[发明专利]一种指静脉可取消特征模板的保护方法及其保护装置

说明书

本发明公开了一种指静脉可取消特征模板的保护方法及其保护装置，该方法包括以下步骤：将指静脉图像中各邻域差分进行映射，获取差分激励图；判断指静脉方向，并计算弯曲度，获取几何特征图；差分激励图与几何特征图联合，获取二维特征图，获取两个方向的特征矩阵；对特征矩阵降维，获取特征向量；生成随机数向量，获取随机矩阵；将特征向量联合成特征矩阵，再将特征向量与随机矩阵内积运算，获取可取消模板；将可取消模板投影至同一个子空间，建立目标函数，生成指静脉可取消模板；将指静脉可取消模板匹配，计算测试样本与训练样本的相似度，对测试样本分类。本发明提高识别性能和撤销/可重用性，增加不可逆性、多样性以及安全性。

技术领域

本发明涉及生物特征识别技术领域的一种保护方法，尤其涉及一种指静脉可取消特征模板的保护方法，还涉及该保护方法的指静脉可取消特征模板的保护装置。

背景技术

目前生物特征识别广泛应用于各个领域，其所伴随的身份信息安全问题越来越突出，使得生物特征信息保护成为当前信息安全的主要研究方向之一。生物特征具有唯一性，稳定性，即每个人的生物特征都不相同，且在很长时间内不会有变化。唯一性，使其广泛应用于用户身份识别；稳定性，使得用户的特征信息一旦发布，即使用户特征被盗取，也不能重新生成新的生物特征。而可取消模板是将原始生物特征映射到新的特征空间，再进行特征匹配，即使特征信息泄露，也可以将模板撤回并重新发布。因此，可取消生物特征模板的保护至关重要。

近年来，可取消模板方法成功应用于掌纹，指纹，面部等特征。可取消模板保护方法主要分为三大类：1)基于随机映射的方法，该方法将提取生物的原始特征模板，通过不同的映射方案，将原始特征模板投影到新的特征空间，不会影响原始生物特征之间的距离，可以确保安全性和识别率，但缺点是直接保存随机映射后的变换数据作为生物特征模板，存在利用交叉匹配或逆变换攻击而恢复原始信息。2)基于ECG的方法，该方法与外在生物识别技术相比，心电图的内在和动态特性及其固有的生命指示使得它们极易被盗或伪造，这增加了重放攻击的难度。3)基于biohash的方法，该方法利用用户特定的token生成RP矩阵对提取的原始生物特征信息进行映射变换，量化后的二进制数据保存为不可逆的生物特征模板，在一定程度上保证了模板的不可逆性。尤其在隐藏条件下，可获得接近于零的等错误率。但如果token丢失，识别性能大大降低。综上所述，现有的这些识别性能较好的可取消生物特征模板方法不能保证安全性，而保证生物特征模板安全的方法识别性能较差。

发明内容

为解决现有的生物特征模板方法识别性能高的方法不能保证识别安全性，而保证生物特征模板安全的方法识别性能较差的技术问题，本发明提供一种指静脉可取消特征模板的保护方法及其保护装置。

本发明采用以下技术方案实现：一种指静脉可取消特征模板的保护方法，其包括以下步骤：

(1)对指静脉样本的指静脉图像进行特征提取；其中，所述指静脉样本为测试样本或训练样本；特征提取方法包括以下步骤：

(1.1)将所述指静脉图像中各邻域差分根据方向角进行映射，获取差分激励图；

(1.2)根据所述静脉样本，判断指静脉方向，并计算所述指静脉方向的弯曲度，以获取双可变曲率的两个几何特征图；

(1.3)将所述差分激励图分别与两个几何特征图构建联合分布二维特征，并分别获取两个联合分布二维特征图，获得两个方向得特征矩阵；

(2)根据两个方向的特征矩阵，生成指静脉可取消模板；其中，所述指静脉可取消模板包括以下步骤：

(2.1)对两个特征矩阵进行PCA降维，获取特征向量；

(2.2)通过用户令牌生成一组随机数向量，获取随机矩阵；

(2.3)先将每个方向上的所述特征向量联合成一个特征矩阵，再将所述特征向量与所述随机矩阵的列向量进行内积运算，生成对应方向上的模板，获取两个方向上的可取消模板；