[go: up one dir, main page]

RU2413297C2 - Method of creating and verifying fingerprint biometric code - Google Patents

Method of creating and verifying fingerprint biometric code Download PDF

Info

Publication number
RU2413297C2
RU2413297C2 RU2009111980/08A RU2009111980A RU2413297C2 RU 2413297 C2 RU2413297 C2 RU 2413297C2 RU 2009111980/08 A RU2009111980/08 A RU 2009111980/08A RU 2009111980 A RU2009111980 A RU 2009111980A RU 2413297 C2 RU2413297 C2 RU 2413297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
threshold
biometric
biometric code
electronic image
Prior art date
Application number
RU2009111980/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009111980A (en
Inventor
Александр Викторович Бондарь (RU)
Александр Викторович Бондарь
Вячеслав Викторович Ефимов (RU)
Вячеслав Викторович Ефимов
Александр Иванович Осадчий (RU)
Александр Иванович Осадчий
Original Assignee
Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного filed Critical Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного
Priority to RU2009111980/08A priority Critical patent/RU2413297C2/en
Publication of RU2009111980A publication Critical patent/RU2009111980A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413297C2 publication Critical patent/RU2413297C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Collating Specific Patterns (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: method of creating and verifying fingerprint biometric code involves binarisation of an electronic image of the papillary pattern (PP) via filtration during processing, joining false abruptions on the image, removing false line merging and levelling pixels of the electronic image relative a pre-set pixel intensity threshold, after which the frame of the binary electronic image is formed by thinning its lines to given thickness. The centres of mass of minutia are calculated after determining coordinates of the minutia on the PP frame. PP cores are used to determine arguments of the function of the biometric code. The cores are minutia closest with the shortest distance to their centre of mass. A tree to the rest of the minutia is constructed from each core and the lengths of the branches of each tree are calculated and said lengths are ranked. Arguments of clustering of minutia are calculated, from which the PP biometric code is created and the threshold value of its similarity with a standard biometric code is calculated.
EFFECT: high reliability of a PP code, fewer operations performed when comparing codes.
11 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области распознавания, представления и воспроизведения данных, а именно способам считывания и распознавания напечатанных или написанных знаков или распознавания образов, в частности отпечатков пальцев и формирования их биометрических кодов.The invention relates to the field of recognition, presentation and reproduction of data, namely, methods for reading and recognizing printed or written characters or pattern recognition, in particular fingerprints and the formation of their biometric codes.

Известен способ формирования и верификации биометрического кода (заявка US 2007/0036401 A1 "System for recognition fingerprint image, method and program for the same", 15 февраля 2007 года), предусматривающий преобразование папиллярного узора отпечатка пальца в электронный вид, обработку его электронного изображения, определение аргументов функции биометрического кода папиллярного узора - координат минуций, которые сравниваются с предварительно сформированным набором координат минуций эталонного отпечатка.A known method of generating and verifying a biometric code (application US 2007/0036401 A1 "System for recognition fingerprint image, method and program for the same", February 15, 2007), which involves converting a papillary pattern of a fingerprint into an electronic form, processing its electronic image, determination of the arguments of the function of the biometric code of the papillary pattern - the coordinates of the minutes, which are compared with a pre-formed set of coordinates of the minutes of the reference fingerprint.

Недостатком данного способа является то, биометрический код формируется в виде набора координат минуций в чистом виде, а следовательно, большое количество вычислительных операций необходимо выполнять на этапе сравнения биометрических кодов. Кроме того, данный способ неустойчив к равномерным сжатиям/растяжениям изображения отпечатка.The disadvantage of this method is that the biometric code is generated in the form of a set of min coordinates in a pure form, and therefore, a large number of computational operations must be performed at the stage of comparing biometric codes. In addition, this method is unstable to uniform compression / stretching of the image of the print.

Известен способ формирования биометрического кода (заявка US 2004/0252868 A1 "Method and device for matching fingerprints", 16 декабря 2004 года), предусматривающий преобразование папиллярного узора отпечатка пальца в электронный вид, обработку его электронного изображения, определение аргументов функции биометрического кода папиллярного узора - квадратных областей электронного изображения и последующую его верификацию.A known method of generating a biometric code (application US 2004/0252868 A1 "Method and device for matching fingerprints", December 16, 2004), which includes converting a papillary pattern of a fingerprint into an electronic form, processing its electronic image, determining the arguments of the biometric code of a papillary pattern - square areas of the electronic image and its subsequent verification.

Недостатком данного способа является то, что биометрический код формируют в виде набора квадратных областей изображения, а следовательно, большое количество вычислительных операций необходимо выполнять на этапе сравнения биометрических кодов. Кроме того, данный способ неустойчив к поворотам изображения отпечатка.The disadvantage of this method is that the biometric code is formed in the form of a set of square image areas, and therefore, a large number of computational operations must be performed at the stage of comparing the biometric codes. In addition, this method is unstable to rotate the image of the print.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ формирования биометрического кода по международной заявке WO 2008/030166 A1 "A method, an apparatus, and a computer program product within fingerprint matching". Способ-прототип заключается в том, что преобразуют папиллярный узор отпечатка пальца в электронный вид, обрабатывают его электронное изображение, определяют координаты минуций папиллярного узора, запоминают их, определяют аргументы функции биометрического кода папиллярного узора, по которым формируют его биометрический код.The closest in technical essence is the method of generating a biometric code according to the international application WO 2008/030166 A1 "A method, an apparatus, and a computer program product within fingerprint matching". The prototype method consists in converting the papillary pattern of the fingerprint into electronic form, processing its electronic image, determining the coordinates of the minutes of the papillary pattern, storing them, determining the function arguments of the biometric code of the papillary pattern, which form its biometric code.

По сравнению с аналогами способ-прототип обеспечивает устойчивость к равномерным сжатиям/растяжениям изображения и поворотам отпечатка.Compared with analogues, the prototype method provides resistance to uniform compression / stretching of the image and the rotation of the print.

Однако ближайший аналог имеет относительно низкую надежность кода, обусловленную тем, что в нем не учитывают возрастания вероятности появления ложных минуций при удалении от центра электронного изображения отпечатка. Низкая надежность связана также с необходимостью выполнения большого числа операций на этапе сравнения биометрических кодов и отсутствием избыточности.However, the closest analogue has a relatively low reliability of the code, due to the fact that it does not take into account the increase in the probability of occurrence of false minutes when the fingerprint is removed from the center of the electronic image. Low reliability is also associated with the need to perform a large number of operations at the stage of comparing biometric codes and the lack of redundancy.

Целью заявленного технического решения является разработка способа формирования и верификации биометрического кода отпечатка пальца, обеспечивающего более высокую надежность кода, уменьшение количества операций, выполняемых на этапе сравнения кодов, формирование кода с учетом того, что вероятность появления ложных минуций возрастает при удалении от центра электронного изображения отпечатка.The purpose of the claimed technical solution is to develop a method for generating and verifying a biometric fingerprint code, which provides higher code reliability, reducing the number of operations performed at the stage of code comparison, generating a code taking into account the fact that the probability of false minutes increases with distance from the center of the electronic image of the fingerprint .

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе формирования и верификации биометрического кода отпечатка, содержащего N минуций, заключающимся в том, что преобразуют папиллярный узор отпечатка пальца в электронный вид, обрабатывают его электронное изображение, определяют координаты минуций папиллярного узора, запоминают их, определяют аргументы функции биометрического кода папиллярного узора, по которым формируют его биометрический код, при обработке электронного изображения папиллярного узора (ПУ) бинаризируют его. Бинаризация изображения ПУ заключается в его фильтрации, сращивании имеющихся на нем ложных разрывов, удалении ложных слияний линий и выравнивании пикселей электронного изображения относительно предварительно заданного порога интенсивности Ипор пикселей, который выбирается в пределах 60÷100, причем пиксели с интенсивностью ниже предварительно заданного порога Ипор преобразуют в черные, а пиксели с интенсивностью выше предварительно заданного порога Ипор преобразуют в белые. Затем формируют остов бинарного электронного изображения путем утончения его линий до заданной толщины Δ, равной одному пикселю. После определения координат xn, yn N минуций, где n=1, 2,…,N, на остове папиллярного узора вычисляют центр их масс С по формуле

Figure 00000001
. Для определения аргументов функции биометрического кода выделяют 2≤K≤N сердцевин папиллярного узора, для чего для n-й минуции вычисляют ее удаление Sn от центра масс С, а в качестве К сердцевин принимают К минуций с наименьшими значениями их удалений S от центра масс С. Затем от каждой k-й сердцевины, где k=1, 2,…, K, строят деревья к остальным J=N-1 минуциям, вычисляют длины ребер
Figure 00000002
каждого k-го дерева, где j=1, 2,…, J, и ранжируют их, рассчитывают аргументы кучности минуций с сердцевинами путем вычисления соотношений длин ребер
Figure 00000003
каждой k-й сердцевины и углов
Figure 00000004
между j-м и r-м ребром, а биометрический код папиллярного узора формируют в виде
Figure 00000005
, причем значение r и r' выбирают равным j+1. Для верификации биометрического кода сравнивают данный биометрический код с предварительно сформированным эталонным биометрическим кодом путем вычисления степени их схожести W и сравнения с предварительно заданным значением порога схожести биометрических кодов Wпорог. Предварительно заданный порог схожести деревьев Wпорог выбирают в интервале 1÷К, а значение степени схожести W рассчитывают как количество попарно равных деревьев из двух биометрических кодов, причем два дерева считают равными, если количество попарно равных их элементов превышает предварительно заданный порог схожести деревьев Uпорог. Предварительно заданный порог схожести деревьев Uпорог выбирают в интервале 1÷J.This goal is achieved by the fact that in the known method of generating and verifying a biometric fingerprint code containing N minutes, which consists in converting the papillary pattern of the fingerprint into electronic form, processing its electronic image, determining the minutes coordinates of the papillary pattern, storing them, determining arguments the functions of the biometric code of the papillary pattern, according to which its biometric code is formed, binarize it when processing the electronic image of the papillary pattern (PU). Binarization of the image of a PU consists in filtering it, splicing the false gaps on it, removing false line merges and aligning the pixels of the electronic image with respect to a predetermined intensity threshold And pore pixels, which is selected within 60 ÷ 100, and pixels with an intensity below a predetermined threshold And pores are converted to black, and pixels with an intensity above a predetermined threshold And pores are converted to white. Then form the skeleton of a binary electronic image by thinning its lines to a predetermined thickness Δ equal to one pixel. After determining the coordinates x n , y n N minutes, where n = 1, 2, ..., N, on the skeleton of the papillary pattern, the center of mass C is calculated by the formula
Figure 00000001
. To determine the arguments of the biometric code function, 2≤K≤N cores of the papillary pattern are distinguished, for which for the n-th minute its distance S n from the center of mass C is calculated, and K minutes are taken as K cores with the smallest values of their distances S from the center of mass C. Then, from each k-th core, where k = 1, 2, ..., K, trees are built for the remaining J = N-1 minutes, the lengths of the ribs are calculated
Figure 00000002
of each k-th tree, where j = 1, 2, ..., J, and rank them, calculate the arguments of accuracy of minutes with cores by calculating the ratio of the lengths of the edges
Figure 00000003
every kth core and corners
Figure 00000004
between the jth and rth edges, and the biometric code of the papillary pattern is formed in the form
Figure 00000005
moreover, the value of r and r 'is chosen equal to j + 1. To verify the biometric code, this biometric code is compared with a preformed reference biometric code by calculating the degree of their similarity W and comparing with the predefined value of the similarity threshold of the biometric codes W threshold. A predetermined tree similarity threshold W threshold is selected in the range of 1 ÷ K, and a similarity degree value W is calculated as the number of pairwise equal trees from two biometric codes, and two trees are considered equal if the number of pairwise equal elements exceeds a predetermined tree similarity threshold U threshold . A predetermined tree similarity threshold U threshold is selected in the interval 1 ÷ J.

Благодаря новой совокупности признаков в заявленном способе снижается вероятность появления ложных минуций, так как формирование кода учитывает несколько сердцевин, находящихся в центральной части электронного изображения ПУ, а также необходимые вычислительные операции до сравнения кодов, что обеспечивает повышение надежности биометрического кода отпечатка пальца и времени, необходимого для его верификации.Thanks to the new combination of features, the claimed method reduces the likelihood of false minutes, since the formation of the code takes into account several cores located in the central part of the electronic image of the PU, as well as the necessary computational operations before comparing the codes, which improves the reliability of the biometric fingerprint code and the time required to verify it.

Заявленный способ поясняется изображениями, на которых показаны:The claimed method is illustrated by images that show:

фиг.1 - изображение отпечатка пальца в электронном виде;figure 1 - image of a fingerprint in electronic form;

фиг.2 - изображение отпечатка пальца после фильтрации;figure 2 - image of a fingerprint after filtering;

фиг.3 - изображение отпечатка пальца после сращивания ложных разрывов и удаления ложных слияний;figure 3 - image of a fingerprint after splicing false gaps and removal of false mergers;

фиг.4 - бинарное изображение отпечатка пальца;4 is a binary image of a fingerprint;

фиг.5 - остов бинарного изображения отпечатка пальца;5 is a skeleton of a binary image of a fingerprint;

фиг.6 - минуции на остове бинарного изображения отпечатка пальца;6 - minutes on the skeleton of a binary image of a fingerprint;

фиг.7 - сердцевины на остове бинарного изображения отпечатка пальца;7 is a core on the skeleton of a binary image of a fingerprint;

фиг.8 - дерево от сердцевины к остальным минуциям;Fig.8 is a tree from the core to the remaining minutes;

фиг.9 - биометрический код в матричном представлении.Fig.9 is a biometric code in a matrix representation.

Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.

Известные способы формирования биометрического кода отпечатка пальца, как правило, основаны на определении координат минуций и преобразовании их значений в некоторый набор данных (см. David Maltoni, Handbook of fingerprint recognition, изд. Springer 2003 г., стр.83). Как правило, в структуре изображения могут появляться ложные минуции, причем с вероятностью, возрастающей при увеличении смещения от центра изображения, для увеличения скорости обработки коды упрощают, при этом на этапе верификации появляется большая вычислительная нагрузка, а надежность кода падает.Known methods for generating a biometric fingerprint code, as a rule, are based on determining the coordinates of the minutes and converting their values into a certain data set (see David Maltoni, Handbook of fingerprint recognition, ed. Springer 2003, p. 83). As a rule, false minutes may appear in the image structure, and with a probability that increases with an increase in the offset from the center of the image, codes are simplified to increase the processing speed, while at the verification stage a large computational load appears, and the reliability of the code decreases.

Отмеченное указывает на существование проблемы разработки технических решений, обеспечивающих формирование биометрического кода с учетом уменьшения точности координат минуций при увеличении их расстояний от центра изображения, повышение надежности кода и проведение всех расчетных операций до верификации кода.The aforementioned indicates the existence of a problem of developing technical solutions that ensure the formation of a biometric code, taking into account a decrease in the accuracy of the coordinates of the minutes with an increase in their distances from the center of the image, an increase in the reliability of the code and all settlement operations prior to verification of the code.

Отмеченная задача решается в заявленном способе следующим образом.The marked problem is solved in the claimed method as follows.

Электронный вид изображения папиллярного узора отпечатка пальца, показанный на фиг.1, представляет собой растровый рисунок с интенсивностями пикселей в диапазоне 0÷255 (см. стандарт ANSI, www.ansi.com, обращение 19.01.2009), на котором пикселями с меньшей интенсивностью представлены бороздки отпечатка - линии папиллярного узора 1, а пикселями с большей интенсивностью - фон. Исходное изображение содержит высокочастотные помехи - шум и ложные разрывы линий 2 и ложные слияния линий 3 (см. фиг.2), вызванные неплотным прилеганием пальца к поверхности сканирующего устройства.The electronic view of the image of the papillary pattern of the fingerprint, shown in figure 1, is a bitmap image with pixel intensities in the range 0 ÷ 255 (see ANSI standard, www.ansi.com, appeal January 19, 2009), in which pixels with lower intensity the grooves of the print are represented - the lines of the papillary pattern 1, and the background with pixels with higher intensity. The original image contains high-frequency noise - noise and false line breaks 2 and false merges of lines 3 (see figure 2), caused by a loose fit of the finger to the surface of the scanning device.

Технология удаления шума на изображении известна. Для этого его обрабатывают низкочастотным фильтром, например с ядром Гаусса (см. Л.Шапиро, Дж Стокман. Компьютерное зрение, изд. БИНОМ 2006 г., стр.196). Результат такого преобразования представлен на фиг.2.Image noise removal technology is known. To do this, it is treated with a low-pass filter, for example, with a Gaussian core (see L. Shapiro, J. Stockman. Computer Vision, published by BINOM 2006, p.196). The result of this conversion is presented in figure 2.

Для исправления ложных разрывов линий 2 и ложных слияний линий 3 применяют известную технологию (см. Sharat Chikkerur, Alexander N. Cartwright "Fingerprint image enhancement using STFT analysis", Center of unified biometrcis and sensors. University at Buffalo, NY, USA, 2003 г.): определяют локальную ориентацию линий и выполняют фильтрацию ядром Габора, результат которой приведен на фиг.3.Well-known technology is used to correct false line breaks of lines 2 and false merges of lines 3 (see Sharat Chikkerur, Alexander N. Cartwright "Fingerprint image enhancement using STFT analysis", Center of unified biometrcis and sensors. University at Buffalo, NY, USA, 2003 .): determine the local orientation of the lines and perform filtering by the Gabor core, the result of which is shown in Fig.3.

Для выравнивания интенсивностей пикселей И выполняют пороговую обработку изображения (см. Л.Шапиро, Дж Стокман. Компьютерное зрение, изд. БИНОМ, 2006 г., стр.116), результат которой представлен на фиг.4. При этом пиксели с интенсивностью ниже предварительно заданного порога И<Ипорог преобразуют в черные, а пиксели с интенсивностью выше предварительно заданного порога И>Ипорог преобразуют в белые. Исходя из диапазона возможных значений интенсивностей пикселей, наилучшее качество бинарного изображения достигается при Ипорог=60÷100.To equalize the intensities of the pixels AND, threshold image processing is performed (see L. Shapiro, J. Stockman. Computer Vision, ed. BINOM, 2006, p. 116), the result of which is shown in Fig. 4. In this case, pixels with an intensity below a predetermined threshold And <And the threshold is converted to black, and pixels with an intensity above a predetermined threshold And> And the threshold is converted to white. Based on the range of possible values of pixel intensities, the best quality of a binary image is achieved with AND threshold = 60 ÷ 100.

Затем для упрощения процесса поиска минуций выполняют построение остова бинарного изображения, показанного на фиг.5, путем утончения его линий до заданной толщины Δ. Толщину линий остова 8 обычно выбирают равной одному пикселю. (Я.А.Фурман, А.Н.Юрьев, В.В.Яшин. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений, Издательство Красноярского университета 1992 г., стр.192).Then, to simplify the process of searching for minutes, the skeleton of the binary image shown in FIG. 5 is constructed by thinning its lines to a predetermined thickness Δ. The thickness of the lines of the core 8 is usually chosen equal to one pixel. (Ya.A. Furman, A.N. Yuryev, V.V. Yashin. Digital methods of processing and recognition of binary images, Krasnoyarsk University Press, 1992, p. 192).

На остове бинарного изображения определяют координаты минуций 9 (xn, yn), расположенных в точках, в которых линии остова 8 раздваиваются или заканчиваются (см. стандарт ANSI, www.ansi.com, обращение 19.01.2009), запоминают их координаты. Размер координатной сетки определяется интервалами xn=0, 1,…, Xmax, yn=0, 1,…, Ymax, где Xmax и Ymax выбирают в интервале 200-500 пикселей (см. стандарт ФБР, www.fbi.com, обращение 15.01.2009).On the skeleton of the binary image, the coordinates of the minutes 9 (x n , y n ) are determined, located at the points where the skeleton lines of 8 are bifurcated or terminated (see ANSI standard, www.ansi.com, accession 01/19/2009), their coordinates are remembered. The size of the coordinate grid is determined by the intervals x n = 0, 1, ..., X max , y n = 0, 1, ..., Y max , where X max and Y max are selected in the range of 200-500 pixels (see FBI standard, www. fbi.com, appeal 01/15/2009).

Для того чтобы наибольшее влияние на биометрический код оказывали минуции, находящиеся ближе к центру электронного изображения, вычисляют центр масс минуций 11, изображенный на фиг.7, по формуле

Figure 00000001
. Чтобы внести избыточность, повышающую надежность кода, для определения аргументов функции биометрического кода выделяют 2≤K≤N сердцевин 10 папиллярного узора, показанных на фиг.7 в виде концентрических кругов, для чего для n-й минуции 9 вычисляют ее удаление Sn от центра масс 11, а в качестве К сердцевин 10 принимают минуции с наименьшими значениями их удалений S от центра масс 11.In order to have the greatest influence on the biometric code, the minutes located closer to the center of the electronic image have the greatest impact, the center of mass of the minutes 11 shown in Fig. 7 is calculated by the formula
Figure 00000001
. To introduce redundancy that increases the reliability of the code, 2≤K≤N cores 10 of the papillary pattern shown in Fig. 7 in the form of concentric circles are allocated to determine the arguments of the biometric code function, for which its distance S n from the center is calculated for the nth minute 9 masses 11, and as K cores 10 take minutes with the smallest values of their distances S from the center of mass 11.

Затем чтобы все параметры, составляющие биометрический код, были относительные, что делает код устойчивым к поворотам, сдвигам и равномерным сжатиям/растяжениям электронного изображения ПУ, от каждой k-й сердцевины 10, где k=1, 2,…, K, строят ребра деревьев 12 к остальным J=N-1 минуциям 9. Одно из таких деревьев представлено на фиг.8. Вычисляют длины ребер 12

Figure 00000006
каждого k-го дерева, где j=1, 2,…, J, и ранжируют их. Рассчитывают аргументы кучности минуций с сердцевинами путем вычисления соотношений длин ребер 12
Figure 00000003
, каждой k-й сердцевины и углов
Figure 00000007
, между j-м и r-м ребром, а биометрический код папиллярного узора формируют в виде
Figure 00000005
, который представляет собой матрицу размерности K×J, показанную на фиг.9. Верификацию данного биометрического кода с предварительно сформированным эталонным биометрическим кодом реализуют следующим образом. Вычисляют степень схожести данного и эталонного биометрического кода W и сравнивают с предварительно заданной величиной порога схожести биометрических кодов Wпорог, где Wпорог выбирают в интервале 1÷К. При этом степень схожести W рассчитывают как количество попарно равных деревьев из двух биометрических кодов. Два дерева считают равными, если количество попарно равных их элементов превышает предварительно заданный порог схожести деревьев Uпорог, который выбирают в интервале 1÷J.Then, so that all the parameters that make up the biometric code are relative, which makes the code resistant to rotations, shifts and uniform compression / stretching of the electronic image of the PU, from each k-th core 10, where k = 1, 2, ..., K, build edges trees 12 to the remaining J = N-1 minutes 9. One of these trees is shown in Fig. 8. Calculate the lengths of the ribs 12
Figure 00000006
each k-th tree, where j = 1, 2, ..., J, and rank them. Calculate the accuracy of the minutes with cores by calculating the ratio of the lengths of the ribs
Figure 00000003
, each kth core and corners
Figure 00000007
between the jth and rth edges, and the biometric code of the papillary pattern is formed as
Figure 00000005
which is a K × J matrix shown in FIG. 9. Verification of this biometric code with a preformed reference biometric code is implemented as follows. The degree of similarity of this and the reference biometric code W is calculated and compared with the predefined threshold value for the similarity of the biometric codes W threshold , where the W threshold is selected in the range 1 ÷ K. Moreover, the degree of similarity W is calculated as the number of pairwise equal trees from two biometric codes. Two trees are considered equal if the number of pairwise equal elements exceeds a predetermined threshold for tree similarity U threshold , which is selected in the interval 1 ÷ J.

За счет выбора сердцевин сформированный биометрический код в большей степени подвержен влиянию минуций, находящихся ближе к центру электронного изображения. Все параметры, составляющие биометрический код, относительные, что делает код устойчивым к поворотам, сдвигам и равномерным сжатиям/растяжениям электронного изображения ПУ, а также исключает необходимость выполнения расчетных операций на этапе сравнения кодов. Этим и обусловлено достижение сформулированного технического результата - обеспечение более высокой надежности кода, уменьшения количества операций, выполняемых на этапе верификации кода, формирование кода с учетом того, что вероятность появления ложных минуций возрастает при удалении от центра электронного изображения отпечатка.Due to the choice of cores, the generated biometric code is more susceptible to the influence of minutes located closer to the center of the electronic image. All the parameters that make up the biometric code are relative, which makes the code resistant to rotations, shifts and uniform compression / stretching of the electronic image of the control panel, and also eliminates the need for computational operations at the stage of code comparison. This is the reason for the achievement of the formulated technical result - providing higher reliability of the code, reducing the number of operations performed at the stage of code verification, generating the code taking into account the fact that the likelihood of false minutes increases when the fingerprint is removed from the center of the electronic image.

Claims (11)

1. Способ формирования и верификации биометрического кода отпечатка пальца, содержащего N минуций, заключающийся в том, что предварительно формируют эталонный биометрический код отпечатка пальца, преобразуют папиллярный узор данного отпечатка пальца в электронный вид, обрабатывают его электронное изображение, определяют координаты минуций папиллярного узора, запоминают их, определяют аргументы функции биометрического кода папиллярного узора, по которым формируют его биометрический код, сравнивают биометрический код с предварительно сформированным эталонным биометрическим кодом, отличающийся тем, что при обработке электронного изображения папиллярного узора бинаризируют его путем фильтрации, сращивания имеющихся на нем ложных разрывов, удаления ложных слияний линий и выравнивания пикселей электронного изображения относительно предварительно заданного порога интенсивности пикселей, после чего формируют остов бинарного электронного изображения путем утончения его линий до заданной толщины Δ, а после определения координат xn, yn N минуций на координатной сетке, где n=1, 2,…, N, хn=0, 1,…, xmах, yn=0, 1,…, Ymax, a Xmах и Ymax - максимальные размеры координатной сетки, на остове папиллярного узора вычисляют центр их масс С, причем для определения аргументов функции биометрического кода выделяют 2≤K≤N сердцевин папиллярного узора, для чего для n-й минуции вычисляют ее удаление Sn от центра масс С, а в качестве К сердцевин принимают К минуций с наименьшими значениями их удалений S от центра масс С, затем от каждой k-й сердцевины, где k=1, 2,…, К, строят деревья к остальным J=N-1 минуциям, вычисляют длины ребер
Figure 00000002
каждого k-го дерева, где j=1, 2,…, J, и ранжируют их, рассчитывают аргументы кучности минуций с сердцевинами путем вычисления соотношений длин ребер
Figure 00000003
каждой k-й сердцевины и углов
Figure 00000004
между j-м и r-м ребром, где r=1, 2,…, J, a биометрический код папиллярного узора формируют в виде
Figure 00000008
затем верифицируют данный биометрический код, для чего сравнивают его с предварительно сформированным эталонным биометрическим кодом путем вычисления степени их схожести W и сравнения с предварительно заданным значением порога схожести биометрических кодов Wпорог.
1. A method of generating and verifying a biometric fingerprint code containing N minutes, which consists in preliminarily generating a reference biometric fingerprint code, converting the papillary pattern of this fingerprint into electronic form, processing its electronic image, determining the coordinates of the minutes of the papillary pattern, remembering them, the arguments of the function of the biometric code of the papillary pattern are determined, by which its biometric code is formed, the biometric code is compared with the preliminary the generated reference biometric code, characterized in that when processing the electronic image of the papillary pattern, it is binarized by filtering, splicing the false gaps on it, removing false line fusions and aligning the pixels of the electronic image with respect to a predetermined pixel intensity threshold, and then the core of the binary electronic image is formed by thinning its lines to a predetermined thickness Δ, and after determining the coordinates x n , y n N minutes on the coordinate grid, where n = 1, 2, ..., N, x n = 0, 1, ..., x max , y n = 0, 1, ..., Y max , and X max and Y max are the maximum sizes of the coordinate grid, on the backbone of the papillary of the pattern, the center of mass C is calculated, moreover, to determine the arguments of the biometric code function, 2≤K≤N cores of the papillary pattern are allocated, for which for the nth minute its distance S n from the center of mass C is calculated, and K minutes are taken as K cores the smallest values of their distances S from the center of mass C, then from each k-th core, where k = 1, 2, ..., K, build trees to the rest J = N-1 minutes, calculate the lengths of the edges
Figure 00000002
of each k-th tree, where j = 1, 2, ..., J, and rank them, calculate the arguments of accuracy of minutes with cores by calculating the ratio of the lengths of the edges
Figure 00000003
every kth core and corners
Figure 00000004
between the jth and rth edges, where r = 1, 2, ..., J, a, the biometric code of the papillary pattern is formed as
Figure 00000008
then this biometric code is verified, for which it is compared with a preformed reference biometric code by calculating the degree of their similarity W and comparing with the predefined threshold value for the similarity of biometric codes W threshold .
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину линий остова бинарного изображения Δ выбирают равной одному пикселю электронного изображения папиллярного узора.2. The method according to claim 1, characterized in that the thickness of the lines of the core of the binary image Δ is chosen equal to one pixel of the electronic image of the papillary pattern. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для выравнивания интенсивностей пикселей электронного изображения папиллярного узора пиксели с интенсивностью ниже предварительно заданного порога преобразуют в черные, а пиксели с интенсивностью выше предварительно заданного порога преобразуют в белые.3. The method according to claim 1, characterized in that for aligning the intensities of the pixels of the electronic image of the papillary pattern, pixels with an intensity below a predetermined threshold are converted to black, and pixels with an intensity above a predetermined threshold are converted to white. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно заданный порог интенсивности пикселей выбирают в интервале 60÷100.4. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined threshold of the intensity of the pixels is selected in the range of 60 ÷ 100. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение r выбирают равным j+1.5. The method according to claim 1, characterized in that the value of r is chosen equal to j + 1. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение r' выбирают равным j+1.6. The method according to claim 1, characterized in that the value of r 'is chosen equal to j + 1. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение Хmах выбирают в интервале 200÷500 пикселей.7. The method according to claim 1, characterized in that the value of X max selected in the range of 200 ÷ 500 pixels. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение Ymax выбирают в интервале 200÷500 пикселей.8. The method according to claim 1, characterized in that the value of Y max selected in the range of 200 ÷ 500 pixels. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение степени схожести W рассчитывают как количество попарно равных деревьев из двух биометрических кодов, причем два дерева считают равными, если количество попарно равных их элементов превышает предварительно заданный порог схожести деревьев Uпорог.9. The method according to claim 1, characterized in that the value of the degree of similarity W is calculated as the number of pairwise equal trees from two biometric codes, moreover, two trees are considered equal if the number of pairwise equal elements exceeds a predetermined tree similarity threshold U threshold . 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно заданный порог схожести деревьев Uпорог выбирают в интервале 1÷J.10. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined tree similarity threshold U threshold is selected in the range 1 ÷ J. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно заданный порог схожести деревьев Wпорог выбирают в интервале 1÷К. 11. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined tree similarity threshold W threshold is selected in the range of 1 ÷ K.
RU2009111980/08A 2009-03-31 2009-03-31 Method of creating and verifying fingerprint biometric code RU2413297C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111980/08A RU2413297C2 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Method of creating and verifying fingerprint biometric code

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111980/08A RU2413297C2 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Method of creating and verifying fingerprint biometric code

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009111980A RU2009111980A (en) 2010-10-10
RU2413297C2 true RU2413297C2 (en) 2011-02-27

Family

ID=44024625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009111980/08A RU2413297C2 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Method of creating and verifying fingerprint biometric code

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413297C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486590C1 (en) * 2012-04-06 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Method and device of invariant identification of fingerprints by key points

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108416356B (en) * 2018-05-28 2023-08-25 成都创智联云科技有限公司 Character wheel image verification device and control method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1197912A2 (en) * 2000-10-11 2002-04-17 Hiroaki Kunieda System for fingerprint authentication
WO2003017183A2 (en) * 2001-08-16 2003-02-27 Liska Biometry Inc. Method and system for fingerprint encoding and authentication
WO2008030166A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Innitor Biosystems Ab A method, an apparatus and a computer program product within fingerprint matching
RU2328770C1 (en) * 2006-12-08 2008-07-10 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Юник Ай Сиз" Method of picking out specific details on digital images

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1197912A2 (en) * 2000-10-11 2002-04-17 Hiroaki Kunieda System for fingerprint authentication
WO2003017183A2 (en) * 2001-08-16 2003-02-27 Liska Biometry Inc. Method and system for fingerprint encoding and authentication
WO2008030166A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Innitor Biosystems Ab A method, an apparatus and a computer program product within fingerprint matching
RU2328770C1 (en) * 2006-12-08 2008-07-10 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Юник Ай Сиз" Method of picking out specific details on digital images

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486590C1 (en) * 2012-04-06 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Method and device of invariant identification of fingerprints by key points

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009111980A (en) 2010-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Türkyılmaz et al. License plate recognition system using artificial neural networks
CN109993142B (en) QR code identity authentication method based on finger multi-modal biometric features
WO2017141802A1 (en) Image processing device, character recognition device, image processing method, and program recording medium
US20080273769A1 (en) Print matching method and system using direction images
WO2017161636A1 (en) Fingerprint-based terminal payment method and device
CN108615058A (en) A kind of method, apparatus of character recognition, equipment and readable storage medium storing program for executing
CN104951940A (en) Mobile payment verification method based on palmprint recognition
US20120020535A1 (en) Unique, repeatable, and compact biometric identifier
CN101529470A (en) Pattern identifying method, registration device, collating device and program
KR101778552B1 (en) Method for representing graph-based block-minutiae for fingerprint recognition and the fingerprint recognition system by using the same
CN118279923A (en) Picture character recognition method, system and storage medium based on deep learning training
JP2008251029A (en) Character recognition device and license plate recognition system
Kassem et al. An enhanced ATM security system using multimodal biometric strategy
CN100342391C (en) Automatic fingerprint classification system and method
CN112883346A (en) Safety identity authentication method, device, equipment and medium based on composite data
RU2413297C2 (en) Method of creating and verifying fingerprint biometric code
Kanjan et al. A comparative study of fingerprint matching algorithms
RU2395840C1 (en) Method of forming fingerpring biometrical code
Singh et al. Fingerprint feature extraction using morphological operations
Siddique et al. Development of an automatic vehicle license plate detection and recognition system for Bangladesh
CN119089420A (en) Identity verification method, device and electronic device based on palm vein image
CN117542089A (en) Identity verification method, device, computer equipment and storage medium
CN117315730A (en) Palm vein-based user identification method, palm vein-based user identification system, computer and storage medium
JP2974857B2 (en) Fingerprint dictionary registration processing method
US8472719B2 (en) Method of stricken-out character recognition in handwritten text

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110401