一、所属领域

生物特征识别

二、项目介绍

1. 痛点问题

手指是三维柔性器官，在利用主流的接触式指纹采集技术时，天然会引入皮肤变形，并且无法一次采集得到全部信息。变形给指纹识别以及指纹拼接带来了很大挑战。在指纹识别方面，为提高指纹识别率，通常在匹配前先使用指纹配准技术将待匹配指纹与库指纹进行对齐，再计算匹配分数。然而变形导致配准偏差，从而影响识别率。目前的解决方案采取容忍偏差的方式，没有精密测量手指变形，区分真假匹配指纹的能力受到很大限制。指纹拼接是将不同角度采集的指纹图像进行拼接，得到完整指纹的技术。由于目前基于细节点匹配的方案难以准确测量指纹变形，在拼接时很容易出现脊线错位，产生虚假特征，并遗漏真实特征，进而影响识别率。

图1 指纹皮肤变形严重影响指纹识别性能

2. 解决方案

本技术的核心在于将通信领域的一维信号相位解调技术拓展到二维指纹图像的精确配准。基本原理为：给定两幅指纹图像，首先通过细节点匹配进行粗配准，然后再采用基于相位解调的方法进行精细配准。因此，该方法结合了细节点匹配适合全局对齐的优点，以及相位解调适合处理局部变形的优点，对噪声鲁棒而且速度快。本技术可用于指纹识别系统，还可用于指纹拼接模块。

图2 指纹配准技术流程图

3. 竞争优势分析

现有的指纹配准技术采用基于细节点匹配的方案。在人工标注的变形指纹数据库测试表明，本技术的配准误差为0.287毫米，明显低于现有方案的误差（0.453毫米）。利用本技术，指纹匹配算法的等错误率由1.97%降到1.68%。本技术已在自有数据上进行了测试，经过针对特定采集仪的算法优化和针对特定计算平台的代码移植，即可用于实际产品。

4. 市场应用前景

主要应用于公安刑侦指纹采集仪、以及部分对于精度要求很高的民用指纹采集设备。目标客户包括公安部门，以及高端门禁设备生产企业。本技术作为指纹采集仪附带的软件，可以增加采集仪的智能程度，提高采集仪的利润空间。

5. 发展规划

全国公安刑侦领域大约有4万套滚动指纹采集仪，每年大约10%进行更新。对于精度要求很高的高端门禁设备的市场规模与此相当。

6. 知识产权情况

本技术成果已获一项国家发明专利授权。

三、合作需求

寻求在生物特征识别领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。

四、团队介绍

本项目由清华大学自动化系智能视觉实验室完成，团队成员包含国家杰出青年科学基金获得者2人，国家优秀青年科学基金获得者2人，IAPR Fellow 2人在计算机视觉领域有着长期深入的技术积累，在PAMI/IJCV/CVPR/ICCV/ECCV上共发表论文120余篇，主持承担国家自然科学基金委重大国际合作项目、联合重点基金、国家重点研发计划课题等项目，以第一完成人获国家技术发明二等奖、中国电子学会技术发明一等奖、自然科学一等奖等科技奖励，多项技术在多家公司实现了技术转化。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2022001

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