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GB／T 26237.8-2022 信息技术 生物特征识别数据交换格式 第8部分：指纹骨架数据.pdfICS35.040 CCS L 71
信息技术生物特征识别数据交换格式
信息技术生物特征识别数据交换格式 第8部分：指纹骨架数据
JB／T 9023.1-2019 潜孔钻机 第1部分：露天矿用型.pdf信息技术生物特征识别数据交换格式
GB/T26237.1一2022界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 骨架skeleton 几何对象的单像素宽线状表示。 3.2 汗孔sweatpore 真皮层中允许汗液流出以参与控制体温的微小孔隙。 3.3 潜指印 Jlatentfingerprint 从介质表面收集，而不是通过活体采集或传统的拓印指纹卡采集获得的指纹印记
下列缩略语适用于本文件。 BDB 生物特征数据块（BiometricDataBlock） BDIR 生物特征识别数据交换记录（BiometricDataInterchangeRecord） BER 2 基本编码规则（BasicEncodingRules） BIT 生物特征信息模板（BiometricInformationTemplate) CBEFF公用生物特征识别交换格式框架(CommonBiometricExchangeFormatsFramework) DO 数据对象（DataObject) ICS 实现符合性声明（ImplementationConformanceStatement） IUT 受试实现(ImplementationUnderTest) ppcm 每厘米像素数（pixelspercentimeter） UTC 协调世界时（CoordinatedUniversalTime）
下列缩略语适用于本文件。 BDB 生物特征数据块（BiometricDataBlock） BDIR 生物特征识别数据交换记录（BiometricDataInterchangeRecord） BER 2 基本编码规则（BasicEncodingRules） BIT 生物特征信息模板（BiometricInformationTemplate） CBEFF公用生物特征识别交换格式框架（CommonBiometricExchangeFormatsFramework) DO 数据对象（DataObject） ICS 实现符合性声明（ImplementationConformanceStatement） IUT 受试实现(ImplementationUnderTest) pcm 每厘米像素数（pixelspercentimeter) UTC 协调世界时（CoordinatedUniversalTime）
符合本文件的生物特征识别数据记录应满足以下规范性要求： 该记录的数据结构、数据值和数据元素之间的关系。对于指纹骨架数据记录格式，应符合本文 件第7章的相关规定；而对指纹骨架数据卡格式，应符合第8章的相关规定； 该记录数据值与生成该记录的输人生物特征数据之间的关系。对于指纹骨架数据记录格式， 应符合本文件第7章的相关规定；而对指纹骨架数据卡格式，应符合第8章的相关规定。 一个生成生物特征识别数据记录的系统，如果能够输出其ICS中声明符合本文件规定的所有生物 征识别数据记录，且输出的生物特征识别数据记录均符合本文件，则该系统符合本文件。一个系统不 要能够生成符合本文件所有可能要求的生物特征识别数据记录，仅需要能够生成那些在ICS中声明 系统支持的生物特征识别数据记录。 一个使用生物特征记录的系统，如果能够出于系统自身的目的读取并使用其ICS中声明支持的所 符合本文件的生物特征识别数据记录，则该系统符合本文件。一个系统不需要能够使用涵盖本文件 有可能要求的生物特征识别数据记录，仅需要能够使用那些在ICS中声明该系统支持的生物特征识 数据记录。 如果生物特征识别数据交换格式的符合性测试满足本文件附录C设定的所有规范性要求，则其符 本文件。具体地说，这些符合性测试应使用GB/T26237.1一2022中附录A规定的测试方法，并且对 有1级、2级和3级测试，均应使用本文件表C.2、表C.3和表C.4中定义的断言进行测试。 经过规定方法学测试的本文件的具体实现，仅能声明与本文件规定且经过该方法学建立的测试方
法检测的生物特征识别数据记录要求相符合
本文件规范的指纹交换数据是基于摩擦脊线的骨架表示的。由于不同骨架生成算法产生的结果误 差不超过脊线宽度的四分之一，因此不会对互操作性产生影响。为了得到鲁棒的骨架线，可以对原始图 像进行降噪和规范化处理。交换数据记录中包含了骨架线元素的方向编码。骨架线的起始点和终止点 将作为真实或虚拟细节点记录，起始点和终止点之间的骨架线可使用连续的方向改变量进行编码。 下文先介绍细节特征，然后描述骨架线的编码定义
细节点为指纹图像中摩擦脊线终止或者分裂为两条脊线处的点。 每个细节点都有与之关联的“类型”。细节点的类型主要有两种：脊线端点，用2位的二进制值“01” 表示；脊线分叉点，用2位的二进制值“10”表示。三条或更多的脊线相交而形成的点将视为脊线分 叉点。 描述骨架线需使用“真实细节点”和“虚拟细节点”的概念。在指纹图像中，虚拟细节点并不是图像 中脊线真正的端点或分叉点，而是为了描述骨架线的终止或延续在骨架线上人为设置的点。虚拟细节 点有两种类型，虚拟端点和虚拟延续点。 一一虚拟端点。在指纹图像的边缘区域，或在因图像质量过低而不能确定脊线和细节点的区域边 界处，需使用虚拟端点来描述此情况下的骨架线终止点。虚拟端点还可以作为闭环骨架线编 码的终止点，用来对一个闭环进行编码，见附录D的表D.1。虚拟端点用2位的二进制值“00” 表示。 虚拟延续点。描述骨架线时，在某些情况下需要在脊线上插人一个虚拟细节点。例如，在描述 一个不存在真实细节点的闭环时，就需要使用这种虚拟细节点作为骨架线编码的起点；另外， 在描述以适用精度表示的大曲率脊线时，也需要使用虚拟细节点作为中断点，见6.3.4中关于 最大曲率的注，亦可参见表D.1。虚拟延续点用2位的二进制值“11"表示
6.2.2细节点定位与坐标系统
应米用笛卡尔坐标系来表示指纹细节点的位置。点的位置应以坐标（x，y)描述。坐标原点应定义 为图像左上角的点。如图1所示，对图中手指的潜指印，坐标系的r轴正向指向右方（与手指指纹自身 方向相反)，y轴正向指向下方。这种坐标系已被大多数图像成像和图像处理系统所采用。如图1所 示，当观察手指时，坐标系x轴正向是从手指右侧指向左侧的。对于指纹骨架记录格式，（骨架图像的） 分辨率在呈现头中规定，见7.4。对于指纹骨架卡格式，细节点的x和y坐标的分辨率应采用公制单 位。在标准卡格式中每个单位表示百分之五毫米，在紧凑卡格式中每个单位表示十分之一毫米，即： 1单位=0.05mm（标准格式）或0.1mm（紧凑格式）。
脊线端点的位置应定义为骨架线上仅有一个相邻骨架像素的点的坐标。 注：在GB/T26237.2一2011的某些格式类型中，脊线端点的位置是利用脊线前面谷线的分叉点来定义的。 脊线分叉点的位置应定义为骨架线的分叉处，即分叉点的位置为三条或更多条骨架线交汇处。 虚拟端点位置的定义方式应与真实端点位置的定义方式相同。 类型为“虚拟延续点”的细节点位置，不适用于那些仅分析真实细节点位置和角度信息的比对算法 这种类型的细节点仅适用于骨架重构，但可支持后续的重构指纹骨架的分类。为提高脊线描述的精度 可以指定骨架线上的任意点为这种虚拟细节点，
细节点角度应从指向右端的水平正半轴开始，以逆时针方向为增加方向进行度量。细节点用度的 量化方式应与呈现头中定义的角度数据字段的位深相匹配。 骨架线端点的方向定义为骨架线在端点处从端点指向骨架线内部的切线与指向右方的水平轴所成 的角。 在骨架线分叉点处，三条脊线交汇于一点，其中包围同一谷线端点的两条脊线构成一个锐角。此时 分叉点可以视为这两条脊线的端点。脊线分叉点的方向定义为这两条脊线在该端点（分叉点)处的方向 的平均方向。 若骨架线的起始或终止点为一超过三个分支的分叉点，则其在该点的方向应按照真实骨架线端点 方向定义的方式确定。 虚拟端点的方向定义方式应按照真实脊线端点方向定义的方式确定。 类型为“虚拟延续点”的细节点的方向并不适用于那些仅分析真实细节点位置和角度信息的比对算 法。这种类型的细节点仅用于骨架重构，但可支持后续的重构指纹骨架的分类。虚拟延续点将一条完 整的脊线截断，这个截断点可视为其两侧脊线的端点。虚拟延续点的方向可以指定为其两侧脊线在该 截断点的方向的平均方向，亦可指定为该点的编码前进方向一侧的脊线在该点的方向，见表D.1。
一致的： 位于脊线分叉处的细节点，编码为一个骨架线分叉点； 一位于脊线终止处的细节点，编码为一个骨架线端点。 为比较此处细节点与其他系统定义的细节点0448 某铝塑钢门窗厂商办楼施工组织设计，可能需先修正细节点的位置和方向。因此可能与 GB/T26237.2一2011定义的其他格式类型在性能互操作性方面存在一些差异。 在指纹骨架数据记录中，细节点的角度分辨率定义于呈现头中。允许的最小角度分辨率为16个方 向，亦即每个最低有效位表示22.5°。推荐的角度分辨率为64个方向（表1中方向码起始点和终止点方 向的位深推荐值）。对完全基于细节点的比对算法，低于该推荐值的分辨率可能会导致比对质量下降。 该推荐值对应于本文件定义的指纹细节点数据紧凑卡格式使用的角度分辨率。 在指纹细节点数据格式中，未定义虚拟细节点（类型代码为“00"和“11"）。 在指纹骨架数据格式中，未定义“其他”类型（类型代码为“00")的细节点。 在指纹细节点数据中未涉及超过三个分支的分叉点，因此它们有可能被忽略，也有可能被编码为 “其他”类型。在本文件的指纹骨架数据中，这种结构定义为分叉点类型。
6.3骨架线的方向码编码
骨架图像中每条定义了起始点和终止点的骨架线，可以从它的起始点开始按确定的规则逐步构 有向折线来逼近这条骨架线（具体构造方法可参见6.3.3)，然后记录这条折线的起始点、终止点 有向边的相关信息。对有向折线的每个有向边（称为折线元素)，因其长度是由该边相对于其前 的方向改变量决定的，故仅需记录这个方向改变量。方向改变量经过量化之后可以用一个有符 表示。最后得到的数据记录称为这条骨架线的方向码。在方向码中，方向改变量的有符号整数 称为方向码的方向元素或线元素（见6.3.4)。方向码编码过程如下。 对每条骨架线，其方向码的编码过程起始于一个具有方向以及如下特性的细节点的坐标： ·细节点类型（2位：“00"表示虚拟端点，“01"表示脊线端点，“10"表示脊线分叉点，“11"表示 虚拟延续点)； ·细节点方向（位深定义于呈现头中，范围：根据位深量化为0～360级）； ·坐标(位深定义于呈现头中)； ·y坐标（位深定义于呈现头中）； ·随后的方向元素的数量[有向折线包含的折线元素的数量（8位深）]。 确定方向元素。方向元素的位深和分辨率定义于呈现头中，数据类型为有符号整数（例如，对 4位的位深，可表示的有符号整数范围为一7～7。在将180°量化为32级时，一7～7的有符号 整数可以量化表示的角度范围为一39.375°～十39.375°）。方向元素可利用当前折线元素相对 于前一折线元素的方向改变量（需要依据方向码范围与分辨率将方向改变量量化并四舍五人） 定义。对第一个方向元素，则利用第一个折线元素相对于细节点方向的改变量定义。每个方 向元素都是方向改变量的函数（6.3.4)。 ·在骨架线的高曲率区域，人们期望以较高的空间分辨率存储方向元素。为此，可在两种不 同的分辨率之间进行切换；通过在方向元素序列间插人100，可以使分辨率在标准分辨 率或高分辨率之间切换； ）骨架线编码一般总开始于标准分辨率。在骨架线编码过程中，当10…0首次出现时，表示 编码方式切换到高分辨率并使用半步长；当100再次出现时，表示编码方式切换回标准 分辨率与全步长，以此类推。附录D中表D.3的示例用一8（4位深1000)表示分辨率 切换
按b)中描述的方式逐次确定每个方向元素（方向改变量)，直至到达骨架线终止点； 骨架线终止点的细节点类型（2位：“00"表示虚拟端点，“01”表示脊线端点，“10”表示脊线分叉 点，“11"表示虚拟延续点）。每种类型细节点编码方式如下： 1）如果骨架线终止于一虚拟端点（类型代码“00"），则该虚拟细节点在（最后一个)折线元素 上的相对位置可利用函数min(3，floor（4l/S.）)将该虚拟细节点的相对位置l/S。量化 到0～3之间，并将其存储为2位的无符号整数，此处L为该虚拟细节点与最后一个折线 元素起点之间的距离，S。为最后一个折线元素的步长，见图2。 2) ）如果骨架线终止于一个真实细节点（类型代码“01"或“10”），或者被一个虚拟延续点（类型 代码“11")所中断，则应以1个字节对齐的字段来描述该细节点。此时应按照以下方式 编码： ·如果前面存储的骨架线端点的细节点类型字段已经是起始字节对齐的，则可在其后 附加该细节点的方向和位置数据以完成该细节点数据编码； ·如果之前存储的骨架线端点的细节点类型不是起始字节对齐的，则在下个字节的起 始处重复细节点类型数据；因该对齐操作而产生的未使用的位以0填充； ·细节点方向（位深定义于呈现头中，范围：根据位深量化为0～360级)； ·坐标（位深定义于呈现头中)； ·y坐标(位深定义于呈现头中)。 3）如果当前的细节点类型为虚拟延续点（类型代码“11")，则记录后继的方向元素数量（8位 深）并按b)中描述的方式继续编码方向元素。 对每条编码骨架线，最后字节的任何未使用位都以“0"填充，以使下一条骨架线的编码可以从 对齐字节开始。
6.3.2骨架线编码总规则
图2 细节点在有向折线元素上的相对位置以比率1/S建标 155-2011 煤炭工业露天矿建设标准，表示