安全指纹识别系统：基于Frobenius范数的新型设计

"安全指纹识别系统的研究与设计 (2012年)" 本文是关于安全指纹识别系统的研究与设计，由赵伟舟、杨宝珍和景慧丽在2012年发表于《南昌大学学报(工科版)》。针对传统指纹识别技术中存在的特征提取问题以及原始指纹信息的安全隐患，作者提出了一种新的安全指纹识别方法。该系统旨在保护用户的隐私，防止非法获取和使用用户的原始指纹特征。 在系统设计中，首先，作者选取指纹图像的感兴趣区域（ROI）并计算Frobenius范数作为特征。Frobenius范数是一种衡量矩阵元素平方和的量，用于表征指纹的局部特性。通过使用随机矩阵对这些特征进行映射，可以增大不同指纹间的类间差异，从而提高识别的准确性。 映射后的特征通过阈值化处理生成描述子，这些描述子作为安全的特征模板存储在系统数据库中。为了进一步增强安全性与鲁棒性，这些描述子被扩展成伪描述子。伪描述子是经过特殊处理的特征表示，即使被截取也无法通过逆变换还原出原始指纹信息，从而确保了用户数据的安全。 在识别阶段，系统采用恢复算法对输入的指纹特征进行匹配，与存储的伪描述子进行比较。如果匹配成功，系统将给出正确的识别结果。在FVC2002指纹数据库上的实验结果显示，该系统的等错率（Equal Error Rate, EER）为0.0219，这意味着系统的误识别和拒识率都相当低，表明系统既安全又高效。 关键词包括Frobenius范数、类间差、描述子、伪描述子和等错率。这个研究对指纹识别领域的安全性和隐私保护提供了新的思路，对未来的生物识别技术发展具有一定的指导意义。其贡献在于创新性地利用Frobenius范数和随机矩阵映射来增强指纹特征的区分度，并通过伪描述子的使用提高了系统在安全性方面的性能。