[发明专利]小面积指纹图像拼接方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明涉及特征比对领域，公开了一种小面积指纹图像拼接方法、装置、设备及可读存储介质，其包括：获取待比对指纹图像，对图像进行图像预处理，分离成前景区域与背景区域；计算所述前景区域的灰度方差并根据所述灰度方差进行图像质量评分，得到待比对指纹图像的质量评分；从待比对指纹图像提取预设个数的特征点；基于特征点与参照指纹模板的特征点进行特征比对，判断待比对指纹图像是否与参照指纹模板相似；若是，确定待比对指纹图像与参照指纹模板之间的相似区域与非相似区域并进行拼接，得到新的参照指纹模板。本发明依据图像质量评分来保证每次更新进去的特征点来自图像质量更高的图像，进而能逐渐增强和改善参照指纹模板的稳定性。

技术领域

本发明涉及图像拼接领域，尤其是涉及一种小面积指纹图像拼接方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

指纹识别技术已经广泛应用到手机、电脑、智能门锁、柜子锁、U盘、SSD等需要识别个人身份场景。同时考虑到更好的嵌入式集成设计，终端更倾向于采用小面积的指纹传感器，这就导致采集到的指纹图像面积变小，含有的指纹有效信息相应变少，直接影响到自动指纹识别的结果。与此同时，也将导致同一根手指的不同指纹图像之间的重叠区域较小，当认证图像与模板图像之间的重叠区域较小时，它们之间的共同信息较少，无法根据这些信息准确的判断认证图像和模板图像是否归属于同一根手指。指纹拼接就是为了解决这一问题而被引入到指纹图像识别技术中。目前的指纹识别系统中，指纹拼接方法主要分为以下两类：

（1）指纹图像拼接的方法。A.K.Jain和Arun Ross提出了指纹拼接是一个可以通过改进的迭代最近点算法（Iterative Closest Point，简称为 ICP）解决的 3D 曲面配准问题。Choi等人提出了在传感器表面滑动手指并拼接这些部分指纹图像的方法。张永良提出了一种基于扩展相位相关方法的滑动指纹序列拼接算法。该算法对相位相关法进行了改进，然后估测相邻两个指纹图像帧序列之间的平移量，最后得到指纹序列拼接图像。这种基于指纹图像拼接方法需要重建整副指纹图像，计算量和内存存储量都比较大；

（2）指纹图像特征拼接的方法。Mathur等人提出了一种使用AKAZE方法的移动设备注册方法，首先用AKAZE算法检测关键点，然后进行关键点匹配，选择最好的k对关键点，最后计算匹配分数，该方法模拟手机端的指纹注册过程，在注册阶段要求用户按照规定的方式录入很多张同一手指的指纹（市场上手机通常在注册阶段要求用户注册 10-20次指纹）。这种方法针对同一个用户需要存储多张模板图像，将会占用较多的存储空间，而且在匹配阶段，认证图像需要跟多张模板图像进行比对，增加了匹配的次数和时间，同时也需要制定策略来决定与认证图像进行匹配的模板图像的顺序，增加了算法的复杂度。另外还有基于传统细节点位置信息的特征模板拼接方法，注册阶段提取同一.手指多次采集的指纹特征模板数据FeaTemplate（包含指纹细节点的位置和方向信息），然后把这些指纹特征模板数据转换到同一坐标系下进行拼接操作，形成新的拼接特征模板GroupFeaTemplate，其中对匹配到的点对进行位置和方向值平均，对没有匹配到的点首先把它们全部放到拼接好的特征模板GroupFeaTemplate中，在后续比对阶段，会统计GroupFeaTemplate中每个细节点被匹配的次数，使用一段时间后删除从来没有被匹配过的点来进行拼接模板优化。通过上述步骤拼接后的模板GroupFeaTemplate信息会越来越充分，也会被逐渐优化的更加准确。这种方法计算量和内存存储量都比较小，对于细节点信息足够多的情况下有较好表现，但是对于指纹缺损较多或干脆就没有细节点情况就无能为力了；

综上所述，现有指纹拼接策略计算量及所需内存较大，效率不高。

发明内容

本发明目的一是提供一种小面积指纹图像拼接方法，具有提高小面积指纹图像索引效率，降低计算所需内存资源的特点。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

获取待比对指纹图像，对图像进行图像预处理，分离成前景区域与背景区域；