[发明专利]一种基于双旋转特征描述子的指纹模板加密方法

权利要求书

1.一种基于双旋转特征描述子的指纹模板加密方法，其特征在于，所述基于双旋转特征描述子的指纹模板加密方法包括以下步骤：

步骤一，基于双旋转特征描述子的指纹不可逆加密方法；

步骤二，利用用户注册指纹，提取细节点周围方向场描述子与频率场描述子，生成细节点复合场描述子F；具体包括：

(1)根据注册指纹图像的预处理结果，得到指纹细节点信息、方向场信息与频率场信息；

(2)以每个细节点为中心构造L个半径为r同心圆，每个圆上包含K_l个采样点p_k,l；以细节点的方向作为初始方向，沿逆时针由内而外对采样点依次进行编号，并计算采样点的方向场与频率场与细节点方向与频率的差值，生成细节点复合场描述子F；

步骤三，将细节点进行三三配对，组成三角形结构描述子，并利用三角形中心点与三角点的空间关系进行旋转平移，确保旋转平移不变性，提取边长、角度三胞特征信息H；具体包括：

(1)根据局细节点坐标信息，按照欧氏距离度量关系进行三三配对，生成三角形结构描述子；

(2)计算三胞中三个细节点到中心点连线生成的三个夹角θ_ab、θ_bc、θ_ac，并按照上述三个夹角的角度的大小关系进行旋转平移，保证三胞描述子的旋转平移不变性；

(3)计算三胞特征的三边长L₁、L₂、L₃，以及细节点角度和细节点与中心点连线逆时针方向的夹角生成三胞特征信息H；

步骤四，对增强后得到的指纹细化图，从左到右，从上到下，通过细节特征8邻域逐像素追踪脊线信息，并对追踪脊线信息进行编号；计算三胞细节点间的脊线个数N，并设计弹性形变δ允许细节点间的脊线具有一定弹性形变，避免指纹弹性形变的干扰；

步骤五，通过上述细节点复合场描述子F、三胞特征信息H、三胞脊线个数N，生成具有旋转平移不变性的双旋转特征描述子，并代入不可逆加密函数，生成指纹加密模板；

步骤六，当用户需要进行验证时，将查询指纹与注册指纹一样重复上述步骤，生成查询指纹加密模板，与注册指纹加密模板进行加密域匹配，完成指纹模板加密流程。

2.如权利要求1所述的基于双旋转特征描述子的指纹模板加密方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：

(1)根据注册指纹图像的预处理结果得到指纹细化图，并通过细节特征8邻域逐像素追踪脊线信息，从左到右，从上到下追踪到的脊线进行编号，当遇到交叉点时，等同于将该脊线断开，按顺序置于新的编号；

(2)将三胞中两两细节点进行连线，生成的线段按照垂直方向上下移动δ个像素；在该线段上下移动生成的矩形区域内，逐个像素判断区域内每个像素其8邻域内出现的不同脊线编号的次数；当遍历完该连线后，会获得这两个细节点间的脊线个数N。

3.如权利要求1所述的基于双旋转特征描述子的指纹模板加密方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

(1)构建双旋转特征描述子的特征信息T，其主要包括三个子特征信息，分别为三胞中细节点复合场描述子F_T、三胞特征信息H、三胞脊线个数N，特征信息T的公式表示为：

其中，L为三胞个数；

(2)根据用户随机生成密钥信息K，将K分为K1、K2两个子密钥；

(3)将三胞细节点复合场描述子F_T的特征信息c₁、c₂...c_i代入不可逆变换函数，将变换后的数据集F′_T＝{h₁,h₂}以及数据集三胞特征信息H、三胞脊线个数N结合生成注册指纹加密模板数据其中，不可逆变换函数的公式如下：

其中，i为F_T中采样点的个数。