[发明专利]自动指纹图像提取的方法和设备

说明书

本发明适用于指纹识别领域，提供了一种具有标识的标尺及利用该标尺自动提取指纹的方法，包括：将标尺放在临近指纹的位置；通过图像捕获设备自动检测标识的位置并在用户界面上显示；帮助用户根据标识的位置调整图像捕获设备的相机，使指纹位于相机视图的最佳位置；当指纹位于相机视图的最佳位置时启动自动对焦；使用标识的位置在指纹上自动对焦；完成自动对焦后，开始拍摄图像；使用所述标识的位置来校正所述指纹图像的投影变形，并将其重新调整为1:1的比例。相对于传统方法，本发明在速度，准确性和易用性方面有了较大的改进。

技术领域

本发明主要涉及指纹识别领域。更具体地说，它涉及指纹图像的自动拍摄。

背景技术

指纹识别验证主要分为两类：1:1验证和1:N验证。在1:1验证中，在一个设备上只有一枚登记的指纹，唯一的验证是尝试的用户是否与登记的指纹正确匹配。一个非限制性的示例包括使用指纹验证解锁手机。相对地，1:N验证涉及针对可能包含数千到数十亿的指纹图像的大型数据库搜索一枚指纹以确定指纹的身份。1:N验证的一个重要使用场景是潜在指纹匹配，其中“潜在”指纹指的是意外留下的印痕而不是有意从某个体提取的。一个非限制性的示例包括犯罪现场指纹匹配。1:N验证的问题包括指纹质量差或发生畸变，或者只有一小部分指纹可用于匹配。

当指纹数据库是小型规模或中型规模时，传统的指纹识别技术已经被成功地用于解决犯罪。使用指纹解决犯罪的传统流程通常包括三个步骤：指纹提取，物证专家标记特征和匹配后端数据。

在提取指纹阶段，警察或其他调查机构会从犯罪现场采集指纹。根据指纹附着的表面，可以使用不同的方法。例如，在平坦表面上，可以使用多光谱光源来使指纹可见。如果指纹附着在窗帘或其它织物上，可以使用化学化合物使指纹更清晰可见以便对其拍照。最终，将获得一组指纹图像或样本。

在下一步骤中，指纹图像(或样本)会被带回办公室或实验室以供指纹专家标记特定特征。通常，一个指纹需要大约半小时来标记，整个犯罪现场的指纹可能需要耗费大约十个小时。

在最后一步中，将标记的特征发送到匹配的后端以从数据库中查询排名靠前的候选者。这通常需要几个小时才能完成。作为非限制性示例，传统技术严重依赖于指纹的细节特征来进行匹配。细节(或微观尺度)特征包括指纹中脊线和谷线的末端和分叉。宏观尺度特征(例如指纹核心和增量之间的距离)也可用于执行过滤以加速该过程。

虽然指纹匹配已被广泛应用于解决犯罪，但潜在指纹提取仍然需要耗费很多精力。在许多情况下，通常会放置一个比例尺在指纹旁边，然后可以用数码相机拍摄指纹图像。图像会随后被带到公安局，专家需要根据图像中的比例尺将图像重新缩放为1:1的比例。这需要大量的手动工作。此外，如果相机未放置在潜在指纹的正上方并与表面平行，则指纹可能会以其他方式形变，这些形变无法轻易纠正。这种形变会降低识别准确度。在其他情况下，指纹样本可以用胶带制作，但是这个过程可能会损坏指纹，并且还需要额外的手动操作。样本采集后可以使用上述的方法用相机在指纹样本上拍摄图像，或者使用扫描仪机器来获得样本的1:1数字副本。

另外，在许多情况下也需要提取人的活体指纹。作为非限制性示例，当匹配从犯罪现场收集的潜在指纹时，需要排除事主的指纹。目前，这是通过人工检查完成的，需要使用墨水对事主收集指纹，甚至会将指纹扫描仪带到犯罪现场。但是，这些方法要么需要警官具备相关的专业知识，要么需要额外的装置。

在所有情况下，目前的指纹提取方法都需要大量的手动操作，并且可能导致指纹图像变形从而降低匹配后端的识别准确度。此外，便携式计算设备在警察工作中越来越受欢迎。因此，在移动计算设备上进行自动指纹提取成为了一个迫切的需求。

发明内容

在速度，准确性和易用性方面，本发明的实施例相对于传统方法都有改进。本发明的实施例可包括以下特征中的部分或全部。它使用特殊设计的标尺和标识来定位指纹(无论是潜指纹还是活体指纹)，并能够校正变形。它使用便携式计算设备拍摄图像，并能够使用一个或多个处理器自动检测标识并校正变形。校正后的图像可以被发送到匹配后端以找到最佳候选者。