GB/T 26237.8-2014 信息技术 生物特征识别数据交换格式 第8部分：指纹型骨架数据

ICS35.040

L70

中华人民共和国国家标准

/—

GBT26237.82014

信息技术生物特征识别数据交换格式

:

第部分指纹型骨架数据

8

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

——

InformationtechnoloBiometricdatainterchaneformats

gyg

:

Part8Fineratternskeletaldata

gp

(/:,)

ISOIEC19794-82011NEQ

2014-09-03发布2015-02-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT26237.82014

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4代号和缩略语……………1

5符合性……………………2

6指纹型骨架数据的测定…………………2

7指纹型骨架数据记录格式………………9

8指纹型骨架数据卡格式…………………25

()……………

附录A资料性附录指纹型骨架数据示例30

()……………………

附录B资料性附录数据记录示例37

参考文献……………………40

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Ⅰ

/—

GBT26237.82014

前言

/《》:

信息技术生物特征识别数据交换格式拟分为下列个部分

GBT2623714

———:;

第部分框架

1

———:;

第部分指纹细节点数据

2

———:;

第部分指纹型谱数据

3

———:;

第部分指纹图像数据

4

———:;

第部分人脸图像数据

5

———:;

第部分虹膜图像数据

6

———:/;

第部分签名签字时间序列数据

7

———:;

第部分指纹型骨架数据

8

———:;

第部分血管图像数据

9

———:;

第部分手形轮廓数据

10

———:/;

第部分处理过的签名签字动态数据

11

———:;

第部分脸形特性数据

12

———:;

第部分声音数据

13

———第部分:数据。

14DNA

本部分为/的第部分。

GBT262378

/—国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

本部分按照GBT1.12009给出的规则起草。

本部分使用重新起草法参考/:《信息技术生物特征识别数据交换格式

ISOIEC19794-82011

:》,/:。

第部分指纹型骨架数据编制与的一致性程度为非等效

8ISOIEC19794-82011

。。

请注意本部分的某些内容可能涉及专利本部分的发布机构不承担识别这些专利的责任

Ⅲ

/—

GBT26237.82014

信息技术生物特征识别数据交换格式

:

第部分指纹型骨架数据

8

1范围

/,

GBT26237的本部分规定了基于指纹型骨架模式的指纹识别数据交换格式适用于自动指纹识

别的各种应用领域。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/—信息技术信息交换用七位编码字符集(/:)

GBT19881998evISOIEC6461991

q

/—:(/

识别卡带触点的集成电路卡第部分行业间数据元

GBT16649.620016idtISOIEC

:)

7816-61996

/—:(/

信息技术生物特征识别数据交换格式第部分框架

GBT26237.120101ISOIEC

:,)

19794-12006MOD

/—:节点数据

信息技术生物特征识别数据交换格式第部分指纹细

GBT26237.220112

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

(/,)

ISOIEC19794-2NEQ

/—:

信息技术公用生物特征识别交换格式框架第部分生物特征识别注

GBT28826.220142

册机构的操作程序(/:,)

ISOIEC19785-22006NEQ

/::

识别卡集成电路卡第部分基于生物特征识别方法的身份验证

ISOIEC7816-11200411

(——:

IdentificationcardsInteratedcircuitscardsPart11Personalverificationthrouhbiometric

gg

)

methods

3术语和定义

/—界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT26237.12010

3.1

汗孔sweatore

p

皮肤上允许汗液流出以参与控制体温的微小敞开。

4代号和缩略语

生物特征识别数据块();

BDBBiometricDataBlock

基本编码规则();

BERBasicEncodinRules

g

生物特征识别信息模板();

BITBiometricInformationTemlate

p

公用生物特征识别交换格式框架();

CBEFFCommonBiometricExchaneFormatsFramework

g

数据对象();

DODataObect

j

每厘米像素数()。

cmixelsercentimeter

pppp

1

/—

GBT26237.82014

5符合性

,/:

生物特征数据记录如果满足以下要求则符合GBT26237的本部分

)、、,

该记录的数据结构数据值数据元素之间的关系满足第章所述的指纹型骨架数据记录格

a7

,;

式相关规定以及第章所述的指纹型骨架数据卡格式相关规定

8

),

该记录数据值与产生该记录的输入生物特征数据之间的关系满足第章所述的指纹型骨架

b7

,。

数据记录格式相关规定以及第章所述的指纹型骨架数据卡格式相关规定

8

,

如果一个系统在其应用符合性声明中声明其输出的所有生物特征数据记录符合上述要求那么该

系统产生的生物特征数据记录符合本部分。

,

如果一个系统在其应用符合性声明中声明能读出且使用符合本部分的所有生物特征数据记录那

么该系统符合本部分。

:、,

注系统产生使用的生物特征数据记录应符合其声明符合的本部分中的条款而不要求其符合本部分的所有

条款。

6指纹型骨架数据的测定

6.1概述

。,

指纹交换数据是基于脊线的型骨架表示的当最大差异不超过脊线宽度四分之一时不同骨架生

。,

成算法产生的结果不会对互操作性产生影响为了得到一个合格的指纹骨架需要先对原始指纹图像

。,

进行降噪和规范化处理骨架线元素的方向编码包含在交换数据记录里骨架线的起始点和末梢点记

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。。

录为真实或虚拟的细节点骨架线起始点到结束点之间的连线编码为连续的方向变化

,。

本章将介绍细节点特征并描述骨架线的编码定义

6.2细节点

6.2.1细节点类型

,,。

在指纹图像中细节点是一条脊线结束处的点或者是一条脊线分离成两条脊线处的点

“”。:,“”

每个细节点都有与之相关的类型细节点的类型主要有两种脊线端点用两位的二进制值01

;,“”。,

表示脊线分叉点或分裂点用两位的二进制值10表示三个或更多的脊线相交叉而形成的点将被

视为脊线分叉点。

“”“”。,

描述脊线骨架需要使用真实细节点和虚拟细节点的概念在指纹图像中虚拟细节点并不是

,。:

一个真正的端点或分叉点而是结束或延续骨架线所必需的点虚拟细节点有两种类型虚拟端点和虚

拟分叉点。

,,

在指纹图像的边缘区域以及因图像质量过低导致不能测定脊线和细节点的区域需使用虚拟端点

。,。

来描述骨架线端点虚拟端点还可以用来对一个闭环进行编码参见表A.1虚拟端点用两位的二进

“”。

制值00表示

,。,

描述骨架线时某些情况下需要在脊线上插入一个虚拟细节点例如在描述一个没有真实细节点

,;,,

的闭环时就需要使用虚拟细节点另外在用高精度的大曲率曲线来描述脊线时也需要使用虚拟细节

,。“”,“”,

点见注关于最大曲率的注这些点被称为虚拟延续并用两位的二进制值表示参见附

6.3.4211

录表。

AA.1

6.2.2细节点的位置和坐标系统

。(,),

用来表示指纹细节点位置的坐标系是笛卡尔坐标系统点的位置用坐标表示观察图中

xy1

2

/—

GBT26237.82014

,,,。。

手指的潜指纹时向右增加向下增加与手指方向相反这一点与多数成像及图像处理用法一致

xy

观察手指时,,。。,

从右到左增加见图所有的和值都是非负值对于指纹型骨架记录格式分辨

x1xy

,。,,

率在记录头中规定见对于指纹型骨架卡格式细节点的和坐标应是米制单位常规格式中

7.4xy

,,:

每个单位表示百分之五毫米压缩格式中每个单位表示十分之一毫米即

()()。

1单位=0.05mm常规格式或0.1mm压缩格式

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图1坐标系统

,。

脊线端点应满足该点只有一个邻点像素且该邻点像素属于骨架

:/—,。

注在GBT26237.22011的一些格式类型中脊线端点的位置可以参考脊线前面谷线的分叉点来定义

,。

一个脊线分叉点的位置定义为脊线骨架线的分叉处即分叉点的位置是三条或多条脊线相交处

,。

虚拟端点的位置定义应参考真实端点的位置定义

“”,。

虚拟延续类型的细节点位置不宜用于比对算法比对算法宜只分析真实细节点的位置和角度

。,。,

信息虚拟细节点宜仅用于骨架重构并可支持后续的重构模式分类为了提高脊线描述的精度可以

指定骨架上任何位置的点。

6.2.3角度约定

。

细节点的角度定义为从水平正半轴开始沿逆时针方向增加的角度细节点角度范围应与记录头中

定义的角度数据字段的位宽度相适应。

脊线骨架端点的方向定义为脊线末端的切线与水平向右方向所成的角。

,,。

在脊线分叉点三条脊线分支交汇于一点两条包围谷线末端的脊线形成一个锐角脊线分叉点的

方向定义为这条脊线的切方向与水平向右方向所成的角。

,。

超过三个分叉的脊线的方向应参照真实脊线端点加以定义

,。

虚拟端点的方向应参照实际端点的定义

“”,。

虚拟延续类型的细节点方向不宜用于比对算法比对算法宜只分析真实细节点的位置和角度

。,。

信息虚拟细节点宜仅用于骨架重构并可支持后续的重构模式分类其方向可以指定为交汇和流出

,,。

方向的平均值或者流出的方向参见附录表

AA.1

3

/—

GBT26237.82014

与/—中指纹细节点数据的差异

6.2.4GBT26237.22011

/—,“”,/

在GBT26237.22011卡格式格式类型0006中对细节点位置和方向的定义与GBT26237

,:

的本部分是一致的如下

———,;

脊线分叉处的细节点编码为一个脊线骨架分叉点

———,。

脊线结束处的细节点编码为一个脊线骨架端点

,,

如果需要和其他系统定义的细节点进行比对则必须先修正细节点的位置和方向可能因此与

/—中其他格式类型有互操作方面的差异。

GBT26237.22011

,。,

在指纹型骨架数据记录中细节点的角度分辨率定义在记录头中最小的角度分辨率量化为级

16

。,。

每个量化单位为低于级的分辨率可能会导致基于细节点的比对算法的比对质量下降

22.5°64

,(“”“”)。

在指纹细节点数据格式中没有定义虚拟的细节点类型为和

ID0011

,“”(“”)。

在本数据格式中没有定义为其他类型为的细节点类型

ID00

超过三条脊线汇聚的分,,,

叉点在指纹细节点数据中没有提及因此在记录时可能被忽略也可能被

“”。/,。

编码为其他类型在GBT26237的本部分中这些点的类型定义为分叉点

6.3脊线骨架的方向编码

6.3.1方向代码

,,。

骨架图像中每条线编码为一个多边形且每个多边形元素都取自一个固定的线元素集合见6.3.4

,:

这些线开始于一个具有起始方向的偏移坐标以及如下细节点特征

———(:“”;“”;“”;“”);

细节点类型两位00为虚拟端点01为脊线端点10为脊线分叉点11为虚拟延续

———(,);

细节点方向位深定义在记录头中范围根据位深量化为

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0°~360°

———();

x坐标位深定义在记录头中

———();

y坐标位深定义在记录头中

———()。

方向元素的数目位

8

,(

连续多边形元素是根据其相对上一元素方向的变化或其第一个元素相对于细节点方向的变化需

)。,

要规范化或四舍五入到方向编码的范围和分辨率来定义的每个元素的长度都是一个方向变化函数

见6.3.4:

———(。,

方向变化位深度和分辨率定义在记录头中数据类型是一个有符号整数但最小负数不用于

。,,

方向变化例如位的位深和级方向有符号整数范围从规范化的角度范围是

432-7~7

);

-39.375°~+39.375°

———,。,

在高曲率脊线的情况下方向元素宜以较高的空间分辨率存储因此可以在两种不同的分辨

率之间进行切换;

:。,,;

注如一条线的编码开始于一般分辨率在编码过程中在最小负数首次出现时切换到高级分辨率在第二次出

,,。

现最小负数时则切换回一般分辨率参见表A.2

———,;

继续跟踪方向变化直至到达折线终点

———(:“”,“”,“”,“”

线终点的细节点类型两位00为虚拟端点01为脊线端点10为脊线分叉点11为虚

拟延续)。

(“”),:

如果脊线结束于一个虚拟端点类型编号00则该脊线上细节点的相对位置如下

———(,(/))/,

通过函数min3floor4lS把细节点相对位置lS规范化到0~3并存储为两位的有符

nn

。,,

号整数这里l是细节点和最后一个线元素之间的距离S是最后一个线元素的步长见

n

图2;

———(“”“”),(“”),

如果脊线以一个实际的细节点或结束或者被虚拟延续打断为了使得直线

011011

,:

对齐操作的计算开销较小宜以如下方式进行如果以前存储的线终点类型已经和起始字节对

4

/—

GBT26237.82014

,;,

齐该细节点数据通过附加的方向和位置完成在未对齐的终点类型上则是由方向和位置之

后的下一个字节开始重复;

———,;

如果之前存储的线终点的细节点类型不是从对齐的字节开始则重复下一个字节在此对齐过

程中任何未设置值的位用零填充;

———(,);

细节点方向位深定义在记录头中范围根据位深量化为0°~360°

———();

x坐标位深定义在记录头中

———()。

y坐标位深定义在记录头中

(“”),:

如果结束细节点是虚拟延续类型编号11则线的描述如下

———();

后续方向的元素数目位以及方向元素

8

———,“”,

对每条线的编码最后一个字节的未使用位都宜用填充使得下一条线的编码可以从一个

0

对齐字节开始。

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

图多边形线元素上细节点相对位置是比率/,是经过细节点的线元素长度,

2lSSM

nn

是起点到细节点的距离,是的角度

lSMαS

nnn

6.3.2骨架线编码总规则

,(“”“”)。

为使编码尺寸尽量小骨架线应从真实细节点类型或开始

0110

不限制使用虚拟延续细节点和高分辨率模式。

:。

注可以用虚拟延续细节点或高分辨率模式来描述脊线可以选择一种方法来描述高曲率曲线同时使用其他方法

、、。,

标记经过分歧点中心点三角点或曲率极值点的线但是这些额外的描述将增加编码的大小且不利于互

操作。

,。

在记录中不应假设线端点的先后顺序

,。

骨架线编码应仅用于脊线有足够质量的图像区域参见图A.3

:“”:,;,

注一位质量图的定义在没有编码的脊线附近图像区域质量为或不足而在有编码的脊线附近图像区域质

0

。,。

量为或足够如果扩展数据区中有更多的质量数据则可以另外定义多位质量图

1

,。

要判断骨架线编码的描述质量需要将重构的脊线与原始指纹图像中脊线进行比较重构的脊线

,。:

应在脊线位置和结构上能够描述原始指纹图像判断规则如下

———,;,。

重构后的骨架线多边形元素应在脊线区域内且描述了脊线的大部分长度例如至少50%

。;

范围阈值设置在左右是适当的该阈值取决于应用系统对重构和比较的质量要求