指纹生长中各向异性的检测

从婴儿期到成年期，人类生长具有各向异性，沿近远轴（身高）的增长远多于沿内外侧轴（体宽）的增长，尤其在四肢末端。检测并建模指纹生长中的各向异性速率，以及可能的其他生长模式，有助于将儿童指纹用于长期生物特征识别。使用标准指纹扫描仪时，各向异性生长被每次按压所产生的不同畸变严重掩盖，且似乎这一困难迄今阻碍了合适方法的发展——检测各向异性尚且不易，更遑论设计模型。我们提供了一套工具链，以给定置信度从统计上检测指纹中的各向异性生长及其优势轴，其中仅需标准指纹扫描仪和细节点匹配器。我们基于一个扰动模型、一种新型 Procrustes 类算法，使用并发展了若干用于不同假设的参数与非参数检验，特别是用于检测各向异性轴的邻域假设检验，其中后者检验可根据测量精度调节。考虑到手指按压扫描仪产生的真实畸变，我们基于真实数据的仿真表明，例如，在相当小的样本（56 次匹配）中，若近远轴生长仅超过内外侧轴生长约 5%，即可显著检测出近远轴生长。我们的方法非常适用于未来的儿童指纹时间序列数据集，并且我们提供了算法与检验及匹配细节点模式数据的实现。