交织多个位数字以便数字表示中各位数字以交织或交错的形式排布。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该分配包括给多个属性中的每一个分配一个包括多个比特的数字。

4.根据权利要求3所述的方法，其中该交织包括交织所述多个比特中最重要的比特。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中该交织包括交织所述多个比特中所有的比特。

6.根据权利要求3至5中任何一项所述的方法，其中该交织包括该多个比特的逐位交织。

7.根据前面权利要求中任何一项所述的方法，其中该交织包括在数字表示内按重要性顺序从最重要的比特到最不重要的比特排布多个比特。

8.根据权利要求3所述的方法，其中该分配包括将各个二进制数字a₃a₂a₁a₀、b₃b₂b₁b₀、c₃c₂c₁c₀、d₃d₂d₁d₀...N₃N₂N₁N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布多个比特来生成该数字表示：N₃...d₃c₃b₃a₃N₂...d₂c₂b₂a₂N₁...d₁c₁b₁a₁N₀...d₀c₀b₀a₀。

9.根据权利要求3所述的方法，其中该分配可以将各个二进制数字a₃a₂a₁a₀、b₃b₂b₁b₀、c₃c₂c₁c₀、d₃d₂d₁d₀...N₃N₂N₁N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布多个比特来生成该数字表示：a₃b₃c₃d₃...N₃a₂b₂c₂d₂...N₂a₁b₁c₁d₁...N₁a₀b₀c₀d₀...N₀。

10.根据权利要求3所述的方法，其中该分配可以包括将各个二进制数字a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀、b₇b₆b₅b₄b₃b₂b₁b₀、c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀d₇d₆d₅d₄d₃d₂d₁d₀...N₇N₆N₅N₄N₃N₂N₁N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：N₇...d₇c₇b₇a₇N₆...d₆c₆b₆a₆N₅...d₅c₅b₅a₅N₄...d₄c₄b₄a₄N₃...d₃c₃b₃a₃N₂...d₂c₂b₂a₂N₁...d₁c₁b₁a₁N₀...d₀c₀b₀a₀。

11.根据权利要求3所述的方法，其中该分配包括将各个二进制数字a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀、b₇b₆b₅b₄b₃b₂b₁b₀、c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀d₇d₆d₅d₄d₃d₂d₁d₀...N₇N₆N₅N₄N₃N₂N₁N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：a₇b₇c₇d₇...N₇a₆b₆c₆d₆...N₆a₅b₅c₅d₅...N₅a₄b₄c₄d₄...N₄a₃b₃c₃d₃...N₃a₂b₂c₂d₂...N₂a₁b₁c₁d₁...N₁a₀b₀c₀d₀...N₀。

12.根据权利要求3所述的方法，其中该分配可以包括将各个二进制数字a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀、b₇b₆b₅b₄b₃b₂b₁b₀、c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀d₇d₆d₅d₄d₃d₂d₁d₀...N₇N₆N₅N₄N₃N₂N₁N₀分配给多个属性中的每一个，并且该生成可以包括通过按如下顺序排布这多个比特来生成该数字表示：a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀a₇b₇c₇d₇...N₇b₆c₆d₆...N₆b₅c₅d₅...N₅b₄c₄d₄...N₄b₃c₃d₃...N₃b₂c₂d₂...N₂b₁c₁d₁...N₁b₀c₀d₀...N₀。

13.根据权利要求3至11中任何一项所述的方法，还包括：掩码掉所述多个比特中最不重要的比特中的至少一些。

14.根据前面权利要求中任何一项所述的方法，包括，在分配步骤(303)之后：

将多个属性分组成多个由各属性构成的子集；其中该生成(304)包括基于所述由各属性构成的子集生成所述指纹的多个数字表示，并且其中每个数字表示通过至少部分交织所述多个位数字来生成，并且该使用(305)包括将这多个数字表示用作搜索数据库时的搜索变元。

15.一种计算机程序产品，包括当这些程序指令在有计算机能力的计算机系统上运行时导致该计算机系统执行前面权利要求中任何一项所述方法的程序指令。

16.一种用来搜索包括与多个指纹相关的数据的数据库的设备(50)，包括：

识别单元(501)，适合用来识别一个未知指纹的图像中的至少两个特征点；

第一生成单元(502)，适合用来基于该至少两个特征点生成多个属性；

分配单元(503)，适合用来给多个属性中的每一个分配一个包括多个位数字的数字；

第二生成单元(504)，适合用来基于所分配的数字生成所述指纹的数字表示；以及

搜索单元(505)，适合将该数字表示用作搜索数据库时的搜索变元；

其特征在于该第二生成单元(504)适合用来通过至少部分交织所述多个位数字来生成所述数字表示。

17.一种根据前面权利要求中任何一项所述的方法、设备或计算机程序产品的用途，该方法、该设备或该计算机程序产品的用途，用在犯罪现场调查、警察管控、在机场、工业园区或楼宇等处的验证设备或通关系统中。

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