CN1095581C - 图案核对设备 - Google Patents

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Abstract

一种图案核对设备，用于在登记图案与核对图案之间有转动偏移的情况下识别该登记图案与该核对图案是否相等的图案。登记指纹的图象数据被转动了m·a度，且对所产生的该图象数据进行两维离散付里叶变换，以获得登记付里叶图象数据。m＝-90至+90的登记付里叶图象数据作为登记付里叶图象数据而得到存档。在核对处理中，从该登记付里叶图象数据以图案为单位读出登记付里叶图象数据，且每一个登记付里叶图象数据都与核对付里叶图象数据相合成，从而进行登记指纹与核对指纹之间的核对。

Description

图案核对设备
技术领域
本发明涉及一种图案核对设备，用于根据空间频率特性来进行两维图案(例如指纹(两维)和立体(三维)图案)的核对。
在需要个人识别的领域—例如出入计算机室和重要机械房间的管理以及对计算机终端和银行的财务终端的管理，指纹核对设备已经开始取代个人身份证号和ID卡。
背景技术
本发明人在日本专利申请第7-108526号中提供了一种图案核对设备。在此图案核对设备中，对登记图案的图象数据进行两维离散付里叶变换，以产生登记付里叶图象数据，和对核对图案(受到核对的)的图象数据进行两维离散付里叶变换，以产生核对付里叶图象数据。登记付里叶图象数据和核对付里叶图象数据得到合成。随后对所产生的合成付里叶图象数据进行两维离散付里叶变换，且从出现在合成的付里叶变换图象数据中的相关分量区中提取出具有较高频谱强度的n个象素。这n个提取出的象素的频谱强度的平均值，被设定为相关值。该相关值被与一个阈值相比较。借助这种处理，进行登记图案与核对图案之间的核对。
但是，在这种图案核对设备中，如果在给定的登记图案与一个核对图案之间发生了六度以上的转动偏移，就不能识别登记图案与核对图案是相同的图案还是不同的图案。
发明内容
本发明就是为了解决这个问题，且其目的是提供一种图案核对设备—它即使在一个登记图案与一个核对图案之间出现了转动偏移的情况下，也能够识别该登记图案与该核对图案是相同的图案还是不同的图案。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，通过对登记图案的两维图案数据以及通过把该登记图案的该两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据进行两维离散付里叶变换，产生出登记付里叶两维图案数据。核对付里叶两维图案数据，是通过对一个核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换，而产生的。该登记付里叶两维图案数据以图案为单位而被读出。各个读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对它们进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成出现在合成付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据此方面，登记付里叶两维图案数据，是通过对一个登记图案的两维图案数据以及通过把该登记图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据进行两维离散付里叶变换，而产生的。登记付里叶两维图案数据是以图案为单位而被读出的。各个读出的图案数据被与核对付里叶两维图案数据合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对所产生的数据进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成出现在合成付里叶变换后的两维图案数据中的一个相关分量区两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据本发明的第二个方面，登记付里叶两维图案数据，是通过一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换，而描述的。该登记付里叶两维图案数据和通过把该登记付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个登记付里叶两维图案数据，得到了设定。核对付里叶两维图案数据是通过对一个核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。登记付里叶两维图案数据以图案为单位而被读出。各个读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成出现在合成的付里叶变换后的两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据此方面，登记付里叶两维图案数据是通过对一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。该登记付里叶两维图案数据，以及通过把该登记付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个登记付里叶两维图案数据，得到了设定。登记付里叶两维图案数据以图案为单位而得到读出。各个读出的图案数据与核对付里叶两维图案数据合成在一起。在对产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对所产生的数据进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成在合成付里叶变换后的两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据本发明的第三个方面，登记付里叶变换两维图案数据是通一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。一个核对图案的两维图案数据和通过把该核对图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据进行了设定。核对付里叶两维图案数据是通过以图案为单位地对核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据被与登记付里叶两维图案数据相合成。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成在合成付里叶变换后的两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据该方面，登记付里叶两维图案数据，是通过对一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。一个核对图案的两维图案数据，以及通过把该核对图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据，得到了设定。核对付里叶两维图案数据，是通过以图案为单位地进行两维离散付里叶变换，而产生的。以图案为单位产生的核对付里叶两维图案数据，与登记付里叶两维图案数据合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对所产生的数据进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成在合成付里叶变换后的两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据本发明的第四个方面，登记付里叶两维图案数据是通过对一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据是通过对一个对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。该核对付里叶两维图案数据和通过把该核对付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个核对付里叶两维图案数据得到了设定。核对付里叶两维图案数据与登记付里叶两维图案数据以图案为单位地被合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成在合成付里叶变换后的两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据此方面，登记两维图案数据是通过对一个登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据是通过对一个核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据和通过把该核对付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个核对付里叶两维图案数据得到了设定。核对付里叶两维图案数据与登记付里叶两维图案数据以图案为单位地被合成在一起。在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后，对所产生的数据进行了两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换。登记图案与核对图案之间的核对，是根据构成在合成付里叶变换后的两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量的强度，而进行的。
根据本发明的第五至第八个方面，在第一至第四个方面中的“在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换”被“对所产生的合成付里叶两维图案数据进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换”所代替，且在相应的数据被合成之前对它们进行幅度压缩处理。
根据本发明的第九个方面，通过对登记图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换，产生登记付里叶两维图案数据。核对付里叶两维图案数据是通过对一个核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生的。对登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理。登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据的坐标系每一个都经历幅度压缩处理，并被转换成极坐标系。其坐标系被转换成极坐标系的登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据，被彼此核对。从核对过程中得到的一个相关峰的位置，获得登记图案与核对图案之间的转动偏移量。在根据所获得的转动偏移而对于登记图案与核对图案之一进行了转动偏移校正之后，借助一种幅度压缩相关方法，对登记图案和核对图案再次进行核对。
根据该方面，登记付里叶两维图案数据(RF)是通过对一个登记图案的两维图案数据(R)进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据(IF)是通过对一个核对图案的两维图案数据(I)进行两维离散付里叶变换而产生的。对登记付里叶两维图案数据(RF)和核对付里叶两维图案数据(IF)进行幅度压缩处理—诸如对数处理或开根处理。登记付里叶两维图案数据(RFL)和核对付里叶两维图案数据(IFL)的坐标系—它们均经历了幅度压缩处理—被转换成极坐标系。登记付里叶两维图案数据(RPL)和核对付里叶两维图案数据(IPL)—它们坐标系被转换成极坐标系—被彼此核对。登记付里叶两维图案数据与核对图案之间的转动偏移量(Δθ)，是从在核对处理中得到的相关峰的位置获得的。在根据所获得的转动偏移量(Δθ)对登记图案与核对图案之一进行了转动偏移校正之后，借助一种幅度压缩相关方法，再次对登记图案和核对图案进行核对。
根据本发明的第十一个方面，相位符号被加到登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据—它们都已经经历了幅度压缩处理—的幅度上，且在只有具有这些符号的幅度分量被提取之后相应的数据的坐标系被转换成极坐标系。
根据此方面，登记付里叶两维图案数据(RF)是通过对一个登记图案的两维图案数据(R)进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据(IF)是通过对一个核对图案的两维图案数据(I)进行两维离散付里叶变换而产生的。对登记付里叶两维图案数据(RF)和核对付里叶两维图案数据(IF)进行诸如对数处理或开根处理的幅度压缩处理。相位符号被加到登记付里叶两维图案数据(RFL)和核对付里叶两维图案数据(IFL)—它们都已经经历了幅度压缩处理—的坐标系的幅度上。在只有具有该符号的幅度分量得到提取(RFL′，IFL′)之后，所产生的数据的坐标系被转换成极坐标系。登记付里叶两维图案数据(RPL′)和核对付里叶两维图案数据(IPL′)—它们的坐标系被转换成极坐标系—被彼此核对。登记付里叶两维图案数据与核对图案之间的一个转动偏移量(Δθ)，是从在核对中得到的相关峰的位置获得的。在根据所获得的转动偏移量(Δθ)对登记图案和核对图案之一进行了转动偏移校正之后，借助一种幅度压缩相关方法，再次对登记图案和核对图案进行核对。
根据本发明的第十三个方面，在从登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据中除去了相位分量之后，对登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理，且登记付里叶两维图案数据和核对付里叶两维图案数据—它们都经历了幅度压缩处理—的坐标系被转换成极坐标系。
根据此方面，登记付里叶两维图案数据(RF)是通过对一个登记图案的两维图案数据(R)进行两维离散付里叶变换而产生的。核对付里叶两维图案数据(IF)是通过对一个核对图案的两维图案数据(I)进行两维离散付里叶变换而产生的。在从登记付里叶两维图案数据(RF)和核对付里叶两维图案数据(IF)中除去了相位分量之后，对它们进行诸如对数处理和开根处理的幅度压缩处理。登记付里叶两维图案数据(RFL′)和核对付里叶两维图案数据(IFL′)—它们都已经经历了幅度压缩处理—的坐标系被转换成极坐标系。登记付里叶两维图案数据(RPL′)和核对付里叶两维图案数据(IPL′)—它们的坐标系被转换成极坐标系—被彼此核对。登记付里叶两维图案数据与核对图案之间的转动偏移量(Δθ)，是从在核对过程中得到的相关峰的位置获得的。在根据所获得的转动偏移量(Δθ)对登记图案和核对图案之一进行了转动偏移校正之后，借助一种幅度压缩相关方法，再次对登记图案和核对图案进行核对。
根据本发明的第十四个方面，在第九至十三个方面中，如果在幅度压缩相关核对装置所进行的核对处理中得到的相关峰的相关值大于预定的阈值，则立即进行登记图案与核对图案之间的核对。
根据本发明的第十四个方面，在第九至十三个方面中，如果在幅度压缩相关核对装置进行的核对处理中得到的相关峰的相关值大于预定的阈值，则立即进行登记图案与核对图案之间的核对。
根据此方面，如果在由幅度压缩相关核对装置进行的核对处理中得到的相关峰的相关值大于预定阈值，就可以立即获得核对结果(粗核对)。与此相对比，如果在幅度压缩相关核对装置所进行的核对处理中得到的相关峰的相关值等于或小于该预定阈值，从相关峰的位置得到登记图案与核对图案之间的转动偏移量(Δθ)。在根据转动偏移量(Δθ)对登记图案与核对图案之一进行了转动偏移校正之后，借助幅度压缩相关方法再次对登记图案和核对图案进行核对(细核对)。
附图说明
图1A至1H显示了当判定登记指纹与核对纹重合时如何在本发明的指纹核对设备中进行指纹核对。
图2是框图，显示了该指纹核对的设置。
图3是流程图，用于说明该指纹核对设备的指纹登记操作(实施例1)。
图4是流程图，用于说明该指纹核对设备的指纹核对操作(实施例1)。
图5用于说明图象数据的减小处理。
图6显示了在相关分量区中的相应象素的相关分量的强度的数值的例子。
图7是曲线图，显示了在用户—用户和用户—其他人核对中的相关值的相对频率分布，它们是从实验结果获得的。
图8是曲线图，显示了在用户—用户和用户—其他人核对中的相关值的相对频率分布，它们是在没有进行幅度压缩处理的情况下获得的。
图9是流程图，用于说明实施例1中的指纹登记和核对操作的其他例子。
图10A至10H是与图1A至1H相应的视图，并显示了当核对指纹是另一个人的指纹时如何进行指纹核对。
图11是流程图，用于说明实施例2中的指纹登记操作。
图12是流程图，用于说明实施例3中的指纹登记操作。
图13是流程图，用于说明实施例3中的指纹核对操作。
图14是流程图，用于说明实施例4中的指纹核对操作。
图15是流程图，用于说明实施例5中的指纹登记操作。
图16是流程图，用于说明实施例5中的指纹核对操作。
图17A至17C用于说明实施例5中的粗核对处理。
图18A和18B是曲线图，用于说明从直角坐标系至极坐标系的转换。
图19是流程图，显示了图16中的步骤169的处理内容。
图20A至20H用于说明在粗核对处理中进行了极坐标转换之后所要进行的处理。
图21是流程图，显示了在图16中的步骤170中的处理内容。
图22A至22H用于说明实施例5中的细核对处理。
图23是流程图，用于说明实施例6-1中的指纹核对操作。
图24是流程图，用于说明实施例6-2中的指纹核对操作。
图25是流程图，用于说明实施例7中的指纹核对操作。
图26A至26G用于说明实施例7中的细核对处理。
图28是流程图，用于说明实施例9。
具体实施方式
以下详细描述本发明的实施例。
(实施例：第一个方面)
图2显示了根据本发明的一个实施例的指纹核对设备(两维图案核对设备)的设置。参见图2，标号10表示一个操作单元，且20表示一个控制单元。操作单元10包括一个十键盘10-1、一个显示器(LCD)10-2以及一个指纹检测器10-3。指纹检测器10-3由光源10-31、棱镜10-32和CCD摄象机10-33组成。控制单元20由包括CPU的控制部分20-1、ROM 20-2、RAM 20-3、硬盘(HD)20-4、帧存储器(FM)20-5、外部连接部分(I/F)20-6以及付里叶变换部分(FFT)20-7组成。登记和核对程序存储在ROM 20-2中。
(指纹的登记)
在此指纹核对设备中，用户的指纹是按照以下方式登记的。在使用该设备之前，用户借助十键盘10-1输入分配给其的ID号(图3中的步骤301)，并将其手指置于指纹检测器10-3的棱镜10-32上。棱镜10-32由来自光源10-31的光进行照射。来自棱镜10-32的光受到皮肤表面的、不与棱镜10-32的表面相接触的凹下部分(槽部分)的全反射，并入射到CCD摄象机10-33上。与此相反地，在皮肤表面与棱镜10-32的表面相接触的突出部分(脊部分)，全反射的条件没有得到满足，且来自光源10-31的光得到散射。其结果，槽部分变亮，而脊部分变暗。即获得了具有对比度的指纹图案。该获得的指纹图案(登记指纹)被A/D转换成320×400象素的组成的256组电平半色调图象(图象数据：两维图案数据)。所产生的数据被提供到控制单元20。
控制部分20-1通过帧存储器20-5装载从操作单元10提供的登记指纹图象数据(步骤302)，并对装载的登记指纹图象数据进行减小处理(步骤303)。该减小处理是对320×400象素的、256级电平原始图象数据进行的，例如在图象数据中沿着x方向(水平方向)减掉左和右端部的32个象素，且所产生的图象数据以4象素的节距被裁剪，而从图象数据沿着y方向(竖直方向)提取出象素的上和下端部，并以3象素的节距裁剪所产生的图象数据。借助这种处理，登记指纹图象数据被减小成64×128象素的256级电平图象数据(见图5)。
控制部分20-1设定m＝i(在此情况下i＝-90)(步骤304)，并检查m·a≤K(在此情况下a＝1且K＝+90)(步骤305)。如果m·a≤K，在步骤303被减小的登记指纹图象数据被转动m·a度(步骤306)。被转动了m·a度的登记指纹图象数据被送到付里叶变换部分20-7，以受到两维离散付里叶变换(DFT)(步骤307)。
借助这种操作，登记指纹图象数据变成付里叶图象数据(登记付里叶图象数据)。控制部分20-1把该登记付里叶图象数据作为具有m＝i的登记付里叶图象数据而与ID号相对于地存档在硬盘20-4中(步骤308)。控制部分20-1随后设定m＝m+1(步骤309)，并重复步骤305和以后步骤的处理。借助这种重复处理，m＝-90至+90的登记付里叶图象数据被作为登记付里叶图象数据而与ID号相应地存储在硬盘20-4中。
例如，在Nihon Kogyo Gijutu Center编辑Souken Shuppan出版的“计算机图象处理导论”第44至45页(参考文献1)等中，描述了两维离散付里叶变换。
(指纹的核对)
在此指纹核对设备中，用户的指纹的核对是按照以下方式进行的。在设备运行期间，用户借助十键盘10-1输入分配给其的ID号(步骤401)，并把其手指置于指纹检测器10-3的棱镜10-32上。借助这种操作，象在指纹登记的情况下那样，所获得的核对指纹图案(受到核对)作为320×400象素、256级电平半色调图象(图象数据：两维图案数据)被提供到控制单元20。
在通过十键盘10-1接收到该ID号时，控制部分20-1设定m＝i(在此情况下i＝-90)(步骤402)，并从存档在硬盘20-4中关断登记付里叶图象数据读出具有与该ID号相应的m＝i的登记付里叶图象数据(步骤403)。即通过把登记指纹图象数据转动m·a度并对转动了m·a度的该登记指纹图象数据进行两维离散付里叶变换而获得的登记付里叶图象数据，被从硬盘20-4中的登记付里叶图象数据读出。
控制部分20-1通过帧存储器20-5装载从操作单元10提供的核对指纹图象数据(步骤404)，并对装载的核对指纹图象数据进行与步骤303中的相同的减小处理(步骤405)。借助这种处理，核对指纹图象数据被减小成64×128象素的256级电平图象数据。
控制部分20-1把这种减小的核对指纹图象数据送到付里叶变换部分20-7，以对该核对指纹图象数据进行两维离散付里叶变换(DFT)(步骤406)。借助这种操作，核对指纹图象数据变成了付里叶图象数据(核对付里叶图象数据)。
控制部分20-1使步骤406中获得的核对指纹付里叶图象数据与在步骤403(步骤407)中读出的登记指纹付里叶图象数据相合成，以获得合成的付里叶图象数据。
设A·exp(jθ)为核对指纹付里叶图象数据，且B·exp(jφ)为登记指纹付里叶图象数据，这种合成指纹图象数据由A·B·exp(j(θ-φ))表示。注意A、B、θ和φ是频率(付里叶)空间(u，v)的函数。
A·B·exp(j(θ-φ))可写成A·B·exp(j(θ-φ))＝A·B·cos(θ-φ)+j·A·B·sin(θ-φ)
                                                     …(1)
如果A·exp(jθ)＝α1+jβ1和B·exp(jΦ)＝α2+jβ2，那么，A＝(α1 2+β1 2)1/2，B＝(α2 2+β2 2)1/2，θ＝tan-1(β1/α1)，及Φ＝tan-1(β2/α2)。通过计算公式(1)，
获得了合成付里叶图象数据。
注意合成付里叶图象数据可以根据A·B·exp(j(θ-φ))＝A·B·expj(θ)·exp(-jφ)＝A·exp(jθ)·B·exp(-jφ)＝(α1+jβ1)·(α2-jβ2)＝(α1·α2+β1·β2)+j(α2·β1-α1·β2)，而获得。
在以此方式得到了合成付里叶图象数据之后，控制部分20-1对该图象数据进行幅度压缩处理(步骤408)。在此实施例中，作为幅度压缩处理的是对数处理。更具体地说，作为上述合成付里叶图象数据的数学表示的A·B·exp(j(θ-φ))的对数，是log(A·B)exp(j(θ-φ))，从而把表示幅度的A·B压缩成log(A·B)(A·B＞log(A·B))。
经过了幅度压缩处理的合成付里叶图象数据，对于其中获得登记指纹数据的情况与其中获得核对指纹数据的情况之间的差别不是那样敏感。即，通过进行幅度压缩处理，各个象素的频谱强度得到压缩，以切去极值。其结果，使更多的信息变得有效。另外，当进行幅度压缩处理时，特征点(端点和分支点)以及脊部分特性(斗和箕)，即指纹信息的个人信息，得到了强调，而脊部分的总体的流向/方向数据即一般的指纹信息得到了抑制。
在此实施例中，对数处理被作为幅度压缩处理。然而，也可以进行开根处理。另外，也可以进行对数处理和开根处理以外的任何处理，只要幅度得到压缩。如果在幅度压缩处理中例如所有的幅度都被设定为1，即只有相位数据得到处理，则与对数处理和开根处理等等相比计算量和所处理的数据量都可以得到减小。
当进行步骤408中的幅度压缩处理时，控制部分20-1把已经经过幅度压缩处理的合成付里叶图象数据送到付里叶变换部分20-7，以进行第二两维离散付里叶变换(DFT)(步骤409)。
控制部分20-1装载已经经过两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据(它是在步骤409获得的)，并从该合成付里叶图象数据扫描一个预定的相关分量区中的相应象素的相关分量的强度(幅度)，以获得相应象素的相关分量的强度的直方图。控制部分20-1随后从该直方图中提取出具有较高相关分量强度的n个象素(在此实施例中是八个象素)，并获得这n个提取的象素的相关分量强度的平均值，作为相关值(评分)(步骤410)。
控制部分20-1把在步骤410获得的相关值与预定阈值相比较(步骤411)。如果该相关值大于该阈值，控制部分20-1判定登记指纹与核对指纹相重合(步骤412)。控制部分20-1随后显示相应的信息并发送一个输出给电子锁。如果该相关值等于或小于该阈值，控制部分20-1检查是否m·a＜K(在此情况下a＝1且K＝+90)(步骤413)。如果m·a＜K，控制部分20-1设定m＝m+1(步骤414)，并重复步骤403和随后步骤中的处理。
借助重复步骤403和随后步骤中的处理，从硬盘20-4中的登记付里叶图象数据以图案为单位地读出登记付里叶图象数据，且每一个读出的登记付里叶图象数据都与核对付里叶图象数据相合成。对所产生的合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理，且对所产生的图象数据进行两维离散付里叶变换。登记指纹与核对指纹之间的核对是根据经过了这种两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据中出现的一个相关分量区里的相应象素的相关分量的强度而进行的。
在此实施例中，登记指纹与核对指纹之间的核对是在核对指纹被固定的情况下进行的，且登记指纹从-90度沿着顺时针方向一度度地转动。在此情况下，如果登记指纹在转角达到+90度之前与核对指纹相重合，即在上步骤411判定相关值变得大于阈值，则登记指纹与核对指纹之间的核对完成。与此相反地，如果当转角达到+90度时登记指纹仍然不与核对指纹重合，则在步骤413得到“否”，且判定登记指纹不与核对指纹重合(步骤415)。随后显示出相应的信息。
图1A至1H显示了当判定登记指纹与核对指纹重合时如何进行指纹核对。图1E显示了核对指纹的图象数据。图1A显示了转动了m·a度的登记指纹。图1B显示了通过对图1A的图象的数据进行两维离散付里叶变换而获得的登记付里叶图象数据。图1F显示了通过对图1E的图象数据进行两维离散付里叶变换而获得的核对什里叶图象数据。图1D显示了通过合成图1F中的图象数据和图1B中的图象数据而获得的合成付里叶图象数据。图1H显示了通过对图1D中的图象数据进行两维离散付里叶变换而获得的合成付里叶图象数据。
参见图1H，限定了一个相关分量区，作为由白虚线包围的区S0。图6显示了在此相关分量区S0中的一个部分中的相应象素的相关分量的强度的数值。参见图6，圈起的值是八个象素的较高的相关分量强度。这八个象素的较高强度是作为相关值(评分)而获得的。在此情况下，所获得的相关值变得大于预定阈值，且判定登记指纹重合于核对指纹。
在此情况下，将要与相关值比较的阈值是按照以下方式获得的。作为样品的10个年龄在20至50之间的男人和女人的指纹被输入10次，每次得到100个指纹。这100个指纹被用于登记和核对，且核对被进行了10，000次。随后从这种核对结果得到该阈值。图7显示了在用户—用户核对和用户—其他人核对中的相关值相对频率分布。X轴表示了用一个平均值μ和标准偏差σ表示的用户—用户核对中的相关度，而Y轴表示了相对频率。与其他人的100％的互斥率相对应的相关值，被用作一个阈值。注意其他人互斥率不一定是100％，且可以根据目的而被设定为任意的值。
图8显示了在没有幅度压缩处理的情况下用户—用户核对和用户—其他人核对的相对频率分布。在此实施例中，由于在步骤407进行了幅度压缩处理，合成付里叶图象数据对其中获得登记指纹数据的情况与其中获得核对指纹数据的情况之间的差别不那样敏感。另外，特征点(端点和分支点)以及脊部分特性(斗和箕)，即指纹信息的个人信息，得到了更大的强调，以大大地改善核对准确性。即在图8所示的情况下当其他人排除率为100％时用户识别率为6.6％，但在图7所示的情况下当其他人排除率为100％时用户识别率为93.1％。
在此实施例中，从相关分量区S0中的象素提取出具有较高相关分量强度的n个象素，且这些强度的平均值被设定为相关值。然而，n个象素的较高相关分量强度之和可以被设定为相关值。另外，超过一个阈值的所有象素的相关分量强度可被相加，且其和可以被设定为相关值，或者该和的平均值可被设定为相关值。如果这些象素的相关分量强度中的至少一个等于或大于一个阈值，就可以判定“重合”。或者，如果n或更多的象素具有超过一个阈值的相关分量强度，就可判定“重合”。各种其他的判定方法也是可采用的。
在此实施例中，在付里叶变换部分20-7中进行两维离散付里叶变换。然而，这种处理可以在控制部分20-1中进行。另外，在此实施例中，减小处理是在步骤303对登记指纹图象数据进行的。然而，减小处理可以在登记指纹付里叶图象数据被读出(在步骤403和404之间)的一个步骤进行。不一定总是需要对登记和核对指纹图象数据进行减小处理；付里叶图象数据可以直接从输入图象数据形成。如果进行减小处理，能够用于处理输入图象数据的图象存储器容量会减小。
在此实施例中，两维离散付里叶变换是在图4中的步骤409进行的。然而，也可以进行两维离散付里叶逆变换，而不是两维离散付里叶变换。更具体地说，也可以不对已经经过幅度压缩处理的合成付里叶图象数据进行两维离散付里叶变换，而是进行两维离散付里叶逆变换。定量地说，不论是进行两维离散付里叶变换还是两维离散付里叶逆变换，核对精度都不会变化。在参考文献1中公布了基于两维离散付里叶逆变换的处理。
在此实施例中，首先对合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理，且随后进行两维离散付里叶变换(步骤408和409)。然而，也可以在合成之前对登记指纹和核对指纹付里叶图象数据进行幅度压缩处理，且所产生的数据可以得到合成。更具体地说，进行幅度压缩处理的步骤310可以被置于图3的步骤306和307之间，如图9A所示，且图4中的步骤407和408可以互换，如图9B所示。
在此情况下，经过了如图1C的幅度压缩处理的登记指纹付里叶图象数据(登记付里叶图象数据)是通过步骤310的幅度压缩处理而获得的，且经过了如图1G的幅度压缩处理的核对指纹付里叶图象数据(核对付里叶图象数据)是通过互换步骤407和408而获得的。该登记指纹付里叶图象数据和核对指纹付里叶图象数据—它们都经过了幅度压缩处理—得到合成，以获得如图1D所示的合成付里叶图象数据。
合成付里叶图象数据的幅度的压缩比，与其中在产生合成付里叶图象数据之后进行幅度压缩处理的情况(图4)相比，是低的。因此，在产生合成付里叶图象数据之后进行幅度压缩处理的方法(图4)，在核对精度上比在进行幅度压缩处理之后产生合成付里叶图象数据的方法(图9)要高。在其中在进行了幅度压缩处理之后产生合成付里叶图象数据的情况下(图9)，可以对合成付里叶图象数据进行两维离散付里叶逆变换而不是两维离散付里叶变换。
图10A至10H显示了与图1A至1H所示的状态相对应的指纹核对状态。在此状态下，核对指纹是另一个人的指纹。图1A至1H显示了其中核对指纹是用户的指纹的指纹核对状态。当核对指纹是用户的指纹时，相关分量区S0包括其中相关分量强度高的部分。与此相反，当核对指纹是另一个人的指纹时，没有形成这样的部分。更具体地说，当核对指纹是用户的指纹，且登记指纹图象数据从-90度沿着顺时针方向一度一度地转动时，在-90度与+90度之间的某一转动角处的相关分量区S0中形成了一个具有高相关分量强度的部分。与此相反地，当核对指纹是另一个人的指纹，且登记指纹图象数据从-90度沿着顺时针方向一度一度地转动时，在-90度与+90度之间的相关分量区S0中没有形成这样的具有高相关分量强度的部分。
已经以指纹核对作为一个例子而对实施例进行了描述。然而，本发明也同样可以被应用于语音核对。即，本发明可被应用于语音和指纹以外的各种两维图案，只要这些图案可以作为图象数据而得到处理。
在此实施例中，两维图案是以图象的形式获得的。然而，这些图案不一定总是是以图象的方式获得。例如，可以把振动检测器以两维的方式设置在某些地方，且由这些两维设置的振动检测器获得的两维图案(地震波)可被用作核对图案，并将其与预登记的图案相核对。另外，可以在某些部分两维地设置流量计，且由这些两维设置的流量计获得的两维图案(流量分布)可被用作核对图案并与预登记的图案相核对。
另外，在此实施例中，描述了两维图案核对。然而，被也可被用于三维图案核对。另外，本发明可被用于两和三维图案以外的多维图案核对。
(实施例2：第二方面)
在实施例1中，登记指纹图象数据被转动了m·a度，且对转动了m·a度的登记指纹图象数据进行两维离散付里叶变换。以m＝-90至+90获得的登记付里叶图象数据被作为登记付里叶图象数据而存档。与此相反地，在实施例2中，对登记指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以产生登记指纹图象数据，且登记付里叶图象数据被转动了m·a度。借助m＝-90至+90而获得的登记付里叶图象数据作为登记付里叶图象数据而得到存档。
如图11中所示，在步骤501、502和503中的处理是与图3中的步骤301、302和303相对应的，且对在步骤503得到的登记指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以获得登记付里叶图象数据。随后，设定m＝i(在此情况下i＝-90)(步骤505)，并检查是否m·a≤K(在此情况下a＝1且K＝+90)(步骤506)。如果m·a≤K，在步骤504得到的登记付里叶图象数据被转动m·a度(步骤507)。转动了m·a度的登记付里叶图象数据，作为登记指纹图象数据而被存档且m＝i并与ID号相对应(步骤508)，且设定m＝m+1(步骤509)。步骤506的处理和随后的步骤得到重复。借助这种处理的重复，借助m＝-90至+90而得到的登记付里叶图象数据作为与ID号相应的登记指纹图象数据而得到存档。
由于实施例2中的指纹核对处理与实施例1中的相同(图4的流程图)，将省略对其的描述。在此实施例中，象在实施例1中，登记指纹与核对指纹之间的核对是在核对指纹固定的情况下进行的，且登记指纹从-90度一度一度地顺时针转动。
(实施例3：第三实施例)
在实施例1和2中，登记指纹和核对指纹之间的核对基本上是在核对指纹被固定的情况下进行的，且登记指纹从-90度一度一度地沿着顺时针方向转动。与此相反地，在实施例中，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在登记指纹被固定的情况下进行的，且核对指纹从-90度一度一度地顺时针转动。
(指纹的登记)
在实施例中，如在图12的流程图中所示，步骤601、602、603和604的处理与图11中的步骤501、502、503和504的对应，且在步骤604得到的登记付里叶图象数据被作为原始登记指纹图象数据而与ID号相对应地被存档在硬盘20-4中。
(指纹核对)
在该设备的操作期间，用户借助十键盘10-1输入分配给其的ID号(图13中的步骤701)，并将其手指置于指纹检测器10-3的棱镜10-32上。借助这种操作，且在指纹登记的情况下，获得的指纹(核对指纹)图案作为图象数据被提供到控制单元20。
在通过十键盘10-1接收到ID号时，控制部分20-1读出存档在硬盘20-4中的登记付里叶图象数据(步骤702)。控制部分20-1还装载通过帧存储器20-5而从操作单元10提供来的核对指纹图象数据(步骤703)，并对装载的核对指纹图象数据进行减小处理(步骤704)。
控制部分20-1设定m＝i(在此情况下i＝-90)(步骤705)，并把在步骤704减小的核对指纹图象数据转动m·a度(步骤706)。控制部分20-1对转动了m·a度的核对指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以获得m＝i的核对付里叶图象数据。
控制部分20-1把在步骤706获得的核对指纹图象数据与在步骤702读出的登记付里叶图象数据合成起来(步骤708)，以获得合成付里叶图象数据。控制部分20-1对合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理(对数处理)(步骤709)，并对经过了这种幅度压缩处理的合成付里叶图象数据进行第二两维离散付里叶变换(步骤710)。
控制部分20-1扫描经过了步骤710的两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据的预定核对区中的相应象素的相关分量的强度(幅度)，以获得这些相应象素的相关分量强度的直方图。控制部分20-1随后从该直方图中提取出具有较高相关分量强度的n个(在此实施例中为八个)象素，并获得提取的n个象素的相关分量强度的平均值作为一个相关值(评分)(步骤711)。
控制部分20-1把在步骤711得到的相关值与一个预定阈值相比较(步骤712)。如果该相关值大于阈值，控制部分20-1判定登记指纹与核对指纹重合(步骤713)。控制部分20-1随后显示相应的信息送出用于电子锁的一个输出。如果相关值等于或小于阈值，控制部分20-1检查是否m·a≤K(在此情况下a＝1且K＝+90)(步骤714)。如果m·a≤K，控制部分20-1设定m＝m+1(步骤715)，且重复步骤706和随后步骤的处理。
通过重复步骤706和随后步骤的处理，转动了m·a度且m＝-90至+90的核对指纹图象数据被设定为转动核对指纹图象数据，且对转动的核对指纹图象数据以图案为单位进行两维离散付里叶变换，以获得核对付里叶图象数据。核对付里叶图象数据和登记付里叶图象数据随后被合成在一起。对所产生的合成付里叶图案数据进行幅度压缩处理，且对所产生的图象数据进行两维离散付里叶变换。登记指纹与核对指纹之间的核对是根据出现在经过了这种两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据中的一个相关分量区中的相应象素的相关分量的强度而进行的。
在此实施例中，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在登记指纹被固定的情况下进行的，且核对指纹从-90度一度一度地顺时针转动。在此情况下，如果在转角达到+90度之前登记指纹与核对指纹重合，就在步骤712判定相关值大于阈值，登记指纹与核对指纹之间的核对完成。与此相反地，如果在转角达到+90度之后登记指纹不与核对指纹重合，在步骤712得到“否”，且控制部分20-1判定登记指纹不与核对指纹重合(步骤716)，并显示相应的信息。
(实施例4：第四方面)
在实施例3，转动了m·a度且m＝-90至+90的核对指纹图象数据被设定为转动核对指纹图象数据，且以图案为单位对该转动核对指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以获得核对付里叶图象数据。核对付里叶图象数据和登记付里叶图象数据随后被合成在一起。
与此相反地，在实施例4中，对核对指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以产生核对付里叶图象数据，且对于m＝-90至+90把核对付里叶图象数据转动m·a，以获得转动核对付里叶图象数据。该转动核对付里叶图象数据随后以图案为单位地与登记付里叶图象数据合成在一起。
更具体地说，如图14所示，在步骤801、802、803和804进行的处理与图13中的步骤701、702、703和704相对应，且对在步骤804(步骤805)获得的核对指纹图象数据进行两维离散付里叶变换，以获得核对付里叶图象数据。随后，设定m＝i(在此情况下i＝-90)(步骤806)，且在步骤805获得的核对付里叶图象数据被转动m·a度(步骤807)。转动了m·a度的核对付里叶图象数据被设定为m＝i的核对付里叶图象数据。
这种核对付里叶图象数据与在步骤802读出的登记付里叶图象数据相合成(步骤808)，且对所产生的合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理(对数处理)(步骤809)。对已经过这种幅度压缩处理的合成付里叶图象数据进行第二两维离散付里叶变换(步骤810)。随后，进行与步骤711中的相同的“相关值计算”处理(步骤811)，且在步骤811得到的相关值被与一个预定阈值相比较(步骤812)。如果该相关值大于阈值，就判定登记指纹与核对指纹重合(步骤813)。如果相关值等于或小于阈值，则检查是否m·a≤K(在此情况下a＝1且K＝+90)(步骤814)。如果m·a≤K，设定m＝m+1(步骤815)，且重复步骤807和随后的步骤的处理。
通过重复步骤807和随后步骤的处理，转动了m·a度且m＝-90至+90的核对付里叶图象数据被设定为转动核对付里叶图象数据，且该转动核对付里叶图象数据以图案为单位地与登记付里叶图象数据相合成。对所产生的合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理。对所产生的图象数据进行两维离散付里叶变换。登记指纹与核对指纹之间的核对是根据出现在经过了这种两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据中的一个相关分量区中的相应象素的相关分量的强度而进行的。
在实施例4中，由于指纹登记处理与实施例3中的相同(图12的流程图)，因而省略了对其的描述。在此实施例中，如在实施例3中，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在登记指纹被固定的情况下进行的，且核对指纹从-90度一度一度地顺时针转动。
显然，实施例2、3和4象实施例1那样可以以各种方式实施。更具体地说，在实施例3和4中，两维离散付里叶变换是在图13和14的步骤710和810进行的。然而，也可以进行两维离散付里叶逆变换。另外，可以先对登记指纹和核对指纹进行幅度压缩处理，并随后把所产生的数据合成起来。另外，并不是总是需要进行幅度压缩处理。
(实施例5)。在实施例1至4中，即使在登记指纹与核对指纹之间发生了转动偏移，也可以识别登记指纹与核对指纹是否相同的指纹。因此，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在登记指纹(核对指纹)被固定且核对指纹(登记指纹)被转动的情况下进行的。
然而，根据此方法，由于不能知道登记指纹和核对指纹之间的转动偏移量，必须产生很多转动图案。另外，每一个所产生的转动图案必须依次与固定图案核对。因此，核对处理的装载是沉重繁忙的，且需要许多时间来获得最后的核对结果。
因此，在实施例5中，对登记指纹图象数据R进行两维离散付里叶变换以产生登记付里叶图象数据RF，且对核对指纹图象数据I进行两维离散付里叶变换以产生核对付里叶图象数据IF。登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF的坐标系，被转换成极坐标系。在此极坐标系所产生的登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF随后借助一种幅度压缩相关方法而得到核对(粗核对)。这些图象之间的转动偏移量Δθ是从在此核对处理中得到的相关峰的位置获得的。转动偏移校正，是根据所获得的转动偏移量Δθ，对于登记指纹与核对指纹之一进行的，且登记指纹和核对指纹借助幅度压缩相关方法而再次得到核对(细核对)。当借助这种方法进行核对时，核对处理的装载可以减小，且获得最后核对结果所需的时间能够得到缩短。
以下结合图15的流程图，来详细描述实施例5的指纹核对操作。
(指纹登记)
在实施例5中，如图15的流程图所示，在步骤151、152和153中的处理与图12中的步骤601、602和603所进行的处理是对应的，且在步骤153获得的登记指纹图象数据R作为与ID号对应的登记指纹的原始图象数据而得到存档(步骤154)。象在图12的流程图的情况下一样，必须对登记指纹图象数据R进行两维离散付里叶变换以产生登记付里叶图象数据RF，且登记付里叶图象数据RF可以作为与ID号对应的登记指纹的原始图象数据而得到存档。
(指纹的核对(无改变的幅度分量+相位分量))
指纹核对是按照以下方式进行的。当ID号被输入时(图16中的步骤161)，与ID号相对应地存档的登记指纹图象数据R被读出(步骤162；见图17A)。一个核对指纹被输入(步骤163)，且对该核对指纹进行减小处理(步骤164)以获得核对指纹图象数据I(见图17B)。随后，对在步骤162读出的登记指纹图象数据R进行两维离散付里叶变换以产生登记付里叶图象数据RF(步骤165；见图17C)，并对在步骤164获得的核对指纹图象数据I进行两维离散付里叶变换以产生核对付里叶图象数据IF(步骤166；见图17D)。
登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF包含幅度和相位分量。另外，登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF是在直角坐标系中即(x，y)坐标系中的数据。
在步骤165获得的登记付里叶图象数据RF的坐标系被转换成极坐标系(步骤167)，以获得极坐标系中的登记付里叶图象数据RP(见图17E)。另外，在步骤166获得的核对付里叶图象数据IF坐标系被转换成极坐标系(步骤168)，以获得极坐标系中的核对付里叶图象数据IP(见图17F)。在此情况下，极坐标转换是从直角坐标系(x，y)至极坐标系(r，θ)的转换。即，极坐标转换是从图18A中的直角坐标系(x＝rcosθ，y＝rsinθ)至图18B中的极坐标系(r＝x2+y2)1/2，θ＝tan-1(y/x)的转换。
在步骤167获得的极坐标系中的登记付里叶图象数据RP，借助幅度压缩相关方法，与在步骤168获得的极坐标系中的核对付里叶图象数据IP相核对(步骤169)。图19显示了该核对处理。
在此情况下，对在极坐标系中的登记付里叶图象数据RP(见图20A)和在极坐标系中的核对付里叶图象数据IP(见图20B)进行两维离散付里叶变换(步骤169-1和169-2)，以获得登记付里叶图象数据RPF(见图20C)和核对付里叶图象数据IPF(见图20E)。
登记付里叶图象数据RPF和核对付里叶图象数据IPF得到合成(步骤169-3)，以获得合成付里叶图象数据。对这种合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理(步骤169-4；见图20G)，并对经过了这种幅度压缩处理的合成付里叶图象数据进行两维离散付里叶变换(步骤169-5；见图20H和17H(图20H＝图17G))。
在此实施例中，对通过合成数据RPF和IPF而获得的合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理。然而，可以对数据RPF和IPF进行幅度压缩处理，以获得登记付里叶图象数据RPF’和核对付里叶图象数据IPF’(见图20K和20F)，且数据RPF’和IPF’可得到合成。在图20D、20F和20G所示的数据中，所有的幅度都借助幅度压缩处理而被设定为1，即只留下了相位分量。
随后，在已经经过了这种两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据的一个预定相关分量区中的相应象素的相关分量的强度(幅度)，得到了扫描，以获得相应象素的相关分量强度的直方图。从该直方图中提取出具有较高相关分量强度的n个象素，且获得提取出的n个象素的相关分量强度的平均值以作为相关值(评分)(步骤169-6)。在此情况下，如果所获得的相关值大，就能够判定登记指纹与核对指纹重合(粗核对)，虽然这种判定是基于粗核对的。然而，在实施例5中，没有采用借助这种粗核对所得到的核对结果。
从已经经过前面的两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据获得具有最高相关分量强度的象素以作为相关峰，并从该相关峰的位置获得登记指纹与核对指纹之间的转动偏移量Δθ即登记指纹图象数据R与核对指纹图象数据I之间的转动偏移量Δθ(步骤169-7)。
参见图17G，出现了一个相关峰P1。从该相关峰P1与相关区的中心之间的位置关系，获得转动偏移量Δθ。即，转动偏移量Δθ是从沿着竖直方向的区中的相关峰P1的位置获得的。在此情况下，该区沿着竖直方向的上和下限位置分别是Δθ＝+180°和Δθ＝-180°。
在获得了登记指纹图象数据R与核对指纹图象数据I之间的转动偏移量Δθ之后，根据获得的转动偏移量Δθ校正核对指纹图象数据I的转动偏移。登记指纹和核对指纹借助幅度压缩相关方法而得到再次核对(步骤170)。图21显示了这种再核对处理。
在此情况下，转动偏移量Δθ相对于核对指纹图象数据I而得到校正(步骤171-1)，以获得其转角与登记指纹图象数据R的转角相重合的图象数据IN(见图22A和22B)。随后，对核对指纹图象数据IN进行两维离散付里叶变换(步骤170-2)，以获得核对付里叶图象数据INF(见图22E)。
这种核对付里叶图象数据INF与在步骤165事先获得的登记付里叶图象数据RF相合成(见图22C)(步骤170-3)，以获得合成付里叶图象数据。对这种合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理(步骤170-4)，且对已经经过这种幅度压缩处理的该合成付里叶图象数据进行两维离散付里叶变换(见图22G)(步骤170-5)。
在已经经过这种两维离散付里叶变换的合成付里叶图象数据(见图22H)的预定相关分量区中的相应象素的相关分量的强度(幅度)，得到了扫描，以获得相应象素的相关分量的强度的直方图。从该直方图提取出具有较高相关分量强度的n个象素，且获得该n个象素的相关分量强度的平均值以作为一个相关值(评分)(步骤170-6)。
在步骤170-6得到的相关值被与一个预定阈值相比较(步骤170-7)。如果该相关值大于阈值，就判定登记指纹与核对指纹匹配(步骤170-8)。如果相关值等于或小于阈值，就判定登记指纹不与核对指纹匹配(步骤170-9)。借助这种处理，进行了登记指纹与核对指纹之间的细核对。
在此实施例中，对通过合成数据RF和INF而获得的合成付里叶图象数据进行幅度压缩处理。然而，可以对数据RF和INF进行幅度压缩处理，以获得登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据INF’(见图22D和22F)，且这些数据RF’和INF’可以被合成。在图22D、22F和22G所示的数据中，所有的幅度都通过幅度压缩处理而被设定为1，即只留下了相位分量。
根据图21的流程图，在对核对指纹图象数据I进行了转动偏移校正之后，登记指纹和核对指纹得到再次核对。然而，在对登记指纹图象数据R进行了转动偏移校正之后，登记指纹和核对指纹可以再次进行核对。
(实施例6-1；第九方面(幅度压缩+相位分量))
在实施例5中，在粗核对中，登记付里叶图象数据RF与核对付里叶图象数据IF—它们都包含幅度分量(幅度没有改变)和相位分量—的坐标系，被转换成极坐标系(图16中的步骤165至168)。
与此相反地，在实施例6-1中，幅度压缩处理是对登记付里叶图象数据RF和核对指纹图象数据IF进行的，且经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL和核对付里叶图象数据IFL的坐标系被转换成极坐标系。图23的流程图显示了这种处理。
如从与图16的流程图的比较可见，在此实施例中，步骤171和172被加上以对登记付里叶图象数据RF和核对指纹图象数据IF进行幅度压缩处理(步骤171和172)，且经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL和核对付里叶图象数据IFL的坐标系被转换成极坐标系，以获得数据RPL和IPL(步骤167和168)。
根据实施例6-1，借助对登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF的幅度压缩处理，使核对对照明的改变不那样敏感。因而能够进行高精度的核对而不受登记处理与核对处理的照明之间的不同的影响。
在实施例6-1中，幅度压缩处理是对登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF进行的，且经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL与核对付里叶图象数据IFL的坐标系被转换成极坐标系。然而，在登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF的坐标系被转换成极坐标系之后，也可以对所产生的登记付里叶图象数据RP和所产生的核对付里叶图象数据IP进行幅度压缩处理，以获得数据RPL和IPL。
(实施例6-2；第11个方面(幅度压缩+把相位符号(±)加到幅度上))
在实施例6-1中，在粗核对中，登记付里叶图象数据RFL和核对付里叶图象数据IFL—它们都包含已经经过了幅度压缩的幅度分量和相位分量—的坐标系，被转换成极坐标系(图23中的步骤167和168)。
与此相反地，在实施例6-2中，相位符号被加到已经经过了幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL与核对付里叶图象数据IFL的幅度上，且只有带有符号的幅度分量(RFL’，IFL’)得到提取。幅度分量RFL’和IFL’的坐标系被转换成极坐标系。图24的流程图显示了这种处理。
如从图23的流程图的比较可见，在此实施例中，步骤173和174被加上，以把相位符号加到经过了幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL与核对付里叶图象数据IFL的幅度上，只有带有符号的幅度分量(RFL’，IFL’)得到提取，且提取的幅度分量的坐标系被转换成极坐标系以获得数据(RPL’)和(IPL’)(步骤167和168)。
根据实施例6-2，相位符号被加到登记付里叶图象数据RF与核对付里叶图象数据IF的幅度上，且只有带有符号的幅度分量得到提取。借助这种处理，使核对对于由于相位不连续而引起的误差不那样敏感，因而能够进行高精度的核对，而不受诸如登记处理与核对处理之间的位置偏移的误差的影响。
在实施例6-1中，幅度压缩处理是对登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF进行的，且相位符号被加到已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL与核对付里叶图象数据IFL的幅度上。在只有带有符号的幅度分量被提取之后，提取的幅度分量的坐标系被转换成极坐标系。然而，在登记付里叶图象数据RF与核对付里叶图象数据IF的坐标系被转换成极坐标系之后，可以对所产生的登记付里叶图象数据RP与所产生的核对指纹图象数据IP进行幅度压缩处理。随后，相位符号可被加到相应的数据的幅度上，且只有带有符号的幅度分量可被提取，以获得数据RPL’和IPL’。然而，在实施例6-2中，在一个相关分量区中的相应象素的相关分量强度没有作为幅度而得到扫描，而是作为复数的实部而得到扫描，以获得一个相关值(评分)。
(实施例7：第十二方面(幅度压缩+无相位分量)
在实施例6-1中，幅度压缩处理是对登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF进行的，且已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL与核对付里叶图象数据IFL的坐标系被转换成极坐标系。
与此相反地，在实施例7中，相位分量被从登记付里叶图象数据RF与核对指纹图象数据IF中除去，且对从其中除去了登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’进行幅度压缩处理。已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL’与核对付里叶图象数据IFL’的坐标系被转换成极坐标系。在此幅度压缩处理中，进行对数处理或开根处理，而不是进行把所有幅度都设定为1的幅度压缩处理。图25的流程图显示了这种处理。
如从与图16的流程图的比较可见，在此实施例中，加上了步骤175、176、177和178，以只从登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF提取幅度分量(切掉相位分量)(步骤175和176)，并对从其中除去了相位分量的登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’进行幅度压缩处理(步骤177和178)。已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL’和核对付里叶图象数据IFL’的坐标系随后被转换成极坐标系，以获得数据RPL’和IPL’(步骤167和168)。
根据实施例7，在从登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF除去了相位分量之后，对所产生的数据进行幅度压缩处理。借助这种处理，使核对对照明的改变不那样敏感，因而能够在不受登记处理与核对处理之间的照明的差别的影响的情况下进行高精度的核对。另外，借助在极坐标转换之后的幅度压缩相关方法获得相关峰的性能改善了。即，在相应的象素中相位的连续性很差，而在相应的象素中幅度呈现出良好的连续性。因而通过除去相位分量，借助在极坐标转换之后的幅度压缩相关方法而获得相关峰的性能改善了。
然而，在此情况下，如图26G所示，相关峰P1和P2出现在相关分量区中。这种现象是由于幅度谱是点对称的。进行遮蔽处理以确定这些相关峰P1和P2中的一个作为表示包括转动方向的转动偏移量Δθ的正常相关峰。转动偏移量Δθ是从这种确定的相关峰而获得的。例如，如果相关峰P1被确定为正常相关峰，转动偏移量Δθ就是从沿着竖直方向从图26G中的区中的相关峰P1的位置获得的。在此情况下，沿着竖直方向在该区中的上和下限位置分别是Δθ＝+180°和Δθ＝-180°。
在此实施例中，在从登记付里叶图象数据RF与核对付里叶图象数据IF中除去了相位分量之后，对所产生的数据进行幅度压缩处理，且已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL’和核对付里叶图象数据IFL’的坐标系被转换成极坐标系。然而，在从其中除去了相位分量的登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’的坐标系被转换成极坐标系之后，可以对极坐标系中的登记付里叶图象数据RP’和核对付里叶图象数据IP’进行幅度压缩处理，以获得RPL’和IPL’。
(实施例8：(无改变的幅度分量+无相位分量))
在实施例7中，在从登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF除去了相位分量之后，对所产生的数据进行幅度压缩处理，且已经经过了这种幅度压缩处理的登记付里叶图象数据RFL’和核对付里叶图象数据IFL’的坐标系被转换成极坐标系。
与此相反地，在实施例中，从登记付里叶图象数据RF与核对付里叶图象数据IF中除去相位分量，且从其中除去了相位分量的登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’—即从其中只除去了相位分量而留下了幅度分量的登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’—的坐标系，被转换成极坐标系。图27的流程图显示了这种处理。
如从与图16的流程图的比较可检测，在此实施例中，加上了步骤176和175以只从登记付里叶图象数据RF和核对付里叶图象数据IF提取幅度分量(切掉相位分量)，且从其中除去了相位分量的登记付里叶图象数据RF’和核对付里叶图象数据IF’的坐标系被转换成极坐标系，以获得数据RP’和IP’(步骤167和168)。
根据实施例8，通过从登记付里叶图象数据(RF)和核对付里叶图象数据(IF)除去相位分量，借助在极坐标转换之后的幅度压缩相关方法获得相关峰的性能改善了，这与实施例7类似。
(实施例9：第十三个方面)
在实施例5至8中，流程在步骤169之后立即进行到步骤170。即流程在不利用粗核对所获得的结果的情况下进行到细核对。然而，流程只有在当在粗核对中获得的结果表明登记指纹与核对指纹不重合的情况下才进行到细核对步骤。
更具体地说，图16、23、24、25、和27中的步骤170可以由图28中显示的处理所代替。在此情况下，通过粗核对获得的相关值被与一个预定阈值相比较(步骤170-0)。如果相关值大于阈值，就立即判定登记指纹和核对指纹彼此重合(步骤170′-9)。与此相反地，如果相关值等于或小于阈值，就判定粗核对所得到的核对结果表明“不重合”，且流程进行到步骤170-1和随后的温度的细核对处理。
根据实施例9，如果在粗核对处理中判定了“重合”，就立即得到了核对结果。借助这种操作，当登记指纹与核对指纹重合时，核对速度得到了提高。另外，根据实施例9，当在粗核对处理中判定了“不重合”时，流程在不输出核对结果的情况下进行到细核对处理。借助这种操作，粗核对处理和细核对处理结合起来，以提高核对精度。
如从上述描述可见，根据本发明的第一、第二、第五和第六个方面，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在核对指纹被固定且登记指纹被转动的情况下进行的。另外，根据本发明的第三、第四、第七和第八个方面，登记指纹与核对指纹之间的核对基本上是在登记指纹被固定且核对指纹被转动的情况下进行的。因而即使在登记图案与核对图案之间发生了转动偏移的情况下，也能够判定登记图案与核对图案是否相同的图案。
根据本发明的第九至十三个方面，从粗核对处理中得到的相关峰的位置获得登记指纹与核对指纹之间的转动偏移量Δθ，且根据所获得的转动偏移量Δθ对登记指纹和核对指纹之一进行转动偏移校正。随后，借助幅度压缩相关方法再次对登记指纹与核对指纹进行核对(细核对)，从而减小核对处理的负荷并缩短获得核对结果所需的时间。
根据本发明的第十四个方面，如果在粗核对处理中获得的相关峰大于预定的阈值，能够立即获得核对结果，从而当登记指纹与核对图案相重合时提高核对速度。如果在粗核对处理中获得的相关峰等于或小于该预定阈值，则从相关峰的位置获得两个图案之间的转动偏移量(Δθ)，且根据获得的转动偏移量(Δθ)对登记图案与核对图案之一进行转动偏移校正。随后，借助幅度压缩相关方法对登记图案和核对图案再次进行核对(细核对)。其结果，粗核对处理和细核对处理被结合起来以改善核对精度。

Claims (14)

1.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过对一个登记图案的两维图案数据R和通过把登记图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据进行两维离散付里叶变换而产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过对一个核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换而产生核对付里叶两维图案数据IF；以及
图案核对装置，用于以图案为单位读出登记付里叶两维图案数据、把读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据相合成、在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成合成的付里叶变换两维图案数据中出现的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
2.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶两维图案数据发生装置，用于通过对一个登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换而产生登记付里叶两维图案数据RF，并设定登记付里叶两维图案数据和多个登记付里叶两维图案数据，其中多个登记付里叶两维图案数据是通过把该登记付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通于对一个核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换而产生核对付里叶两维图案数据IF；以及
图案核对装置，用于以图案为单位读出登记付里叶两维图案数据、把读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据相合成、在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
3.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案发生装置，用于通过对一个登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换而产生登记付里叶两维图案数据RF；以及
图案核对装置，用于设定一个核对图案的两维图案数据和通过将核对图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据、通过以图案为单位地对核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换而产生核对付里叶两维图案数据、把该核对付里叶两维图案数据与登记付里叶两维图案数据相合成、在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
4.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案发生装置，用于通过对一个登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换而产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过对一个核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换而产生核对付里叶两维图案数据IF；以及
图案核对装置，用于设定核对付里叶两维图案数据和通过把该核对付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个核对付里叶两维图案数据、以图案为单位合成该核对付里叶两维图案数据与登记付里叶两维图案数据、并在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
5.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于在对一个登记图案的两维图案数据R和通过把该两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据进行两维离散付里叶变换之后，通过对其进行了幅度压缩处理而产生登记付里叶两维图案数据；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过在对一种核对图案进行两维离散付里叶变换之后，通过对其进行幅度压缩处理而产生核对付里叶变换两维图案数据；以及
图案核对装置，用于以图案为单位读出登记付里叶两维图案数据、把读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据相合成、在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
6.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于在对一个登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换之后通过对其进行了幅度压缩处理而产生登记付里叶两维图案数据，并设定该登记付里叶两维图案数据和通过把该登记图案的登记付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个登记付里叶两维图案数据；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过在对一种核对图案的两维图案数据I进行了两维离散付里叶变换之后，通过对其进行幅度压缩处理而产生核对付里叶两维图案数据IF；以及
图案核对装置，用于以图案为单位读出登记付里叶两维图案数据、把读出的登记付里叶两维图案数据与核对付里叶两维图案数据相合成、在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行了幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
7.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过在对一种登记图案的两维图案数据R进行了两维离散付里叶变换之后对其进行幅度压缩处理，而产生登记付里叶两维图案数据RF；以及
图案核对装置，用于设定一种核对图案的两维图案数据I和通过将该核对图案的两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个两维图案数据、通过在以图案为单位为该核对图案的两维图案数据进行两维离散付里叶变换之后对其进行幅度压缩处理而产生核对付里叶两维图案数据IF、将该核对付里叶两维图案数据与登记付里叶两维图案数据相合成、并在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
8.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过在对一种登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换之后对其进行幅度压缩处理，产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过在对一种核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换之后对其进行幅度压缩处理，而产生核对付里叶两维图案数据IF；以及
图案核对装置，用于设定该核对付里叶两维图案数据和通过将该核对图案的核对付里叶两维图案数据转动预定的不同角度而获得的多个核对付里叶两维图案数据、以图案为单位将该核对付里叶两维图案数据与该登记付里叶两维图案数据相合成、并在对所产生的合成付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理之后对其进行两维离散付里叶变换或两维离散付里叶逆变换、并根据构成出现在合成的付里叶变换两维图案数据中的一个相关分量区的两维图案数据的相应数据的相关分量强度来进行登记图案与核对图案之间的核对。
9.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换而产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种核对图案的两维图案I进行两维离散付里叶变换而产生核对付里叶两维图案数据IF；
第一幅度压缩装置，用于对登记付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理；
第二幅度压缩装置，用于对核对付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理；
第一极坐标系转换装置，用于把已经经过了所述第一幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的登记付里叶两维图案数据RPL的坐标系转换成极坐标系；
第二极坐标系转换装置，用于把已经经过了由所述第二幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的核对付里叶两维图案数据的坐标系转换成极坐标系；
幅度压缩相关核对装置，用于把其坐标系被所述第一极坐标系转换装置转换成极坐标系的登记付里叶两维图案数据与其坐标系被所述第二极坐标系转换装置转换成极坐标系的核对付里叶两维图案数据IPL相核对；
转动偏移量测量装置，用于获得登记付里叶两维图案数据与相对相关峰位置的核对图案数据之间的一个转动偏移量Δθ，所述相关峰位置是在所述幅度压缩相关核对装置进行核对处理的过程中获得的；以及
转动偏移校正装置，用于根据由所述转动偏移量测量装置获得的转动偏移量对登记图案与核对图案之一进行转动偏移校正，
其中在由所述转动偏移校正装置进行了转动偏移校正之后借助一种幅度压缩相关方法再次对登记图案与核对图案进行核对。
10.根据权利要求9的设备，其中当在由所述幅度压缩相关核对装置进行的处理中获得的相关峰的相关值大于一个预定阈值时，立即进行登记图案与核对图案之间的核对。
11.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换，而产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种核对图案的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换，产生核对付里叶两维图案数据IF；
第一幅度压缩装置，用于对该登记付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理；
第二幅度压缩装置，用于对该核对付里叶两维图案数据进行幅度压缩处理；
第一极坐标系数转换装置，用于把相位符号加到已经经过了由所述第一幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的登记付里叶两维图案数据RFL的度上、只提取具有这些符号的幅度分量、并将所产生的数据的坐标系转换成极坐标系；
第二极坐标系转换装置，用于把相位符号加到已经经过了由所述第二幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的核对付里叶两维图案数据IFL的幅度上、只提取具有这些符号的幅度分量、并把所产生的数据的坐标系转换成极坐标系；
幅度压缩相关核对装置，用于把其坐标系被所述第一极坐标系转换装置转换成极坐标系的登记付里叶两维图案数据与其坐标系被所述第二极坐标系转换装置转换成极坐标系的核对付里叶两维图案数据相核对；
转动偏移量测量装置，用于获得登记付里叶两维图案数据与相对相关峰位置的核对图案数据之间的一个转动偏移量Δθ，所述相关峰位置是在所述幅度压缩相关核对装置进行核对处理的过程中获得的；以及
转动偏移校正装置，用于根据由所述转动偏移量测量装置获得的转动偏移量对登记图案与核对图案之一进行转动偏移校正，
其中在由所述转动偏移校正装置进行了转动偏移校正之后借助一种幅度压缩相关方法再次对登记图案与核对图案进行核对。
12.根据权利要求11的设备，其中当在由所述幅度压缩相关核对装置进行的处理中获得的相关峰的相关值大于一个预定阈值时，立即进行登记图案与核对图案之间的核对。
13.一种图案核对设备，其特征在于包括：
登记付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种登记图案的两维图案数据R进行两维离散付里叶变换，而产生登记付里叶两维图案数据RF；
核对付里叶图案数据发生装置，用于通过对一种核对图的两维图案数据I进行两维离散付里叶变换，产生核对付里叶两维图案数据IF；
第一幅度压缩装置，用于在从该登记付里叶两维图案数据中除去了相位分量之后对其进行幅度压缩处理；
第二幅度压缩装置，用于在从该核对付里叶两维图案数据中除去了相位分量之后对其进行幅度压缩处理；
第一极坐标系转换装置，用于把已经经过了所述第一幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的登记付里叶两维图案数据RPL′的坐标系转换成极坐标系；
第二极坐标系转换装置，用于把已经经过了由所述第二幅度压缩装置进行的幅度压缩处理的核对付里叶两维图案数据IFL′的坐标系转换成极坐标系；
幅度压缩相关核对装置，用于把其坐标系被所述第一极坐标系转换装置转换成极坐标系的登记付里叶两维图案数据与其坐标系被所述第二极坐标系转换装置转换成极坐标系的核对付里叶两维图案数据相核对；
转动偏移量测量装置，用于获得登记付里叶两维图案数据与相对相关峰位置的核对图案数据之间的一个转动偏移量Δθ，所述相关峰位置是在所述幅度压缩相关核对装置进行核对处理的过程中获得的；以及
转动偏移校正装置，用于根据由所述转动偏移量测量装置获得的转动偏移量对登记图案与核对图案之一进行转动偏移校正。
其中在由所述转动偏移校正装置进行了转动偏移校正之后借助一种幅度压缩相关方法再次对登记图案与核对图案进行核对。
14.根据权利要求13的设备，其中当在由所述幅度压缩相关核对装置进行的处理中获得的相关峰的相关值大于一个预定阈值时，立即进行登记图案与核对图案之间的核对。
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