CH628450A5

CH628450A5 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von charakteristischen feinheiten in einem bild-muster unter vergleichen an einem referenz-muster.

Info

Publication number: CH628450A5
Application number: CH1109077A
Authority: CH
Inventors: John Philip Riganati; Visvaldis Alberts Vitols
Original assignee: Rockwell International Corp
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1982-02-26
Also published as: DE2740394A1; JPS5857791B2; CA1091808A; BR7706016A; NL7709441A; GB1583386A; JPS5377155A; FR2371736A1; US4135147A

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bild-Muster-Identifizierung und betrifft ein Verfahren zum Vergleichen von charakteristischen Feinheiten in einem ersten Bild-Muster mit charakteristischen Feinheiten in einem zweiten Bild-Muster sowie eine Vorrichtung zum automatischen Bestimmen eines vorliegenden Bild-Musters mit Hilfe eines Referenz-Musters.

Der Bedarf für eine genaue und automatische Fingerabdruck-Identifizierung oder -Überprüfung auf den Gebieten der Sicherheit von Anlagen, von Kreditvorgängen, usw. hat sich mit der Zeit verstärkt. Viele verschiedene Arten von automatischen Systemen wurden für die Identifizierung von Fingerabdrücken oder anderen Mustern auf diesen Gebieten vorgeschlagen.

Eine erste Art von automatischen Fingerabdruck-Identi-fizierungssystemen basiert hauptsächlich auf der globalen oder allgemeinen Form von Fingerabdruckmustern zur Bestimmung des Ausmasses von Übereinstimmung zwischen diesen Fingerabdruckmustern. Die meisten auf optischem oder holographischem Musterabgleich basierenden Systeme sind von dieser ersten Art. Alle diese Systeme weisen den Nachteil auf, dass sie unempfindlich sind gegenüber den grundlegenden charakteristischen Merkmalen oder Einzelheiten des Fingerabdruckmusters und folglich eine recht hohe Zahl von falschen Übereinstimmungen produzieren, gemessen an einer vernünftigen und annehmbaren Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Überprüfung von Fingerabdrücken. Beispiele für Systeme dieser ersten Art sind in folgenden US-Pa-tentschriften beschrieben: 3 200 701 ,3 292 149, 3 511 571, 3 532 426, 3 614 737, 3 619 060, 3 622 989, 3 704 949, 3 743 421 und 3 781 113.

Eine zweite Art von automatischen Fingerabdruck-Identifizierungssystemen basiert hauptsächlich auf örtlichen charakteristischen Merkmalen oder Einzelheiten, der Fingerabdruckmuster, beispielsweise die Kodierung von bestimmten Nuancen in der Nähe des Kerns eines Fingerabdrucks. Beispiele für diese zweite Art von Systemen sind in den US-Patentschriften 3 584 958 und 3 694 240 beschrieben. Gemäss beiden Druckschriften wird eine Maske mit einer Referenzöffnung vorbestimmter Gestalt versehen, um eine Referenzlinie entsprechender Gestalt durch den Fingerabdruck eines Individuums zu legen. Diese Referenzlinie schneidet die den Fingerabdruck bildenden Linien an irgendeiner bestimmten Zahl von Stellen und definiert so die Schnittbereiche. Diese Schnittbereiche bilden die Basis für parallele Codelinien mit verschiedenen Breiten für eine Identifizierungskarte für das Individuum. Eine anschliessende Identifizierung des Individuums erfolgt durch Vergleich der Codelinien der Identifizierungskarte mit dem Fingerabdruck des Individuums, der zum Zeitpunkt der Benutzung der Karte hergestellt wird.

Diese zweite Art von Fingerabdruck-Identifizierungssystemen besitzt den Nachteil, dass örtliche Bereiche zu stark betont werden, die jedoch nicht zuverlässig reproduzierbar sind.

Eine dritte Art von automatischen Fingerabdruck-Identi-fizierungssystemen beruht auf einer Kombination der globalen Form der Fingerabdruckmuster und von örtlichen Fingerab-druck-Charakteristika, jedoch ohne Ausnutzung der Feinheiten. Die «Feinheiten» eines Fingerabdrucks enthalten die feinsten Einzelheiten, die dem Fingerabdruck entnommen werden können. Ein System, bei dem die Feinheiten für die örtliche Charakteristik nicht herangezogen werden, kann den Nachteil aufweisen, dass Einzelheiten bei der örtlichen Überprüfung fehlen. Beispiele für diese dritte Art von Systemen sind in den US-Patentschriften 2 952 181, 3 566 354, 3 771 124 und 3 882 462 beschrieben. Gemäss jeder dieser Druckschriften werden verknüpfte örtliche Informationen herangezogen, die aus Kuppen- und Häufigkeitsmessungen als charakterisierende Information bestehen. Dieses Aufbrechen der Kuppen- oder Linienverläufe in örtliche Bereiche ist zwar gegenüber dem Vorschlag einer rein globalen Betrachtung überlegen, ergibt jedoch nicht die Eindeutigkeit, die mit Feinheiten verbunden sind, welche beispielsweise von Linien- oder Kuppenenden und Aufzweigungen des Fingerabdrucks abgeleitet werden. Die US-PS 3 716 301 betrifft eine globale Korrelationstechnik mit einer praktisch lokalen «Verschönerung», die aus einem oder mehreren Informationsbändern um einen zentralen Bereich herum besteht. Dadurch wird zwar eine Verbesserung gegenüber rein globalen Korrelationsnäherungen geschaffen, es wird jedoch keine eindeutige Beschreibung ermöglicht, wie sie für auf den Feinheiten beruhende Systeme charakteristisch ist.

Eine vierte Art von automatischen Fingerabdruck-Identifizierungssystemen beruht auf einer Kombination aus der globalen Form des Fingerabdruckmusters und verwendet die Feinheiten als örtliche bzw. lokale charakteristische Eigenschaften des Fingerabdrucks.

Ein Beispiel für diesen vierten Typ ist in der US-PS 3 582 889 beschrieben. In der in dieser Druckschrift als fünfte Schaltung bezeichneten Einrichtung wird eine Gruppe von Feinheiten (als «charakteristische Punkte» bezeichnet) verwendet, um eine «geschlossene Figur mit geraden Seiten, die die Punkte in einer vorbestimmten Reihenfolge verbinden» zu bilden. Die als sechste Schaltung erwähnte Einrichtung zeigt Koinzidenz eines unbekannten Musters mit einem bekannten Muster an, wenn eine vorbestimmte Anzahl von derartigen geschlossenen Figuren den beiden Mustern gemeinsam ist. Das System nach dieser Druckschrift weist verschiedene Nachteile auf. Ein Nachteil bzw. eine Schwierigkeit besteht darin, dass die geschlossene Figur mit geraden Seiten entweder nicht erzeugt werden kann oder aber durch fehlende oder falsche Feinheiten wesentlich verändert wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Ähnlichkeit zwischen dem bekannten und dem unbekannten Muster tabellarisch bestimmt wird, und zwar danach, ob «eine vorgewählte Anzahl von Figuren gemeinsam sind» oder nicht, ohne besondere Berücksichtigung der Auswirkungen von Verzerrungen dieser tabellarischen Erfassung. Diese Nachteile können eine

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Fingerabdruck-Identifizierung beeinträchtigen bzw. verhindern.

Ein weiterer Nachteil dieser vierten Art von Systemen ist in dem Artikel «Automated Fingerprint Identification» (Automatische Fingerabdruck-Identifizierung) von J. H. Wegstein, NBS (National Bureau of Standards) Technical Note 538, SD Catalog No. C13.46.538, U.S. Government Printing Office, Washington, D. C., August 1970 beschrieben. In dieser Veröffentlichung ist ein NBS-System beschrieben, bei dem Feinheiten-Daten für den gesamten Fingerabdruck ohne Abstellen auf einen spezifischen örtlichen Bereich verwendet werden. Infolgedessen ist das erzeugte Übereinstimmungsergebnis relativ empfindlich gegenüber Verzerrungen bzw. Störungen. Dieses NBS-System erfordert ferner eine Ausrichtung der Feinheitenanordnung von bekannten und unbekannten Fingerabdrücken vor dem Vergleich. Falsche, fehlende oder entstellte Feinheiten oder eine Fehlausrichtung der Fingerabdrücke führen somit zu einer Vergrösserung der Wahrscheinlichkeit, dass Fehler bei dem Vergleich von Fingerabdrücken gemacht werden. Viele der vorstehend beschriebenen Systeme erfordern eine relativ genaue Orientierung des Fingers für die Identifizierung mittels des Fingerabdruck-Identifizierungsgeräts.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das automatische Vergleichen von charakteristischen Feinheiten in einem Bild-Muster mit Hilfe eines Referenz-Musters anzugeben, welche überall dort verwendet werden können, wo Muster eindeutig durch Eigenschaften dargestellt sind, welche in Form einer relativen Vektorinformation kopiert werden können. Die nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung soll unempfindlich sein gegenüber zu erwartenden Veränderungen der Bild-Muster. Sie soll auch unempfindlich sein gegenüber der horizontalen, bzw. vertikalen Lage und Winkelorientierung von charakteristischen Feinheiten des Bild-Musters. Ferner soll die Erfindung in der Lage sein, einen Vergleich von Daten durchzuführen, die aus Bruchstücken von Bild-Mustern gewonnen werden. Die Vorrichtung soll ein Übereinstimmungsergebnis liefern können, das unempfindlich ist gegenüber Beschädigungen und Färbungsänderungen im Bild-Muster, die beispielsweise bei abgerollten Fingerabdrücken auftreten können. Es sollen Gruppen von Feinheitendaten aus zwei zu vergleichenden Bild-Mustern verwendet werden, um zu bestimmen, ob die zwei Bild-Muster übereinstimmen oder nicht. Schliesslich soll durch die Erfindung ein Vergleich von zwei Bildern ermöglicht werden, wobei jede relative Vektorinformation von örtlichen Merkmalen oder charakteristischen Feinheiten eines Bildes abgeleitet wird.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche angegebene Erfindung gelöst.

Im Gegensatz zu den erläuterten, bekannten Vorrichtungen wird also zur Beschreibung eines Bild-Musters ein Satz von Feinheiten in der engeren Nachbarschaft einer ausgewählten Feinheit ausgegangen und eine Analyse von benachbarten Feinheiten der zu vergleichenden Bild-Muster durchgeführt, um festzustellen, wie jedes Feinheitennachbargebiet eines ersten Bild-Musters übereinstimmt mit jedem Bereich eines zweiten Bild-Musters. Bei keiner der zum Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen werden die Zwischenvergleichsergebnisse aus einem Satz von Feinheiten einer engeren Nachbarschaft gemeinsam in einem dreidimensionalen Raum eingebracht, um das Globalbild zu erhalten.

Eine Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine se-quenzielle Bestimmung, ob ein nicht identifizierter Fingerabdruck mit irgendeinem bekannten Fingerabdruck aus einer Referenzmenge übereinstimmt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird jede Feinheit aus jedem Fingerabdruck beschrieben durch seine relative Lage und Orientierung und wird selektiv kodiert als Relativinformation-Vektor (RIV)-Format. Jeder RIV ist eine detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft von in der Nähe s liegenden umgebenden Feinheiten. Jeder RIV in einem nicht identifizierten Abdruck wird sequenziell verglichen mit allen RIVen in jedem bekannten Fingerabdruck. Bei diesem Vergleichsvorgang wird ein Übereinstimmungsergebnis aus der Anzahl von Feinheiten in jedem RIV, der mit Feinheiten in io dem anderen damit verglichenen RIV übereinstimmt, bestimmt. Die Gruppe von Übereinstimmungsergebnissen, die aus dem Paar der verglichenen Fingerabdrücke gewonnen wurde, wird von einem Ergebnis-Verarbeitungsgerät analysiert auf der Grundlage einer Global- oder Gesamtbetrachtung, 15 wodurch ein endgültiges Ergebnis erzeugt wird, das den Ähnlichkeitsgrad zwischen dem verglichenen Fingerabdruckpaar angibt.

Als Beispiel für die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit der zur Durchführung des Verfahrens ausge-20 bildeten Vorrichtung nach Anspruch 7, wird hier der Vergleich von charakteristischen Feinheiten in Bild-Mustern beschrieben, die in Fingerabdrücken auftreten, wozu insbesondere die von der Vorrichtung nach Anspruch 7 abgeleitete Vorrichtung zur Bestimmung von Fingerabdrücken nach An-25 spruch 11 verwendet wird. Jedoch sind Fingerabdrücke natürlich nur ein Beispiel für viele Arten von Mustern, die automatisch verglichen werden können. Beispielsweise können Sprach- und sonstige Klang-Muster und viele Arten von Konturmustern, einschliesslich solcher, die für Landkarten, 30 Strukturanalyse und Wellenuntersuchungen verwendet werden, in eindeutiger Form dargestellt werden.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Von den Figuren zeigen:

35 Fig. 1 eine Darstellung der Relativinformation-Vektor-komponenten r, 0 und A 0 für eine Feinheit in der Nachbarschaft einer Zentrumsfeinheit mit den Koordinaten Xc, Y„ 0C;

Fig. 2 ein verallgemeinertes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform, nämlich einer Fingerabdruck-Fein-40 heitenmuster-Vergleichervorrichtung;

Fig. 3 einen Fingerabdruck-Feinheitenleser, der so abgewandelt wurde, dass er mit dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kompatibel ist;

Fig. 4 eine Darstellung, wie eine Feinheit beschrieben 45 wird;

Fig. 4A eine Darstellung zur Erläuterung des Relativ-In-formation-Vektor-Formates bezüglich einer Zentrumsfeinheit CM und einer Nachbarfeinheit NMi;

Fig. 5 eine detailliertes Blockschaltbild einer bevorzugten 50 Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6A ein Blockschaltbild eines ersten Teils einer in Fig. 5 gezeigten Takt- und Steuerschaltung;

Fig. 6B ein Blockschaltbild eines zweiten Teils der in Fig. 5 gezeigten Takt- und Steuerschaltung;

55 Fig. 7 ein Taktdiagramm für die Erläuterung der Arbeitsweise der Takt- und Steuerschaltung nach den Figuren 6A und 6B;

Fig. 8 ein Blockschaltbild des RIV-Kodierers nach Fig. 5;

Fig. 9, 10, 11 und 12 Feinheiten und RIV-Muster zur 60 Erläuterung der Arbeitsweise des RIV-Kodierers nach Fig. 8;

Fig. 13 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Radialordnung-Sortierers, des Zentrumsfeinheit- und Nachbarfeinheitenregisters sowie der Ausgangsschaltung von Fig. 8;

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Gatterschaltung und des 65 in Fig. 13 gezeigten Zentrumsfeinheit- und Nachbarfeinheitenregisters;

Fig. 15 ein Blockschaltbild der Lagebestimmungsschaltung des in Fig. 13 gezeigten Radialordnung-Sortierers;

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Fig. 16 Wellendiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 15 gezeigten Lagebestimmungsschaltung;

Fig. 17 ein Blockschaltbild der Ausgangsschaltung von Fig. 13;

Fig. 18 ein Blockschaltbild des RIV-Wählers von Fig. 5;

Fig. 19 ein Blockschaltbild der in Fig. 5 gezeigten Zentrumsfeinheit-Vergleicherschaltung;

Fig. 20 ein Blockschaltbild der in Fig. 5 gezeigten RIV-Vergleicherschaltung;

Fig. 21 ein Blockschaltbild der in Fig. 20 gezeigten Steuerschaltung;

Fig. 22 ein Blockschaltbild des Maximalergebnis-Wählers nach Fig. 20;

Fig. 23 ein Blockschaltbild der in Fig. 22 gezeigten Gatterschaltung;

Fig. 24 ein Blockschaltbild der Koordinaten-Transformationsschaltung nach Fig. 5;

Fig. 25 ein Blockschaltbild des Ergebnis-Gatters nach Fig. 5;

Fig. 26 ein Blockschaltbild des Globalkohärenz-Analysa-tors nach Fig. 5; und

Fig. 27 ein Blockschaltbild der Index- und Steuerschaltung nach Fig. 26.

Die grundlegende Funktion der Feinheitenmuster-Ver-gleichervorrichtung die in Fig. 18 dargestellt ist, besteht darin. selektiv zwei Muster (in diesem Falle Fingerabdruckmuster) heranzuziehen und automatisch eine quantitative Messung der Ähnlichkeit durchzuführen, welche dazu benutzt werden kann, darauf zu schliessen, ob die Muster von demselben Finger abstammen oder nicht. Im allgemeinen vergleicht diese Feinheitenmuster-Vergleichervorrichtung selektiv jeden kleinen Bereich (Feinheitennachbarschaft oder Feinheitengruppe) eines unbekannten Fingerabdrucks A (FP-A) mit jedem kleinen Bereich eines Fingerabdrucks (beispielsweise Fingerabdruck B bzw. FP-B) aus bekannten bzw. zuvor identifizierten Fingerabdrücken, die in einer relativ grossen Referenz-Fingerabdruckdokumentation (nicht dargestellt) gespeichert sind. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob die Identität der Person, die den Fingerabdruck A hinterlassen hat, in der Referenzdokumentation bekannt ist.

Bevor die Zeichnungen im einzelnen erläutert werden, werden einige grundlegende Prinzipien der Fingerabdruck-Identifizierung und der Erfindung diskutiert, um den Grundgedanken der Erfindung zu verdeutlichen.

Ein Fingerabdruck ist ein Muster aus Linien. Für den menschlichen Beobachter ist die Einteilung dieser Linienmuster in eine Anzahl von Klassen bzw. Kategorien zweckmässig und bildet in der Tat die Grundlage eines Fingerabdruck-Klassifizierungssystems, bei dem die Klassifizierung auf der Arbeitsleistung von Menschen beruht. Diese allgemeinen Mu-stercharakteristika sind als solche nicht eindeutig beschreibend für individuelle Personen. Zusätzlich zu ihrem Linienmuster weisen Fingerabdrücke eine weitere eindeutige Gruppe von Identifizierungseigenschaften auf. Diese Eigenschaften entstehen daraus, dass diese «Linien» nicht ohne Ende weiterlaufen, sondern oft einen wohl definierten Anfang und/oder ein solches Ende aufweisen. Ferner sind diese Linien häufig in zwei Linien aufgezweigt, ähnlich wie der Buchstabe Y. Die Enden, Anfänge und Aufzweigungen dieser Linien sind einige der besonders vorherrschenden Feinheiten bzw. eine hochgradig detaillierte Beschreibung des Fingerabdruckmusters. Andere Feinheiten können aus Flecken, «Inseln», «Tälern», 3fachen Aufzweigungen oder sonstigen Feinstrukturen im Muster abgeleitet werden. Die relative Lage dieser Feinheiten im Fingerabdruck und die relative Richtung der Linien, aus denen diese kommen, bilden dann eine Gruppe von charakteristischen Merkmalen, die einen Fingerabdruck eindeutig identifizieren. Ein Feinheiten-Lesegerät braucht also im Prinzip nur jede Linie eines Fingerabdrucks zu verfolgen, bis es eine Feinheit (Aufzweigung, Täler, Ende einer Linie) auffindet, und dann einfach die Koordinaten und den Winkel dieser Feinheit aufzeichnet. Eine derartige Fingerabdruck-Feinhei-ten-LeseVorrichtung ist in der Technik wohlbekannt und beispielsweise in den US-Patentschriften 3 611 290 und 3 699 519 beschrieben. Wie in diesen Druckschriften beschrieben ist, weist jede Feinheit in einem Fingerabdruck drei Komponenten bzw. Parameter auf, die gemeinsam die Lage und Orient-tierung dieser Feinheit definierten. Diese Parameter sind für die Lage die X- und Y-Koordinaten in einem rechtwinkligen Koordinatensystem und der Winkel 0 der Feinheit bezüglich der X-Achse des Koordinatensystems (Fig. 4).

Sobald die Parameter (X-, Y-Koordinaten und Orientierungswinkel 0) jeder Feinheit eines Fingerabdrucks gewonnen sind, zeigt der Vergleich von zwei Fingerabdrücken desselben Fingers Ähnlichkeit mit dem Verschieben einer Gruppe von nach Art einer Karte aufgezeichneten Feinheiten (entsprechend einem ersten Fingerabdruck) gegenüber einer anderen Gruppe von kartenartig registrierten Feinheiten (entsprechend einem zweiten Fingerabdruck) wobei nach der besten Übereinstimmung gesucht wird.

In der Praxis tritt eine schwerwiegende Komplikation auf. Haut ist dehnbar, und folglich können zwei Fingerabdrücke desselben Fingers voneinander recht verschieden sein, je nachdem, wie der Finger bei der Herstellung des Fingerabdruk-kes gedrückt und verdreht wurde. Zwei Fingerabdrücke desselben Fingers können niemals genau übereinstimmen, weil beispielsweise falsche, fehlende oder entstellte Feinheiten vorhanden sein können. «Falsche Feinheiten» sind solche, die am Finger nicht vorhanden sind, jedoch im Fingerabdruck aufgrund eines schlechten Abdrucks erscheinen (zu hell, zu verschmiert, zu stark, oder auch mit veröltem, staubigem oder verletztem Finger angefertigt usw.), oder auch aufgrund von verschrammten oder unterbrochenen Linien- oder Kuppenbereichen. Diese falschen Feinheiten addieren sich zu den 50-200 Feinheiten hinzu, die in einem typischen Fingerabdruck gefunden werden. Fehlende Feinheiten können aufgrund von verschmierten, zu schwach gefärbten oder zu stark gefärbten Abdrücken auftreten. Entstellte Feinheiten treten aufgrund von Änderungen in der Dehnung und Verdrehung der Haut auf.

Ein Vorschlag, der sich aus dieser schwerwiegenden Komplikation der Hautdehnbarkeit ergibt, besteht darin, statt ganze Fingerabdrücke, die derartigen Dehnungen ausgesetzt sind, nur einen kleinen Bereich oder ein Segment eines Fingerabdrucks mit einem kleinen Bereich des anderen Fingerabdrucks zu vergleichen. Nach einem Gegenvorschlag kann ein «Undefinierter» Lösungsversuch statt eines solchen auf der Grundlage eines kleinen Bereichs gemacht werden, und zwar aufgrund der Annahme, dass dem auf kleinen Bereichen beruhenden Lösungsversuch nur begrenzte Bedeutung zukommen würde, wenn die globale Charakteristik der zwei zu vergleichenden Fingerabdrücke nicht berücksichtigt werden würde. Diese zwei Lösungsversuche sind jedoch nicht widersprüchlich, sondern miteinander kompatibel.

Der bei der Erfindung beschriebene Lösungsweg beruht darauf, dass selbst wenn zwei Fingerabdrücke desselben Fingers nicht genau übereinstimmen, diese trotzdem als einander gleich betrachtet werden können, wenn die Feinheitenmuster dieser zwei Fingerabdrücke nur genügend übereinstimmen. Aus diesem Grunde besteht eine allgemeine Gesamtübereinstimmung von zwei Fingerabdrücken für die die Aussage gilt, dass die Fingerabdrücke übereinstimmen. Im Ergebnis ist die Ausführungsform der Erfindung für den Vergleich von Fingerabdrücken derart ausgebildet, dass sie automatisch bestimmt, wie jeder kleine Bereich des anderen Fingerabdruckes mit jedem kleinen Bereich des anderen Fin5

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gerabdruckes übereinstimmt und dann alle diese Zwischenergebnisse gemeinsam in einen anderen Raum einbringt (etwa ein Zeit/Frequenzbereich), um das Gesamtbild zu erhalten. Auf diese Weise bestimmt die Fingerabdruck-Vergleichervorrichtung automatisch, ob die zwei verglichenen Fingerabdrücke ausreichend ähnlich sind, um eine Übereinstimmung zu bejahen.

Jeder bezüglich einer ausgewählten Feinheit kleine Bereich wird mit «Relativinformation-Vektor» beschrieben (im folgenden mit dem Akronym RIV bezeichnet). Diese RIVen bilden im wesentlichen eine detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft dieser ausgewählten Feinheit. Die Feinheit, bezüglich der den Nachbarfeinheiten entsprechenden RIVen erzeugt werden, werden als «Referenz»- oder als -^Zentrums-» Feinheiten CM für diese RIVen bezeichnet. Ein RIV enthält die relative Lage in Polarkoordinaten (r, 0) und die Richtung ( \ 0) einer Feinheit in Bezug auf die Zentrumsfeinheit CM dieses RIVs, wobei die Zentrumsfeinheit CM mit den Koordinaten (xc, y,.,0c) beschrieben wird. Die drei Komponenten eines RIVs sind im einzelnen folgendermas-sen definiert:

rj = Abstand zwischen der Zentrumsfeinheit und der i-ten Nachbarfeinheit dieses RIV;

0; = Winkel zwischen dem «Schwanz» der Zentrumsfeinheit und der Stelle der i-ten Nachbarfeinheit dieses RIV; und A 0i = Differenz zwischen dem Winkel 0r des «Schwanzes» der Zentrumsfeinheit und dem Winkel 0; des «Schwanzes» der i-ten Nachbarfeinheit.

Gemäss den obigen Definitionen sind die RIV Parameter (Komponenten) ri5 und A 0i der i-ten Nachbarfeinheit in den Figuren 1 und 4A für eine Zentrumsfeinheit CM mit den Koordinaten (xc, y,,, 0,.) gezeigt.

Fig. 2 zeigt in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen ein verallgemeinertes Blockschaltbild mit Einrichtungen 11 und 13. Die Einrichtung 11 spricht an auf Feinheiten von ersten und zweiten Fingerabdrückn zur selektiven Erzeugung einer Mehrzahl von Nachbar-Vergleichssignal en, die die Übereinstimmungsnähe anzeigen, sowie die Koordinatenverschiebungen zwischen Nachbarfeinheiten der ersten und zweiten Fingerabdrücke. Die Einrichtung 13 spricht auf die Nachbar-Vergleichssignale zur Erzeugung von Ausgangssignalen an, welche die relative Übereinstimmungsnähe und relative Koordinatenverschiebung der ersten und zweiten Fingerabdrücke angeben. Die Einrichtung 11 kann ferner in Einrichtungen 15 und 17 aufgeteilt werden. Die Einrichtung 15 spricht an auf Feinheiten der ersten und zweiten Fingerabdrücke zur selektiven Erzeugung einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung von in der Nähe liegenden umgebenden Feinheiten, und zwar für jede Feinheit des ersten und zweiten Fingerabdrucks. Die Einrichtung 17 spricht selektiv an auf die detaillierten Nachbarschaftbeschreibungen der ersten und zweiten Fingerabdrücke, um eine Mehrzahl von Nachbar-Vergleichssignalen zu erzeugen, welche die Übereinstimmungsnähe und Koordinatenverschiebung zwischen jeder Nachbarfeinheit des ersten Fingerabdrucks bezüglich der Nachbarfeinheit des zweiten Fingerabdrucks angeben.

Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, soll nun kurz beschrieben werden, wie die Feinheiten eines Fingerabdruckes entwickelt werden.

Die X-, Y-Koordinaten und der Orientierungswinkel 0 jeder Feinheit kann ursprünglich aus einem Fingerabdruck-Feinheitenleser gewonnen werden, wie er in der US-PS 3 611 290 beschrieben ist. Dieser Fingerabdruck-Feinheiten-leser erfasst Feinheiten in einem Fingerabdruck durch kreisförmige Abtastung von zunehmenden Positionen oder Stellen bzw. Aufiösungselementen des Fingerabdrucks in einem typischen Rastermuster. Ein derartiges Rastermuster kann beispielsweise 300 000 zunehmende Stellen enthalten, mit 600 Zunahmen in X-Richtung und 500 Zunahmen in Y-Richtung. Bei diesem Fingerabdruck-Feinheitenleser, der teilweise in Fig. 3 gezeigt ist, werden die zunehmenden Positionen bzw. Stellen der X- und Y-Koordinaten der Abtastung durch X-und Y-Zähler 73 und 75 erzeugt, während der Zähler 72 die Winkelorientierung für die Abtastung erzeugt. Die Ausgänge der Zähler 73, 75 und 72 werden jeweils an die Eingänge von X-, Y- und 0-Registern 60, 61 und 62 angelegt. Jedes Mal, wenn eine Feinheit von der Entscheidungslogik 5 erfasst wird, so werden die zugeordneten X-, Y- und 0-Fingerabdruckfein-heit-Daten für diese Feinheit aus den Registern 60, 61 und 62 ausgelesen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, identifiziert dieser Fingerabdruck-Feinheitenleser die relative Lage von erfassten Feinheiten durch Erzeugung der X- und Y-Achsen sowie der Winkelorientierung 0 jeder erfassten Feinheit.

Um mit Ausführungsformen der Erfindung kompatibel zu werden, kann der Fingerabdruclc-Feinheitenleser gemäss der US-PS 3 611 290 leicht so abgewandelt werden, dass er auch die Anzahl der Feinheiten in dem unbekannten, gerade verarbeiteten Fingerabdruck A (FP-A) und ein Signal (Start FP-B) liefert, um sequenziell die Verarbeitung eines bekannten Referenz-Fingerabdrucks B (FP-B) in Gang zu setzen, ebenso wie die Fingerabdruck-Feinheiten-Daten im (X, Y, 0)-Format. Für den Zweck dieser Erläuterung kann angenommen werden, dass Fingerabdruck B (FP-B) irgendein bekannter Fingerabdruck ist, der in einer relativ grossen Referenz-Fingerabdruckdokumentation (nicht gezeigt) enthalten ist, wobei diese Fingerabdrücke individuell oder sequenziell mit dem unbekannten Fingerabdruck A (FP-A) verglichen werden können, in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäs-sen Verfahren, um den besten Fingerabdruckidentifizierung-Gesamtvergleich durchzuführen.

Eine derartige Abwandlung des Fingerabdruck-Feinheitenlesers nach der US-PS 3 611 290 ist im verbleibenden Teil von Fig. 3 dargestellt. Die X- und Y-Ausgänge der Zähler 73 und 75 werden jeweils an UND-Gatter 19 und 21 angelegt. Das UND-Gatter 19 ist so ausgebildet, dass es ein «Abtastbeginn»-Signal erzeugt, wenn beim Beginn der Abtastung des unbekannten Fingerabdrucks A die Zählraten der X- und Y-Zähler 73 und 75 beide Null sind. Andererseits ist das UND-Gatter 21 derart ausgebildet, dass es ein «Abtastende»-Signal erzeugt, wenn die Zählraten der Zähler 73 und 75 jeweils 600 bzw. 500 sind. Das Abtastbeginn-Signal setzt einen Feinheitenzähler 23 auf Zählrate Null und setzt ein Flip-Flop 2.5 derart, dass seine Q- und Q-Ausgänge jeweils einen Schreibzyklus in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 27 bzw. ein «0»-Signal auslösen, um ein Gatter 29 zu sperren und zu verhindern, dass der Inhalt des Feinheitenzählers 23 über das Gatter 29 ausgelesen wird. Die Ausgangszählrate des Feinheitenzählers 23 wird im Speicher 27 als Schreibadresse verwendet. Jedes Mal, wenn eine Feinheit von der Entscheidungslogik 5 ermittelt oder erfasst wurde, so wird der Feinheitenzähler 23 um 1 erhöht, während die X-, Y- und 0-Fingerabdruck-Feinheitendaten aus den Registern 60, 61 und 62 ausgelesen und im Speicher 27 an der zugeordneten Adressenstelle gespeichert werden, die von der Zählrate des Zählers 23 angegeben wird. Bei Abschluss der Abtastung eines Fingerabdrucks hinsichtlich der Feinheiten, also wenn X = 600 und Y = 500, so setzt das Abtastende-Signal aus dem UND-Gatter 21 das Flip-Flop 25 zurück, um den Schreibzyklus des Speichers RAM 27 zu beenden und das Gatter 29 freizugeben, so dass der Inhalt des Feinheitenzählers 23 daraus ausgegeben wird. Das Ausgangssignal des Feinheitenzählers 23 ist eine Binärzahl, welche die Anzahl von Feinheiten darstellt, die in dem abgetasteten Fingerabdruck A erfasst wurden (FP-A-Feinheitenzahl).

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Das Abtastende-Signal aus dem UND-Gatter 21 setzt ferner ein Flip-Flop 31, so dass sein Q-Ausgang im Zustand «1» einen Lesezyklus im Speicher 27 einleitet und ein UND-Gatter 33 freigibt, so dass dieses Taktimpulse C4 an einen Adressenzähler 35 zum Zählen durchlässt. Die Ausgangszählrate des Adressenzählers 45 wird vom Speicher 27 als Leseadresse verwendet. Hierdurch werden die X-, Y-, 0-Feinheitendaten in den Feinheiten des Fingerabdrucks A (bzw. die FP-A-Fein-heitendaten) aus dem Speicher 27 mit den Taktimpulsen C4 ausgelesen, während der Zähler 35 die C,rTakte zählt. Wenn die Zählrate des Zählers 35 gleich der FP-A-Feinheitenzahl wird (aus Gatter 29), so erzeugt ein Vergleicher 37 ein Signal zum Rücksetzen des Flip-Flops 31. Beim Zurücksetzen in den Zustand «1» beendet der Q-Ausgang des Flip-Flops 31 den Lesezyklus des Speichers 27 und sperrt das UND-Gatter 33, während der Q-Ausgang im Zustand «1» des Flip-Flops 35 den Adressenzähler 35 auf Zählrate Null zurücksetzt und die Verarbeitung des Fingerabdrucks B in Gang setzt.

Die bei der bevorzugten Ausführungsform diskutierte Arbeitsweise ist als sequenzielle Verarbeitungseinrichtung aufzufassen. Wenn eine grosse Anzahl von Fingerabdruck en «B» aus der Dokumentation mit einem unbekannten Fingerabdruck A verglichen werden soll, so ist es bereits bekannt, dass ein sogenanntes «Pipeline-Gebilde» verwendet werden kann, das kontinuierlich jeden Teil der Verarbeitungseinrichtung benutzt. Die sequenzielle Arbeitsweise ist für Verarbeitung mit niedriger Geschwindigkeit oder für geringes Volumen und hinsichtlich der Klarheit der Darbietung vorzuziehen.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in der ein detailliertes Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Fingerabdruck-Feinheitenmuster-Vergleichervorrichtung dargestellt ist. Dieses System enthält im wesentlichen einen Datenumsetzer 39, einen Übereinstimmungsvergleicher 41 und einen Ergebnisprozessor 43. Im wesentlichen werden im Datenumsetzer 39 sequenziell aus den Fein-heiten-Eingangsdaten im (X, Y, 0)-Format eines unbekannten Fingerabdrucks A (FP-A) und eines bekannten Referenzfingerabdrucks B (FP-B) die Relativinformation-Vektoren (RIV) erzeugt. Der Übereinstimmungsvergleicher 41 vergleicht jeden RIV des unbekannten oder nicht identifizierten Fingerabdrucks A mit jedem RIV des bekannten Fingerabdrucks B und erzeugt ein Übereinstimmungsergebnis für jeden Vergleich eines RIV-Paares, um die Übereinstimmungsnähe dieses RIV-Paares anzugeben. Der Ergebnisprozessor 43 analysiert die Gruppe von RIV-Übereinstimmungsergebnissen in globaler Weise und erzeugt ein endgültiges Ergebnis, das das Ausmass der Ähnlichkeit zwischen den zwei verglichenen Fingerabdrücken quantitativ angibt.

Der Datenumsetzer 39 empfängt selektiv die Signale «Abtastbeginn» und «FP-B-Beginn», die FP-A-Feinheitenzahl und die FP-A-Feinheitendaten im (X, Y, 0)-Format des unbekannten Fingerabdrucks A (FP-A) aus dem modifizierten Fingerabdruck-Feinheitenleser nach Fig. 3. Der Datenumsetzer 39 empfängt ferner selektiv die zuvor ausgelesene und gespeicherte Anzahl von Feinheiten und Feinheitendaten des bekannten Fingerabdrucks B (bzw. FP-B-Feinheitenzahl und FP-B-Feinheitendaten). Mittels eines RS-Flip-Flops 45 werden die FP-A- und FP-B-Feinheitendaten der Fingerabdrücke A und B (die anschliessend verglichen werden) nach Zeit-Multiplex verarbeitet und RIV-kodiert, bevor sie jeweils in zugeordneten Speicherschaltungen gespeichert werden.

Zu Anfang empfängt der Datenumsetzer 39 das Signal «Abtastbeginn» welches das RS-FIip-Flop 45 setzt, um ein Ausgangssignal «1» zu erzeugen, das den Eingangs- und Aus-gangs-Multiplexer 47 und 49 und das Gatter 51 freigibt, um den Fingerabdruck A zu verarbeiten. Dieses Ausgangssignal

« 1 » wird durch den Inverter 53 invertiert, um das Gatter 55 während der Verarbeitung des Fingerabdrucks A zu sperren.

Bei Verarbeitung des Fingerabdrucks A wird die FP-A--Feinheitenzahl direkt in einem Register 57 gespeichert, während sowohl die FP-A-Feinheitendaten (X, Y, 0) als auch die FP-A-Feinheitenzahl des Fingerabdrucks A über den Ein-gangsmultiplexer 57 geleitet werden und jeweils an einen RIV-Kodierer 57 bzw. an eine Takt- und Steuerschaltung 83 angelegt werden (wird nachstehend erläutert). Der RIV-Ko-dierer 59 führt im wesentlichen die Funktion aus, die nächsten Nachbarn für jede Feinheit und ihre relativen Lagen sowie Orientierungen bezüglich dieser Feinheit zu bestimmen. Bevor diese Funktion ausgeführt wird, setzt der Kodierer 59 die FP-A-Feinheitendaten in einem Relativinformation-Vektorformat RIV um, d.h. in r, 0 und A 0 (wie bereits anhand von Fig. 1 erläutert wurde). Die Werte der Feinheitendaten für r, 0 und A 0 werden im Kodierer 59 (Fig. 8) parallel für jede Feinheit in bezug zu allen anderen Feinheiten erzeugt. Der RIV-Kodierer 59 bestimmt ferner die Anzahl von Nachbar-Feinheiten einer Zentrumsfeinheit in jedem einzelnen RIV (d.h. RIV-Feinheitenzahl), den er erzeugt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, zeigen r und 0 die relative Lage und A 0 die relative Orientierung einer Nachbarfeinheit bezüglich einer Zentrumsfeinheit an. Die in RIV-Format gebrachten Ergebnisse beruhen auf der Verwendung eines Schwellwertes für r für die Bestimmung einer RIV-Nachbarschaft um jede Feinheit herum.

Aus dem RIV-Kodierer 59 werden die RIV-kodierten Informationssignale nach Schwellen Verarbeitung (RIV-A-In-formation) welche jede (Zentrums-) Feinheit und ihren zugeordneten RIV sowie die Anzahl von Feinheiten in ihren zugeordneten RIV (bzw. RIV-Feinheitenzahl) enthalten, über den Ausgangsmutiplexer 49 zum Eingang eines Fingerabdruck A (FP-A) RIV-Informationsspeichers 61 geleitet, bei dem es sich um einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) handeln kann.

Das Abtastbeginn-Signal setzt ferner einen Adressenzähler 63 auf die Zählrate 0 mittels eines ODER-Gatters 65 zurück. Beim Zurücksetzen beginnt der Adressenzähler 63 mit dem Zählen von C4-Takten, um sequenziell Ausgangsadressen zu erzeugen, die an Gatter 51 und 55 angelegt werden. Da nur das Gatter 51 während der Verarbeitung des Fingerabdrucks A freigegeben wird, laufen die Adressenzähler 63 durch das Gatter 51 zur Speicherschaltung 61. Die FP-A-RIV-Informationssignale aus dem Multiplexer 49 werden also selektiv an den adressierten Stellen der Speicherschaltung 61 während der Verarbeitung des Fingerabdrucks A gespeichert.

Nachdem die FP-A-Feinheitendaten durch den Kodierer 59 RIV-kodiert und im Speicher 61 gespeichert wurden, wird das FP-B-Anfang-Signal empfangen (aus Fig. 3). Das FP-B-Signal setzt das RS Flip-Flop 45 zurück, um ein Ausgangssignal «0» zu erzeugen. Dieses Signal «0» des Flip-Flops 45 sperrt das Gatter 51 und gibt die Multiplexer 47 und 49 frei, um den Fingerabdruck B zu verarbeiten. Gleichzeitig wird durch die Inversion des Ausgangssignals «0» des Flip-Flops 45 durch den Inverter 53 das Gatter 55 freigegeben, so dass dieses ebenfalls den Betriebszustand der Verarbeitung von Fingerabdruck B einnimmt. Bei Verarbeitung des Fingerabdrucks B wird die FP-B-Feinheitenzahl aus einer zuvor ausgelesenen Dokumentation von Fingerabdrücken, die durch Feinheitendaten dargestellt wird, direkt in einem Register 66 gespeichert, während sowohl die FP-B-Feinheitendaten (X, Y, 0) als auch die FP-B-Feinheitenzahl über den Eingangs-multiplexer 47 geführt werden und jeweils dem RIV-Kodierer 59 bzw. der Takt- und Steuerschaltung 83 zugeführt werden. Der Kodierer 59 setzt die FP-B-Feinheitendaten, die im (X, Y, 0)-Format vorliegen, in RIV-kodierte Informations-

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signale nach Schwellwertverarbeitung um (RIV-B-Informa-tion) in gleicher Weise wie beim Fingerabdruck A. Die RIV--B-Informationssignale werden dann über den Ausgangs-multiplexer 49 zum Eingang einer Fingerabdruck B (FP-B)--RIV-Informations-Speicherschaltung 67 geleitet, ähnlich der Schaltung 61.

Ein «Abdruckende» (EOP)-Signal (aus Fig. 6A — wird später erläutert) wird über das ODER-Gatter 65 geführt, um den Adressenzähler 63 auf Zählrate Null zurückzusetzen. Wenn der Zähler 63 zurückgesetzt ist, so beginnt er mit dem Zählen vom C4-Takt, um sequenziell Ausgangsadressen zu erzeugen und sie an die Gatter 51 und 55 anzulegen. Da nur das Gatter 55 während der Verarbeitung des Fingerabdrucks B freigegeben ist, gelangen die Adressen aus dem Zähler 63 über das Gatter 55 zur Speicherschaltung 67. Folglich werden die Fingerabdruck B-RIV-Informationssignale aus dem Multiplexer 49 selektiv an den adressierten Stellen der Speicherschaltung 67 während der Verarbeitung des Fingerabdrucks B gespeichert.

Nachdem die Fingerabdrücke A und B vom Kodierer 59 in RIV-Informationssignal-Format gebracht wurden, und in den Speicherschaltungen 61 und 67 gespeichert wurden, geschieht die weitere Signalverarbeitung der Fingerabdrücke A und B (FP-A und FP-B) bis zum Rest des Vergleichersystems im RIV-Informationssignal-Format.

Bei der sequenziellen Arbeitsweise dieser bevorzugten Ausführungsform muss ein darauffolgender Fingerabdruck B aus der Referenzdokumentation warten, bis der gesamte Vergleichungsvorgang bis zu Fig. 27 abgeschlossen ist, wie im einzelnen erläutert wird.

Der nächste Vorgang erfolgt im Übereinstimmungsvergleicher 41. Der Übereinstimmungsvergleicher 41 vergleicht selektiv jeden RIV des nicht identifizierten bzw. unbekannten Fingerabdrucks A mit jedem RIV des bekannten Referenz-Fingerabdrucks B und erzeugt ein RlV-Übereinstim-mungsergebnis für jeden RIV-Paar-Vergleich.

Die Amplitude des zu gegebener Zeit erzeugten RIV-Übereinstimmungsergebnisses zeigt die Nähe der Übereinstimmung zwischen den zwei RIVen an, die verglichen werden.

Die C4- und C5-Takte, die Ausgangssignale der Register 57 und 66 und die Steuersignale CMA, NMA, EOP und <RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» (wird erläutert) werden an einen RIV-Wähler 69 im Übereinstimmungsvergleicher 41 angelegt. Ansprechend auf diese Eingangssignale liefert der RIV-Wähler 69 jeweils RIV-A- und RIV-B-Lese-adressen an die Speicherschaltungen 61 und 67. Diese Leseadressen geben selektiv die Informationssignale RIV-A und RIV-B frei, so dass diese aus den Speicherschaltungen 61 und 67 ausgelesen und an eine Zentrumsfeinheiten-Vergleicherschaltung 71 angelegt werden können. In seiner Adressierungsfolge wählt der RIV-Wähler 69 das erste RIV-Iinforma-tionssignal (zuerst RIV-A und seine zugeordnete erste Zen-trumsfeinheit und erste RIV-Feinheitenzahl) aus Fingerabdruck A und wählt dann sequenziell jeweils einzeln die RIV-Informationssignale von Fingerabdruck B (RIVen und ihre zugeordneten Zentrumsfeinheiten und zugeordnete Anzahl von Feinheiten in den RIVen). Nachdem der erste RIV vom Fingerabdruck A in dem Übereinstimmungsvergleicher 41 mit jedem der RIVen des Fingerabdrucks B verglichen wurde, wird der zweite RIV des Fingerabdrucks A mit jedem RIV des Fingerabdrucks B verglichen, usw. Auf diese Weise werden alle Paare von RIVen zwischen Fingerabdruck A und B verglichen.

Der Übereinstimmungsvergleicher 41 führt zwei verschiedene Vergleichungsvorgänge an den RIV-A- und RIV-B-In-formationssignalen, die daran angelegt werden, aus. Ein erster Vergleich wird durch die Zentrumsfeinheiten-Vergleicherschaltung 71 an den Zentrumsfeinheiten durchgeführt, die jedem Paar von RIVen zugeordnet sind. Die Vergleicherschaltung 71 vergleicht jeweils die Parameter (Xc, Y0, 0C) der Zentrumsfeinheit der zwei RIVen der Fingerabdrücke A und B miteinander. Die Vergleicherschaltung 71 erfordert, dass die Parameter (Xc, Yc, 0C) jeder Zentrumseinheit von RIV-A und RIV-B Näherungsprüfungen bestehen, bevor diese RIVen für weiteren Vergleich an ihren Ausgang angelegt werden. Genauer gesagt, wenn die X-Koordinatendifferenz, die Y-Koordinatendifferenz oder die Differenz des Orientierungswinkels 0 zwischen den Zentrumsfeinheiten der zwei verglichenen RIVen nicht klein genug ist, so wird dieses RIV-Paar für weiteren Vergleich verworfen, da präliminäre Globalkriterien (auf der Grundlage der Zentrumsfeinheit) anzeigen,

dass es wenig wahrscheinlich ist, dass die RIV-Paare bezüglich der vorerwähnten Zentrumsfeinheiten übereinstimmen mittels der beschriebenen Adressierungsfolge, wählt der RIV-Wähler 69 dann ein weiteres RIV-Paar und seine zugeordnete Zentrumsfeinheit aus den Speicherschaltungen 71 und 67, um einen weiteren Zentrumsfeinheiten-Vergleich mittels Schaltung 71 durchzuführen. Wenn die jeweiligen Parameterdif-ferenzen (XCA - XCIi, YCA - YCB, 0CA - 0CB) der Zentrumsfeinheiten des RIV-Paares aus den Fingerabdrücken A und B alle klein genug sind, um anzuzeigen, dass eine Übereinstimmung wahrscheinlich ist, so wird dieses RIV-Paar (und die Anzahl der Feinheiten in jedem RIV des Paares) einer RIV-Ver-gleicherschaltung 73 für einen zweiten Vergleich zugeleitet.

Die Vergleicherschaltung 73 vergleicht jeden Nachbar im RIV-Format (r, 0, A 0) der Zentrumsfeinheit des RIV von Fingerabdruck A mit jedem Nachbar der Zentrumsfeinheiten des RIV von Fingerabdruck B und berechnet ein getrenntes RIV-Übereinstimmungsergebnis (SAB) für jedes RIV-Paar aus den zwei verglichenen Fingerabdrücken, um die Übereinstimmungsnähe dieses RIV-Paares anzugeben. Im wesentlichen wird dieses Übereinstimmungsergebnis aus der Anzahl von Feinheiten RIV-A berechnet, die eine Übereinstimmung RIV-B finden, und zwar durch Vergleich der relativen Koordinaten für jede Feinheit in RIV-A mit denjenigen jeder Feinheit in RIV-B. Im Ergebnis wird jedes RIV-Übereinstimmungsergebnis quantitativ in Beziehung gesetzt zu der Wahrscheinlichkeit, dass die Feinheitenmuster eines RIV-Paares von Fingerabdrücken A und B von demselben Finger erzeugt wurden.

Jede Zentrumsfeinheit von RIV-A (XCA, YCA, 0CA) und ihre zugeordnete Zentrumsfeinheit von RIV-B (XCB, YCB, 0CB) werden ferner einer Koordinaten-Transformationsschaltung in dem Übereinstimmungsvergleicher 41 zugeführt. Die Ko-ordinaten-Transformationsschaltung 75 erzeugt die Winkelverschiebung oder Rotation A 0ab der ZentrumsfeinJheit der RIVen A und B sowie beispielsweise die drei verschiedenen Gruppen von Koordinatenverschiebungen für drei verschiedene Winkeldrehungen der Zentrumsfeinheiten des RIV-Paares, das zu diesem Zeitpunkt verglichen wird. Ansprechend auf jedes Eingangspaar von Zentrumsfeinheiten und auf Signale «Wähle D», «Wähle E» oder «Wähle F» mit dem Zustand «1» aus der Vergleicherschaltung 73 wählt die Schaltung 75 einen der als Beispiele angegebenen drei Sätze von Koordinaten als Ausgangs-Koordinatenverschiebungen (A XAB, A Yab) aus. Die Verschiebungssignale (A XAB, A YAB, A 0AB) werden an ein Ergebnis-Gatter 77 in dem Ergebnisprozessor 43 angelegt, um anzuzeigen, wieviel die Koordinaten eines RIV des Fingerabdrucks A verschoben und gedreht werden müssen in Beziehung zu den Koordinaten eines zugeordneten RIV des Fingerabdrucks B, damit die Zentrumsfeinheiten und Nachbarfeinheiten der Fingerabdrücke A und B übereinstimmen. Für diesen Vorgang stellen (A X, A Y, A 0) jeweils die relativen horizontalen und vertikalen Verschiebungen bzw. die Winkelverschiebung oder Drehung

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der zwei Koordinatensysteme der Zentrumsfeinheiten der Fingerabdrücke A und B dar. Das RlV-Übereinstimmungs-ergebnis SAB aus der RIV-Vergleicherschaltung 73 wird ferner an das Ergebnis-Gatter 77 im Ergebnisprozessor 43 angelegt.

Der Ergebnisprozessor 43 analysiert den Satz von RIV-Übereinstimmungsergebnissen der Fingerabdrücke A und B aus globaler Sicht und erzeugt ein endgültiges Ergebnis, das das Ausmass der Ähnlichkeit zwischen den zwei Fingerabdrücken quantitativ angibt. Ein ausreichend hohes RlV-Über-einstimmungsergebnis SAB bewirkt, dass das Ergebnis-Gatter 77 ein «Speichern»-Signal erzeugt, welches ermöglicht, dass das Übereinstimmungsergebnis SAB und seine Verschiebungssignale ( \ X;lb, A Yab, A 0ab) aus dem Ergebnis-Gatter 77 herausgeführt und in einem dreidimensionalen Histogramm bzw. Ergebnislistenregister 79 gespeichert werden. Die Lage des Übereinstimmungsergebnisses in diesem Histogramm 79 ergibt sich aus den Differenzen (A X, A Y, A 0) zwischen den Koordinaten der Zentrumsfeinheiten der verglichenen RIVen. Wie später noch erläutert wird, gelten die Beziehungen A XAB = XAC - XBC, A Yab = Yac - Ybc und A 0Ab = 0ab " 0BO wobei der Index AC auf die Zentrumsfeinheiten von RIV-A hinweist, der Index BC auf die Zentrumsfeinheiten von RIV-B und der Index AB auf eine Differenz zwischen RIV-A und RIV-B. Das Histogramm oder Ergebnislistenregister 79 enthält die Übereinstimmungsergebnisse (Sj und Verschiebungen (A Xi; A Ys, A 0i) der zwei Koordinatensysteme (zwischen den zwei verglichenen Fingerabdrücken) für jedes Paar RIVen, das die Bedingungen des Übereinstim-mungsvergleichers 41 und Ergebnis-Gatters 77 erfüllt, wobei i sich von 1 bis 192 erstreckt (Anzahl RIV-Paarvergleiche).

Wenn alle RIV-Paare der Fingerabdrücke A und B verglichen sind und alle Übereinstimmungsergebnisse und Positionsdaten aus dem Ergebnis-Gatter 77 in die Ergebnisliste 79 eingegeben sind, so ist das Histogramm vollständig. Nach Vervollständigung des Histogramms gibt ein Signal «GCA-Beginn» (globale Kohärenzanalyse) einen Globalkohärenz-analysator 81 frei, so dass dieser beginnt, die Ergebnisliste 79 zu adressieren, so dass diese Ergebnisliste ausgelesen werden kann und ihr Dateninhalt an den Analysator 81 angelegt werden kann.

Der Globalkohärenzanalysator 81 erzeugt ein dreidimensionales Histogramm im (A X, A Y, A 0)-Raum zur Lokalisierung des dichtesten Punktes im (A X, A Y und A 0)-Raum, der von der Ergebnisliste 79 dargestellt wird. Der Kohärenz-analysator 81 gewährleistet, dass alle Übereinstimmungsergebnisse zueinander addiert werden, derart, dass die Kohärenz der Fingerabdruckmuster der Fingerabdrücke A und B nicht zerstört wird.

Der Analysator 81 erzeugt ein endgültiges Ergebnis, das — wie bereits erwähnt — quantitativ das Ausmass der Ähnlichkeit zwischen den zwei verglichenen Fingerabdrücken angibt. Dieses endgültige Ergebnis ist eine Funktion der Anzahl von übereinstimmenden RIVen, wie gut diese übereinstimmten und wie nahe ihre relativen Überführungen und Drehungen gruppiert sind. Der Analysator 81 erzeugt ferner die relative Verschiebung (A X, A Y, A 0) der zwei Koordinaten-sj'steme der Fingerabdrücke A und B für die beste Übereinstimmung dieser Abdrücke. Bei Abschluss dieser Analyse erzeugt der Analysator 81 ein Signal «GCA-Ende».

Eine Takt- und Steuerschaltung 83 empfängt selektiv die folgenden Eingangs-Steuersignale: Strom-Ein (wird erläutert), Abtastbeginn (Fig. 3), Abtastende (Fig. 3), FP-B-Beginn (Fig. 3), Nächsten-FP-B-Aus-Dokumentation-Beschaffen (wird erläutert), GCA-Ende (Globale Kohärenzanalyse) (Fig. 27), und die FP-Feinheitenzahl aus Eingangsmulti-plexer 47. Ansprechend auf diese Eingangs-Steuersignale liefert die Takt- und Steuerschaltung 83 die Taktimpulse C1;

C2, C3, C4 und C5 bei geeignet gewählten Frequenzen sowie die Zentrumsfeinheitenadresse (CMA), Nachbarfeinheitenadresse (NMA) und die Signale neuer RIV, Abdruckende (EOP) und GCA-Beginn, um die Taktvorgänge des Systems nach Fig. 5 zu steuern. Die Frequenzen f1; f2, f3, f4 und f5 von Cv C2, C3, C4 und C5 können derart gewählt werden, dass ft = 2 f2 = 16 f3 = 3072 f4 = 589 824 f5.

Die Arbeitsweise des in Fig. 5 gezeigten Systems wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die übrigen Zeichnungen erläutert.

Fig. 6A und 6B bilden gemeinsam ein Blockschaltbild der Takt- und Steuerschaltung 83 in Fig. 5. Fig. 6A wird zunächst erläutert. In Fig. 6A erzeugt ein Taktimpulsgenerator 85, der einen Taktgenerator und Abwärts-Zählschaltungen (nicht dargestellt) enthalten kann, die Taktimpulse Ct, C2, C3, C4 und C5. Ein «Freigabe»-Signal (Fig. 6B) gibt Generator 85 frei, so dass dieser die Taktimpulse Cj bis C5 erzeugt. Dieses Freigabesignal wird zum Zeitpunkt des «Abtastende»-Signals (Fig. 3) erzeugt, welches auftritt, nachdem der unbekannte Fingerabdruck A gelesen wurde, und zur gleichen Zeit wie ein Signal «Nächsten-FP-B-Aus-Dokumentation-Beschaffen» (Fig. 6B) erzeugt werden kann. Ein Signal «GCA-Ende» (Fig. 27) setzt den Generator 85 still, so dass dieser die Taktimpulse Cj bis C5 nicht mehr erzeugt, es sei denn, dass ein anschliessendes Freigabesignal empfangen wird.

Die Taktimpulse C5 werden von einem Zentrumsfeinheitenzähler 87 gezählt, um eine 8 Bit breite Zentrumsfeinheitenadresse (CMA) zu erzeugen. Die Taktimpulse C4, deren Frequenz f4 192mal grösser ist als die der Taktimpulse Cg, werden von einem Nachbarfeinheitenzähler 89 gezählt, um eine 8 Bits breite Nachbarfeinheitenadresse (NMA) zu erzeugen.

Das Verhältnis der Zentrumsfeinheitenadresse (CMA) zur Nachbarfeinheitenadresse (NMA) für einen Fingerabdruck, der 192 oder mehr Feinheiten enthält, ist deutlicher in Fig. 7 dargestellt. In dieser Darstellung hält der Zähler 87, der von dem Takt C5 hochgeschaltet wird, jede Zählrate für 191 C4-Taktimpulsperioden fest. Dies beruht auf der Tatsache, dass die NMA nicht gleich der CMA bleiben kann, jedoch sofort um 1 erhöht wird, sobald NMA = CMA. Wie in Fig. 7 angegeben ist, lässt daher während jeder CMA-Zählrate des Zählers 87 der Zähler 89 im Ergebnis diejenige NMA-Zählrate aus, die gleich der CMA-Zählrate ist, weil der RIV einer Zentrumsfeinheit diese Zentrumfeinheit nicht enthält. Während der Zeitspanne, wo der Zähler 87 eine CMA = 1 erzeugt (genau 00000001 ) überschlägt der Zähler 89 im Ergebnis seine Zählrate 1 und erzeugt Nachbarfeinheitenadressen von 2 bis 192 (d.h. 00000010 bis 11000000). Während der Zeitspanne, wo der Zähler 87 eine Zentrumsfeinheitenadresse = 2 erzeugt, erzeugt der Zähler 89 in gleicher Weise eine Nachbarfeinheitenadresse = 1, überschlägt die Zählrate 2 und erzeugt Nachbarfeinheitenadressen 3 bis 192 (d.h. 00000010 bis 11000000). Dieser Vorgang dauert an während der Zähler 87 Zentrumsfeinheitenadressen von 1 bis 192 erzeugt. Während der Zeitspanne, wo der Zähler 87 eine Zentrumsfeinheitenadresse = 192 erzeugt, erzeugt der Zähler 89 Nachbarfeinheitenadressen von 1 bis 191.

Es soll erneut betont werden, dass Fig. 2 zwar das Verhältnis von Zentrumsfeinheitenadressen zu Nachbarfeinheitenadressen für einen Fingerabdruck zeigt, der 192 oder mehr Feinheiten enthält, die Anzahl der Feinheiten in einem Fingerabdruck (FP-Feinheitenzahl) jedoch geringer sein kann als 192 bzw. 192 oder auch mehr betragen kann.

Es wird erneut auf Fig. 6A Bezug genommen. Ein RIV wird während jeder Zählrate bzw. Zentrumsfeinheitenadresse des Zählers 87 erzeugt. Nachdem alle RIVen in einem Fingerabdruck erzeugt wurden, wird die Anstiegsflanke eines Signals «Abdruckende» (EOP) dazu verwendet, den Zähler

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87 für den nächsten Fingerabdruck zurückzusetzen. Dieses Signal «Abdruckende», das erzeugt wird, nachdem alle Feinheiten in einem eingegebenen Fingerabdruck verarbeitet wurden, wird unter den beiden Arbeitsbedingungen erzeugt, dass ein Fingerabdruck entweder wenigstens 192 Feinheiten oder weniger als 192 Feinheiten enthält. Diese zwei Arbeitsbedingungen erfordern im wesentlichen verschiedene Schaltungen in Fig. 6A zur Auslösung der Erzeugung des Signals «Abdruckende»; dies wird folglich getrennt erläutert.

Zur Erzeugung des Signals «Abdruckende» wenn ein Fingerabdruck 192 oder mehr Feinheiten enthält, werden die CMA- und NMA-Zählraten beide an ein UND-Gatter 91 mit 16 Eingängen angelegt. Das UND-Gatter 91 weist selektiv invertierende und nichtinvertierende Eingänge auf, so dass es ein Signal « 1 » erzeugt und über ein ODER-Gatter 93 an eine Verzögerungsschaltung 95 anlegt, wenn CMA = 192 und NMA = 191. Die Verzögerungsschaltung 95 verzögert dieses Signal «1» während einer C4-Taktimpulsperiode, damit die Nachbarfeinheitenadresse von 191, die während der Zeit erzeugt wird, wo CMA = 192, vervollständigt werden kann. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 95 ist das Signal «Abdruckende».

Hier ist zu beachten, dass die Obergrenze von 192 Feinheiten pro Fingerabdruck für den Zweck dieser Erläuterung willkürlich gewählt wurde. Natürlich kann bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit irgendeiner anderen gewünschten Obergrenze für die Anzahl der Feinheiten eines Fingerabdrucks gearbeitet werden.

Wenn die Anzahl der Feinheiten im Fingerabdruck (FP-Feinheitenzahl) geringer ist als 192, so sind zusätzliche Schaltungen erforderlich, um das Signal «Abdruckende» zu erzeugen. Hierfür wird die Binärzahl der Feinheiten in dem gerade verarbeiteten Fingerabdruck aus dem Eingangsmultiplexer 47 iFig. 5) an einen Zentrumsfeinheitenvergleicher 97 und eine Subtraktionseinrichtung 99 angelegt. Der Vergleicher 97 erzeugt ein Signal « 1 » und legt dies an einen ersten Eingang eines UND-Gatters 101 an, wenn die Zählrate des Zählers 87 (CMA) gleich der FP-Feinheitenzahl des gerade verarbeiteten Fingerabdruckes ist. Die Subtraktionseinrichtung 99 subtrahiert eine 1 von der FP-Feinheitenzahl in dem Fingerabdruck und iegt die Differenz an einen Vergleicher 103 an. Die NMA-Zählrate aus Zähler 89 wird ebenfalls an den Vergleicher 103 angelegt, um mit dieser Differenz verglichen zu werden (FP-Feinheitenzahl minus 1). Wenn NMA = FP-Feinheitenzahl minus 1, so erzeugt der Vergleicher 103 ein Signal < 1 » und legt es an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 101 an. Das UND-Gatter 101, das zuvor vom Ausgang des Vergleichers 97 freigegeben wurde, gibt das Ausgangssignal des Vergleichers 103 über ein ODER-Gatter 93 zur Verzögerungsschaltung 95 weiter. Nach einer C4-Takt-impulsperiode wird ein Signal «Abdruckende» (EOP) am Ausgang der Verzögerungsschaltung 95 erzeugt. Folglich wird ein Signal Abdruckende» am UND-Gatter 91 erzeugt, wenn 192 oder mehr Feinheiten in dem gerade verarbeiteten Fingerabdruck vorhanden sind, und vom UND-Gatter 101, wenn weniger als 192 Feinheiten im Fingerabdruck vorhanden sind. Zu beachten ist, dass ein Signal «Abdruckende» stets um eine CYTaktimpulsperiode verzögert nach dem Zeitpunkt erzeugt wird, wo NMA = CMA - 1 ist.

Es soll daran erinnert werden, dass ein RIV während jeder CMA-Zählrate des Zählers 87 erzeugt wird. Bei Vervollständigung jedes RIV wird ein Signal «Nächster-RIV» erzeugt, um den Zähler 89 für den nächsten RIV zurückzusetzen. Dieses Signal «Nächster-RIV» wird durch eineC4-Taktimpuisperiode erzeugt, nachdem NMA = FP-Feinheitenzahl bzw. 192, je nachdem welche niedriger ist, oder es wird zu dem Zeitpunkt erzeugt, wo das Signal «Abdruckende» erzeugt wird. Jede dieser drei Arbeitsbedingungen wird getrennt erläutert.

Bei der Erzeugung eines Signals «Nächster-RIV», die um eine C4-Taktimpulsperiode verzögert erfolgt, nachdem NMA = FP-Feinheitenzahl ist wird die NMA-Zählrate aus Zähler 89 an einen Nachbarfeinheitenvergleicher 105 angelegt. Der Vergleicher 105 erzeugt ein Signal «1» und legt es über ODER-Gatter 107 an eine Verzögerungsschaltung 109 an. Die Verzögerungsschaltung 109 verzögert dieses Signal «1» während einer C4-Taktimpulsperiode, zur Vervollständigung der NMA-Zählrate, die gleich der FP-Feinheitenzahl in dem Fingerabdruck ist. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 109 wird über ein ODER-Gatter 111 als Signal «Nächster-RIV» angelegt.

Bei der Erzeugung eines Signals «Nächster-RIV», wenn ein Fingerabdruck 192 oder mehr Feinheiten enthält, wurde eine obere Grenze von 192 Feinheiten für die Nachbarfeinheitenadresse willkürlich gewählt, wie bereits erläutert wurde. In diesem Falle wird die NMA-Zählrate an ein UND-Gatter 113 mit 8 Eingängen angelegt, dessen sämtliche Eingänge ausser den zwei höchstwertigen Bit-Eingängen invertiert sind. Wenn NMA = 192, so erzeugt das UND-Gatter 113 ein Signal «1» und legt es über das ODER-Gatter 107 an die Verzögerungsschaltung 109 an. Nachdem die NMA-Zählrate 192 vervollständigt ist, legt die Verzögerungsschaltung 109 ein Signal «1» über das ODER-Gatter 111 als Signal «Nächster-RIV» an.

Bei Vervollständigung eines Fingerabdrucks wird das Signal «Abdruckende» ebenfalls am ODER-Gatter 111 als Signal «Nächster-RIV» für den ersten RIV in dem folgenden Fingerabdruck angelegt.

Es sind daher folgende Verhältnisse ersichtlich: Wenn weniger als 192 Feinheiten in dem verarbeiteten Fingerabdruck vorhanden sind, so wird ein Signal «Nächster-RIV» ursprünglich vom Vergleicher 105 abgeleitet; wenn 192 oder mehr Feinheiten in dem verarbeiteten Fingerabdruck vorhanden sind, so wird das Signal «Nächster-RIV» ursprünglich vom UND-Gatter 113 abgeleitet; und das Signal «Nächster-RIV» für den ersten RIV in dem folgenden Fingerabdruck wird direkt von der Verzögerungsschaltung 95 abgeleitet. Die Anstiegsflanke jedes Signals «Nächster-RIV» setzt den Zähler 89 auf Null zurück, so dass der nächste RIV von dem in Fig. 5 gezeigten System erzeugt werden kann. Die Taktsteuerung der Signale «Nächster-RIV» ist in Fig. 7 für den Anfang jedes RIV in einem Fingerabdruck mit 192 Feinheiten dargestellt. Insbesondere sind die Signale «Nächster-RIV» im Wellenzug 115 in Fig. 7 zu beachten.

Wie bereits erwähnt wurde, wird ein RIV für jede Feinheit eines Fingerabdruckes erzeugt und bildet im wesentlichen eine detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft dieser Feinheit. Diese Feinheit, für die ein RIV erzeugt wird, ist die sogenannte Zentrumsfeinheit für eben diesen RIV und enthält daher diese Zentrumsfeinheit nicht. Um zu verhindern, dass die Zentrumsfeinheit eines RIV in diesem RIV enthalten ist, ist ein Vergleicher 117 in der Takt- und Steuerschaltung 83 enthalten. Im wesentlichen vergleicht der Vergleicher 110 die Zentrumsfeinheitenadresse (CMA) mit der Nachbarfeinheitenadresse (NMA). Sobald NMA = CMA, erzeugt der Vergleicher 117 sofort ein Signal «Erhöhe-Um-Eins», das an den Nachbarfeinheitenzähler 89 angelegt wird, damit dieser um eins hochgeschaltet wird. Auf diese Weise ist eine Nachbarfeinheitenadresse in keinem Falle gleich der Zentrumsfeinheitenadresse und somit enthält ein RIV einer Feinheit die Zentrumsfeinheit nicht.

Es wird nun auf Fig. 6B Bezug genommen, die den zweiten Teil der Takt- und Steuerschaltung 83 von Fig. 5 zeigt. Wenn das Fingerabdruck-Feinheitenmuster-Vergleicher-system zuerst in Betrieb genommen wird (nicht dargestellt,

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da für den Fachmann selbstverständlich), so wird ein Signal «Strom-Ein» an das ODER-Gatter 84 angelegt, um ein Flip-Flop 96 «Warten» zu setzen. Zusätzlich löst dieses Signal «Strom-Ein» die geeignete Taktfolge der Takt- und Steuerschaltung 83 nach Fig. 6A und 6B aus, indem die Flip-Flops 100, 104, 112, 116 und 122 über die ODER-Gatter 100A, 104A, 112A, 116A und 122A zurückgesetzt werden. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 96 «Warten» gibt den unteren Eingang des UND-Gatters 98 frei. Das Flip-Flop 96 befindet sich somit im Betriebszustand «Warten», bis ein neuer FP-A durch das Signal «Abtastbeginn» vom Ausgang des UND-Gatters 19 (Fig. 3) ausgelöst wird. Es wird daran errinnert,

dass das Signal «Abtastbeginn» die Erfassung und Speicherung der FP-A-Feinheiten im Speicher 27 mit wahlfreiem Zugriff (Fig. 3) auslöst. Dieses Signal «Abtastbeginn» wird über das freigegebene UND-Gatter 98 zum Setzen des Flip-Flops 100 «FP-A-Einspeisen» und zum Zurücksetzen des Flip-Flops 96 verwendet, um den Betriebszustand «Warten» zu beenden,

Im gesetzten Zustand gibt der Ausgang des Flip-Flops 100 «FP-A-Einspeisen» den unteren Eingang eines UND-Gatters 102 frei. Das Flip-Flop 100 befindet sich somit in einem Betriebszustand «FP-A-Einspeisen» während der Zeitspanne, wo alle Feinheiten in dem FP-A erfasst und im Speicher 27 mit wahlfreiem Zugriff gespeichert werden (Fig. 3). Es wird daran erinnert, dass das Signal «Abtastende» am Ende dieser Zeitspanne auftritt, wenn alle Feinheiten in dem FP-A im Speicher 27 mit wahlfreiem Zugriff gespeichert wurden. Ferner wird daran erinnert, dass das Signal «Abtastende» vom Ausgang des UND-Gatters 21 (Fig. 3) das Auslesen des Speichers 27 (Fig. 3) in den Datenumsetzer 39 (Fig. 5) für die RIV-Kodierung des FP-A auslöst. Dieses Signal «Abtastende» wird über das freigegebene UND-Gatter 102 angelegt, um Flip-Flop 104 «RIV-Kodierung-FP-A» zu setzen und das Flip-Flop 100 mittels des ODER-Gatters 100A zurückzusetzen, um den Betriebszustand «FP-A-Einspeisen» zu beenden. Zusätzlich wird das Signal «Abtastende», das am freigegebenen UND-Gatter 102 angelegt wird, über ein ODER-Gatter 106 geführt, um den Taktimpulsgenerator 85 (Fig. 6A) freizugeben, damit er die Taktimpulse Ct bis C5 erzeugt. Im gesetzten Zustand gibt der Ausgang des Flip-Flops 100 «RIV-Kodierung-FP-A» den unteren Eingang eines UND-Gatters 108 frei. Das Flip-Flop 104 befindet sich somit im Betriebszustand «RIV-Kodierung-FP-A» während der Zeitspanne, wo alle FP-A-Feinheitendaten im Speicher 27 (Fig. 3) für die RIV-Kodierung ausgelesen werden. Es wird daran erinnert, dass, wenn der Inhalt des Speichers 27 mit wahlfreiem Zugriff ausgelesen worden ist, der Vergleicher 37 (Fig. 3) die Erzeugung des Signals «FP-B-Beginn» auslöst. Ferner wird daran erinnert, dass dieses Signal «FP-B-Beginn» die Auslesung der FP-B-Feinheitendaten (und Information) aus der Fingerabdruck-B-Dokumentation (nicht gezeigt) und deren RIV-Kodierung durch Datenumsetzer 39 (Fig. 5) freigibt. Das Signal «FP-B-Beginn» wird ferner seriell an das freigegebene UND-Gatter 108 und an ein ODER-Gatter 110 angelegt, um Flip-Flop 112 «RIV-Kodierung-FP-B» zu setzen und Flip-Flop 104 mittels ODER-Gatter 104A zurückzusetzen, um den Betriebszustand «RIV-Kodierung-FP-B» zu beenden.

Im gesetzten Zustand gibt der Ausgang des Flip-Flops 112 «RIV-Kodierung-FP-B» den unteren Eingang eines UND-Gatters 114 frei. Das Flip-Flop 112 befindet sich somit in einem Betriebszustand «RIV-Kodierung-FP-B» während der Zeitspanne, wo alle FP-B-Feinheitendaten eines Fingerabdrucks B durch Datenumsetzer 39 (Fig. 5) RIV-kodiert werden. Es wird daran erinnert, dass durch die Vervollständigung der RIV-Kodierung von FP-B ein Signal «Abdruckende» (EOP) am Ausgang der Verzögerungsschaltung 95 (Fig. 6A) erzeugt wird. Dieses EOP-Signal wird an die UND-

Gatter 114 und 120 angelegt. Es wird jedoch nur das UND-Gatter 114 während der Zeit dieses EOP-Signals freigegeben. Dieses EOP-Signal wird an das freigegebene UND-Gatter 114 angelegt, um das Flip-Flop 116 «RIV-Übereinstimmung und s Tabellierung» zu setzen und das Flip-Flop 112 mittels des ODER-Gatters 112A zurückzusetzen, um den Betriebszustand «RIV-Kodierung-FP-B» zu beenden.

Im gesetzten Zustand wird das Ausgangssignal des Flip-Flops 116 ein Signal «RIV-Übereinstimmung und Tabellie-10 rung», das an den RIV-Wähler 69 (Fig. 18) angelegt wird, um den Übereinstimmungsvergleicher 41 (Fig. 5) freizugeben und alle RIVen A und B in Fingerabdrücken A und B zu vergleichen und tabellarisch aufzuführen. Dieses Signal «RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» wird ferner zu einer 15 Verzögerungsschaltung 118 geleitet, um den unteren Eingang des UND-Gatters 120 freizugeben. Die Verzögerung der Verzögerungsschaltung 118 ist so gewählt, dass sie ausreicht, um den unteren Eingang des UND-Gatters 120 zu sperren (beispielsweise eine C4-Taktperiode), bis nach der Beendigung 20 des EOP-Signals, das sich aus der Vervollständigung der RIV-Kodierung des FP-B ergibt. Das Flip-Flop 116 befindet sich somit in einem Betriebszustand «RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» während der Zeitspanne, wo alle RIVen A und B in Fingerabdrücken A und B verglichen und ta-25 bellarisch aufgeführt werden.

Der nächste EOP-Impuls (Fig. 6A), der erzeugt wird, wird am freigegebenen UND-Gatter 120 als Impuls «GCA-Beginn» (Global-Kohärenzanalyse) angelegt. Dieser Impuls wird am Globalkohärenzanalysator 81 (Fig. 26) angelegt, um die glo-30 baie Kohärenzanalyse der im Listenspeicherregister 79 gespeicherten Ergebnis- und Verschiebungssignale zu beginnen. Bis zur Zeit, wo dieser nächste EOP-Impuls auftritt, sind alle RIVen in den Fingerabdrücken A und B verglichen worden. Im Ergebnis wird also dieser Impuls «GCA-Beginn» dazu 35 verwendet, das Flip-Flop 116 mittels des ODER-Gatters 116A zurückzusetzen, um den Betriebszustand «RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» zu beenden.

Wenn Schaltung 81 die vorerwähnte Analyse beendet hat, legt sie ein Signal «GCA-Ende» am ODER-Gatter 122A an, 40 um das Flip-Flop 122 zurückzusetzen und den Betriebszustand der globalen Kohärenzanalyse des Flip-Flops 122 zu beenden. Dieses Signal wird ferner über das ODER-Gatter 94 angelegt, um das Flip-Flop 96 zu setzen und in den Betriebszustand «Warten» zu versetzen. Ferner wird dieses Signal 45 dazu verwendet, den Taktimpulsgenerator 85 (Fig. 6A) zu sperren, um zu verhindern, dass er die Taktimpulse Q bis Cs weiter erzeugt.

Mit einem Signal «Nächsten-FP-B-Aus-Dokumentation-Beschaffen» durch äusseren Eingriff wird dieses am ODER-50 Gatter 106 als Freigabesignal angelegt, um den Generator 85 (Fig. 6A) freizugeben, damit dieser die Taktimpulse Q bis Cs erneut erzeugt. Zusätzlich wird dieses Signal am ODER-Gatter 110 angelegt, um das Flip-Flop 112 in den Betriebszustand «RIV-Kodierung-FP-B» zurückzuversetzen. Die Flip-55 Flops 100 und 104 brauchen nicht gesetzt zu werden, da FP-A bereits eingespeist wurde und RIV-kodiert wurde.

Dieser Vorgang umgeht somit einen neuen FP-A und wählt einen anderen FP-B zum Vergleich aus. Der darauffolgende Vorgang ist derselbe wie zuvor beschrieben. 60 Der RIV-Kodierer 59 nach Fig. 5 wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Für eine geeignete Taktsteuerung werden die FP-Feinheitendaten im (X, Y, BiFormat (aus Multiplexer 47 in Fig. 5) jeder Feinheit in dem verarbeiteten Fingerabdruck selektiv an einen Eingangspuf-65 fer 121 angelegt, bevor die FP-Feinheitendaten in einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 123 gespeichert werden, welcher beispielsweise eine Speicherkapazität von 192 mal 24 Bits aufweist. Der Speicher 123 speichert 192

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Feinheiten, wobei jede Feinheit eine Breite von 24 Bits aufweist und jeder X-, Y- und 0-Parameter eine breite von 8 Bits (1 Byte) aufweist.

Die CMA- und NMA-Zählraten aus der Takt- und Steuerschaltung 83 (Fig. 5 oder 6A) werden von dem Speicher 123 für die Erzeugung der RIVen benutzt. Zu jeder CMA-Zeit wird die an der zugeordneten CMA-Stelle des Speichers 123 gespeicherte Feinheit aus diesem ausgelesen und in einem Zentrumsfeinheitenregister 125 gespeichert. Das Register 125 nimmt jede adressierte Feinheit als Zentrumsfeinheit CM (X,., Y,, 0,,) einer zugeordneten zu bestimmenden RIV-Grup-pe an. Ein Impuls «Nächster RIV» aus Fig. 6A wird um eine Cj-Taktimpulsperiode durch eine Verzögerungsschaltung 126 verzögert. Dieses verzögerte Signal «Nächster-RIV» gibt ferner die Speicherung der Zentrumsfeinheit CM in Register 125 in einem Zentrumsfeinheit- und Zentrumsnachbarregister 127 frei. Das Register 127 weist ferner Speicherstellen Ri... R9 zur Speicherung von neun weiteren Signalen Rt bis R., auf, bei denen es sich beispielsweise um Nachbarfeinheiten der Zentrumsfeinheit CM handeln kann, wobei Ri = (yj, 0i; A 0j) für i = 1 ... 9. Der verzögerte Impuls «Nächster-RIV» aus der Verzögerungsschaltung 126 gibt ferner einen Radialordnung-Sortierer 129 frei, so dass dieser alle r-Komponen-ten der im Register 127 gespeicherten Signale Rj,... Rg in den Anfangszustand versetzt, so dass alle rj bis r9-Werte beispielsweise = 31 sind. Zustätzlich werden die Parameter xc, Yc und 0,., die im Register 125 gespeichert sind, jeweils an Subtraktionseinrichtungen 131, 133 und 135 angelegt.

Während jeder Zeit, wo die Zentrumsfeinheitenparameter X,., Y,, und 0„ jeweils aus Register 125 an die Subtraktionseinrichtung 131, 133 und 135 angelegt werden, werden die Parameter Xit Y, und Q; aller im Speicher 123 gespeicherten Feinheiten ausser der Zentrumsfeinheit sequenziell aus den NMA-Stellen des Speichers 123 ausgelesen, und zwar zu den NMA-Zeiten.

In dem obengenannten Fall und auch in der anschliessenden Diskussion gilt für den Index i = 0, 1, 2 ..., n, wobei n < 192.

Die Zentrumsfeinheitenparameter Xc, Yc, 0C werden jeweils von diesen Parametern Xi5 Y( und 0; subtrahiert (beispielsweise Xj, Yj, 8;; ...; X192, Y192, 0192, unter Ausschluss derjenigen der Zentrumsfeinheiten, und zwar mittels der Subtraktionseinrichtungen 131, 133 und 135. Für jede zu einer gegebenen Zeit ausgewählte Zentrumsfeinheit werden die RIVen der anderen Feinheiten im Speicher 123 bezüglich dieser Zentrumsfeinheit berechnet, um die Horizontalverschiebungen A Xj, die Vertikalverschiebungen A Yj und die Winkelverschiebungen \ 0i zu bestimmen. In diesem Falle gilt A Xi = Xj - X,, A Y, = Y, - Yc und A 0i = 0i - 0C-

Die Verschiebungen von A Xs und A Yi werden an einen r-Generator 137 angelegt, um den Radialabstand r zwischen der Zentrumsfeinheit und jeder Nachbarfeinheit zu berechnen. Der Generator 137 berechnet nach Gleichung r, = j/A Xi2 + A Yj2

die Radialabstände r;.

Die Verschiebungen A Xs und A Yj sowie 0C werden an einen o-Generator 139 angelegt, um den Winkel <bi zwischen dem Ende oder der Orientierung der Zentrumsfeinheit und jeder Nachbarfeinheit dieser Zentrumsfeinheit zu berechnen. Der Generator 139 berechnet nach der Gleichung 0; = arc tan ( \ Yj / A Xj) - 0r. die Winkel 0;.

Die Zahl der Nachbarfeinheiten einer Zentrumsfeinheit, die in ihrem RIV enthalten sind, kann entweder durch einen maximalen Radialabstand rT oder eine obere Grenze Nmax begrenzt werden, je nachdem, was restriktiver ist. Für die vorliegende Erläuterung wurde gemäss Fig. 8 ein maximaler

Radialabstand rT gewählt, um die Anzahl der Nachbarfeinheiten einer Zentrumsfeinheit zu begrenzen. Im Ergebnis wird jeder Radialabstand r; (aus r-Generator 137) der Nachbarfeinheiten der Zentrumsfeinheit sequenziell an einen 5 Maximal-Nachbar-Vergleicher 141 angelegt, wo er intern verglichen wird mit einer maximalen Radialabstandsschwelle rT. Der Maximal-Nachbar-Vergleicher 141 erfüllt die Funktion zu bestimmen, welche Nachbarfeinheiten innerhalb des maximalen Radialabstands rT einer Zentrumsfeinheit liegen, io Für die folgende Diskussion wird der Wert des Maximalabstands rT als rT = 30 angenommen. Jeder Radialabstand ri5 der diese Schwelle rT = 30 nicht überschreitet, bewirkt, dass der Vergleicher 141 einen Impuls 143 zur Freigabe des Registers 127 erzeugt, so dass dieses gleichzeitig die Parame-15 ter ri, 0i, A 0i der Nachbarfeinheiten (R9), die diesem Radialabstand r£ zugeordnet sind, speichert. Jede zuvor gespeicherte Nachbarfeinheit ist in Rt bis R8 enthalten. Wie bereits erläutert wurde, werden die Parameter r^ <bi, A 0i einer Nachbarfeinheit R jeweils für sich in den Generatoren 137 bzw. 20 139 und in der Subtraktionseinrichtung 135 erzeugt. Diese Werte von r, 0, A 0 werden für jede Zentrumsfeinheit bezüglich aller anderen Feinheiten sequenziell erzeugt. Die Werte T; und 0; definieren die Lage der benachbarten Feinheiten bezüglich der Zentrumsfeinheit, während der Wert A 0i die 25 Richtungen der benachbarten Feinheiten bezüglich der Zen-traumsfeinheit definiert (siehe auch Fig. 1).

Der Impuls 143 aus dem Vergleicher 141 gibt ferner den Radialordnung-Sortierer 129 frei (vgl. Fig. 8), so dass dieser selektiv die Signale Rj - R9 aus Register 127 indiziert, selektiv 30 die neuen Nachbarfeinheiten R9 unter den zuvor gespeicherten Signalen Rx bis Ra nach ihrem relativen Abstand rj (i = 1,..., 8) von der Zentrumsfeinheit CM (Xc, Yc, 0C) sortiert und selektiv all diese neuen Signale wieder im Register 127 gemäss ihren relativen Radialabständen von der Zentrums-35 feinheit CM speichert. Da jeder der Werte rt bis r9 der Signale Rj bis R9 auf den Anfangswert 31 festgelegt wurde, werden die ersten neuen Nachbarfeinheiten, die einen r-Wert = 30 oder weniger besitzen, an der Rj- Stelle angeordnet. In gleicher Weise verschieben alle nachfolgenden Nachbarfeinheiten 40 nach ihren jeweiligen Radialabständen die R-Werte, deren r-Werte anfangs auf 31 gesetzt wurden.

Innerhalb jeder CMA-Periode werden alle Xj-, Yn 0r Koordinaten ausser der zugeordneten Zentrumsfeinheit gegenüber den zugeordneten Zentrumswerten X„ Yc, 0C be-45 rechnet, um die relative Lage der Nachbarfeinheiten bezüglich dieser Zentrumsfeinheit zu berechnen [im Format (rj, 0i, A 0i)l- Bis zum Ablauf der CMA-Periode hat der Radialordnung-Sortierer 129 nächstliegende, radialsortierte Nachbarfeinheit im Format ri; 0^, A 0i für eine Zentrumsfeinheit 50 in dem verarbeiteten Fingerabdruck bestimmt.

Die Anzahl der Nachbarfeinheiten einer innerhalb des maximalen Radialabstands rT liegenden Zentrumsfeinheit kann sich von Null an aufwärts ändern. Wie bereits diskutiert wurde, ist jedoch das Register 127 so ausgebildet, dass es 55 nicht mehr als 9 Nachbarfeinheiten als R-Signale speichert. Nur diejenigen R-Signale im Register 127, deren r-Werte 30 oder weniger betragen, sind die radialsortierten Nachbarfeinheiten im Format (ri; 0i; A 0i), die letztlich die RIV-Nach-barschaft der zugeordneten Zentrumsfeinheit, die ebenfalls 60 zu diesem Zeitpunkt im Register 127 gespeichert ist, bilden.

Da ein neues Signal R9 zum Zeitpunkt jedes neuen Impulses 143 erzeugt (und anschliessend radialsortiert) wird, muss R9 nicht notwendigerweise die Nachbarfeinheit der Zentrumsfeinheit CM sein, die in ihrer Nähe an neunter Stelle liegt. 65 Beispielsweise kann R9 auch noch eines der zuvor gesetzten R-Signale mit einem r-Wert = 31 sein. Aus diesem Grunde werden nur die Zentrumsfeinheit CM und die acht Signale Rj bis R0 an eine Ausgangsschaltung 145 zur weiteren Verar

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beitung angelegt. Es ist zu beachten, dass die Zentrumsfeinheit CM und die Signale Rj bis R8 an die Ausgangsschaltung 145 zum Zeitpunkt des Impulses «Nächster-RIV» angelegt werden. Diese Taktsteuerung ermöglicht die Entnahme der Daten CM und ^ bis r8 aus dem Register 127, bevor der verzögerte Impuls «Nächster-RIV» (aus Verzögerungsschaltung 126) die Speicherung einer neuen Zentrumsfeinheit CM und der Werte rt bis r9 der Signale Rj-Rg im Register 127 freigibt.

Die Ausgangsschaltung 145 führt eine Schwellwertverar-beitung jedes r-Wertes der Signale Rj bis R8 an dem vorgewählten Wellenwert 30 durch. Nur diejenigen Signale Rx bis R8, deren Radialwerte r die Schwellwertüberprüfung des Vergleichers 141 bestanden haben (d.h. r; = 30 oder weniger), werden von der Ausgangsschaltung 145 als nächstbenachbarte Feinheiten erzeugt, die in die RIV-Nachbarschaft der zugeordneten Zentrumsfeinheit CM aufgenommen werden. Die Zentrumsfeinheiten CM und RIV dieses Wertes von CM werden zum Ausgang der Ausgangsschaltung 145 geführt.

Es ist daher ersichtlich, dass je ein RIV von 0 bis 8 der nächstbenachbarten Feinheiten im Format (r, ö, A 0) von der Ausgangsschaltung 145 erzeugt werden kann. Wenn beispielsweise die r-Werte der Signale Rj bis Rs alle 31, alle 30 oder niedriger sind oder zwischen 31 und 30 oder weniger verteilt sind, so sind die Feinheiten 0, 8 oder zwischen 1 bis 7 Nachbarfeinheiten des RIV. Da die Anzahl der Feinheiten in einem RIV Null bis 8 betragen kann, ist in der Ausgangsschaltung 145 eine Einrichtung enthalten, um die Anzahl der Feinheiten in jedem RIV, nämlich die RIV-Feinheitenzahl, welcher von dem RIV-Dekoder erzeugt wird, zu bestimmen.

Während jeder CMA-Zählrate oder -periode wird ein anderer RIV erzeugt. Der Beginn einer CMA-Periode zeigt daher den Beginn einer neuen Zentrumsfeinheit für einen neuen RIV an und zeigt ferner das Ende des vorhergehenden RIV an. Nachdem jeder RIV vollständig bearbeitet ist, werden dieser RIV und seine zugeordnete Zentrumsfeinheit sowie RIV-Feinheitenzahl durch Zeit-Multiplex vom Aus-gangsmultiplexer 49 (Fig. 5) verarbeitet und in der zugeordneten RIV-Speicherschaitung 61 bzw. 67 (Fig. 5) gespeichert.

Zur Erleichterung des Verständnisses, wie die RIVen abgeleitet werden, werden nun die Fig. 9, 10, 11 und 12 erläutert. Für die vorliegende Erläuterung soll angenommen werden, dass ein modifizierter Fingerabdruck-Feinheitenleser, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, nur elf Feinheiten ermittelt hat, wie in Fig. 9 dargestellt ist, und zwar während der Rasterabtastung eines Fingerabdrucks. Die Zahlen 1 bis 11 zeigen die Reihenfolge an, in der die 11 Feinheiten erfasst wurden, die Punkte innerhalb der Kreise zeigen Feinheiten an und die «Schwänze» an den Kreisen zeigen die Winkelorientierung der Feinheit an.

Es wird daran erinnert, dass ein RIV für jede Feinheit eines Fingerabdrucks berechnet wird und dass die Anzahl der Nachbarn einer Zentrumsfeinheit durch den maximalen Radialabstand rT begrenzt ist. Wie bereits erwähnt wurde, erfüllt der Maximal-Nachbar-Vergleicher 141 (Fig. 8) die Funktion der Bestimmung der Nachbarfeinheiten, die innerhalb des maximalen Radialabstands rT jeder in Fig. 9 gezeigten Feinheit liegen.

Fig. 10 zeigt den kreisförmigen Bereich, der den RIV-Nachbarschaftsbereich einer Zentrumsfeinheit für einen Maximalradialabstand rT umgibt. Alle Nachbar-Feinheiten, die innerhalb dieses Kreises liegen, bilden die RIV-Nachbar-schaft der Zentrumsfeinheit. Wenn also das Zentrum dieses Kreises mit dem Radius rT nacheinander über die Zentren, beispielsweise jeder Feinheit 1 bis 8 gelegt wird, so erhält man die verschiedenen RIV-Nachbarschaften für Feinheiten 1 bis 8, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Insbesondere zeigt Fig. 11 die RIV-Nachbarschaft für die Feinheiten 1 bis 8, wobei jede Feinheit 1 bis 8 die Zentrumsfeinheit ihrer eigenen RIV-Nachbarschaft ist und längs der langen Achse in Fig. 10 gemäss der Norm orientiert ist. Auf diese Weise bilden die zugeordneten Nachbarfeinheiten 1 bis 11, die innerhalb des Umfangs des äuseren Kreises in Fig. 10 liegen, den RIV für diese zuge-5 ordnete Zentrumsfeinheit. Insbesondere enthält der RIV (Relativinformation-Vektor) für Feinheit 1 die Feinheit 3; RIV für Feinheit 2 enthält Feinheit 4; RIV für Feinheit 3 enthält Feinheiten 1 und 7; RIV für Feinheit 4 enthält Feinheiten 2, 6 und 8; RIV für Feinheit 5 enthält Feinheiten 6 io und 9, RIV für Feinheit 6 enthält Feinheiten 4, 5, 9 und 11; RIV für Feinheit 7 enthält Feinheiten 3, 8 und 10; und RIV für Feinheit 8 enthält Feinheiten 4, 7, 10 und 11. Daher ist jede RIV-Nachbarschaft ein Informationsvektor bzw. eine Beschreibung der Nachbarschaft für die zugeordnete Feinheit 15 der Feinheiten 1 bis 8. Ein Grund dafür, dass ein RIV für jede Feinheit eines Fingerabdruckes statt nur für eine Feinheit gebildet wird, liegt darin, dass nicht bestimmt werden kann, welche Feinheit möglicherweise fehlt oder welche Feinheiten möglicherweise falsch sind.

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Der Radialordnungs-Sortierer 129 (Fig. 8) erfüllt die Funktion der Indizierung der Nachbarfeinheiten jedes RIV in Fig. 11 in der Reihenfolge zunehmenden Radialabstands von der zugeordneten Zentrumsfeinheit. Ein radialgeordnetes 25 Beispiel des RIV für Feinheit 4 in Fig. 11 ist in Fig. 12 gezeigt, wobei rx < r2 < r3.

Es wird nun auf Fig. 13 Bezug genommen, die ein vereinfachtes Blockschaltbild des Radialordnung-Sortierers 129 zeigt; dort sind das Zentrumsfeinheiten- und Nachbarfein-30 heiten-Register 127 und Ausgangsschaltung 145 von Fig. 8 gezeigt. Der Radialordnung-Sortierer 129 enthält eine Gatterschaltung 151 und eine Positionsbestimmungsschaltung 153, während die Ausgangsschaltung 145 aus einer Schwellenschaltung 155 und einer Anzahlbestimmungsschaltung 157 35 gebildet ist.

Zum Zeitpunkt jedes verzögerten Impulses «Nächster-RIV» (aus Verzögerungsschaltung 126, Fig. 8) wird eine andere Zentrumsfeinheit CM in Register 127 eingespeist, während alle r-Werte der Signale Rj-Rg im Register 127 auf den 40 Wert 31 mittels Gatterschaltung 151 gesetzt werden. Von diesem Zeitpunkt an bis zum Ende einer CMA-Periode werden Nachbarfeinheiten, deren r-Werte den Schwellentest des Vergleichers 141 (Fig. 8) bestanden haben, sequenziell in Register 127 eingespeist. Nachdem eine neue Nachbarfeinheit 45 R9 im Register 127 gespeichert ist, vergleicht die Lagebestimmungsschaltung 153 sequenziell R9 mit R8, R8 mit R,... R2 mit Rj und speichert diese R-Signalpaare erneut im Register 127. Jedes verglichene R-Signalpaar wird von der Schaltung 153 radial sortiert, bevor es an Gatterschaltung 151 angelegt 50 und im Register 127 wieder gespeichert wird.

Die Zentrumsfeinheiten CM und die Signale Rj bis R8, die im Register 127 gespeichert sind, werden an den Eingang der Schwellenschaltung 155 in der Ausgangsschaltung 145 angelegt. Sie werden jedoch von der Schwellenschaltung 155 55 nicht verarbeitet, bevor das nächste Signal «Nächster-RIV» (Fig. 6A) auftritt. Dieses nach Erfassung aller Nachbarfeinheiten in einem RIV erzeugte Signal gibt die Schwellenschaltung 155 frei, so dass sie die endgültigen Signale Rx bis R3 aus Register 127 empfängt. Da einige Signale Rj bis R8 mög-60 licherweise keine Nachbarfeinheiten einer Zentrumsfeinheit sind, sondern nur auf den Anfangszustand 31 gesetzte Signale, verarbeitet die Schwellenschaltung 155 jeden r-Wert der Signale R3 R8 an einem Schwellensignal, das gleich 30 ist.

Diese Schwellenschaltung 155 blockiert daher jedes R-Signal 65 dessen r-Wert anfangs auf 31 gesetzt wurde. Die übrigen Signale Rj bis Rs, die die Schwellenprüfung bestanden haben, enthalten die Nachbarfeinheiten in dem RIV dieser Zentrumsfeinheit CM. Dieser RIV und seine zugeordnete Zen-

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trumsfeinheit CM werden an den Ausgang der Schwellenschaltung 155 angelegt.

Die Schwellenschaltung 155 leitet ferner Signale, die aufgrund der Schwellwirkung erzeugt wurden, zu der Anzahl-bestimmungsschaltung 157 weiter, damit diese ein Signal erzeugen kann, das die Anzahl der Feinheiten in einem RIV (RIV-Feinheitenzahl) angibt. Der RIV und seine zugeordnete Zentrumsfeinheit CM sowie RIV-Feinheitenzahl werden in paralleler Form von der Ausgangsschaltung 145 an den Aus-gangsmultiplexer 49 (Fig. 5) angelegt.

Fig. 14 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild der Gatterschaltung 151 des Radialordnung-Sortierers 129 und des Zentrumsfeinheiten- und Nachbarfeinheiten-Registers 127 von Fig. 13. Die Gatterschaltung 151 enthält ein Gatter 159 und ODER-Gatterschaltungen 161 bis 169, während Register 127 Gatter 171 und 173 und Halteregister 175 und 181 bis 189 enthält. Jede ODER-Gatterschaltung 161 bis 169 (sowie die anschliessenden ODER-Gatterschaltungen) kann eine Gruppe von 24 ODER-Gattern enthalten, und die Halteregister 175 und 181 bis 189 können jeweils eine Breite von 24 Bits (3 Bytes) aufweisen, um jeweils (Xc, Yc 0C) und (r., 0i, A öi> zu speichern.

Ein verzögertes Signal «Nächster-RIV» (aus Verzögerungsschaltung 126 in Fig. 8) gibt das Gatter 159 frei und somit auch die Gatterschaltungen 161 bis 169 zum Abspeichern der Werte ^ bis r9 in den Halteregistern 181 bis 189. Dieses verzögerte Signal «Nächster-RIV» gibt ferner das Gatter 171 frei, so dass eine im Zentrumsfeinheitenregister 125 (Fig. 8) gespeicherte Zentrumsfeinheit (X,., Yc, 0C) auch im Halteregister 175 abgespeichert werden kann.

Jedesmal, wenn innerhalb einer gegebenen CMA-Periode (Fig. 6A) eine Nachbarfeinheit vom Vergleicher 141 (Fig. 8) erfasst wird, so erzeugt der Vergleicher 141 den Impuls 143. Die Anstiegsflanke dieses Impulses 143 gibt Gatter 173 frei, so dass alle Nachbarfeinheiten r(, 0„ A 6i an den Stellen r0, o,„ \ 09 des Halteregisters 189 gespeichert werden können. Der Impuls 143 wird ferner an die Positionsbestimmungsschaltung 153 (im Radialordnung-Sortierer 129, Fig. 13) angelegt, der nun unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert wird. Die in Fig. 16 gezeigten Wellensignale werden ebenfalls erläutert, um die Arbeitsweise der Schaltung 153 zu verdeutlichen.

In der in Fig. 15 gezeigten Positionsbestimmungsschaltung 153 wird der Impuls 143 (Fig. 8) an den Rücksetzeingang eines Index- oder Abwärtszählers 191, über ein ODER-Gatter 193 an den Rücksetzeingang eines Flip-Flops 195 und über einen Inverter 197 an den Setzeingang eines Flip-Flops 199 angelegt. Zusätzlich werden jeweils die Signale R9 bis Ro und R,. bis Rt aus Register 127 (Fig. 14) an die Eingänge der Vergleichungsmultiplexer 201 und 203 angelegt.

Die Anstiegsflanke des Impulses 143 setzt den Indexzähler 191 auf Zählrate 0 zurück und setzt Flip-Flop 195 zurück, um die Gatter 205 und 207 zu sperren. Im gesperrten Zustand verhindern die Gatter 205 und 207, dass die Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 jeweils an ein Register R..„j (R-Zählrate plus 1) und an ein Register R,, fR-Zählrate) 209 bzw. 211 angelegt werden.

Die invertierte Abfallflanke des invertierten Impulses 143 setzt das Flip-Flop 199 zurück, so dass ein Wellenzug 213 am Q-Ausgang von Flip-Flop 199 erzeugt wird. Der Wellenzug 213 wird an ein UND-Gatter 215 gemeinsam mit C2-Takten 217 angelegt, um eine Reihe von 8 Taktsignalen 219 zu erzeugen. Die Anstiegsflanke des ersten Taktsignals 219 setzt das Flip-Flop 195, so dass dieses eine Ausgangswelle 221 erzeugt, die die Gatter 205 und 207 öffnet, um die Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 zu den Eingängen der Register 209 bzw. 211 durchzulassen. Der erste Takt 219 bewirkt ferner, dass der Indexzähler 191 seine Ausgangsadressen-Zählrate von 0 auf 8 ändert. Die anschliessenden Takte 219 bewirken, dass der Zähler 191 seine Ausgangs-Adressen-zählrate von 8 auf 1 erniedrigt.

Die Adressenzählraten 8, 7 ... 1 aus Zähler 191 werden sequenziell an den Vergleicher-Multiplexer 203 und an einen Addierer 223 angelegt. Der Addierer 223 addiert eine binäre 1 zu jeder Adressenzählrate, um eine Zahl zu erzeugen und an den Vergleicher-Multiplexer 201 anzulegen, die gleich der Adresse aus dem Zähler 191 plus 1 ist. Während der Zähler 191 die Adressenzählraten 8, 7 ... 1 erzeugt, wählen folglich die Multiplexer 201 und 203 sequenziell Signale R9, Rs... R2 und R8, R7... Rt, um sie über die Gatter 205 und 207 an die Eingänge jeweils der Register 209 bzw. 211 anzulegen.

Die Takte 219 werden ferner in einem Inverter 225 invertiert, um Taktsignale 227 zu erzeugen und an ein UND-Gat-ter 229 anzulegen. Der Wellenzug 221 und die CrTakte 231 werden ebenfalls an das UND-Gatter 229 angelegt. Bei Untersuchung der Eingangswellenzüge 221, 227 und 231 für das UND-Gatter 229 wird deutlich, dass dieses ein Ausgangssignal «1» 233 jedesmal dann erzeugt, wenn alle drei Eingänge im Binärzustand «1» sind. Diese Ausgangssignale 233 im Zustand «1» des UND-Gatters 229, die auftreten, nachdem die Ausgangsadressenzählraten des Zählers 191 stabilisiert sind, geben die Register 209 und 211 frei, um sequenziell in paralleler Form die Multiplexsignale Rg, Rs... R2 und Ra, R7... Rt einzutakten.

Jede Ausgangsadressenzählrate des Zählers 191 wird in einem Vergleicher 235 mit einer Konstanten 1 verglichen. Wenn der Zähler 191 seine Adressenzählrate auf Zählrate 1 heruntergeschaltet hat, so erzeugt der Vergleicher 235 ein Signal, das an eine Verzögerungsschaltung 237 angelegt wird. Nach einer Verzögerung von einer C2-Taktperiode setzt das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 237 das Flip-Flop 199 zurück, um den Wellenzug 213 zu beenden und das UND-Gatter 215 zu sperren, wodurch verhindert wird, dass irgendwelche weiteren C2-Takte vom Zähler 191 gezählt werden. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 237 setzt ferner das Flip-Flop 195 mittels dem ODER-Gatter 193 zurück, um den Wellenzug 221 zu beenden, wodurch die Gatter 205, 207 und 229 gesperrt werden. Dadurch wird verhindert, dass die Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 an die Eingänge der Register 209 und 211 angelegt werden. Zusätzlich verhindert die Sperrung des UND-Gatters 229, dass dieses Signale an die Register 209 und 211 anlegt.

Während der Zeitspanne, wo die Indexzähler 191 die Adressenzählraten 8, 7,... 1 erzeugt, werden die Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 R9, Rs... R2 und R0, R7... Rj jeweils an die Register 209 bis 211 angelegt. Die r-Komponenten (Radialabstände rc und rc+1) der in den Registern 209 und 211 gespeicherten R-Signale werden miteinander in einem Vergleicher 235 verglichen, um zu bestimmen, welche der beiden grösser ist: rc+1 oder r0. Wenn r,.+1 (in Register 209 gespeichert) kleiner als rc ist (in Register 211 gespeichert), so erzeugt der Vergleicher 235 ein Signal «1», um anzugeigen, dass die Signale rc+1 und rc ausgetauscht oder im Register 127 (Fig. 14) in umgekehrter Reihenfolge wieder gespeichert werden müssen. Ansonsten erzeugt der Vergleicher 235 ein Signal «0» um anzuzeigen, dass r,.+1 und rc nicht vertauscht werden müssen.

Das binäre Ausgangssignal des Vergleichers 235 wird direkt an Gatter 237 und 239 angelegt und von einem Inverter 241 invertiert, bevor es an die Gatter 243 und 245 angelegt wird. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers eine «1» oder ein «Vertauschungssignal» ist, so werden nur die Gatter 237 und 239 geöffnet. Wenn andererseits das Ausgangssignal des Vergleichers eine «0» bzw. ein Signal «Vertausche» (nicht vertauschen) ist, so werden nur die Gatter 243 und 245 freigegeben. Die Adresse aus dem Addierer

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223 wird an das Gatter 237 und 243 angelegt, während die Adresse aus dem Indexzähler 191 an Gatter 239 und 245 angelegt wird. Die Ausgangssignale der Gatter 237 und 245 werden an eine ODER-Gatterschaltung 247 angelegt. In gleicher Weise werden die Ausgangssignale der Gatter 239 und 243 an eine ODER-Gatterschaltung 249 angelegt. Die Ausgangssignale der ODER-Gatterschaltung 247 und 249 liefern jeweils diese Adressen an die Speichermultiplexer 251 bzw. 253. Die Signale Rc und R,.+1 aus Registern 211 und 209 werden ferner an die Multiplexer 251 und 253 angelegt. Ansprechend auf die Adressen aus den ODER-Gatterschaltungen 247 und 249 legen die Multiplexer 251 und 253 jeweils die Signale Rc. bzw. R0+1 über ein ausgewähltes Paar von ODER-Gatterschaltungen 161 bis 169 zum erneuten Speichern in einem zugeordneten Paar von Halteregistern im Register 127 an (Fig. 14).

Es wird daran erinnert, dass die Funktion des Radialordnung-Sortierers 129 darin besteht, die Nachbarfeinheiten jedes RIV einer Zentrumsfeinheit CM in der Reihenfolge zunehmender Radialabstände von dieser Zentrumsfeinheit zu indizieren. Um diese Gesamtfunktion des Radialordnung-Sortierers 129 weiter zu erläutern, wird nun anhand der Figuren 14, 15 und 16 ein Beispiel beschrieben.

Es wird angenommen, dass fünf Nachbarfeinheiten erfasst und radial sortiert wurden, seit die Werte r, bis r9 im Register 127 auf den Anfangszustand 31 zum Zeitpunkt des letzten Impulses «Nächster-RIV» gesetzt wurden (Fig. 6A). Im Ergebnis ist anzunehmen, dass rx bis r9 die radialsortierten Abstände der Signale bis Rö, die in den Halteregistern 181 bis 189 des Registers 127 (Fig. 14) gespeichert sind, jeweils gleich 16, 18, 19, 20, 23, 31, 31, 31 bzw. 31 sind. Schliesslich wird angenommen, dass eine neue Nachbarfeinheit R9 der Zentrumsfeinheit CM erfasst wurde und dass der Radialabstand r0 des Signals R9 21 ist. Der resultierende Impuls 143 (Fig. 8) ermöglicht die Speicherung dieser neuen Nachbarfeinheit Rö im Halteregister 189 und die Rücksetzung des Indexzählers 191 auf 0. Dieses neue R9-Signal verschiebt also das alte R9-Signal. Folglich sind zu diesem Zeitpunkt die rj bis r9-Werte der Signale Rj bis R9 jeweils gleich 16, 18, 19, 20, 23, 31, 31,31 bzw. 21. Nachdem R9 im Halteregister 189 gespeichert ist, setzt die invertierte hintere Flanke des Impulses 143 das Flip-Flop 199, so dass das UND-Gatter 215 geöffnet wird und die 8 C2-Takte 219 zum Zählen zu dem Indexzähler 191 durchlässt.

Das erste Taktsignal 219 aus dem UND-Gatter 215 bewirkt, dass der Indexzähler 191 eine Adressenzählrate 8 erzeugt. Im Ergebnis wählen jeweils die Vergleicher-Multiplexer 201 und 203 die neue Nachbarfeinheit R9 und das Signal Rs aus und legen sie über die Gatter 205 und 207 zum Speichern jeweils an die Register 209 bzw. 211 an. Die Werte von r9 und r8 der Signale R9 und R8 werden im Vergleicher 235 miteinander verglichen. Da angenommen wurde, dass r9 = 21 und r8 = 31, erzeugt der Vergleicher 235 ein Signal «1», d.h. den Befehl «Austauschen». Dieses Austauschsignal öffnet die Gatter 237 und 239, so dass sie die Adressen aus dem Addierer 223 und Zähler 191 über die ODER-Gatterschaltungen 247 und 249 jeweils zu den Speichermultiplexern 251 und 253 durchlassen. Der Multiplexer 251 legt folglich das Ra-Signal in seiner R9-Adressenleitung über die ODER-Gatterschaltung 169 am Halteregister 189 an. Zur gleichen Zeit legt der Multiplexer 253 das R9-Signal über seine R8-Adres-senleitung und über die ODER-Gatterschaltung 168 an das Halteregister 188 an. Die Signale R9 und Rs, die zuvor über Multiplex aus den Halteregistern 189 und 188 ausgegeben wurden, wurden also vertauscht, wobei R9 und R8 jeweils über Multiplex zurück in die Halteregister 188 und 189 gegeben wurden. In den Halteregistern 181 bis 189 sind die Signale R, bis R9 gespeichert. Die alten Signale R9 und Rs werden somit jeweils die neuen Signale Ra und R9, nachdem sie vertauscht wurden. Im Ergebnis sind am Ende der ersten Taktperiode 219 die Werte ^ bis r9 der Signale Rx bis R9 gleich 16, 18, 19, 20, 23,31,31,21 bzw. 31.

5 Der zweite Takt 219 bewirkt, dass der Indexzähler 191 seine Zählrate auf 7 erniedrigt. Im Ergebnis wählen die Vergleicher-Multiplexer 201 und 203 die Signale R8 und R7 aus den Halteregistern 188 und 187 aus, um sie jeweils in den Registern 209 und 211 zu speichern. Die Werte von r8 und io r7 (jeweils 21 bzw. 31) der Signale R8 und R, bewirken, dass der Vergleicher 235 ein Signal «1», d.h. «Vertauschen», erzeugt, das anschliessend dazu führt, dass Ra und R7 jeweils in den Halteregistern 187 und 188 gespeichert werden. Am Ende der zweiten Periode des Taktes 219 sind folglich die 15 Werte rj bis r9 der Signale Rj bis R9 gleich 16, 18, 19, 20, 23, 31,21,31 bzw. 31. In gleicher Weise bewirkt der vierte Takt 219, dass der Zähler 191 seine Zählrate auf 5 erniedrigt, was wiederum dazu führt, dass die Werte rt bis r9 der Signale R: bis R9 gleich 16, 18, 19, 20, 21, 23, 31, 31 bzw. 31 am Ende 20 dieser vierten Taktperiode 219 sind.

Während der fünften Taktperiode 219 ist die Adresse des Addierers 223 gleich 5 und diejenige des Indexzählers 191 gleich 4. Zu diesem Zeitpunkt ist r5 = 21 und r4 = 20. Daher erzeugt der Vergleicher 235 ein Signal «0», das die Gatter 25 237 und 239 sperrt, während die Inversion dieses Signals «0» die Gatter 243 und 245 öffnet. Im Ergebnis wird die Adresse des Indexzählers 191 an den Schaltungen 245 und 247 angelegt, um den Multiplexer 151 freizugeben und die Neuspei-cherung des Signals R4 im Halteregister 184, dem es durch 30 Multiplex entnommen worden wär, zu beginnen. Zur gleichen Zeit wird die Adresse des Addierers 223 an den Schaltungen 243 und 249 angelegt, um den Multiplexer 253 freizugeben, so dass dieser die Neuspeicherung des Signals R5 im Halteregister 185, aus dem es durch Multiplex ausgegeben worden 35 war, zu beginnen. Am Ende der fünften Periode des Taktsignals 219 bleiben die Werte ^ bis r9 der Signale Rj bis Rg jeweils gleich 16, 18, 19, 20, 21, 23, 31, 31 bzw. 31, da nun die neuesten Nachbarfeinheiten radial in der Reihenfolge zunehmenden Radialabstands von der Zentrumsfeinheit sortiert 40 sind. In gleicher Weise beeinflussen das darauffolgende sechste, siebte und achte Taktsignal 219 nicht die Reihenfolge dieser radialsortierten Signale Rt bis R9.

Die Zentrumsfeinheit CM und die Signale Rj bis R8 werden aus Register 127 (Fig. 14) an die Ausgangsschaltung 145 45 angelegt. Ein Blockschaltbild der Ausgangsschaltung 145 ist in Fig. 17 gezeigt und wird im folgenden erläutert.

Die Ausgangsschaltung 145 enthält eine Schwellenschaltung 261 und eine Anzahlbestimmungsschaltung 263. Die Schwellenschaltung 261 blockiert bzw. eliminiert im wesent-50 liehen diejenigen Eingangssignale R, bis Ra, deren Werte r, immer noch auf den Anfangswert 31 gesetzt sind. Hierdurch werden nur diejenigen Signale Rx bis R8, deren Radialwerte r, den Schwellentest des Vergleichers 141 (Fig. 8) bestanden haben, von der Schwellenschaltung 261 als Nachbarfein-55 heiten innerhalb des RIV der eingegebenen Zentrumsfeinheit CM erzeugt. Die Anzahlbestimmungsschaltung 263 verwendet Signale aus der Schwellenschaltung 261, um die Anzahl der Nachbarfeinheiten (RIV-Feinheitenzahl) in dem RIV zu bestimmen, der von der Schwellenschaltung 261 erzeugt wird. 60 Jede der Schaltungen 261 und 263 wird im einzelnen noch später beschrieben. Die Komponenten rj bis r9 der radialsortierten Signale Rx bis Ra werden jeweils an die Eingänge von Gattern 271 bis 278 in der Schwellenschaltung 261 angelegt. Das Signal «Nächster-RIV» (Fig. 6A) wird ferner an 65 die Gatter 271 bis 278 sowie an den Setzeingang eines Flip-Flops 279 angelegt. Es wird daran erinnert, das-, ein Signal «Nächster-RIV» bei abgeschlossener Verarbeitung eines RIV erzeugt wird (durch die Takt- und Steuerschaltung 83 in

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Fig. 6A). Bis zu diesem Zeitpunkt sind die Zentrumsfeinheitendaten und die endgültigen Daten Rj bis R3 aus dem Register 127 (Fig. 14) stabilisiert, da alle Nachbarfeinheiten in einem RIV erfasst wurden.

Das Signal «Nächster-RIV» öffnet die Gatter 271 bis 278, um jeweils die Werte r1 bis r8 zu Schwellwertvergleichern 281 bis 288 durchzulassen, wo jeder dieser Werte mit einem Schwellenwert 30 verglichen wird. Jeder Schwellwertverglei-cher 281 bis 288 ist derart ausgebildet, dass er ein Schwellwert-Ausgangssignal «1 » erzeugt, wenn der Wert seines r-Ein-gangssignals nicht den Schwellenwert 30 übersteigt. Sonst erzeugt der Schwellenwert-Vergleicher ein Schwellwert-Aus-gangssignal «0».

Das Ausgangssignal des Flip-Flops 279, welches von dem Signal «Nächster-RIV» gesetzt wurde, gibt die UND-Gatter 291 bis 298 frei, so dass diese die Ausgangssignale Tj bis T8 der Vergleicher 281 bis 288 zu Gattern 301 bis 308 durchlassen. Ferner werden an die Gatter 301 bis 308 die Signale R. bis Re aus Register 127 (Fig. 14) angelegt. Diese Ausgangssignale Tj bis T8 der Vergleicher 281 bis 288, die im Zustand «1» sind, öffnen die zugeordneten Gatter 301 bis 3d8, um die entsprechenden radialsortierten Signale Rt bis R8 als Nachbarfeinheiten durchzulassen, die die RIVen der zugeordneten Zentrumsfeinheit CM bilden. Jedes R-Signal mit einer r-Komponente, die noch auf den Anfangswert 31 gesetzt ist, bewirkt folglich, dass der zugeordnete Schwellwert-Vergleicher ein Schwellwert-Ausgangssignal T im Zustand -<()» erzeugt, welches wiederum verhindert, dass das zugeordnete Gatter das betreffende R-Signal durchlässt.

Alle Schwellwert-Ausgangssignale Tt bis T8 der UND-Gatter 291 bis 298 werden ferner an das Nicht-ODER-Gatter 31Î und das ODER-Gatter 213 angelegt. Wenn irgendeines dieser Ausgangssignale eine « 1 » ist, so erzeugt das ODER-Gatter 313 ein Signal zum Öffnen des Gatters 315, so dass dieses Zentrumsfeinheiten CM zu seinem Ausgang durchlässt. Wenn andererseits alle Ausgangssignale Tt bis T8 im Zustand «0<> sind, so wird durch das Nicht-ODER-Gatter 311 eine 1 » an den ersten Eingang eines UND-Gatters 317 angelegt. Dieses Gatter wurde ebenso wie die Gatter 291 bis 298 vom Ausgangssignal des Flip-Flop 279 freigegeben, welches durch das Signal «Nächster-RIV» gesetzt wurde. Daher wird das Ausgangssignal «1» des Nicht-ODER-Gatters 311 durch das UND-Gatter 317 und das ODER-Gatter 313 durchgelassen und öffnet das Gatter 315, so dass die Zentrumsfeinheit CM zu deren Ausgang durchgelassen wird. Es wird also ersichtlich, dass die Zentrumsfeinheit CM eines RIV stets erzeugt wird, obwohl die Anzahl der Nachbarfeinheiten (RIV-Feinheitenzahl) in dem RIV dieses CM sich von maximal 8 bis minimal 0 ändern kann.

Das Ausgangssignal des Flip-Flops 279, welches die Gatter 291 bis 298 und 317 freigegeben hatte, wird um eine Cj-Taktimpulsperiode in einer Verzögerungsschaltung 319 verzögert, bevor es das Flip-Flop 279 zurücksetzt und die Gatter 291 bis 298 und 317 direkt und die Gatter 301 bis 308 und 315 indirekt sperrt.

Während der Zeitspanne, wo die UND-Gatter 291 bis 298 durch das Flip-Flop 279 geöffnet sind, um die Schwellwert-Ausgangssignale T, bis Tj zu erzeugen, werden die Ausgangssignale T, bis Ta jeweils an die UND-Gatter 321 bis 328 in der Anzahlbestimmungsschaltung 263 angelegt. Zusätzlich wird der invertierte Wert der Ausgangssignale T2 bis Ts, d.h. T2 bis T8, jeweils an die UND-Gatter 321 bis 327 angelegt. Durch diese Ausbildung erzeugt nur eines der Gatter 321 bis 328 ein Ausgangssignal «1», und dieses zeigt die Anzahl der Nachbarfeinheiten in einem RIV an, der von der Schwellenschaltung 261 erzeugt wird.

Die Ausgangssignale der UND-Gatter 321 bis 328 in den Zuständen «0» oder «1» werden an die Eingänge der Gatter

331 bis 338 angelegt. An die Gatter 331 bis 338 werden ferner jeweils 4 Bit-Binärzahlen 1 bis 8 angelegt. Jedes dieser Gatter 331 bis 338 erzeugt ein 4 Bit-Ausgangssignal, das 0 betragen kann, d.h. 0000. Die 4 Bits aus jedem dieser Gatter 331 bis 338 werden jeweils an die ODER-Gatter 341 bis 344 angelegt, wobei jeweils die niedersten und höchsten Bits (LSB bzw. MSB) an die ODER-Gatter 341 bzw. 344 angelegt werden.

Nur dasjenige der UND-Gatter 321 bis 328, welches ein Ausgangssignal «1» erzeugt, gibt sein zugeordnetes Gatter 331 bis 338 frei, um wiederum die zugeordnete Eingangs-4 Bit-Binärzahl an die ODER-Gatter 341 bis 344 anzulegen. Das kollektive 4 Bit-Binärausgangssignal dieser 4 ODER-Gatter 341 bis 344 enthält die Anzahl von Nachbarfeinheiten (RIV-Feinheitenzahl) in dem RIV, der von der Schwellenschaltung 261 erzeugt wird.

Die Arbeitsweise der Anzahlbestimmungsschaltung 263 wird anhand der folgenden Beispiele beschrieben.

Wenn bei einem ersten Beispiel rt = 30 oder weniger und r2 bis r8 jeweils = 31 sind, so gilt T\ = 1 und T2 bis T8 jeweils = 0. In diesem Fall erzeugt nur das UND-Gatter 321 ein Ausgangssignal «ls, welches das Gatter 331 öffnet, um jeweils die 4 Bits in der binären Darstellung von 1, d.h. 0001 zu den ODER-Gattern 341 bis 344 durchzulassen. Folglich erzeugen die ODER-Gatter 341 bis 344 jeweils die Ausgangsbits 0, 0, 0 und 1, um anzuzeigen, dass die RIV-Feinheitenzahl des RIV eine 1 ist: 0001.

Wenn bei einem zweiten Beispiel rt bis r5 gleich 30 oder weniger ist, so ist r6 bis rg = 31, Tj bis T5 =1 und T6 bis Ta = 0. Da Tj bis T5 = 1 sind, so sind Tt bis T5 = 0, und die UND-Gatter 321 bis 324 werden freigegeben. Da T6 bis Ta jeweils = 0 ist, werden die UND-Gatter 326 bis 328 in gleicher Weise freigegeben. Nur das UND-Gatter 325 wird freigegeben, da sowohl T5 als auch T6 = 1 sind. Das Ausgangssignal «1» des UND-Gatters 325 öffnet das Gatter 335, um jeweils die 4 Bits seines binären Eingangssignals «5», d.h. 0101, durch die ODER-Gatter 341 bis 344 durchzulassen, so dass angezeigt wird, dass die RIV-Feinheitenzahl des RIV eine 5 ist: 0101.

Wenn schliesslich bei einem dritten Beispiel bis r8 = 0, so werden alle Gatter 321 bis 328 freigegeben, und die ODER-Gatter 341 bis 344 erzeugen gemeinsam ein Ausgangssignal 0000 um anzuzeigen, dass keine Nachbarfeinheiten in dem RIV für die Zentrumsfeinheit CM vorhanden sind.

Die Zentrumsfeinheit CM, der RIV dieser Zentrumsfeinheit und die RIV-Feinheitenzahlen des RIV werden alle in paralleler Form von der Ausgangsschaltung 145 des RIV-Kodierers 59 an den Ausgangsmultiplexer 49 (Fig. 5) zur weiteren Verarbeitung angelegt, wie vorstehend erläutert wurde.

Es wird nun auf Fig. 18 Bezug genommen, welche ein Blockschaltbild des RIV-Wählers 69 sowie die in Fig. 5 gezeigten FP-B- und FP-A-RIV-Informationsspeicherschaltun-gen 67 und 61 zeigt. Es wird daran erinnert, dass der RIV-Dekoder 59 (Fig. 5) für jede Feinheit in einem Fingerabdruck einen RIV erzeugt.

Für die vorliegende Erläuterung soll angenommen werden, dass M Feinheiten in einem Fingerabdruck A und N Feinheiten in Fingerabdruck B vorhanden sind, wobei M, N < 192. Folglich enthalten die RIV-A-Informationssignale in Schaltung 61 die RIVen 1 bis M des Fingerabdrucks A und die M Zentrumsfeinheiten CM! bis CMm dieser RIVen sowie die RIV-Feinheitenzahl in jedem dieser RIVen. In gleicher Weise enthalten die RIV-B-Informationssignale in Schaltung 67 die RIVen 1 bis N des Fingerabdrucks B und die N-Zentrumsfeinheiten (CM'j bis CM'm) dieser RIVen sowie die RIV-Feinheitenzahl in jedem dieser RIVen.

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Das EOP-Signal, das am Ende des Fingerabdrucks A auftritt, setzt das Flip-Flop 365, um den ersten Eingang eines UND-Gatters 367 freizugeben. An den zweiten Eingang des UND-Gatters 367 werden Taktimpulse C4 angelegt. Diese Taktimpulse C4 können jedoch das UND-Gatter 367 nicht durchlaufen, weil ein dritter Eingang dieses Gatters sich zu diesem Zeitpunkt im Zustand «0» befindet (da kein Signal «RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» im Zustand «1» aus Fig. 6B vorhanden ist). Es wird daran erinnert, dass das EOP-Signal, das nach der RIV-Kodierung des FP-B auftritt, ein Signal «RIV-Übereinstimmung und Tabellierung» erzeugt (siehe Erläuterung von Fig. 6B). Dieses Signal öffnet nun das UND-Gatter 367, um die Takte C4 zu einem Adressenlese-zähler 369 durchzulassen, so dass sie gezählt werden können. Während des Zählens der Takte C4 erzeugt der Zähler 369 RIV-B-Leseadressen bzw. Adressenzählraten von 1 bis N. Ansprechend auf diese Adressenzählraten hat die Speicherschaltung 67 sequenziell Zugriff zu jedem der RIV-B-Informa-tionssignale 1 bis N des Fingerabdrucks B, zum Anlegen an die Zentrumsfeinheit-Vergleicherschaltung 71 (Fig. 5 oder 19).

Die Adressenzählraten des Zählers 369 (in Fig. 18) werden ferner in einem Vergleicher 371 mit der FP-B-Feinheitenzahl (aus Register 66 in Fig. 5) und in einem Vergleicher 373 mit einer Konstanten 192 verglichen.

Wenn N gleich 191 oder niedriger, so erzeugt der Vergleicher 371 ein Signal «1», wenn die Adressenzählrate des Zählers 369 = N wird. Wenn andererseits N = 192 oder grösser ist, so erzeugt der Vergleicher 373 ein Signal «1»,

wenn die Adressenzählrate des Zählers 369 = 192 wird.

Wenn einer der Vergleicher 371, 373 ein Signal «1» erzeugt, so wird dieses Signal seriell an ein ODER-Gatter 375 und an eine Verzögerungsschaltung 377 angelegt. Das Ausgangssignal dieser Verzögerungsschaltung 377 wird im folgenden als «N»-Signal bezeichnet. Dieses «N»-Signal tritt auf, wenn alle N (bzw. 192) RIV-B-Informationssignale des Fingerabdrucks B in Speicherschaltung 67 sequenziell an die Vergleicherschaltung 71 (Fig. 5) angelegt wurden. Die Verzögerung der Verzögerungsschaltung 377 ist gleich einer C4-Taktperiode. Dadurch wird ermöglicht, dass das letzte RIV--B-Informationssignal in Speicherschaltung 67 an Schaltung 71 während einer vollen C4-Taktperiode vor dem Rücksetzen des Zählers 369 angelegt wird.

Das «N»-Signal aus Verzögerungsschaltung 377 setzt Zähler 369 auf die Adressenzählrate 0 zurück, schaltet einen Lese-Adressenzähler 379 um 1 hoch und wird an ein UND-Gatter 381 angelegt (wird weiter unten erläutert).

Jedesmal, wenn der Zähler 369 auf die Zählrate 0 zurückgesetzt wird, so wird die Zählrate des Zählers 379 um 1 erhöht, um eine andere RIV-A-Leseadresse bzw. Adressenzählrate zu erzeugen. Auf diese Weise erzeugt der Zähler 379 Adressenzählraten von 1 bis M. Ansprechend auf diese Adressenzählraten hat die Speicherschaltung 61 sequenziell Zugriff zu jedem der RIV-A-Informationssignale 1 bis M des Fingerabdrucks A zum Anlegen an die Zentrumsfeinheit-Vergleicherschaltung 71 (Fig. 5 oder 19).

Wie bereits erläutert wurde, erhöht der Zähler 379 seine Adressenzählrate um 1 jedesmal dann, wenn alle N RIV-In-formationssignale in Schaltung 67 sequenziell an Schaltung 71 angelegt wurden. Während jeder Zeitspanne, wo eines der M RIV-Informationssignale des Fingerabdrucks A aus Schaltung 61 an Schaltung 71 angelegt wird, werden alle RIV-In-formationssignale in Schaltung 67 sequenziell an Schaltung 71 angelegt.

Die Adressenzählraten des Zählers 379 (in Fig. 18) werden ferner in einen Vergleicher 383 mit der FP-A-Feinheitenzahl (aus Register 57 in Fig. 5) und in einem Vergleicher 385 mit der Konstanten 192 verglichen. Wenn M 191 oder kleiner ist, so erzeugt der Vergleicher 383 ein Signal «1», wenn die

Adressenzählrate des Zählers 379 gleich M wird. Wenn M jedoch = 192 oder grösser ist, so erzeugt der Vergleicher 385 ein Signal «1», wenn die Adressenzählrate des Zählers 379 = 192 wird.

s Wenn einer der beiden Vergleicher 383, 385 ein Signal «1» erzeugt, so wird dieses Signal an ein ODER-Gatter 387 angelegt, um ein Flip-Flop 389 zu setzen und ein Ausgangssignal «M» zu erzeugen. Dieses «M»-Signal tritt zu Beginn der Zeitspanne auf, wo das M-te (oder höchstens das 192.) io RIV-A-Informationssignal des Fingerabdrucks A aus Schaltung 61 an Schaltung 71 (Fig. 5) angelegt wird.

Das Signal M aus Flip-Flop 389 wird dazu verwendet, UND-Gatter 381 freizugeben. Wie bereits erwähnt wurde, erfolgt zu allen N RIV-B-Informationssignalen sequenziell 15 Zugriff aus der Schaltung 67 während der Zeitspanne, wo das M-te RIV-A-Informationssignal aus der Schaltung 61 (Fig. 5) entnommen wird. Wenn alle RIV-B-Informationssignale aus der Schaltung 67 entnommen wurden, so wird das «N»-Signal erzeugt und an das freigegebene UND-Gatter 381 angelegt. 20 Das Ausgangssignal des UND-Gatters 381 ist ein Signal «Endeabdruckpaar», welches anzeigt, dass alle Paarkombinationen der RIV-Informationssignale in dem Fingerabdruckpaar A und B an die Vergleicherschaltung 71 (Fig. 5) angelegt wurden.

25 Dieses Signal «Endeabdruckpaar» wird zeitlich zusammenfallend mit einem «N»-Signal erzeugt, welches das Flip-Flop 365 und den Zähler 369 zurücksetzt. Das Signal «Endeabdruckpaar» setzt Zähler 379 auf Zählrate 1 zurück und setzt das Flip-Flop 389 zurück, um das M-Signal zu been-30 den. Das Ende des M-Signals sperrt das UND-Gatter 381, wodurch das Signal «Endeabdruckpaar» beendet wird.

Der RIV-Wähler 69 befindet sich nun im Ruhezustand, wobei die Flip-Flops 365 und 389 und die Zähler 369 und 379 sich jeweils im rückgesetzten Zustand befinden. Der 35 RIV-Wähler 69 verbleibt in diesem Ruhezustand, bis entweder ein anderer Fingerabdruck B aus der Referenz-Fingerabdruckdokumentation herangeholt wird, um mit Fingerabdruck A verglichen zu werden, oder ein anderer Fingerabdruck A mit einem oder mehreren Fingerabdrücken aus der 40 Fingerabdruckdokumentation verglichen werden soll. Wenn ein anderer Fingerabdruck A identifiziert werden soll, so läuft der Vorgang in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben ab. Wenn ein anderer Fingerabdruck B aus der Referenz-Finger-abdruckdokumentation herangeholt wird, so wird er anfangs 45 von dem Datenumsetzer 39 (Fig. 5) verarbeitet, wobei das EOP-Signal Flip-Flop 365 setzt, um den beschriebenen selektiven Zugriffsvorgang hinsichtlich der RIV-A und der neuen RIV-B-Informationssignale zu beginnen.

Die RIV-A- und RIV-B-Informationssignale aus den Spei-50 cherschaltungen 61 und 67 werden an die Zentrumsfeinhei-ten-Vergleicherschaltung 71 (Fig. 5) angelegt. Die Vergleicherschaltung 71 wird nun weiter unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild der Vergleicherschaltung das in Fig. 19 gezeigt ist, diskutiert.

55 Jedes RIV-Informationssignal besteht aus den Komponenten X,., Y,„ 0(, einer Zentrumsfeinheit, gefolgt von den Komponenten ri; Oj, A 9i der Feinheitennachbarschaften dieser Zentrumsfeinheit und der RIV-Feinheitenzahl dieses die Nachbarschaft der Zentrumsfeinheit beschreibenden RIV. 60 Die Parameter der Zentrumsfeinheit des RIV-A werden mit Xf.A, Y,. fi,.A bezeichnet und die Parameter der Zentrumsfeinheit des RIV-B mit XrIi, Yrli, 0,.,,. Die Werte von X,.R, YrA und 0,.B werden jeweils von den Werten XCA, YrA und 0rA in Subtraktionsschaltungen 401, 403 bzw. 65 450 subtrahiert (Fig. 18). An den Ausgängen der Subtraktionseinrichtungen 401, 403 und 450 werden jeweils die Signale A X, A Y bzw. A 9 erzeugt, welche die Absolutwerte der zugeordneten Parameterdifferenzen darstellen. Ins

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besondere stellen A X, A Y und A 0 jeweils die X- und Y-Verschiebungen und die Winkelverschiebung bzw. Orientierung 0 zwischen den Zentrumsfeinheiten des RIV-A und RIV-B dar, welche zu einer gegebenen Zeit verglichen werden. Um diese Subtraktionen zu erzielen, können die Subtraktionseinrichtungen 401, 403 und 405 als herkömmliche Zweier-Komplement-Anordnung ausgeführt werden.

Die A X, \ Y und \ 0-Verschiebungen zwischen den zwei Zentrumsfeinheiten werden jeweils verglichen mit vorgewählten Schwellenwerten Tx, Ty und und zwar jeweils in \ X-, \ Y- und \ 9-Verschiebungsvergleichern 407, 409 und 411. Jeder Vergleicher ist derart ausgebildet, dass er ein Ausgangssignal « 1 » erzeugt, wenn die Amplitude des zugeordneten Verschiebungs-Eingangssignals den zugeordneten Schwellenwert nicht überschreitet. Die Schwellenwerte Tx, Ty und T0 können beispielsweise derart gewählt sein, dass sie jeweils 350 Einheiten, 350 Einheiten bzw. 30° darstellen wobei jede Einheit gleich 0,0508 mm (2 mil) ist. Die Grösse der Schwellenwerte Tx, Tv und T0 kann jedoch derart gewählt werden, dass sie für den gewünschten Vorgang passend ist.

Die Ausgangssignale der Vergleicher 407, 409 und 411 werden an das UND-Gatter 413 angelegt. Dieses Gatter kann nur dann ein Ausgangssignal «1» erzeugen, wenn die X-Koordinatendifferenz \ X kleiner ist als Tx, die Y-Koordinatendifferenz \ Y kleiner ist als TY und die Orientierungswinkeldifferenz \ 0 kleiner ist als Ta. Ein Ausgangssignal «1» aus UND-Gatter 413 wird daher nur dann erzeugt, wenn die Parameter der Zentrumsfeinheit der RIVen A und B nahe genug beieinander liegen.

Ein Ausgangssignal «1» des UND-Gatters 413 setzt das Flip-Flop 415 zur Erzeugung eines Signals «RIV-Vergleich einleiten», welches Gatter 417 und 419 freigibt, um jeweils RIV-A und RIV-B sowie die jeweiligen RIV-A- und RIV-B-Feinheitenzahlen dieser RIVen zur RIV-Vergleichsschaltung 72 (Fig. 20) für die zweite Oberprüfung bzw. die RIV-Ver-gleichsprüfung durchzulassen. Das Signal «RIV-Vergleich einleiten-- aus dem Flip-Flop 415 wird ferner an die RIV-Vergleichsschaltung 73 angelegt. Wenn das Ausgangssignal des UND-Gatters 113 vom Zustand «1» wieder in den Zustand «0» wechselt (am Ende eines erfolgreichen Zentrumsfeinheit-Vergleichs) so wird dieses Signal «0» von einem Inverter 421 invertiert, um das Flip-Flop 415 zurückzusetzen, wodurch wiederum das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» beendet wird und die Gatter 417 und 419 gesperrt werden.

Wenn alle Parameter der Zentrumsfeinheiten der RIVen A und B nicht ausreichend nahe beieinanderliegen, so bleiben die Gatter 417 und 419 gesperrt, und es wird verhindert, dass die RIVen A und B, der zu diesem Zeitpunkt verglichenen Zentrumsfeinheiten und die RIV-A- und RIV-B-Feinheiten-zahlen dieser RIVen an die RIV-Vergleichsschaltung 73 angelegt werden.

Jedes Gatter 419, 421 kann aus einer Mehrzahl von UND-Gattern mit zwei Eingängen (nicht dargestellt) gebildet sein, deren erste Eingänge gemeinsam vom Ausgangssignal des Flip-Flops 415 im gesetzten Zustand freigegeben werden, um einzeln und parallel die Bits in den zugeordneten RIVen (und die RIV-Feinheitenzahl des zugeordneten RIVs) die jeweils an die zweiten Eingänge angelegt werden, durchzulassen.

Es wird nun auf Fig. 20 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild der RIV-Vergleicherschaltung 73 zeigt. Die RIVen A und B, das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» und die RIV-A- und RIV-B-Feinheitenzahl-Signale werden alle aus der Zentrumsfeinheiten-Vergleichsschaltung 71 (Fig. 19) empfangen. Im Grunde besteht die Funktion der RIV-Vergleichsschaltung 71 darin, ein RIV-Übereinstimmungsergebnis Sab zu erzeugen, welches das Ausmass der Ähnlichkeit und der Übereinstimmung zwischen RIV-A- und RIV-B anzeigt.

Das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» gibt RIV-A- und RIV-B-Speicherschaltungen 431 und 433 frei, um jeweils RIV-A und RIV-B parallel zu speichern. Jede dieser Speicherschaltungen 431 und 433 kann eine Gruppe von 8 Halteregistern (nicht dargestellt) aufweisen, um jeweils bis zu 8 Nachbarfeinheiten im (r, 0, A 0)-Format zu speichern. Jedes Halteregister kann ferner drei aufeinanderfolgende, 8 Bits breite Registerteile (nicht dargestellt) jeweils zur Speicherung der r-, 0- und A 0-Komponenten einer Nachbarfeinheit aufweisen. Das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» gibt ferner eine Steuerschaltung 435 frei, um die RIV-A und RIV-B-Fein-heitenzahl-Signale zu speichern.

Jede Nachbarfeinheit von RIV-A in Speicherschaltung 431 wird parallel an den Eingang eines RIV-A-Multiplexers 437 angelegt. In gleicher Weise wird jede Nachbarfeinheit von RIV-B in der Speicherschaltung 433 parallel an den Eingang eines RIV-B-Multiplexers 439 angelegt. Ansprechend auf das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» und auf RIV-A-und RIV-B- Feinheitenzahl-Signale erzeugt die Steuerschaltung 435 eine Folge von 4 Bit-RIV-A-Adressen sowie eine Folge von 4 Bit-RIV-B-Adressen während der Zeit jeder RIV-A-Adresse. Die RIV-A-Adressen geben den Multiplexer 437 frei, so dass dieser sequenziell jede Nachbarfeinheit in RIV-A über Multiplex ausgibt, und die RIV-B-Adressen geben den Multiplexer 439 frei, so dass dieser sequenziell jede Nachbarfeinheit in RIV-B über Multiplex ausgibt. Dieselbe Folge von RIV-B-Adressen wird jedoch während jeder anderen RIV-A-Adresse erzeugt. Als Beispiel soll angenommen werden, dass 5 Nachbarfeinheiten in RIV-A und 7 Nachbarfeinheiten in RIV-B vorhanden sind. In diesem Falle gibt es 5 RIV-A-Adressen (0001 bis 0101) und 7 RIV-B-Adressen (0001 bis 0111). Während der ersten RIV-A-Adresse 0001 wird die erste Feinheit in RIV-A über Multiplex am Ausgang des RIV-A-Multiplexers 437 ausgegeben, und alle 7 Feinheiten in RIV-B werden sequenziell über Multiplex am RIV--B-Multiplexer 439 durch die RIV-B-Adressen 0001 bis Olli ausgegeben. In gleicher Weise wird während der fünften RIV-A-Adresse 0101 die fünfte Feinheit in RIV-A über Multiplex am Ausgang des Multiplexers 437 ausgegeben und werden alle 7 Feinheiten in RIV-B sequenziell über Multiplex am Multiplexer 439 durch die RIV-B-Adressen 0001 bis Olli ausgegeben. Auf diese Weise kann jede Nachbarfeinheit von RIV-A anschliessend mit jeder einzelnen aus der Folge von kodierten Nachbarfeinheiten von RIV-B verglichen werden.

Es soll angenommen werden, dass zu irgendeiner gegebenen Zeit die Teile der Nachbarfeinheit, die aus Multiplexer 437 ausgegeben werden, durch rA, 0A und A 0a dargestellt werden und die Teile der Nachbarfeinheit, die über Multiplex aus Multiplexer 437 ausgegeben werden, durch rB, 0B und A 0n dargestellt werden. Der Winkelunterschied A 0 zwischen diesen zwei Nachbarfeinheiten von RIV-A und RIV-B wird erhalten, indem 0B von 0A in einem Subtraktionsglied 441 subtrahiert wird: 0 = 0A - 0B. In gleicher Weise wird der radiale Unterschied r erhalten, indem rB von rA in einem Subtraktionsglied 443 subtrahiert wird. Schliesslich erhält man die Winkeldifferenz 0, indem 0B von 0A in einem Subtraktionsglied 445 subtrahiert wird.

Das Winkelunterschiedsignal A 0 und ein Schwellenwinkel-Grenzsignal Te werden jeweils an die Vergleicher 447, 449 und 451 angelegt. Um die Grösse der Winkeldifferenz A 0 in 3 disjunkten Bereichen überprüfen zu können, werden an die genannten Vergleicher die Bereichsgrenzen, im folgenden Winkelvorspannung genannt, angelegt. Diese können eine positive (+), eine Null (0) bzw. eine negative (—) Winkelvorspannung annehmen. Diese Winkelvorspannungen +, 0 und — sind Binärzahlen, die jeweils beispielsweise Rotationswinkel von ungefähr +8,4°, 0° und —8,4° darstellen.

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Binärzahlen, die diese Winkelvorspannungen von ungefähr + 8,4°, 0° und —8,4° darstellen, können in der folgenden Weise abgeleitet werden. Die 256 verschiedenea Binärzahlen in einem Byte, d.h. in 8 Bits, können verwendet werden, um 256 verschiedene Winkel über die 360° eines Kreises darzustellen. Zwischen nebeneinanderliegenden Binärzahlen in dem Byte liegen daher 360/256° (ungefähr 1,4°) des Winkels. Folglich stellen die Binärzahlen 6 (00000110) 0 (00000000) und 250 (11111010) jeweils Winkelvorspannungen von etwa +8,4°, 0° und —8,4° dar, wobei 11111010 das Zweierkomplement von 00000110 ist.

Jeder Vergleicher 447, 451 ist derart ausgebildet, dass er ein Ausgangssignal «1» erzeugt, wenn der Absolutwert der algebraischen Summe der zugeordneten eingegebenen Winkelvorspannung und die Winkeldifferenz A 0 gleich oder kleiner ist als das Schwellwinkelgrenzsignal Tj. In gleicher Weise ist der Vergleicher 449 derart ausgebildet, dass er ein Ausgangssignal «1» erzeugt, wenn der Absolutwert A 0 kleiner ist als To- Als Beispiel wird angenommen, dass Tg. = 4,2°, die +0-Vorspannung = +8,4°, die 00-Vorspannung gleich 0° und die — 0-Vorspannung = —8,4°. Wenn also A 0 innerhalb des Bereichs von —4,2° bis —12,6° liegt, so erzeugt der Vergleicher 447 ein Ausgangssignal «1», da | A 0 +8,4° [ < 4,2°. Wenn A 0 innerhalb des Bereichs zwischen —4,2° und +4,2° liegt, so erzeugt Vergleicher 449 ein Ausgangssignal «1», da I A 0 I < 4,2°. Wenn schliesslich A 0 innerhalb des Bereichs von +4,2° bis +12,6° liegt, so erzeugt der Vergleicher 451 ein Ausgangssignal «1» da | A 0 —8,4° | < 4,2°.

Es kann, da die 3 Bereiche disjunkt sind, höchstens jeweils einer der Vergleicher 447, 449 und 451 ein Ausgangssignal «1» zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt erzeugen. Es ist jedoch zu beachten, dass das Nachbarfeinheitenpaar, das gerade verglichen wird, äusserst stark gegeneinander verdreht sein kann, so dass A 0 ausserhalb der Bereichsgrenzen aller Vergleicher 447, 449 und 451 liegt. Daher erzeugt dann keiner dieser Vergleicher ein Ausgangssignal «1». Bei dem obigen Beispiel kann A 0 beispielsweise einen Winkelunterschied von +13° oder —13° darstellen.

Der radiale Unterschied A r wird in Vergleicher 453 mit einer vorgewählten Radial-Unterschied-Schwellengrenze TK verglichen. Der Vergleicher 453 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal «1», wenn A r = oder kleiner als der Wert Tr ist.

Das Winkelunterschied-A 0-Signal und ein Schwellwinkel-Grenzsignal Te werden jeweils an Vergleicher 455, 457 und 459 angelegt. Zusätzlich werden an die Vergleicher 455, 457 und 459 jeweils +, 0 und — A 0-Winkelvorspannungen angelegt. Aufbau und Wirkungsweise der Vergleicher 455, 475 und 459 sind dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Vergleichern 447, 449 und 451, so dass eine weitere Erläuterung entfallen kann.

Aus der Rückschau ist festzuhalten, dass die 7 Vergleicher 447, 449, 451, 453, 455, 457 und 459 im Grunde 3 Vergleichergruppen enthalten, die jeweils zu drei verschiedenen Sätzen von Grenzen der Winkeldrehungen von Nachbarfeinheitenpaaren, d.h. von den gerade verglichenen RIV-A und RIV-B, in Beziehung stehen. Die erste Vergleichergruppe ist aus Vergleichern 447, 453 und 455 gebildet, deren Ausgänge an die Eingänge eines UND-Gatters 461 mit positiver (+) Vorspannung gelegt sind. Die zweite Vergleichergruppe ist aus Vergleicher 449, 453 und 457 gebildet, deren Ausgänge an die Eingänge eines UND-Gatters 463 mit Vorspannung Null (0) gelegt sind. Die dritte Vergleichergruppe ist aus Vergleichern 451, 453 und 459 gebildet, deren Ausgänge an die Eingänge eines UND-Gatters 465 mit negativer (—) Vorspannung angelegt sind. Es ist zu beachten, dass das Ausgangssignal des Vergleichers 453 (der lediglich bestimmt, ob die

Radialdifferenz A r zwischen den beiden Radien rA und rB innerhalb des vorgewählten Schwellwertes Tr liegt, gemeinsam in jeder der drei Vergleichergruppen enthalten ist. Folglich wird das Ausgangssignal des Vergleichers 453 an jedes UND-Gatter 461, 463 und 465 angelegt.

Die verbleibenden zwei Eingangssignale für die UND-Gatter 461, 463 und 465 sind die Winkelvorspannungen +, 0 und —, welche die Winkeldrehung des Feinheitenpaares in

0 und in 0 betreffen.

Wenn die RIVen A und B, die gerade verglichen werden, gegeneinander verdreht werden, so werden die Nachbarfeinheiten innerhalb dieser RIVen ebenfalls gegeneinander verdreht. Wenn die Winkelunterschiede A 0 und A 0 und die Radialdifferenz A r eines Nachbarfeinheitenpaares, das verglichen wird, innerhalb der Grenzbereiche eines der vorstehend erläuterten Gruppen von Vergleichern liegen, so erzeugt die zugeordnete Gruppe von Vergleichern Ausgangssignale «1», um das zugeordnete UND-Gatter 461, 463 und 465 freizugeben und ein Ausgangssignal «1» zu erzeugen. Wenn beispielsweise die Differenzsignale A 0, A r und A 0 eines verglichenen Paares von Feinheiten aus RIV-A und RIV-B innerhalb des positiven Vorspannungsbereichs bzw. innerhalb der Schwellengrenzen der ersten Vergleichergruppe liegt (d.h.

1 A 0 + A 0 Vorspannung [ < A r < Tr und A 9 +

A 0 Vorpannung | < Te), so erzeugen die Vergleicher 447, 453 und 455 ein Ausgangssignal «1», um UND-Gatter 461 freizugeben und ein Ausgangssignal «1» zu erzeugen. In gleicher Weise wird jede Feinheit des RIV-A mit jeder Feinheit des RIV-B verglichen, um eines (oder keines) der UND-Gatter 461. 463 und 465 zu veranlassen, ein Ausgangssignal zu erzeugen.

Die Ausgangssignale «1» der UND-Gatter 461, 463 und 465 werden zu dem Inhalt von + Vorspannung-, 0 Vorspannung- und — Vorspannung-Ergebnisakkumulatoren 467, 469 und 471 hinzuaddiert. Jeder dieser Ergebnisakkumulatoren 467, 469 und 471 kann ein 4 Bitzähler sein, der anfangs auf Zählrate 0 durch das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» zurückgesetzt wird. Wenn also Paare von Nachbarfeinheiten aus RIV-A und RIV-B verglichen wurden, so kann jeder dieser Ergebnisakkumulatoren Zahlen von 0 bis 8 aufweisen. Ein akkumuliertes Ergebnis «0» bedeutet also, dass keine Nachbarfeinheiten übereinstimmten. In gleicher Weise bedeutet ein akkumuliertes Ergebnis «8», dass alle 8 Feinheiten in einem RIV-A mit den 8 Feinheiten des RIV-B übereinstimmen. Wenn in RIV-A 5 Feinheiten enthalten sind und 7 in RIV-B, so ist 5 das höchste akkumulierte Ergebnis, das in irgendeinem Akkumulator vorhanden sein kann. Dadurch wird angezeigt, dass alle 5 Feinheiten in RIV-A übereinstimmende Feinheiten in RIV-B angetroffen haben. Schliesslich kann auch ein Zwischenergebnis zwischen Minimum und Maximum akkumuliert werden. Nach Abschluss des Vergleichs aller möglichen Paare von Nachbarfeinheiten aus RIV-A und RIV-B enthält also einer der Akkumulatoren 467, 469 und 471 das grösste bzw. maximale akkumulierte Ergebnis. Je nachdem, welche Winkeldrehung erforderlich ist, d.h. + 8,4° (+ Vorspannung), 0° (0 Vorspannung) oder —8,4° (— Vorspannung) an den Vergleichergruppen (447, 453, 455; 449, 453, 457; 451, 453, 459), um RIV-A möglichst gut nach RIV-B auszurichten, wird der zugeordnete Akkumulator 467, 469 oder 471 veranlasst, dieses maximale akkumulierte Ergebnis zu erzeugen.

Die 4 Bits breiten Inhalte der Akkumulatoren 467, 469 und 471 bzw. die darin akkumulierten Ergebnisse D, E und F sollen jeweils mit Dl bis D4, El bis E4 und Fl bis F4 bezeichnet werden. Die akkumulierten Ergebnisse dieser Akkumulatoren 467, 469 und 471 werden parallel an einen Maximalergebnis-Wähler 473 angelegt. Nachdem alle möglichen Paare (i mal j) von Nachbarfeinheiten in RIV-A und RIV-B

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verglichen wurden, erzeugt die Steuerschaltung 435 ein Signal «Maximalergebnis wählen». Ansprechend auf dieses Signal erzeugt der Wähler 473 intern ein Signal «1» mit der Bezeichnung «D wählen», «E wählen» oder «F wählen» (wird erläutert), um das gespeicherte Maximalergebnis von den Ausgängen (D, E und F) der Akkumulatoren 467, 469 und 471 zu diesem Zeitpunkt auszuwählen. Das ausgewählte Maximalergebnis wird am Ausgang des Wählers 473 als RIV-Übereinstimmungsergebnis SAB erzeugt, welches quantitativ die Übereinstimmungsnähe zwischen dem gerade verglichenen RIV-Paar (RIV-A und RIV-B) anzeigt. Zusätzlich wird das Signal im Zustand «1» mit der Bezeichnung «D wählen»,

E wählen» oder «F wählen» an die Koordinaten-Transformationsschaltung 75 (Fig. 24) angelegt, um die relative Koordinatenverschiebung und Winkelorientierung zwischen dem zu diesem Zeitpunkt verglichenen RIV-A und RIV-B zu vergleichen.

Es wird nun auf Fig. 21 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild der Steuerschaltung 435 nach Fig. 20 zeigt.

Das Signal «RIV-Vergleich-Einleiten» gibt die Register 481 und 483 frei, um jeweils die Feinheitenzahlen aus RIV-B bzw. RIV-A parallel zu speichern. Zusätzlich wird das Signal < RIV-Vergleich einleiten» an ein ODER-Gatter 485 angelegt, um einen RIV-B-Zähler 487 auf die Zählrate 0 zurückzusetzen, und wird ferner an ein ODER-Gatter 489 angelegt, um einen RIV-A-Zähler 491 auf die Zählrate 0 zurückzusetzen. Die Zählraten der Zähler 487 und 491 sind jeweils die RIV-B-Adresse und die RIV-A-Adresse, die an die Multiplexer 439 und 437 (Fig. 20) angelegt werden. Die Zähler 487 und 491 werden auf die Zählrate 0 zurückgesetzt, weil ein RIV-0 Nachbarfeinheiten aufweisen kann. Schliesslich wird das Signal «RIV-Vergleich einleiten» an eine Verzögerungsschaltung 493 angelegt, um ein Flip-Flop 495 zu setzen und ein UND-Gatter 497 zu öffnen, um Q-Taktsignale an den RIV-B-Zähler 487 durchzulassen. Die Verzögerungzeit der Verzögerungsschaltung 493 kann beispielsweise eine Cr Taktperiode sein, um ausreichend Zeit für die Speicherung der RIV-A- und RIV-B-Feinheitenzahl in den Registern 481 und 483 und zum Zurücksetzen der Zähler 487 und 491 auf die Zählrate 0 vor Öffnen des UND-Gatters 497 und Durchlassen der Cj-Taktsignale zur Verfügung zu stellen.

Ansprechend auf die Cj-Taktsignale aus dem UND-Gatter 497 beginnt der Zähler 487 mit dem Hochschalten, um die RIV-B-Adressen zu erzeugen, die an dem Multiplexer 439 (Fig. 20) angelegt werden. Diese RIV-B-Adressen aus Zähler 487 werden in einem B-Vergleicher 499 mit der RIV-B-Feinheitenzahl verglichen, die in Registern 481 gespeichert ist. Wenn die RIV-B-Adresse gleich der RIV-B-Feinheitenzahl wird, so erzeugt der Vergleicher 499 ein Ausgangssignal «1». Dieses Ausgangssignal des Vergleichers 499 wird durch eine Verzögerungsschaltung 501 um eine Cj-Taktperiode verzögert, bevor es den RIV-A-Zähler 491 von der Zählrate 0 auf die Zählrate 1 erhöht. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 501 wird ferner an ODER-Gatter 485 angelegt, um den RIV-B-Zähler 487 auf die Zählrate 0 zurückzusetzen. Während der Zeit, wo der RIV-A-Zähler 491 die RIV-A-Adresse 0 erzeugt, erzeugt also der RIV-B-Zähler 487 eine Sequenz aus RIV-B-Adressen von 0 bis zur Feinheitenzahl des RIV-B.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise zählt der RIV-B-Zähler 487 die CrTakte, um periodisch eine Sequenz von RIV-B-Adressen von 0 bis zur Feinheitenzahl des RIV-B zu erzeugen. Jedesmal, wenn die RIV-B-Adresse gleich der RIV-B-Feinheitzahl wird, so erzeugt der Vergleicher 499 ein Ausgangssignal, das in der Verzögerungsschaltung 501 verzögert wird, bevor es dazu verwendet wird, den RIV-B-Zähler 487 auf die Zählrate 0 zurückzusetzen und den RIV-A-Zähler 491 auf die nächste RIV-A-Adresse zu erhöhen. Auf diese Weise werden die RIV-A-Adressen erzeugt. Wie bereits erwähnt wurde, werden die RIV-A-Adressen an den Multiplexer 437 (Fig. 20) angelegt. Zusätzlich werden diese RIV-A-Adressen aus dem Zähler 491 an einen A-Vergleicher 503 angelegt.

Ein Addierer 505 summiert die RIV-A-Feinheitenzahl aus dem Register 483 mit einer Konstanten «1» und legt die Ergebnissumme RIV-A-Feinheitenzahl plus 1 an den Vergleicher 503 an. Nachdem die gesamte Folge der RIV-B-Adressen von dem Zähler 487 während der Zeit, wo die RIV-A-Adresse aus dem Zähler 491 gleich der RIV-A-Fein-heitenzahl ist, erzeugt wurde, schaltet der Ausgang der Verzögerungsschaltung 501 die Zählrate des Zählers 491 erneut um 1 höher. Zu diesem Zeitpunkt wird die RIV-A-Adresse des Zählers 491 gleich der Summe (RIV-A-Feinheitenzahl + 1) aus dem Addierer 505. Infolgedessen erzeugt der Vergleicher 503 das Signal «Maximalergebnis wählen», welches an dem Maximalergebnis-Wähler 473 (Fig. 20) angelegt wird. Ferner setzt dieses Signal «Maximalergebnis wählen» das Flip-Flop 495 zurück, um das UND-Gatter 497 zu sperren und zu verhindern, dass weitere C^-Takte zu dem RIV-B-Zähler 487 durchgelassen werden. Ferner wird das Signal «Maximalergebnis wählen» am ODER-Gatter 489 angelegt, um Zähler 491 auf Zählrate 0 zurückzusetzen und das Signal «Maximalergebnis wählen» z;u beenden. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Zähler 487 und 491 auf Zählrate 0 zurückgesetzt und erzeugen die RIV-B- und RIV-A-Adresse 0. Beide Zähler 487 und 491 bleiben auf die Zählrate 0 zurückgesetzt, bis das darauffolgende Signal «RIV-Vergleich einleiten» bewirkt,

dass die Steuerschaltung 435 den oben beschriebenen Vorgang wiederholt.

Das Blockschaltbild des Maximalergebnis-Zählers 473 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 22 erläutert. Es sollen jeweils die Ausgangssignale Dl bis D4, El bis E4 und Fl bis F4 der Vergleicher 467, 469 und 471 als Signale D, E und F bezeichnet werden. All diese Signale D, E und F werden an den Eingang einer Gatterschaltung 509 angelegt. Wie in Fig. 22 ebenfalls gezeigt ist, vergleicht ein Vergleicher 511 die Signale D und E, ein Vergleicher 513 vergleicht die Signale E und F, und ein Vergleicher 515 vergleicht die Signale D und F. Wenn D > E, so erzeugt Vergleicher 511 ein Ausgangssignal «1». In gleicher Weise erzeugt, wenn E > F der Vergleicher 513 ein Ausgangssignal «1». Wenn D > F, so erzeugt der Vergleicher 515 ein Ausgangssignal «1».

Die Ausgangssignale der Vergleicher 511 und 515 werden an ein UND-Gatter 517 angelegt. Die Ausgangssignale der Vergleicher 511 und 513 werden jeweils an einen invertierten bzw. nicht invertierenden Eingang eines UND-Gatters 519 angelegt. Die Ausgangssignale der Vergleicher 513 und 515 werden an invertierende Eingänge eines UND-Gatters 521 angelegt. Die Ausgangssignale dieser UND-Gatter 517, 519 und 521, die alle an die Gatterschaltung 509 angelegt werden,

sind jeweils mit «D wählen» «E wählen» und «F wählen» bezeichnet. Zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt sind jedoch nur die Signale «D wählen», «E wählen» und «F wählen» im Binärzustand «1», während die zwei anderen Signale im Zustand «0» sind.

Wenn D -> E und D > F, so erzeugt das UND-Gatter 517 das Signal «D wählen» im Zustand «1», um anzuzeigen, dass das Signal D das grösste Signal ist. Ein Signal «D wählen» im Zustand «1» öffnet die Gatterschaltung 509, um das D-Signal als RIV-Übereinstimmungsergebnis-Ausgangssignal SAB zu erzeugen.

Wenn E > F und E > D, so erzeugt das UND-Gatter 519 ein Signal «E wählen» im Zustand «1», um anzuzeigen, dass das E-Signal das grösste Signal ist. Ein Signal «E wählen» im Zustand «1» gibt Gatterschaltung 509 frei, so dass

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das E-Signal als RIV-Übereinstimmungsergebnis-Ausgangs-signal ausgewählt wird.

Wenn F > E und F > D, so erzeugt das UND-Gatter 521 ein Signal «F wählen» im Zustand «1», um anzuzeigen, dass das Signal F das grösste Signal ist. Ein Signal «F wählen» im Zustand «1» öffnet die Gatterschaltung 509, um das F-Signal als RIV-Übereinstimmungsergebnis-Ausgangssignal auszuwählen. Wie zuvor bereits angegeben wurde, wird das RIV-Übereinstimmungsergebnis-Signal SAB an das Ergebnisgatter 77 (Fig. 5) angelegt.

Die Arbeitsweise der Gatterschaltung 509 wird nun unter Bezugnahme auf das in Fig. 23 gezeigte Blockschaltbild erläutert.

Die Bits Dl bis D4 aus dem + Vorspannung-Ergebnis-akkumulator 467 (Fig. 20) werden jeweils an die unteren Eingänge einer Gruppe von UND-Gatter 531 bis 534 angelegt. Das Signal «D wählen» aus UND-Gatter 517 (Fig. 22) wird an die oberen Eingänge der UND-Gatter 531 bis 534 angelegt. Ein Signal «D wählen» im Zustand «1» öffnet die UND-Gatter 531 bis 534, so dass sie die Bits Dl bis D4 an die ODER-Gatter 535 bis 538 als das RlV-Übereinstim-mungsergebnis-Signal durchlassen.

In gleicher Weise werden die Bits El bis E4 aus dem 0 Vorspannung-Ergebnisakkumulator 469 (Fig. 20) jeweils an die unteren Eingänge einer Gruppe von UND-Gattern 541 bis 544 angelegt. Das Signal «E wählen» aus UND-Gatter 519 (Fig. 22) wird an die oberen Eingänge der UND-Gatter 541 bis 544 angelegt. Ein Signal «E wählen» im Zustand «1» öffnet die UND-Gatter 541 bis 544, um die Bits ElbisE4 an die ODER-Gatter 535 bis 538 als RlV-Übereinstimmungs-ergebnis-Signal durchzulassen.

In gleicher Weise werden die Bits Fl bis F4 aus dem — Vorspannung-Ergebnisakkumulator 471 (Fig. 20) jeweils an die unteren Eingänge einer Gruppe von UND-Gattern 551 bis 554 angelegt. Das Signal «F wählen» aus UND-Gatter 521 (Fig. 22) wird an die oberen Eingänge der UND-Gatter 551 bis 554 angelegt. Ein Signal «F wählen» im Zustand «1» öffnet die Gatter 551 bis 554, um die Bits Fl bis F4 an die ODER-Gatter 535 bis 538 als RlV-Übereinstimmungsergeb-nis-Signal durchzulassen.

Dasjenige der Signale «D wählen», «E wählen» und «F wählen», welches sich im Zustand «1» befindet, bestimmt also, welche Gruppe von UND-Gattern 531 bis 534, 541 bis 544 und 551 bis 554 ausgewählt wird, um das zugeordnete Ausgangssignal der Ergebnisakkumulatoren 467, 469 und 471 (Fig. 20) als RIV-Übereinstimmungsergebnis SAB durchzulassen.

Es wird nun auf Fig. 24 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild der Koordinatentransformationsschaltung 75 (Fig. 5) zeigt. Die Schaltung 75 enthält Koordinatenumsetzer 561, 563 und 565, Gatterschaltungen 567 und 569 und ein Subtraktionsglied 571.

Die X- und Y-Koordinaten jeder Zentrumsfeinheit von RIV-A und RIV-B (X0A, YrA und Xrii, Y0B) werden an jeden der Koordinatenumsetzer 561, 563 und 565 angelegt. Ansprechend auf diese Eingangssignale XCA, Y0A, XCB und YCB und auf intern erzeugte Konstanten sin ( \ 0) und cos (\ 0) erzeugt jeder Umsetzer 561, 563 und 565 die folgenden herkömmlichen Koordinaten-Transformationsgleichungen für A X und A Y:

A X ~ XCA YrB sin (A 0) X^B cos (A 0) (1)

\ Y = YrA — Y(-b cos ( \ 0) X(.f> sin (A 0) (2)

Es wird jedoch in jedem Umsetzer 561, 563 und 565 ein verschiedener Differenzwinkel bzw. eine verschiedene Winkelabweichung (A 0) verwendet, um die Sinus- und Cosinusfunktionen zu erzeugen:

Es sollen jeweils A 0;„ A 0s, und \ 0C in den Umsetzern 561, 563 und 565 verwendet werden, um diese Sinus- und

Cosinusfunktionen zu erzeugen, wobei A 0a = +8,4°, A 0h = 0° und A 0i- = —8,4°. Es ist zu beachten, dass diese Winkel A 0a, A 0b> A 0c in ° ausgedrückt den Vorspannungswinkeln plus A 0, 0 A 0 und — A 0 entsprechen, die jeweils an die Vergleicher 455, 457 und 459 in der RlV-Vergleicherschal-tung von Fig. 20 angelegt werden.

Da von den Umsetzern für die Erzeugung der Sinus- und Cosinusfunktion verschiedene Winkel A 0 verwendet werden, sollen die X- und Y-Koordinatenverschiebungen bzw. die diese repräsentierenden Ausgangssignale des Umsetzers 561 mit A X., und A Y., bezeichnet werden. In gleicher Weise sollen die X- und Y-Koordinatenverschiebung-Ausgangssignale der Umsetzer 563 und 565 jeweils mit A Xb, A Yb bzw. A Xc, A Yc bezeichnet werden. Auf diese Weise werden 3 verschiedene Sätze von Koordinatenverschiebungen für die 3 verschiedenen Winkel bzw. Winkeldrehungen (A 0;l, A 0d. A 0c) der Zentrumsfeinheit des RIV-Paares, das zu diesem Zeitpunkt verglichen wird, erzeugt. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der vorstehenden Erläuterung von Fig. 20 Winkel mit anderer Grösse, eine andere Anzahl von Winkeln oder sowohl eine andere Grösse als auch eine andere Anzahl verwendet werden können, was eine entsprechende Abwandlung des in Fig. 20 gezeigten Aufbaus erforderlich machen kann. Wenn beispielsweise 5 Winkel (bzw. Winkeldrehungen) verwendet werden, so sind in Fig. 20 5 verschiedene Vergleichergruppen mit zugeordneten Schaltungen erforderlich, und 5 verschiedene Koordinatentransformationen wären in der Koordinatentransformationsschaltung 75 von Fig. 24 erforderlich.

Die X-Koordinatenverschiebungen A Xa, A Xb und A X,. werden an die Gatterschaltung 567 angelegt, während die Y-Koordinaten Verschiebungen A Ya, A Yh und A Yc an die Gatterschaltung 569 angelegt werden. Diese Gatterschaltungen 567 und 569 sind in Aufbau und Wirkungsweise gleich der Gatterschaltung 509, die in Fig. 20 gezeigt ist, und werden daher nicht weiter erläutert.

Ansprechend auf die Signale «D wählen», «E wählen»

oder «F wählen» im Zustand «1» aus der Vergleicherschaltung 73 (Figur 22) wählen die Gatterschaltungen 567 und 569 ein zugeordnetes Paar von Koordinaten-Verschiebungssignalen als Koordinatenverschiebung-Ausgangssignale A XAB und A Yab aus. Wenn beispielsweise ein Signal «D wählen» im Zustand « 1 » ist, so werden A X;l und A Ya als Ausgangssignale A XAR und A Ya5î ausgewählt. In gleicher Weise gibt ein Signal «E wählen» im Zustand «1» die Gatterschaltungen 567 und 569 frei, um die 0°-Koordinatenverschiebungen A Xb und A Y„ auszuwählen. In gleicher Weise gibt ein Signal «F wählen» im Zustand «1» die Gatterschaltungen 567 und 569 frei, um die — 8,4°-Koordinatenverschiebungen A Xc und \ Yc auszuwählen.

Die Orientierungswinkeldifferenz 0AB zwischen den Orientierungswinkeln 0rA und 0,.,, der Zentrumsfeinheiten von RIV-A und RIV-B wird erhalten, indem 0CB von 0CA in dem Subtraktionsglied 571 subtrahiert wird. Auf diese Weise wird folgende dritte Koordinatentransformationsgleichung abgeleitet:

A 0AB = 0OA Ocii (3)

Die Wirkungsweise einer Koordinaten-Transformations-einrichtung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Transformationseinrichtung 561 beschrieben. Ein Multiplizierglied 573 multipliziert das Eingangssignal Y<-B und sin (A 0a) miteinander, um das Produktsignal Y,-B sin (A 0a) zu erzeugen. Ein weiteres Multiplizierglied 575 multipliziert das Eingangssignal XrE mit cos (A 0:1) zur Erzeugung des Ausgangssignals XCB cos ( \ G,,). In einer Kombinations- oder Summationsschaltung 577 wird das Produktsignal XCB cos (A 0n) von der Summe des Eingangssignals XCA und dem Produktsignal Ycb sin (A 0;,) subtrahiert, um das X-Koordinaten-Verschiebungssignal A Xa zu erzeugen, dessen Wert durch

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Gleichung «1» gegeben ist. In gleicher Weise multipliziert ein Multiplizierglied 579 das Eingangssignal YCB mit cos (A 6a), zur Erzeugung des Produktsignals YCB cos (A 0a), während ein Multiplizierglied 581 das Eingangssignal XCB mit sin (A 9,.) multipliziert, um das Produktsignal XCB sin (A 9a) zu erzeugen. In einer Kombinationseinrichtung 583 wird die Summe der Produktsignale YCB cos (A 0a) und YCB sin (A 0J vom Eingangssignal YrA subtrahiert, um das Y-Koordinaten-Verschiebungssignal A Ya zu erzeugen, dessen Wert durch obige Gleichung (2) gegeben ist.

Wenn der Winkel A Ga in der Koordinaten-Transformationseinrichtung 561 = + 8,4° gesetzt wird, so sind die Werte A Xa und Y:i jeweils durch die nachstehenden Gleichungen (4) und (5) angegeben:

A Xa = X(„ + YrB sin (+8,4°) - XCB cos (+8,4°) (4) A Y, = YCA - Ycb cos (+8,4°) - XCB sin (+8,4°) (5) Wenn in der Koordinaten-Transformationseinrichtung 563 A 9i, = 0° gesetzt wird, so sind die Werte A Xb und A Yb jeweils durch die Gleichungen (6) und (7) gegeben:

A X„ = XCA - XCB (6)

A Y„ = Yca - Ycb (7)

Wenn schliesslich in der Koordinaten-Transformationseinrichtung 565 A 0o = ~"8,4° gesetzt wird, so sind die Werte A X,. und A Yc jeweils durch die nachstehenden Gleichungen (8) und (9) gegeben:

AXt = Xn+ XrB sin (-8,4°) - XCB cos (-8,4°) (8) A Y. = YrA - Yc„ cos (-8,4°) - XCB sin (-8,4°) (9) Die X- und Y-Koordinatenverschiebungen A XAB und A Yab und die Orientierungswinkelverschiebung A 0ab ste^" len die Koordinatensystemtransformation dar, die erforderlich ist, um die Zentrumsfeinheiten der verglichenen RIV-A und RIV-B auf eine Linie zu bringen. Diese Verschiebungssignale A XA„, A Yai> und A Gab werden an das Ergebnisgatter 77 (Fig. 5) angelegt, was im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 25 erläutert wird.

Wie in Fig. 25 gezeigt ist, werden die Verschiebungssignale A X ,B, \ Y U! und A Gab aus der Koordinaten-Transformationsschaltung 75 (Fig. 24) sowie das RlV-Überein-stimmungsergebnis-Signal SAB aus der RIV-Vergleicherschal-tung 73 (Fig. 20) des Übereinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) jeweils parallel über die Verzögerungsschaltungen 581 bis 584 an ein gemeinsames Gatter 587 angelegt. Die Verzögerungszeit jeder Verzögerungsschaltung 581 bis 584 kann beispielsweise eine Cj-Taktperiode betragen. Das Gatter 587 kann aus 4 Gruppen aus einer Mehrzahl von UND-Gattern mit zwei Eingängen (nicht dargestellt) für die 4 Eingangssignale gebildet sein, wobei die Bits aus jedem Eingangssignal an die ersten Eingänge der UND-Gatter in der zugeordneten Gruppe angelegt werden.

Das Signal SAB aus der Vergleicherschaltung 73 (Fig. 20) wird ferner mit einem Schwellensignal Ts in einem Ver-

ab gleicher 589 verglichen. Es soll daran erinnert werden, dass das Übereinstimmungsergebnis SAB aus der Anzahl von Feinheiten in RIV-A, zu denen eine Übereinstimmung in RIV-B gefunden wurde, berechnet wird. Die Höhe des Schwellensignals Ts ist derart vorgewählt, dass zwei oder mehr Nach-

ab barfeinheiten in RIV-A und RIV-B übereinstimmen müssen, bevor das Übereinstimmungsergebnis SAB eine höhere Amplitude aufweist als das Signal Ts . Wenn SAB grösser ist als ab das Schwellensignal Ts , so erzeugt der Vergleicher 589

ab ein Ausgangssignal zum Setzen eines Flip-Flops 591. Im gesetzten Zustand gibt das Flip-Flop 591 alle zweiten Eingänge aller UND-Gatter im Gatter 587 frei, um die Signale A XAB, A YAI!, A Gab und SAB zu dem Ergebnislistenregister 79 (Fig. 5) zur Speicherung darin durchzulassen. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 591 wird ferner in geeigneter Weise durch eine Verzögerungsschaltung 593 verzögert, bevor es das Flip-Flop 591 zurücksetzt, um alle UND-Gatter in Gatter 587 zu speichern. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 593 kann beispielsweise gleich 2C1-Taktperio-den sein, um eine ausreichende Zeit für die Erzeugung der 4 Ausgangssignale des Gatters 587 zur Verfügung zu stellen.

Wenn die Amplitude des Riv-Übereinstimmungsergeb-nisses SAB gleich oder niedriger ist als das Schwellensignal Ts , so bleibt das Flip-Flop 591 im zurückgesetzten Zu-

ab stand, und das Gatter 587 wird daran gehindert, die Ausgangssignale des Übereinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) zu dem Ergebnislistenregister 79 (Fig. 5) durchzulassen.

Es wird nun auf Fig. 26 Bezug genommen, die das Er-gebnislistenregister 79 und ein Blockschaltbild des Globalkohärenz-Analysators 81 von Fig. 5 zeigt. Jedesmal, wenn ein Signal «Speichern» von dem Ergebnisgatter 77 (Fig. 25) erzeugt wird, so werden das zugeordnete RlV-Übereinstim-mungsergebnis SAB und die entsprechenden Verschiebungssignale A XAB, A Yab und A Gab durch das Ergebnisgatter 77 durchgelassen und parallel in dem Ergebnislistenregister 79 gespeichert. Dieses Register 79 enthält die Übereinstimmungsergebnisse (Si) und die zugeordneten Verschiebungen (A Xj, A Ys, A 0j) der zwei Koordinatensysteme (zwischen den zwei verglichenen Fingerabdrücken) jedes Paares RIV-A und RIV-B, welche die Bedingungen des Übereinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) und Ergebnisgatters 77 (Fig. 5) erfüllen, wobei i sich von 1 bis N RIV-Paarvergleichen erstreckt. Für die vorliegende Beschreibung kann N mit einer Zahl bis zu 192 angenommen werden. Im Prinzip können zwar 1922 derartige Ergebnisse sich einstellen, bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird jedoch von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass bei einer typischen Anwendung die grosse Mehrheit der RIV-Paar-Vergleiche nicht zu einem Signal «Speichern» führt. Deshalb genügen 192 Positionen in dem Ergebnislistenregister 79, um diese Ergebnisse zu speichern. Der Inhalt [(S1; A Xt, A Y1; A Gì) bis (SN, A XN, A YN, A G*)] des Ergebnislistenregisters 79 wird in paralleler Form an den Eingang eines Multiplexers 601 in dem Global-Kohärenz-Analy-sator 81 angelegt.

Die Gesamtfunktion des Analysators 81 besteht darin, den dichtesten Bereich im (A X, A Y, A 0)-Raum der in dem Ergebnislistenregister 79 gespeicherten Übereinstimmungsergeb-nis- und Verschiebungsdaten zu lokalisieren. Hinsichtlich dieses (A X, A Y, A 0)-Raumes wurde zuvor bereits erwähnt, dass jede A X-, A Y-, A G-Eingangsgrösse die X- und Y-Koordinatenverschiebung und Winkeldrehung der zwei Koordinatensysteme eines RIV-Paares, von dem dieses Ergebnis abgeleitet wurde, darstellen.

Zum leichteren Verständnis der Art und Weise, wie der Globalkohärenz-Analysator 81 den dichtesten Bereich im (A X, A Y, A 0)-Raum des Inhalts des Registers 79 lokalisiert, sollen die Raumkomponenten A X, A Y und A 0 jeweils durch die drei senkrechten Achsen eines Würfels angenommen werden. Jede Achse A X, A Y und A G des Würfels soll 256 Einheiten lang sein. Die 256 Einheiten der A X- und A Y-Achse wird jeweils in 8 Abschnitte aus 32 Einheiten unterteilt, und die 256 Einheiten der A 0-Achse wird in 128 Abschnitte aus jeweils 2 Einheiten unterteilt. Im Ergebnis ist der Würfel in 8192 Unterblöcke (8 x 8 x 128) unterteilt, wobei jeder Unterblock in A X-Richtung 32 Einheiten lang, in A Y-Richtung 32 Einheiten lang und in A G-Richtung 2 Einheiten tief ist.

Eine Index- und Steuerschaltung 603 zählt die Signale «Speichern», um die Anzahl des signifikanten RlV-Über-einstimmungsergebnisse S; zu bestimmen, die in dem Ergeb-nislistenregister 79 gespeichert sind. Nachdem alle bedeuten5

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den RIV-Übereinstimmungsergebnisse Sj und ihre zugeordneten Verschiebungen A Xi5 A Yj, A 0i in dem Register 79 gespeichert sind, wird das Signal «GCA-Start» aus der Takt-und Steuerschaltung 82 (Fig. 5) an die Index- und Steuerschaltung 603 angelegt. Das Signal «GCA-Start» gibt die Index- und Steuerschaltung 603 frei, um sequenziell Multi-plexadressen 1 bis N an Multiplexer 601 anzulegen. Ansprechend auf jede dieser 1 bis N Adressen legt der Multiplexer 601 jeweils die Komponenten S;, A Xis A Yj und A 0i (der adressierten Eingangsgrösse aus Register 79) an einen Akkumulator 605 an, und legt A X, A Y und A 6 an den «Bündeldetektor» bzw. Vergleicher 606 bis 608 an. Während jeder Zeitspanne, wo die Schaltung 603 alle 1 bis N Adressen des Multiplexers erzeugt, erzeugt sie auch einen Satz aus den 8192 Sätzen der folgenden unteren (L) und oberen (U) Verschiebungsgrenzen (D) im (A X, A Y, A 0)-Raum: L A XD und U A XD, L A YD und U A YD, L A 0D und U A 0D. Die A X-, A Y- und A 0-Verschiebungsgrenzen (L A XD und U A XD; L A YD und U A YD; L A 0D und U A 0D) werden jeweils an die Detektoren 606 bis 608 angelegt.

Jeder Detektor 606 bis 608 ist derart ausgebildet, dass er ein Ausgangssignal «1» erzeugt, wenn der Wert der zugeordneten A Xr, A Yr und A 0,-Komponenten zwischen den zugeordneten oberen und unteren Verschiebungsgrenzen liegt oder gleich der oberen Verschiebungsgrenze ist. Für die A Y-Verschiebungsgrenzen 64 und 69 erzeugt der Detektor 607 beispielweise ein Ausgangssignal «1» für jedes A Yr Signal, das gleich irgendeinem Wert innerhalb des Bereiches 65 bis 96, eingeschlossen die Grenzen 65 und 96 ist.

Jeder der 8192 Sätze von Verschiebungsgrenzen entspricht den Grenzen bzw. den Grenzschichten für einen zugeordneten Block aus den 8192 Unterblöcken in dem vorstehend erläuterten Würfel. Beispielsweise kann die Schaltung 603 untere und obere Verschiebungsgrenzen in jedem A X (L A XD und U A XD) und A Y (L A YD und U A YD) mit folgenden Werten erzeugen: 0 und 32, 32 und 64, 64 und 96, 96 und 128, 128 und 160, 160 und 192, 192 und 224, 224 und 256. In gleicher Weise kann die Schaltung 603 untere und obere Verschiebungsgrenzen in A 0 (L A 0D und U A 0D) mit folgenden Werten erzeugen: 0 und 2, 2 und 4, 4 und 6,... 254 und 256.

Während der Zeitspanne, wo einer der 8192 Sätze von A X-, A Y-, A Q-Verschiebungsgrenzen für einen Unterblock an die Detektoren 606 bis 608 angelegt wird, werden alle N-Koordinatensätze (A X;, A Yi; A 0i) mit i = 1,..., N, die im Register 79 gespeichert sind, sequenziell über Multiplex aus den Detektoren 606 bis 608 ausgegeben. Die Detektoren 606 bis 608 bestimmen folglich, ob irgendeiner der N-Sätze von A Xj, A Yi, A 0i-Koordinaten in dem zu diesem Zeitpunkt untersuchten Unterblock liegt. Wenn die Koordinaten (A Xj, A Y„ A 0i) eines Ergebnisses Sj innerhalb des untersuchten Unterblocks liegen, so erzeugen alle Detektoren 606 bis 608 ein Ausgangssignal im Zustand «1», die in einem UND-Gatter 611 nach der UND-Funktion verknüpft werden, um den Akkumulator 605 freizugeben und zu dessen Inhalt das diesen Koordinaten zugeordnete Ergebnis Si hinzuzu-addieren.

Nachdem alle N-Eingangsgrössen (Sj, A Xif A Yj, A 9j) im Register 79 verarbeitet sind, erzeugt die Index- und Steuerschaltung 603 ein Signal «Ende Unterblock». Das Signal «Ende Unterblock» wird an den unteren Eingang eines UND-Gatters 615 und ferner an die Eingänge von den Verzögerungsschaltungen 617 und 619 angelegt, die jeweils eine Verzögerungszeit von einer halben Cj- bzw. einer ganzen Cj-Taktperiode aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt zeigt das akkumulierte Gesamtergebnis (oder vorliegende Übereinstimmungsergebnis) des Akkumulators 605 das Ausmass der Übereinstimmung zwischen Fingerabdrücken A und B in diesem Unterblock des A X-, A Y-, A 0-Raumes an, der untersucht wurde. Das vorliegende Übereinstimmungsergebnis aus dem Akkumulator 605 wird in einem Vergleicher 621 mit dem «höchsten vorhergehenden Unterblock-Übereinstim-mungsergebnis» verglichen, das im Register 623 gespeichert ist. Die Übereinstimmungsergebnisse aus Akkumulator 605 und Register 623 werden ferner an einen Multiplexer 625 angelegt.

Wenn zum Zeitpunkt des Signals «Unterblock Ende» das vorliegende Übereinstimmungsergebnis aus Akkumulator 605 grösser ist als das höchste vorhergehende Übereinstimmungsergebnis aus Register 623, so legt der Vergleicher 621 ein Signal «1» an das freigegebene UND-Gatter 615 an, um den Multiplexer 625 freizugeben und das vorliegende Übereinstimmungsergebnis an den Eingang des Registers 623 anzulegen. Wenn jedoch das Ausgangssignal des Registers 623 grösser ist als das Ausgangssignal des Akkumulators 605, so erzeugt der Vergleicher 621 ein Ausgangssignal «0». In diesem Falle bewirkt das am Ausgang des UND-Gatters 615 liegende Signal «0», dass der Multiplexer 625 das höchste vorhergehende Übereinstimmungsergebnis an den Eingang des Registers 623 anlegt.

Ein Ausgangssignal «1» aus UND-Gatter 615 gibt ferner die A X-, A Y- und A 0-Register 627, 628, 629 frei, um die zuvor gespeicherten Koordinaten L A XD, L A YD und L A 0D eines vorhergehenden Unterblocks zu ersetzen, indem nun jeweils die Koordinaten L A XD, L A YD und L A 0D des zu diesem Zeitpunkt untersuchten Unterblocks gespeichert werden.

Nach einer Verzögerungszeit von einer halben Cj-Takt-periode legt die Verzögerungsschaltung 617 das Signal «Unterblock Ende» an Register 623 an. Bis zu diesem Zeitpunkt hat sich das in Register 623 eingegebene Übereinstimmungsergebnis stabilisiert. Dieses verzögerte Signal «Unterblock Ende» aus der Verzögerungsschaltung 617 gibt das Register 623 frei, um das Übereinstimmungsergebnis-Ausgangssignal des Multiplexers 625 zu speichern.

Nach einer Verzögerung von einer Cx-Taktperiode legt die Verzögerungsschaltung 619 das Signal «Unterblock Ende» an ODER-Gatter 631 an, um den Akkumulator 605 auf die Zählrate «0» zurückzusetzen.

Der obige Vorgang wird 8192 mal durchgeführt. Es werden also alle Koordinaten-Eingangsgrössen (A Xj; A Y1; A 0i) in dem Ergebnislistenregister 79 überprüft, um zu bestimmen, wieviele sich in jedem der 8192 Unterblöcke des Würfels befinden. Am Ende dieser 8192 Durchgänge durch die 8192 Unterblöcke des Würfels erzeugt die Index- und Steuerschaltung 603 das Signal «Ende GCA». Dieses Signal «Ende GCA» durchläuft ODER-Gatter 631, um den Akkumulator 605 auf die Zählrate 0 zurückzusetzen, und gibt Gatter 633 bis 636 frei, um jeweils den Inhalt der Register 623 und 627 bis 629 als System-Ausgangsgrössen durchzulassen. Das Gatter 633 erzeugt SP, d.h. das endgültige Übereinstimmungsergebnis, welches das Ausmass der Übereinstimmung zwischen den beiden Fingerabdrücken A und B anzeigt. Die Gatter 634 bis 636 erzeugen jeweils A Xp, A YP und A 0p, d.h. die relativen Verschiebungen der Koordinatensysteme der Fingerabdrücke A und B, welche die beste Übereinstimmung zwischen den Fingerabdrücken ergeben.

Das Signal «Ende GCA» wird in geeigneter Weise durch eine Verzögerungsschaltung 639, beispielsweise während einer Q-Taktperiode, verzögert, bevor es das Register 623 auf Zählrate «0» zurücksetzt, um den Vergleich dieses Fingerabdruckpaares zu beenden.

Es soll betont werden, dass N (worin N = Anzahl der Eingänge in das Ergebnislistenregister 79) die maximale Anzahl von 8192 Unterblöcken in dem Würfel ist, die belegt sind oder Übereinstimmungsergebnisse in dem Akkumulator s

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605 erzeugen. Diese Verteilung im (A X,AY,A 0)-Raum tritt ferner nur auf, wenn die Fingerabdrücke A und B völlig ungleich sind. Bei einer vollständigen Übereinstimmung zwischen Fingerabdrücken A und B liegen jedoch alle Ein-gangsgrössen im Register 79 innerhalb desselben Unterblocks des A X-, A Y-, A 0-Raumes. Selbst wenn zwei Fingerabdrücke von demselben Finger entnommen werden, so können jedoch falsche, fehlende oder entstellte Feinheiten eine Verteilung der Eingangsgrössen im Register 79 über eine Anzahl von Unterblöcken im (A X, A Y, A 0)-Raum verursachen. Aus diesem Grunde bestimmt der Globalkohärenz-Analysator 81 in Fig. 26 das endgültige Übereinstimmungsergebnis in der beschriebenen Weise, nämlich indem der dichteste Bereich im (A X, A Y, A 0)-Raum der Eingangsgrössen im Register 79 lokalisiert wird.

Es wird nun auf Fig. 27 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild der Index- und Steuerschaltung 603 (Fig. 26) zeigt. Anfangs befindet sich ein Flip-Flop 651 im zurückgesetzten Zustand, und ein Zähler 653 wurde auf Zählrate «0» gesetzt. In diesem zurückgesetzten Zustand gibt der Q-Ausgang des Flip-Flops 651 ein UND-Gatter 655 frei, um Impulse «Speichern^ an den Zähler 653 zum Zählen durchzulassen. Nachdem alle Signale «Speichern» gezählt wurden, setzt ein Signal «GCA Start» einen Zähler 657 auf die Zählrate «0» zurück, und zwar mittels eines ODER-Gatters 659, und setzt einen Zähler 661 direkt auf Zählrate «0» zurück. Zusätzlich setzt das Signal «GCA Start» das Flip-Flop 651, um das UND-Gatter 655 zu sperren und das UND-Gatter 661 zu öffnen. Im freigegebenen Zustand lässt das UND-Gatter 661 die CrTakte an den Zähler 657 zum Zählen durch.

Jedesmal, wenn der Zähler 657 einen CrTakt zählt, so erzeugt er eine andere Multiplexeradresse für den Multiplexer 601 (Fig. 26). Die Multiplexeradresse wird ferner in einem Vergleicher 663 mit der Ausgangszählrate «Speichern» des Zählers 653 verglichen.

Wenn die Multiplexeradresse gleich der Anzahl von Signalen «Speichern» wird, die von dem Zähler 653 gezählt wurden, so erzeugt der Vergleicher 661 ein Ausgangssignal «1». Eine halbe CrTaktperiode nach Empfang des Ausgangssignals des Vergleichers 663 erzeugt eine Verzögerungsschaltung 665 ein Signal «Unterblock Ende». Dadurch wird der Zähler 657 in die Lage versetzt, alle Multiplexeradressen zu erzeugen, bevor das Signal «Unterblock Ende »an das ODER-Gatter 659 angelegt wird, um den Zähler 657 auf Zählrate «0» zurückzusetzen. Zusätzlich erhöht das Signal «Unterblock Ende» den Zähler 661 um 1. Der Zähler 657 erzeugt also Multiplexeradressen von 1 bis N, bevor er von dem Signal -Unterblock Ende» auf «0» zurückgesetzt wird, und wiederholt dann zyklisch diesen Vorgang.

Der Zähler 661, bei dem es sich um einen 13 Bit-Zähler handeln kann, zählt die Signale «Unterblock Ende», um Ausgangszählraten von 1 bis 8192 zu erzeugen. Die ersten 3 Bits jeder 13 Bit-Zählrate werden an einen Lesespeicher «ROM» 667 angelegt, um eines aus 8 16 Bit-Wörtern auszulesen, welche die untere und obere A X- Verschiebungsgrenze festlegen, die an den \ X-Detektor 606 (Fig. 26) angelegt werden. Die nächsten 3 Bits jeder ausgegebenen 13 Bit-Zählrate werden an einen Lesespeicher (ROM) 668 angelegt, um eines aus 8 16 Bit-Wörtern auszulesen, welche die untere und obere \ Y-Verschiebungsgrenze festlegen, die an den A Y-Detektor 607 (Fig. 26) angelegt werden. Schliesslich werden die letzten 7 Bits jeder ausgegebenen 13 Bit-Zählrate an einen Lesespeicher (ROM) 669 angelegt, um eines aus 128 16 Bit-Wörtern auszulesen, die die untere und obere \ 0Verschiebungsgrenze festlegen, welche an den \ 0-Detektor 668 angelegt werden. Auf diese Weise werden die zuvor erläuterten Koordinaten im ( \ X, \ Y, A 0)-Raum für jeden der 8192 Unterblöcke in dem Würfel bestimmt.

Bei Erreichen der Zählrate 8192 erzeugt der Zähler 661 ein Signal »Zählrate 8192», welches an eine Verzögerungsschaltung 671 angelegt wird. Eine Cj-Taktperiode nach Empfang des Signals «Zählrate 8192» erzeugt die Verzögerungsschaltung 671 ein Signal «Ende Globalkohärenz-Analyse» (Ende GCA), welches das Flip-Flop 651 zurücksetzt und den Zähler 653 auf die Zählrate «0» zurücksetzt. Dieses Signalende GCA ist ferner als Ausgangssignal verfügbar, um die Verwendung des endgültigen Übereinstimmungsergebnisses SP in einem Gesamtsystem zu ermöglichen, wovon die RIV-Vergleichseinrichtung eine Komponente ist, und es setzt entweder Flip-Flop 96 (Fig. 6B) mit der Bezeichnung «Warten» zur Vorbereitung für einen neuen unbekannten Fingerabdruck A, wie in Fig. 6B gezeigt, oder es überlässt die Steuerentscheidung dem Gesamtsystem, welches die Wahl treffen kann, zusätzliche Fingerabdrücke B aus der Dokumentation zum Vergleichen auszulesen, indem das Flip-Flop 112 (Fig. 6B) gesetzt wird.

Die Index- und Steuerschaltung 603 verbleibt in diesem Ruhezustand, bis der Vergleich eines weiteren Fingerabdruckpaares anschliessend Impulse «Speichern» erzeugt, die von dem Zähler 653 gezählt werden sollen.

Die Erfindung, wie sie anhand des gezeigten Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, schafft also eine Vorrichtung zum automatischen Bestimmen, ob zwei Fingerabdrücke miteinander übereinstimmen oder nicht, durch automatische Bestimmung, wie jeder einzelne örtliche Bereich von Feinheiten eines Fingerabdrucks, die in einem RIV-Format beschrieben sind, mit jedem einzelnen örtlichen Bereich von Feinheiten eines anderen Fingerabdrucks übereinstimmen, und indem dann alle diese Zwischenergebnisse in einem Raum mit 3 Koordinaten zusammengefasst werden, um ein Gesamtbild oder globales Bild des Ausmasses der Übereinstimmung zwischen den zwei Fingerabdrücken zu erlangen.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das zum Vergleichen von Fingerabdruck-Feinheitenmustern bestimmt ist, es soll jedoch betont werden, dass die Erfindung allgemein für den Vergleich von irgendwelchen Feinheitenmustern eingesetzt werden kann. Grundsätzlich ist der RIV-Vergleich-Algorithmus dazu bestimmt, ein numerisches Mass für die Ähnlichkeit zwischen zwei Mustern zu erzeugen, wobei jedes Muster durch einen Satz von Feinheiten beschrieben wird und jede Feinheit durch ihre Lage und Orientierung beschrieben wird. Diese Feinheiten können ganz allgemein als bedeutsame und reproduzierbare charakteristische Eigenschaften der zu vergleichenden Muster bezeichnet werden. Es kann sich beispielsweise um Strassen, Gebäude, Kreuzungen, Hügel, Berge, Seen Monumente usw. in einem Luftbild handeln, oder um Kuppen- oder Linienenden, «Inseln», Punkte, Aufzweigungen, dreifache Aufgabelungen usw. in einem Fingerabdruckmuster. Der RIV-Vergleich-AIgorithus ist besonders nützlich, wenn die zu vergleichenden Muster einer beträchtlichen Entstellung oder Veränderung unterzogen wurden. Beispielsweise kann sich die Anzahl von Feinheiten aufgrund von Bewölkung (Luftbild) oder überschüssiger Farbe (Fingerabdrücke) ändern. Die relative Lage der Feinheiten kann sich aufgrund von perspektivischen Veränderungen (Luftbild) bzw. von Änderungen des Abrolldrucks (Fingerabdrücke) ändern. Schliesslich können falsche charakteristische Merkmale aufgrund von Störungseinflüssen erscheinen, beispielsweise wegen Regens oder Schnee bei einem Luftbild bzw. wegen Mehrfachabdrücken bei Fingerabdrücken. Unter derartigen Umständen lässt die auf Relativinformation-Vektoren beruhende Lösung ein relativ starkes Mass von Änderungen zu und ist trotzdem in der Lage, das Ausmass der Ähnlichkeit zwischen den zwei zu vergleichenden Mustern zu bestimmen.

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26 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Vergleichen von charakteristischen Feinheiten in einem ersten Bild-Muster mit charakteristischen Feinheiten in einem zweiten Bild-Muster, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Erfassung der charakteristischen Feinheiten des ersten (A) und des zweiten Bild-Musters (B);

Bestimmung der Feinheitennachbarschaften (r, 0, A 8), aus den charakteristischen Feinheiten (x, y, 0) des ersten (A) und des zweiten Bild-Musters (B);

Erzeugung mindestens zweier Nachbarschaft-Vergleicher-Signale (SAli), welche die Koordinaten- und Orientierungsverschiebung (A xAIi, A y.\i!> A Gab) und die Übereinstimmungsnähe zwischen den Feinheitennachbarschaften des ersten Bild-Muster (A) und den Feinheitennachbarschaften des zweiten Bild-Musters (B) angeben; und

Analysieren der erzeugten Nachbarschaft-Vergleicher-Signale (SAB) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (Sp), das die Übereinstimmungsnähe zwischen dem ersten (A) und dem zweiten Bild-Muster (B) anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feinheitennachbarschaft des ersten Bild-Musters mit jeder Feinheitennachbarschaft des zweiten Bild-Musters verglichen wird zur Erzeugung von Nachbarschaft-Verglei-cher-Signalen und dass die Nachbarschaft-Vergleicher-Signa-le analysiert werden zur Erzeugung des Ausgangssignals, das die Übereinstimmungsnähe zwischen dem ersten und dem zweiten Bild-Muster anzeigt.

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PATENTANSPRÜCHE

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Ergebnisses und der Informationssignale dient, die jede zugeordnete Gruppe von Feinheiten der unidentifizierten und der Referenz-Fingerabdrucke betreffen, und eine dritte Einrichtung (81, Fig. 26) vorgesehen ist, die selektiv anspricht auf die Ergebnisse und die Informationssignale, die in der zweiten Einrichtung gespeichert sind, zur Bestimmung, ob die unidentifizierten und die Referenz-Fin-gerabdrücke übereinstimmen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Erzeugung von Feinheitennachbarschaften in einem Relativinformation-Vektorformat und in einem selektiven Vergleichen von auf dieses Format gebrachten Daten von Feinheitennachbarschaften des ersten Bild-Musters (A) mit denjenigen eines zweiten, aus einer Datendokumentation entnommenen Ii. als Referenz-Muster verwendeten zweiten Bild-Musters (B) zur Ermittlung von Daten, welche die Übereinstimmung dazwischen angeben und die Bestimmung eines Schwellenwertes dieser Daten, sowie der Erzeugung eines zusammengesetzten Ergebnisses, welches das Übereinstimmungs-mass zwischen dem ersten (A) und dem als Referenz-Muster dienenden zweiten (B) Bild-Muster angibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Bestimmung der Differenzen zwischen jedem Relativinformation-Vektor von Paaren von charakteristischen Feinheiten aus einem Relativinformation-Vektor des ersten Bild-Musters (A) und einem Relativinformation-Vektor des zweiten Bild-Musters (B), und dem Kombinieren dieser Bestimmungen in vorgewählter Weise, zur Erzeugung eines Ausgangssignals, welches das Übereinstimmungsmass zwischen den ersten und zweiten Bild-Mustern angibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das Kombinieren von Differenzen zwischen Paaren von Relativ-information-Vektoren des ersten Bild-Musters (A) und des zweiten Bild-Musters (B) in vorgewählter Weise zur Erzeugung eines Ausgangsergebnisses, welches das Übereinstimmungsmass zwischen dem ersten Bild-Muster und dem aus einer Datendokumentation entnommenen, als Referenz-Muster dienenden zweiten Bild-Musters angibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinheitenmuster (A, B) Fingerabdrücke sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11), die die charakteristischen Feinheiten des ersten (A) und des zweiten Bild-Musters (B) erfasst und mindestens zwei Nachbarschaft-Vergleicher-Signale (SAB) erzeugt, welche die Koordinaten- und Orientierungsverschiebung f A xA!!, \ y.uî, A 0.\b) und die Übereinstimmungsnähe zwischen den Feinheitennachbarschaften (r, 0, A 0) des ersten Bild-Musters (A) und den Feinheitennachbarschaften (r, 0, A 0) des zweiten Bild-Musters (B) angeben, und eine Einrichtung (13), die auf die Nachbarschaft-Vergleicher-Signale (SAB) anspricht und das Ausgangssignal (SF) erzeugt, welches die Übereinstimmungsnähe zwischen dem ersten (A) und dem zweiten Bild-Muster (B) anzeigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11), die die charakteristischen Feinheiten des ersten und zweiten Bild-Musters erfasst und mindestens zwei Nachbarschaft-Vergleicher-Signale erzeugt, folgende Elemente enthält:

eine Einrichtung (15), die auf jede Feinheit (x, y, 0) des ersten und zweiten Bild-Musters (A, B) anspricht zur Erzeugung einer Kenngrösse (Fig. 12) für die engere Nachbarschaftsbeschreibung der Feinheiten, und eine Einrichtung (17), welche die Kenngrösse (Fig. 12) für die Nachbarschaftsbeschreibung der Feinheiten (x, y, 0) des ersten (A) und des zweiten Bild-Musters (B) verwertet, zur Erzeugung von Nach-barschafts-Vergleicher-Signalen (SAB).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (17) zur Erzeugung von Nachbar-schafts-Vergleicher-Signalen (SAB) eine Einrichtung (Fig. 8) zur Bestimmung der Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen dem ersten und zweiten Bild-Muster (A, B) für die beste Übereinstimmung zwischen diesen Bild-Mustern enthält.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine auf Feinheiten eines ersten und eines zweiten Feinheitenmusters ansprechende Einrichtung (39) zur selektiven Entwicklung einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung einer Feinheitennachbarschaft einer in der Nähe liegenden Feinheit, welche jede Feinheit in dem ersten und in dem zweiten Feinheitenmuster umgibt,

eine selektiv auf die detaillierten Nachbarschaftsbeschreibungen der ersten und zweiten Feinheitenmuster ansprechende Einrichtung (41) zur Erzeugung von Nachbarschafts-Verglei-cher-Signalen, die die Übereinstimmungsnähe und die Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen jeder Feinheitennachbarschaft des ersten Feinheitenmusters bezüglich jeder Feinheitennachbarschaft des zweiten Feinheitenmusters anzeigen, und eine weitere auf die Nachbarschafts-Vergleicher-Signale ansprechende Einrichtung (43) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Übereinstimmungsnähe zwischen dem ersten und dem zweiten Feinheitenmuster angibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15) zur Erzeugung von Feinheitennachbarschaften eines ersten und zweiten Fingerabdruckmusters, sowie eine Einrichtung (17) zum selektiven Vergleichen der Feinheiten-Nachbarschaften des ersten und des zweiten Fingerabdrucks zur Erzeugung von Nachbarschaft-Vergleicher-Signa-len, und schliesslich eine auf die Nachbarschaft-Vergleicher-Signale ansprechende Einrichtung (13) zur Bestimmung der Übereinstimmungsnähe zwischen dem ersten und dem zweiten Fingerabdruck.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Einrichtung (41, Fig. 5) die Feinheiten von un-identifizierten und Referenz-Fingerabdrücken übernommen, die Übereinstimmungsnähe zwischen zugeordneten kleinen Bereichen der unidentifizierten und der Referenz-Fingerab-drücke bestimmt wird, sowie Informationssignale, welche die relative Koordinatenverschiebung zwischen ausgewählten Bereichen der unidentifizierten und der Referenz-Fingerabdrücke erzeugt werden,

eine zweite Einrichtung (79, Fig. 26) zur Speicherung des s

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinheitennachbarschaften eines jeden Bildmusters im Relativ-Information-Vektor-Format beschrieben sind und dass die erste Einrichtung (41, Fig. 5) folgende Elemente enthält:

einen Vergleicher (71, 73, Fig, 19, 20), der anspricht auf einen Relativinformation-Vektor aus jedem der unidentifizierten und der Referenz-Fingerabdrücke, zur Erzeugung des Ergebnisses, welches die Übereinstimmungsnähe zwischen einem Paar der Relativinformation-Vektoren der unidentifizierten und der Referenz-Fingerabdrücke angibt,

eine Koordinaten-Transformationsschaltung (75), die anspricht auf die Relativinformation-Vektoren, die an den Vergleicher zur Erzeugung der Informationssignale angelegt werden, und eine Gatterschaltung (77, Fig. 25), die auf jedes Ergebnis anspricht, das oberhalb einem vorgewählten Schwellpegel liegt, um die Speicherung dieses Eergebnisses und der zugeordneten Signale in der zweiten Einrichtung zu ermöglichen.