CN101794375A - 一种高速高精度的指纹身份验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种高速高精度的指纹身份验证方法。包括指纹信息数据库和指纹验证数据库，还包括指纹信息加载模块、指纹信息验证模块和验证结果确认模块；指纹信息加载模块将识别人的指纹识别信息从指纹信息数据库中读出并加载入指纹验证数据库；指纹信息验证模块根据指纹验证数据库中的指纹识别信息对识别人进行指纹生物特征识别，并将识别结果在指纹验证数据库中进行标记；验证结果确认模块从指纹验证数据库中读取有标记的记录并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时将该记录从指纹验证数据库中删除。本发明具有指纹验证快速准确的特点，能够有效在验证人数多、验证时间紧的情况下，高速高精度地实现身份指纹验证。

Description

一种高速高精度的指纹身份验证方法

技术领域

本发明涉及的是一种生物特征身份识别方法，具体涉及的是一种指纹身份验证方法。

背景技术

随着信息化时代的到来，基于生物特征的人体身份识别技术越来越受到重视。在众多生物特征识别方式中，指纹识别是根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定。存在易于提取、识别速度快，精度高等优点，是目前应用最广的人体身份生物特征验证方法。

尽管指纹生物特征识别技术相对其它生物特征识别技术已经比较成熟，但在特定的短期大批量身份验证场合仍难以应用。例如各类大型考试中，要求在一小时内完成近万人的考生身份识别。这时，指纹身份识别方法不论是识别速度，还是识别精度都无法满足需要。这严重影响了指纹身份识别技术在这类场合的应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可应用于短期大批量身份验证场合的一种高速高精度指纹身份验证方法。

本发明的目的是这样实现的：包括指纹信息数据库和指纹验证数据库，还包括指纹信息加载模块、指纹信息验证模块和验证结果确认模块；所述指纹信息加载模块将识别人的指纹识别信息从指纹信息数据库中读出并加载入指纹验证数据库；所述指纹信息验证模块根据指纹验证数据库中的指纹识别信息对识别人进行指纹生物特征识别，并将识别结果在指纹验证数据库中进行标记；所述验证结果确认模块从指纹验证数据库中读取有标记的记录并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时将该记录从指纹验证数据库中删除。

本发明的具体步骤为：

首先，指纹信息加载模块通过读取存储在二维条码或射频芯片中的识别人身份信息，快速在指纹信息数据库中锁定该识别人并将其指纹特征、指纹图像、人脸图像等信息读出并加载入指纹验证数据库；

随后，识别人实时采集指纹并利用指纹验证模块中的一对多验证子模块进行身份验证，即识别人实时采集指纹的指纹特征和指纹验证数据库中所有预留指纹特征进行逐一匹配，当最佳匹配指纹的匹配程度达到70％以上时，认为识别人身份验证通过，并将最佳匹配指纹的所属人作为识别结果输出，同时在指纹验证数据库中对该识别人进行标记，如果数据库中所有预留指纹的匹配程度均未达到70％，则转入一对一指纹验证子模块对识别人进行识别；

最后，验证结果确认模块从指纹验证数据库中读出有验证标记的识别人记录，并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时，从指纹验证数据库中删除该识别人信息。

所述一对一指纹验证子模块对识别人进行识别的方法为：一对一指纹识别子模块先在指纹验证数据库中锁定识别人，然后，在识别人预留的指纹图像引导下，实时采集识别人指纹特征和该识别人在指纹验证数据库中预留的指纹特征进行比对，给出匹配比值，该匹配比值达到60％时，认为通过，同时显示识别人信息采集时的指纹图像和人脸图像信息与识别人实时采集信息进行比对，最后根据指纹特征匹配比值，指纹图像比对结果，人脸图像比对结果进行决策级信息融合并给出最终识别结论。

所述信息融合是采取投票表决方式，即三种识别结果中，有两种或三种通过才认为识别人验证通过，否则验证失败；不论验证是否通过都将在指纹验证数据库中对该识别人进行标记。

本发明具有以下优点：

1、在指纹信息数据库基础上，设立指纹验证数据库，大幅提高指纹验证速度；

2、指纹信息加载和指纹身份识别同步进行，节省身份验证时间。

3、指纹验证采用一对多指纹验证模块为主，一对一指纹验证模块为辅的指纹身份复合验证方法，高速高精度地进行指纹身份验证；

4、一对多指纹验证模块利用数据库共享技术，实现多通道高速指纹身份验证；

5、一对一指纹验证模块采用指纹特征自动比对、指纹图像比对、人脸图像比对的复合信息验证技术，实现高精度指纹身份认证；

本发明具有指纹验证快速准确的特点，能够有效在验证人数多、验证时间紧的情况下，高速高精度地实现身份指纹验证。

附图说明

图1是本发明的高速高精度的指纹身份验证方法的构成框图；

图2是本发明的指纹身份验证方法工作流程图；

图3是指纹一对一身份验证流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

1.结合图1所示，以指纹信息数据库和指纹验证数据库为中心，还包括指纹信息加载，指纹信息验证和验证结果确认等三个模块组成。

2.设立指纹验证数据库

一般的指纹特征识别方法均采用一个总的指纹信息数据库同时支持识别人指纹特征的读取及其验证。但在特定的短期大批量身份验证场合下，需要验证的人数往往达到几万人，这将导致指纹信息数据库非常庞大。这种情况下，对一个总的指纹信息数据库进行读写操作将导致系统工作效率低下。这是指纹特征识别技术无法在短期大批量身份验证场合下正常应用的主要原因之一。

本方法在保留指纹信息数据库基础上设立了指纹验证数据库。

指纹信息加载模块将识别人的指纹识别信息从指纹信息数据库中读出并加载入指纹验证数据库。指纹信息验证模块则根据指纹验证数据库中的指纹识别信息对识别人进行指纹生物特征识别，并将识别结果在指纹验证数据库中进行标记。最后，验证结果确认模块从指纹验证数据库中读取有标记的记录并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时将该记录从指纹验证数据库中删除。这样，通过几个模块的分工合作，真正参与指纹验证的指纹验证数据库中最多只保留50人的指纹信息，显著提高了指纹识别速度。

3.指纹信息加载和指纹信息验证并行运行

识别过程中，指纹信息加载模块通过读取存储在二维条码或射频芯片中的识别人身份信息，快速在指纹信息数据库中将识别人的指纹特征、指纹图像、人脸图像等信息读出并加载入指纹验证数据库。同时，指纹信息验证模块则利用指纹验证数据库中的指纹信息对识别人进行身份识别。这样，本方法以指纹验证数据库为中心，实现指纹信息加载模块和指纹信息验证模块的并行工作。相对于一般指纹特征识别方法中指纹信息读取和信息验证串行工作方式而言，通过采取这一措施，本方法的指纹验证速度可以提高一倍。另外，针对指纹信息加载速度快于指纹验证速度，本方法利用数据库共享技术采取多通道指纹验证，以解决验证速度相对信息加载速度慢的瓶颈问题。

4.复合式指纹验证方式

为了适应短期大批量身份验证场合应用需要，本方法中指纹信息验证模块采用一对多指纹验证子模块为主，一对一指纹验证子模块为辅的指纹信息复合验证方法，以高速高精度地进行指纹身份验证。

首先，为了提高验证速度，本方法采用一对多方式对识别人进行指纹识别。即系统无需对识别人进行身份锁定再进行指纹识别，而是直接采集指纹进行识别，这可完全节省对识别人进行身份锁定所需时间。这里，一对多方式的指纹识别原理是先对现场直接采集的指纹进行特征提取，然后在指纹信息数据库中对所有预留指纹特征进行逐一比对，最后，给出特征匹配程度最高(应大于70％)的特征所属人作为识别结果。但是，由于大批量验证场合下，指纹信息数据库中的指纹特征数目非常庞大，这导致一对多指纹识别方式无论在识别时间上，还是识别精度上都不可行。然而，由于本系统设立了指纹验证数据库作为指纹验证模块所需指纹验证信息的来源，从而使一对多指纹识别方式在短期大批量身份验证场合下成为可能。

但是，指纹一对多验证方式也存在一个难以克服的问题，这就是，当没有在指纹验证数据库中找到与识别人指纹特征相匹配的指纹时，无法给出明确的识别结论。因为导致识别人指纹验证失败有两种可能，一种可能是识别人确实不是本人；另一种可能是识别人的指纹存在缺陷，如信息采集时采集部位不当，季节性爆皮，指纹过浅甚至无指纹等。针对这一问题，本方法设计了一对一指纹验证子模块加以解决。

系统设立一对一指纹识别通道。极少数无法通过一对多指纹验证的识别人将自动被转到该通道。在该通道，首先在指纹验证数据库中锁定识别人，这可以通过读取存储在二维条码或射频芯片中的识别人身份信息加以实现。然后，在识别人预留的指纹图像引导下，系统重新采集识别人指纹特征并和该识别人在指纹验证数据库中预留的指纹特征进行比对，给出匹配比值，该匹配比值达到60％时，认为验证通过。同时显示识别人信息采集时的指纹图像，人脸图像等信息与识别人实时采集信息进行比对，最后根据指纹特征匹配比值，指纹图像比对结果，人脸图像比对结果进行决策级信息融合并给出最终识别结论。该信息融合采取投票表决方式，即三种识别结果中，有两种或三种通过才认为识别人验证通过，否则验证失败。整个一对一指纹验证过程都将记录在案，从而避免各种纠纷的产生。

结合图2，其具体步骤为：

首先，指纹信息加载模块通过读取存储在二维条码或射频芯片中的识别人身份信息，快速在指纹信息数据库中锁定该识别人并将其指纹特征、指纹图像、人脸图像等信息读出并加载入指纹验证数据库。

随后，识别人实时采集指纹并利用指纹验证模块中的一对多验证子模块进行身份验证。即识别人实时采集指纹的指纹特征和指纹验证数据库中所有预留指纹特征进行逐一匹配，当最佳匹配指纹的匹配程度达到70％以上时，认为识别人身份验证通过，并将最佳匹配指纹的所属人作为识别结果输出，同时在指纹验证数据库中对该识别人进行标记。如果数据库中所有预留指纹的匹配程度均未达到70％，则系统自动转入一对一指纹验证子模块对识别人进行识别。

结合图3，与一对多指纹识别子模块不同，一对一指纹识别子模块先在指纹验证数据库中锁定识别人，然后，在识别人预留的指纹图像引导下，系统将实时采集识别人指纹特征和该识别人在指纹验证数据库中预留的指纹特征进行比对，给出匹配比值，该匹配比值达到60％时，认为通过。同时显示识别人信息采集时的指纹图像，人脸图像等信息与识别人实时采集信息进行比对，最后根据指纹特征匹配比值，指纹图像比对结果，人脸图像比对结果进行决策级信息融合并给出最终识别结论。该信息融合采取投票表决方式，即三种识别结果中，有两种或三种通过才认为识别人验证通过，否则验证失败。这里，不论验证是否通过都将在指纹验证数据库中对该识别人进行标记。

最后，验证结果确认模块从指纹验证数据库中读出有验证标记的识别人记录，并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时，从指纹验证数据库中删除该识别人信息。

Claims (4)

1.一种高速高精度的指纹身份验证方法，包括指纹信息数据库和指纹验证数据库，还包括指纹信息加载模块、指纹信息验证模块和验证结果确认模块；其特征是：所述指纹信息加载模块将识别人的指纹识别信息从指纹信息数据库中读出并加载入指纹验证数据库；所述指纹信息验证模块根据指纹验证数据库中的指纹识别信息对识别人进行指纹生物特征识别，并将识别结果在指纹验证数据库中进行标记；所述验证结果确认模块从指纹验证数据库中读取有标记的记录并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时将该记录从指纹验证数据库中删除。

2.根据权利要求1所述的一种高速高精度的指纹身份验证方法，其特征是具体步骤为：

首先，指纹信息加载模块通过读取存储在二维条码或射频芯片中的识别人身份信息，快速在指纹信息数据库中锁定该识别人并将其指纹特征、指纹图像、人脸图像等信息读出并加载入指纹验证数据库；

随后，识别人实时采集指纹并利用指纹验证模块中的一对多验证子模块进行身份验证，即识别人实时采集指纹的指纹特征和指纹验证数据库中所有预留指纹特征进行逐一匹配，当最佳匹配指纹的匹配程度达到70％以上时，认为识别人身份验证通过，并将最佳匹配指纹的所属人作为识别结果输出，同时在指纹验证数据库中对该识别人进行标记，如果数据库中所有预留指纹的匹配程度均未达到70％，则转入一对一指纹验证子模块对识别人进行识别；

最后，验证结果确认模块从指纹验证数据库中读出有验证标记的识别人记录，并将验证结果存入指纹信息数据库中，同时，从指纹验证数据库中删除该识别人信息。

3.根据权利要求2所述的一种高速高精度的指纹身份验证方法，其特征是所述一对一指纹验证子模块对识别人进行识别的方法为：一对一指纹识别子模块先在指纹验证数据库中锁定识别人，然后，在识别人预留的指纹图像引导下，实时采集识别人指纹特征和该识别人在指纹验证数据库中预留的指纹特征进行比对，给出匹配比值，该匹配比值达到60％时，认为通过，同时显示识别人信息采集时的指纹图像和人脸图像信息与识别人实时采集信息进行比对，最后根据指纹特征匹配比值，指纹图像比对结果，人脸图像比对结果进行决策级信息融合并给出最终识别结论。

4.根据权利要求3所述的一种高速高精度的指纹身份验证方法，其特征是所述信息融合是采取投票表决方式，即三种识别结果中，有两种或三种通过才认为识别人验证通过，否则验证失败；不论验证是否通过都将在指纹验证数据库中对该识别人进行标记。

Images