一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法及系统，所述方法包括：在待采集的现场遗留指纹一侧放置刻度尺，采集包含所述指纹和相应部分刻度尺的图像；以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正；沿指纹外切边缘对图像进行水平和垂直方向的裁剪；提取裁剪后图像中的指纹，并进行增强处理；对增强后的指纹图像进行水平镜像处理；基于刻度尺所测指纹宽度和指纹图像大小，估算指纹的实际尺寸；基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜。本发明专利技术能够基于现场遗留指纹精确制作出指纹膜，用于指纹密码的破解。

A fingerprint restoration method and system based on the fingerprint left on site

【技术实现步骤摘要】
一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法及系统
本专利技术属于身份认证
，尤其涉及一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。上世纪90年代，指纹识别技术开始用于个人身份鉴定，得到了广泛的开发和应用。近年来，随着指纹识别技术的不断提升，市场上出现了一系列的基于指纹识别技术的电子产品，如指纹锁、指纹密码箱、智能手机等。当前，指纹锁已逐步替代机械门锁、密码门锁、IC卡门锁，大大提高了传统门锁的安全性，同时密码箱等设备也正在逐步替代传统的保险箱，成为人们存放贵重物品及保密物品的首选；智能手机指纹解锁也已成为各智能手机厂商关注和研发的焦点。与此同时，指纹密码的破解也得到越来越多的关注，例如2013年德国的黑客组织混沌计算机俱乐部(ChaosComputerClub)成功“利用简单的日常方法”绕过了苹果的指纹识别系统；2014年，美国弗吉尼亚州的一家法院要求嫌疑人使用自己的指纹解锁手机，但法院同时表示，不能要求嫌疑人使用密码解锁手机。2016年来自美国密歇根州立大学计算机科学与工程系的KaiCao和AnilK.Jain最近公布了一种新的破解指纹识别保护的智能手机的方法，并协助执法人员成功破解一名犯罪嫌疑人的手机。基于现场遗留指纹制作指纹膜的应用场景，主要针对刑侦密取案例，是用于在当事人不知情或不在场的情况下，采用专业技术，在秘密情况下获取当事人指纹信息，根据指纹数据恢复出指纹膜，从而可以进入当事人所使用的指纹密码设备，如手机、电子锁、电子保险柜等，从而获得更多有利于案件侦破的有用线索和信息。而据专利技术人了解，目前获取现场遗留指纹的方式主要包括磁性粉和拍照，但是，上述两种方式获取的指纹通常特征信息不完整，并且采集得到的指纹通常是用于与指纹库比对，识别个人身份，其精度不能够直接用于指纹密码的破解。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法及系统，能够基于现场遗留指纹精确制作出指纹膜，用于指纹密码的破解。为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法，包括：在待采集的现场遗留指纹一侧放置刻度尺，采集包含所述指纹和相应部分刻度尺的图像；以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正；沿指纹外切边缘对图像进行水平和垂直方向的裁剪；提取裁剪后图像中的指纹，并进行增强处理；对增强后的指纹图像进行水平镜像处理；基于刻度尺所测指纹宽度和指纹图像大小，估算指纹的实际尺寸；基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜。一个或多个实施例提供了一种基于现场遗留指纹的指纹复原系统，包括图像获取装置、计算装置和雕刻设备，其中，图像获取装置，用于采集包含现场遗留指纹和相应部分刻度尺的图像；计算装置，被配置为：接收图像获取装置获取的图像；以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正；沿指纹外切边缘对图像进行水平和垂直方向的裁剪；提取裁剪后图像中的指纹，并进行增强处理；对增强后的指纹图像进行水平镜像处理；基于刻度尺所测指纹宽度和指纹图像大小，估算指纹的实际尺寸；雕刻设备，用于基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜。以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：本专利技术借助刻度尺，通过获取包含现场遗留指纹和刻度尺的图像，通过图像增强实现指纹缺失特征的修复，通过刻度尺所测大小精确还原遗留指纹的实际尺寸，尽可能的1:1等比例还原指纹，从而能够更准确地还原真实指纹，制作出精度足以破解智能门锁、智能手机等的指纹膜，大大提高指纹密码破解的成功率。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一个或多个实施例中基于现场遗留指纹的指纹复原方法流程图；图2为本专利技术一个或多个实施例中基于现场遗留指纹的指纹复原方法各步骤获取的数据示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例公开了一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法步骤1：在待采集的现场遗留指纹一侧放置刻度尺，通过图像采集设备采集包含所述现场遗留指纹和刻度尺的图像。本实施例使用DX-10智能手印拍照系统采集现场遗留指纹。步骤2：以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正。在上述采集的指纹照片中，由于采集时刻度尺在图像中并一定处于完全水平位置，因此需要在对指纹提取之前以刻度尺边缘作为图像水平坐标进行微调矫正，使局部指纹达到水平位置，以便于后期指纹处理。步骤3：对图像进行水平和垂直方向的裁剪，使得裁剪后的图像保留完整指纹和相应刻度线。采集的指纹矫正之后，刻度尺已处于相对水平位置，这时根据指纹采集时的刻度尺进行指纹提取，根据每个指纹的位置及尽可能保留完整指纹的需要，在指纹的外切边缘进行指纹提取，同时为了获得指纹的实际尺寸大小，结合指纹刻度尺，在对应的刻度线处进行提取。步骤4：对裁剪后的图像进行指纹提取，去除无关背景。提取出的指纹背景复杂，不易于高精度指纹破解需要，因此要对提取出的指纹进行初步处理，得到无背景较为清晰的指纹图像。步骤5：对提取出的指纹图像进行增强处理。指纹图象增强的目的是使谷线白的更白，脊线黑的更黑，断线连接，指纹图像边光滑。采用二维加窗傅里叶变换来提取指纹图像各个局部的频谱信息，公式如下：式中，(i,j)为图像子块的中心坐标，(x,y)为空域坐标，(u,v)为频域坐标。由于需要从滤波结果中恢复空域图像，因此对窗口函数W(x,y)要求严格。取窗口尺寸W×W为32×32，取图像分块尺寸B×B为12×12。这样，相邻的窗口存在相互重叠的部分，为满足图像反变换，采用上升余弦窗作为变换的窗口函数，定义如下：各图像子块的频谱信息是通过对该窗口进行移动来分别取得。令F(u,v)和F'(u,v)分别表示滤波前后的频谱，则滤波步骤表示如下：F'(u,v)＝G(u,v)·F(u,v)其中，G(u,v)为Gabor滤波器的直角坐标表示。滤波器的尺寸和频谱的尺寸一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，包括：/n在待采集的现场遗留指纹一侧放置刻度尺，采集包含所述指纹和相应部分刻度尺的图像；/n以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正；/n沿指纹外切边缘对图像进行水平和垂直方向的裁剪；/n提取裁剪后图像中的指纹，并进行增强处理；/n对增强后的指纹图像进行水平镜像处理；/n基于刻度尺所测指纹宽度和指纹图像大小，估算指纹的实际尺寸；/n基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，包括：
在待采集的现场遗留指纹一侧放置刻度尺，采集包含所述指纹和相应部分刻度尺的图像；
以刻度尺方向为水平方向，对图像进行方向校正；
沿指纹外切边缘对图像进行水平和垂直方向的裁剪；
提取裁剪后图像中的指纹，并进行增强处理；
对增强后的指纹图像进行水平镜像处理；
基于刻度尺所测指纹宽度和指纹图像大小，估算指纹的实际尺寸；
基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜。


2.如权利要求1所述的基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，所述图像增强处理包括：
采用二维加窗傅里叶变换提取指纹图像各个局部的频谱信息；
对频谱信息进行傅里叶反变换来得到空域图像数据。


3.如权利要求1所述的基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，估算指纹的实际尺寸包括：
以刻度尺所测指纹宽度作为指纹的实际宽度；
基于实际宽度和指纹图像的高宽像素比换算指纹的实际高度。


4.如权利要求3所述的基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，修正的实际高度为：
实际高度＝(实际宽度±n×α)×高像素值/宽像素值
其中，n为自然数,α为微调尺寸。


5.如权利要求1所述的基于现场遗留指纹的指纹复原方法，其特征在于，基于指纹图像和实际尺寸雕刻指纹膜包括：
将水平镜像处理后的指纹图像转换为矢量图；
采用雕刻设备，基于指纹矢量图和实际尺寸参数雕刻指纹膜。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广起，王连海，杨淑棉，赵大伟，韩晓辉，徐淑奖，张淑慧，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东;37