[发明专利]一种基于融合特征描述子的指纹加密方法

权利要求书

1.一种基于融合特征描述子的指纹加密方法，其特征在于，所述基于融合特征描述子的指纹加密方法首先需要构造免配准的特征描述子，描述子由三部分构成，分别为指纹细节点方向场特征描述子、指纹细节点局部结构描述子，脊线计数特征描述子；然后将描述子存入辅助数据HelperData中，用于指纹加密算法的加密域匹配；利用模糊保险库FuzzyVault算法将指纹特征信息与密钥进行绑定，添加杂凑点，生成Vault；当用户需要进行验证时，将查询指纹与注册指纹生成的HelperData计算匹配分数，与注册指纹进行加密域匹配，完成指纹加解密流程；

所述基于融合特征描述子的指纹加密方法具体包括：

第一步，对用户注册指纹Q和验证指纹T，进行指纹图像，增强，二值化预处理操作；

第二步，根据指纹预处理后图像，从左往右，从上往下依次提取指纹细节点坐标与方向，生成细节点集其中n为细节点的个数；生成方向场信息；

第三步，利用用户注册指纹，提取细节点周围方向场特征描述子，生成细节点方向场特征描述子F；在F将局部细节点进行两两配对，组成局部结构描述子LS，并计算两个细节点之间的脊线计数N；

第四步，将方向场特征描述子F、局部结构描述子LS和脊线计数N进行融合，将融合后的特征描述子存入HelperData中；

第五步，细节点集M编码，密钥K处理，利用Fuzzy Vault算法将指纹特征信息与密钥K进行绑定，添加杂凑点，生成Vault；

第六步，当用户需要进行验证时，将查询指纹与注册指纹生成的HelperData计算匹配分数，与注册指纹进行加密域匹配，完成指纹加解密流程；

所述第三步具体包括：

步骤一，根据注册指纹图像的预处理结果，得到的指纹细节点信息、方向场信息，构造细节点方向场特征描述子；

步骤二，以细节点为中心构造L个半径为的同心圆，r_L为最大同心圆的半径，以细节点的方向作为初始方向，每个圆上包含K_l个采样点p_k,l；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细节点方向的差值生成细节点方向场特征描述子其中n为细节点的个数；

步骤三，以细节点为参考点，在半径为r_L的圆内，进行参考点与其他细节点的两两配对，计算细节点对的欧式距离Δd和方向差Δθ，生成局部结构描述子其中m为细节点对的个数，n为细节点的个数；

步骤四，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；

步骤五，将LS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；遍历该连线，获得这两个细节点间的脊线个数N_i。

2.如权利要求1所述的基于融合特征描述子的指纹加密方法，其特征在于，所述第一步具体包括：

步骤一，对注册指纹和验证指纹图像采用Gabor滤波器进行图像增强，脊线信息增强，垂直于脊线的噪声减弱；

步骤二，将指纹增强图像，通过固定阈值法进行图像二值化处理得到指纹二值化图像。

3.如权利要求1所述的基于融合特征描述子的指纹加密方法，其特征在于，所述第二步具体包括：

步骤一，根据注册指纹图像的预处理结果，通过基于链码的指纹特征提取方法，沿着脊线的边界逆时针方向追踪脊线，发生明显偏转时，记录为细节点M_i，生成细节点集其中n为细节点的个数；

步骤二，通过Sobel算子计算出每一点的梯度信息，得到细节点的方向，生成方向场信息。

4.如权利要求1所述的基于融合特征描述子的指纹加密方法，其特征在于，所述第四步具体包括：

步骤一，构建融合特征描述子的特征信息FT，包括细节点方向场特征描述子F、局部结构描述子LS，脊线计数N特征信息FT的公式表示为：

其中，n为细节点的个数；

步骤二，将融合后的特征描述子信息存入Helper data。