[发明专利]一种定量计算指纹变形大小的方法

说明书

本发明公开了一种定量计算指纹变形大小的方法，包括以下步骤：1)对同一手指部位采集的两幅指纹图像进行尺度归一化预处理，并将一幅指纹图像看作标准指纹图纸，另一幅指纹图像看作变形指纹图像；2)在标准指纹图像中的指纹纹线区域内绘制正方形网格，同时对照变形指纹图像的指纹纹线区域，在标准指纹图像中选取有效正方形网格的交汇点作为参考点，建立坐标；3)在变形指纹图像中找出标准指纹图像的所有参考点对应的位置，作为变形指纹图像的参考点，绘制正方形网格和建立坐标；4)计算标准指纹图像和变形指纹图像之间的平均距离变形量和平均角度变形量5)计算变形指纹图像和标准指纹图像之间总的相对变形量ΔZ。

技术领域

本发明涉及一种定量计算指纹变形大小的方法，属于法庭科学与技术领域。

背景技术

在法庭科学与技术领域中人的指纹特征是认定人员个体身份的一类重要特征。人的手指通常表现为弹性变形体，手指与客体表面接触时在力的作用下，相同手指部位遗留在客体表面的指印痕迹每次可能并不完全一致，而是产生一定的变形，变形的程度与作用力的大小、方向、客体表面的性质等多种因素有关。作用力及其方向通常表现为拉伸、挤压和拧动旋转等，作用力及其方向不仅会改变指纹区域各点之间的相对距离大小和各点连线的角度大小，甚至还会造成指纹细节特征类型的改变。手指皮肤表面由于变形将导致指纹各点之间的距离以及各点之间连线所成的角度发生变化。

可以说指纹变形是法庭科学与技术领域中经常涉及到的问题，然而目前对指纹变形的程度多为直观定性的衡量，缺少对指纹变形量大小的全面系统的定量计算。有研究人员提出针对指纹变形大小的定量计算方法，在该方法中需要制作手指相同部位的标准指纹和大变形指纹，然后在标准指纹和大变形指纹中分别寻找两个指纹细节特征点作为参考点，测量并计算指纹最大变化值，根据细节特征之间的间距求解指纹变形系数，并将其作为指纹变形的定量衡量值。这种方法虽然可以定量评价两枚指纹之间变形程度的大小，但该方法存在以下三个缺点：一、该方法仅选取两个指纹细节特征作为参考点，缺少对整个指纹纹线区域变形程度的度量；二、该方法以指纹细节特征作为参考点使得评价指纹变形的区域受到限制，通常来说指纹细节特征在指纹纹线区域的分布并不均匀，对于指纹细节特征分布稀疏的指纹纹线区域，使用该方法时可能会由于缺少指纹细节特征而受到限制；三、该方法考虑了两枚指纹的指纹细节特征点之间的距离变形量，但两枚指纹之间的角度变形量没有加以考虑。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种定量计算指纹变形大小的方法，能够解决两枚指纹之间变形程度定量计算的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种定量计算指纹变形大小的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对同一手指部位采集的两幅指纹图像进行尺度归一化预处理，并将一幅指纹图像看作标准指纹图像，另一幅指纹图像看作变形指纹图像；

2)在标准指纹图像中的指纹纹线区域内绘制正方形网格，同时对照变形指纹图像的指纹纹线区域，在标准指纹图像中选取有效正方形网格的交汇点作为参考点，并对参考点编号，建立坐标；

3)在变形指纹图像中找出标准指纹图像的所有参考点对应的位置，作为变形指纹图像的参考点，按照对应的顺序标注参考点编号，根据变形指纹图像中的前两个参考点的位置调整变形指纹图像的角度，使得这两个参考点之间的连线与图像水平方向平行，绘制正方形网格和建立坐标；

4)计算标准指纹图像和变形指纹图像之间的平均距离变形量和平均角度变形量

5)计算变形指纹图像和标准指纹图像之间总的相对变形量ΔZ；计算公式如下：

式中，w为平均角度变形量相对于平均距离变形量的加权因子，ΔZ从总体上描述变形指纹图像相对于标准指纹图像的变形程度大小。