DE10260642A1 - Verfahren zur Erstellung einer Referenz für Fingerprints und zum Vergleich von Fingerprints - Google Patents

Verfahren zur Erstellung einer Referenz für Fingerprints und zum Vergleich von Fingerprints Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Erstellen einer Referenz (REF) für Fingerprints, wobei ein Orientierungsfeld (OFR) zumindest eines in die Referenz aufzunehmenden Fingerprints (FIR) berechnet und hieraus dessen Minutien (MIR) ermittelt werden, wobei zumindest die Minutien (MIR) als Referenzfingerprint (FIR') aufgezeichnet werden, wobei sowohl die Minutien (MIR) als auch das Orientierungsfeld (OFR) des zumindest einen Fingerprints (FIR) als Referenzfingerprint (FIR') in die Referenz (REF) aufgenommen werden, wobei das Orientierungsfeld einer Datenkompression unterworfen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Referenz für Fingerprints, wobei ein Orientierungsfeld zumindest eines in die Referenz aufzunehmenden Fingerprints berechnet und hieraus dessen Minutien ermittelt werden, wobei zumindest die Minutien als Referenzfingerprint aufgezeichnet werden.
  • Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vergleich eines Anfragefingerprints mit zumindest einem in einer Referenz enthaltenen Referenzfingerprint, wobei Minutien des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints miteinander verglichen werden, sowie zur Ermittlung der Minutien des Anfragefingerprints ein Orientierungsfeld berechnet wird.
  • Neben der seit langer Zeit bestehenden Bedeutung der Fingerabdruckidentifizierung in der Kriminalistik erlangt die Identifikation von Fingerabdrücken auf maschineller Basis auch auf anderen Gebieten zunehmende Bedeutung, beispielsweise bei Kreditkarten- und Geldausgabeautomaten sowie bei der Zutrittskontrolle zu Gebäuden bzw. der Berechtigungskontrolle bei Computersystemen, Telekommunikationsgeräten, etc.
  • Im Gegensatz zur Erfassung und Überprüfung anderer personenbezogener Merkmale, wie z.B. der Struktur der Iris, der Länge und Form der Finger, der Stimme oder der Gesichtsmerkmale, bieten sich Fingerabdrücke als mit einfachen, rasch durchführbaren und für eine Person nicht unangenehmen Prozeduren erfassbar an. Einen Überblick über personenbezogene Merkmale gibt der Artikel „It had to be you" in IEEE Spectrum, Februar 1994. Dazu kommt, dass Fingerabdrücke und ihre Strukturen bestens erforscht sind. Sorgfältige Reihenuntersuchungen und Statistiken haben nachgewiesen, dass die Fingerabdrücke jedes Menschen individuell und selbst bei eineiigen Zwillingen unterschiedlich, wenngleich ähnlich sind.
  • Das Muster der Fingerabdrücke wird von den Papillarlinien, auch „Ridges" genannt, erzeugt, wobei für die Identifizierung vor allem als Minutien bezeichnete Merkmale von Bedeutung sind, nämlich Endpunkte, Verzweigungen, Inseln sowie andere singuläre Merkmale. Grundbegriffe sind ebenso wie kriminalistische Methoden in dem Standardwerk „The Science of Fingerprints", United States Department of Justice, FBI, U. S. Government Printing Office, Rev. 12 – 84, Catalog No. JI. 14/2. F49/12/977, enthalten. Nähere Einzelheiten zur automatischen Klassifizierung von Fingerabdrücken sind beispielsweise zu finden in „PCASYS-A Pattern-Level Classification Automatic System for Fingerprints", G.T. Candela et al., U.S. Department of Commerce, August 1995.
  • Um die Lesbarkeit zu erleichtern und um Wiederholungen zu vermeiden werden nachstehend noch einige spezifische Fachausdrücke erläutert bzw. definiert.
    Fingerprint Das unbearbeitete Bild eines Fingerabdruckes in maschinell bearbeitbarer Form.
    Identität Ein Verweis auf eine bestimmte Person.
    Identität eines Fingerprints Die Verbindung eines Fingerprints mit einer Identität. Zusätzlich die Zusicherung, dass ein Fingerprint seinen Ursprung aus einem bestimmten Finger der Person hat.
    Encodierter Fingerprint Die Menge der aus einem Fingerprint extrahierten und für die Wiedererkennung relevanten Merkmale (Minutientypen, -koordinaten, -orientierungen,...).
    Anfrage Fingerprint Ein Fingerprint, dessen Identität festgestellt bzw. geprüft werden soll.
    Referenz Die aus einer nicht-leeren Menge von Fingerprints bekannter Identität gewonnene Information, die als Basis für den Vergleich mit Anfrage Fingerprints dient.
    Matchfunktion Eine Bool'sche Funktion, die für jedes Paar aus einem Fingerprint und einer Referenz eine Zusicherung liefert, ob dem Fingerprint die gleiche Identität zukommt, wie der Referenz oder nicht (der Weg zur Identität führt immer über die Identität des Fingerprints.).
    Enrollment Ein Verfahren, nach dem aus einer Menge von Fingerprints bekannter Identität eine Referenz erzeugt wird.
    Minutien Charakteristische Punkte eines Fingerabdruck-Bildes, wie Verzweigungs- und Endpunkte von Linien. In diesem Dokument wird unter einer Minutie jedoch nicht nur ein charakteristischer Punkt des Fingerprints, sondern auch dessen Lage, d. h. dessen Koordinaten in dem Fingerprint, verstanden
  • Üblicherweise erfolgt die Erfassung eines Fingerprints mittels eines geeigneten Sensor, beispielsweise auf optischer oder kapazitiver Basis. Das vom einem Sensor gelieferte Bild hat typischerweise eine Auflösung von 500 dpi und ist ein Graustufenbild, welches nach dem Scan in Abhängigkeit des Verfahrens unterschiedlich weiterverarbeitet wird.
  • Beim „Minutiae-Based Fingerprint Matching" werden charakteristische Punkte des Fingers wie Rillen, Kreuzungen, Verzweigungen und Enden erfasst. Die mathematischen Informationen zur Kodierung der Minutien werden mit entsprechenden Merkmals-Extraktions-Algorithmen aus den Daten eines Fingerprints extrahiert. Ein Individuum wird als Besitzer entsprechender Referenzdaten erkannt, wenn die aus seinem Fingerprint gewonnenen Anfragedaten in einer vordefinierten Anzahl von Minutien mit den Referenzdaten übereinstimmen. Zum Vergleich eines Anfragefingerprints mit einem Referenzfingerprint kann der Referenzfingerprint solange verschoben und gedreht werden, bis die Abweichungen der Minutien minimal ist.
  • Üblicherweise wird zur Gewinnung der Minutien aus einem mittels eines Sensors erfassten Original-Graustufenbild des Fingerabdrucks ein Richtungs- bzw. Orientierungsfeld berechnet, aus welchem ein „Rillenmuster" bzw. Linienmuster des Fingerprints ermittelt wird. Aus dem Rillenmuster können schließlich die Positionen der Minutien ermittelt werden.
  • Ausschließlich auf der Minutienerkennung basierende Fingerprintidentifikationsverfahren sind jedoch manchmal nicht ausreichend, um die Anforderungen an ein biometrisches Identifikationssystem hinsichtlich der Erkennungswahrscheinlichkeit zu erfüllen. So kann es bei schlechter Qualität des aufgenommenen Fingerprintbildes vorkommen, dass Minutien gar nicht erkannt oder Punkte, die keine Minutien enthalten, als Minutie herangezogen werden.
  • Oftmals kann dieses Problem jedoch durch die Verwendung zusätzlicher in dem Bild enthaltener Daten behoben werden. So können weitere in dem Fingerprint enthaltene Daten dazu herangezogen werden, das mittels eines Minutienerkennungsverfahrens gewonnene Ergebnis zu verifizieren oder zu falsifizieren. Ein Nachteil der bekannten Methoden besteht jedoch darin, dass durch die zusätzliche Datenmenge der Speicherbedarf der Referenz erhöht wird, was vor allem bei der Verwendung von Systemen mit einer nur geringen Speicherkapazität und Prozessorleistung, wie beispielsweise Smartcards etc., ein Problem darstellt.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen Weg zu schaffen, der es ermöglicht, unter Verwendung einer möglichst geringen Datenmenge eine Fingerprintidentifikation durchführen zu können.
  • Weiters soll, die Menge an in der Referenz enthaltenen „sensiblen" Daten, welche zur Erkennung eines Fingerprints erforderlich ist, möglichst gering gehalten werden.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sowohl die Minutien als auch das Orientierungsfeld des zumindest einen Fingerprints als Referenzfingerprint in die Referenz aufgenommen werden.
  • Da das Orientierungsfeld bereits bei der Ermittlung der Minutien berechnet wird, ist mit der erfindungsgemäßen Lösung im Hinblick auf herkömmliche Enrollment-Methoden kein zusätzlicher Rechenaufwand verbunden. Durch seinen globale Bildeigenschaften widerspiegelnden Charakter eignet sich das Orientierungsfeld sehr gut, im Rahmen der Identifikation eines Fingerprints als Zusatzinformation herangezogen zu werden. Darüber hinaus lässt sich das Orientierungsfeld auf einfache Weise komprimieren. Insbesondere bei Speichermedien mit ge ringer Kapazität ist es von Vorteil, die in der Referenz enthaltene Datenmenge gering zu halten.
  • In einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird das Orientierungsfeld daher einer Datenkompression unterworfen.
  • Bevorzugterweise wird das Orientierungsfeld des in die Referenz aufzunehmenden Fingerprints zur Komprimierung mittels einer Quad-Tree-Zerlegung in Bereiche zerlegt, wobei für jeden dieser Bereiche ein Orientierungswert ermittelt und gespeichert wird.
  • Weiters kann die Struktur des Quad-Trees gespeichert werden.
  • Darüber hinaus kann aus dem Orientierungsfeld der Umriss des Fingerprints ermittelt und in komprimierter Form gespeichert werden.
  • Zur Identifikation eines Anfragefingerprints eignet sich insbesondere ein Verfahren zum Vergleichen von Fingerprints der eingangs genannten Art, bei welchem die Referenz nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 erstellt ist, und zusätzlich zu dem Vergleich der Minutien des Anfragfingerprints und des Referenzfingerprints das Orientierungsfeld des Anfragefingerprints und das Orientierungsfeld des Referenzfingerprints miteinander verglichen werden, wobei abhängig von dem Ergebnis des Minutienvergleichs und dem Ergebnis des Vergleichs der Orientierungsfelder entschieden wird, ob der Anfragefingerprint mit dem Referenzfingerprint übereinstimmt.
  • Eine erste Variante der Erfindung sieht vor, dass das Orientierungsfeld des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints je mittels einer Quad-Tree-Zerlegung komprimiert werden, wobei das komprimierte Orientierungsfeld des Anfragefingerprints mit dem komprimierten Orientierungsfeld des Referenzfingerprints verglichen wird.
  • Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass das Orientierungsfeld des Anfragefingerprints gemäß der Struktur des Quad Trees des Referenzfingerprints in Bereiche zerlegt wird, wobei für jeden dieser Bereiche ein Orientierungswert ermittelt wird.
  • Weiters können die in ineinander entsprechenden Bereichen der Orientierungsfelder des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints enthaltenen Orientierungswerte miteinander auf Übereinstimmung verglichen werden.
  • Zum Vergleich der Minutien können zumindest die Minutien des Anfragefingerprints oder des Referenzfingerprints zumindest einer Rotations- und/oder zumindest einer Translationsoperation unterworfen werden, um die Position zu ermitteln, in welcher die größte Übereinstimmung innerhalb einer vorgebbaren Toleranz zwischen den Minutien des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints erreicht ist, und für den Fall, dass die übereinstimmenden Minutien des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints eine vorgebbare Anzahl überschreiten, die Orientierungsfelder des Anfragefingerprints und des Referenzfingerprints der Rotations- und/oder Translationsoperation unterworfen werden, welche zur größten Übereinstimmung der Minutien führt, woraufhin die beiden Orientierungsfelder auf Übereinstimmung überprüft werden.
  • Weiters kann bei Überschreitung der vorgebbaren Anzahl von übereinstimmenden Minutien, der Umriss des Anfragfingerprints berechnet werden, wobei der Umriss des Anfragefingerprints oder der Umriss des Referenzfingerprints der Rotations- und Translationsoperation unterworfen werden, welche zur größten Übereinstimmung der Minutien führt, wobei die in einem anhand der beiden Umrisse ermittelten Überlappungsbereich gelegenen Abschnitte der Orientierungsfelder miteinander auf Übereinstimmung überprüft werden.
  • Die Erfindung samt weiterer Vorteile wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen schematisch:
  • 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung einer Referenz und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Identifikation eines Anfragefingerprints.
  • Gemäß 1 kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren zur Erstellung einer Referenz REF ein unter Zuhilfenahme eines Fingerprintsensors aufgezeichneter Fingerprint FIR einer Merkmalsextraktion zur Ermittlung seiner Minutien MIR unterworfen werden. Die Merkmalsextraktion kann, wie weiter unten erwähnt von einer Steuerung STR, beispielsweise einem handelsüblichen Computer, durchgeführt werden.
  • Beim Extrahieren der Minutien MIR wird zuerst ein Orientierungsfeld OFR, d. h. die lokale Orientierung des Fingerprints FIR, ermittelt.
  • Zur Ermittlung des Orientierungsfeldes OFR kann der Fingerprint FIR bekannterweise in Bereiche gleicher Größe aufgeteilt werden. Mittels der Gradienten an jedem Pixel kann die lokale Orientierung jedes Bereichs ermittelt werden. Auftre tende Störungen, wie Schmutz, Rauschen oder Bruchstellen können beseitigt werden in dem die Umgebung der Bereiche berücksichtigt wird. Falls der unterschied zwischen der Umgebung und einem Block zu groß ist, kann die Orientierung mit einer niedrigeren Auflösung, also einer größeren Bereichsgröße, ermittelt werden. Dies hat überdies eine glättende Wirkung auf das resultierende Orientierungsfeld OFR.
  • Aus dem Orientierungsfeld OFR können, wie bereits eingangs erwähnt, auf an sich bekannte Weise die Minutien MIA (Linienenden und Liniengabelungen) ermittelt werden.
  • Im folgenden wird vorausgesetzt, dass eine Minutie MIA eindeutig durch ihre Position, d.h. ihre Koordinaten, in dem Fingerprint FIR bestimmt ist. Miteinander zu vergleichende Fingerprints weisen selbstverständlich einen identischen Koordinatenursprung auf, der beispielsweise durch den Mittelpunkt einer Sensorfläche definiert sein kann, auf welche der Finger, dessen Fingerprint aufgenommen werden soll, gelegt wird.
  • Anstatt das Orientierungsfeld OFR nach Ermittlung der Minutien MIA zu verwerfen, wie es bei den bekannten Enrollment-Verfahren der Fall ist, wird das Orientierungsfeld OFR bei der Erfindung in komprimierter Form ebenfalls in der Referenz REF aufgezeichnet. Das komprimierte Orientierungsfeld ist in der Zeichnung mit der Buchstabenkombination COF bezeichnet.
  • Zur Erstellung des komprimierten Orientierungsfeldes COF kann das ursprüngliche Orientierungsfeld OFR mittels einer Quad Tree Zerlegung in Bereiche BER unterteilt werden. Bei der Quad Tree Zerlegung handelt es sich um ein Standardverfahren der „Computational Geometry", welches eine kompakte Darstellung einer zweidimensionalen Funktion – des Orientierungsfeldes OFR – erlaubt. Bei der Quad Tree Zerlegung wird das Orientierungsfeld OFR in quadratische Bereiche BER mit der Seitenlänge s zerlegt. Diese Bereiche BER werden im Folgenden als Kacheln bezeichnet. Der innerhalb einer Kachel gelegene Teil des Orientierungsfeldes OFR kann durch einen konstanten Wert – nachstehend als Orientierungswert ORR bezeichnet – ersetzt werden, falls das Orientierungsfeld OFR innerhalb dieser Kachel von diesem Orientierungswert ORR um ein vorgebbares Fehlermaß nicht abweicht.
  • Sollte das doch der Fall sein, kann die ursprüngliche Kachel in vier (Quad) gleiche Teile mit einer Seitenlänge s/2 zerlegt und rekursiv das gleiche Kriterium auf die kleinere Kachel angewendet werden, bis das Fehlermaß in jeder Kachel unterschritten wird. Bei diesem Prozess entsteht eine Art „ausgefranster Pyramide" – der Quad Tree.
  • Da das Orientierungsfeld OFR in weiten Bereichen eine sehr glatte Funktion ist, und nur in räumlich eng begrenzten Bereichen stark veränderlich verläuft, kann man mit der Darstellung des Orientierungsfeldes OFR als Quad Tree statt als Bild eine beträchtliche Kompression erreichen.
  • Als Vorstufe zur Bildung des Quad Trees kann das Orientierungsfeld OFR einer groben Rasterung unterworfen werden, sodass es als grob gerastertes Grauwertbild GOF vorliegt.
  • Weiters kann aus dem Orientierungsbild OFR ein Umriss UMR des Fingerprints ermittelt werden.
  • In einem weiteren Schritt wird die geometrische Struktur QST des Quad Tree – d. h. Größe und Lage der Kacheln – in der Referenz REF aufgezeichnet. Weiters werden die zu den einzelnen Kacheln bzw. Bereichen BER gehörigen Orientierungswerte OFR des Quad Tree gespeichert.
  • Die Referenzdaten, d. h. die Struktur des Quad Tree QST, die Orientierungswerte ORR, der Umriss UMR des Fingerprints sowie die Minutien MIR, können in einem Speicher einer Smart Card SMC als Referenz REF abgelegt werden. Im folgenden wird der in der Smart Card SMC abgelegte encodierte Fingerprint als Referenzfingerprint FIR' bezeichnet.
  • Das erfindungsgemäße Enrollment hat den Vorteil, dass die aus dem Orientierungsfeld gewonnenen Informationen für sich keine biometrisch relevanten und somit besonders sensiblen Daten enthalten
  • Um zu überprüfen, ob ein mittels eines Fingerprintsensors aufgenommener Anfragefingerprint FIA mit dem Referenzfingerprint FIR' übereinstimmt, können gemäß 2 aus dem Anfragefingerprint FIA von einer mit dem Sensor und der Smart Card SMC verbundenen Steuerung STR, beispielsweise einen entsprechend programmierten Signal- oder Mikroprozessor bzw. Computer, das Orientierungsfeld OFA des Anfragefingerprints FIA sowie dessen Minutien MIA ermittelt werden. Die von der Steuerung STR ermittelten Minutien MIA des Anfragefingerprints FIA können an die Smart Card SMC übermittelt werden.
  • Die Smart Card kann die Minutien MIA, MIR des Anfrage- und des Referenzfingerprints RIF' mittels einer Minutienmatchfunktion MIM auf Übereinstimmung überprüfen. Im Rahmen des Minutienmatchings können, wie bereits eingangs erwähnt, die beiden Fingerprints FIA, FIR' gegeneinander verschoben und verdreht werden, bis jene Position ermittelt wird, in welcher die größte Übereinstimmung der Minutien MIA, MIR der beiden Fingerprints FIA, FIR' – im Rahmen einer vorgebbaren Toleranz – erzielt wird. Anders gesagt können die Minutien MIA, MIR eines Fingerprints FIA, FIR' mittels der Operationen „Rotation" und „Translation" relativ zu den Minutien MIA, MIR des anderen Fingerprints bewegt werden, bis die höchste Übereinstimmung der Minutien MIA, MIR erreicht wird.
  • Die Parameter PAR der Rotation bzw. der Translation, welche die ursprünglichen Lage eines Fingerprints, beispielsweise des Anfragefingerprints FIA, in jene Position überführen, in welcher die höchste Minutienübereinstimmung mit dem anderen Fingerprint FIR' erreicht ist, werden im Folgenden als „Match-Parameter" PAR bezeichnet.
  • Liefert das Minutienmatching ein positives Ergebnis in Bezug auf die Identität der beiden Fingerprints FIA, FIR', so kann das Orientierungsfeld OFA, OFR samt seinem Umriss UMA, UMR eines der beiden Fingerprints FIA, FIR' anhand der „Match-Parameter" PAR gedreht bzw. verschoben werden.
  • Anhand der Umrisse UMA des Anfragefingerprints FIA und des Referenzfingerprints FIR kann ein Überlappungsbereich der Orientierungsfelder OFA, OFR ermittelt werden. Innerhalb dieses Überlappungsbereiches kann sodann ein Vergleich der Orientierungsfelder OFA, OFR erfolgen.
  • Hierzu kann das Orientierungsfeld OFA des Anfragefingerprints FIA gemäß einer ersten Variante der Erfindung mittels einer Quad Tree Zerlegung zerlegt werden, wobei jeder Kachel des resultierenden Quad Trees ein Orientierungswert ORA zugeordnet wird. Das Ergebnis der Quad Tree Zerlegung des Anfragefingerprints und der Quad Tree des Referenzfingerprints gehen als Argumente in eine Orientierungsfeldmatchfunktion ORM ein. In einer einfachen Variante dieser Orientierungsfeldmatchfunktion ORM kann als Maß für die Übereinstimmung ein über die gesamte Überlappungsfläche integrierter mittlerer quadratischer Abstand der Orientierungswerte des Anfrageorientierungsfeldes FIA und dem Referenzorientierungsfeld FIR gebildet werden.
  • In einer zweiten Variante der Erfindung kann das Orientierungsfeld OFA des Anfragefingerprints FIA gemäß der Struktur QST des Quad Trees des Referenzfingerprints FIR' zerlegt werden. Somit erfährt das Orientierungsfeld OFA des Anfragefingerprints FIA eine Zerlegung in Kacheln, die identisch ist mit der Unterteilung des Orientierungsfeldes OFR des Referenzfingerprints FIR. Hierauf kann für jede Kachel des Anfra gefingerprints FIA ein Orientierungswert ORA ermittelt werden, der mit dem Orientierungswert ORW der diesem Bereich des Anfrageorientierungsfeldes FIA in dem Referenzorientierungsfeld OFR entspricht. Anders gesagt werden in dieser Variante der Erfindung diejenigen Kacheln des Orientierungsfeldes OFA Anfragefingerprints FIA und des Orientierungsfeldes OFR des Referenzfingerprints OFR miteinander verglichen, die in Bezug auf ihre Lage und Größe in dem je zugehörigen Orientierungsfeld identisch sind.
  • Als Maß für die Übereinstimmung der beiden Orientierungsfelder OFA, OFR kann auch hier ein über die gesamte Überlappungsfläche integrierter mittlerer quadratischer Abstand der Anfrage- ORA und Referenzorientierungswerte ORR für die Paare einander zugeordneter Kacheln, ermittelt werden.
  • Die zwei soeben genannten Varianten zum Vergleich der beiden Orientierungsfelder unterscheiden sich in Bezug auf ihre Rechengenauigkeit, den benötigten Speicherplatz sowie hinsichtlich der Berechnungsgeschwindigkeit. So kann mit der erstgenannten Variante eine höhere Genauigkeit erzielt werden, während mit der zweiten Variante eine höhere Berechnungsgeschwindigkeit bei geringerem Speicherbedarf in der Smart Card SMC erzielt werden kann.
  • Abhängig von dem Ergebnissen der Minutienmatchfunktion MIM und der Matchfunktion ORM der Orientierungsfelder OFA, OFR kann dann der Anfragefingerprint FIA mittels einer übergeordneten Matchfunktion, deren Argumente die Ergebnisse der Minutienmatchfunktion und der Orientierungsfeldmatchfunktion sind, als „identisch" oder „nicht identisch" mit dem Referenzfingerprint FIR klassifiziert werden. Im einfachsten Fall kann die übergeordnete Matchfunktion den Anfragefingerprint FIA als identisch mit einem Referenzfingerprint klassifizieren, wenn die Anzahl der übereinstimmenden Minutien über und der mittlere quadratische Abstand des Anfrage- OFA und des Referenzorientierungsfeldes OFR unter einem vorgebbaren Schwellwert liegen.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass im Rahmen einer Matchfunktion für Fingerprints sowohl globale – durch das Orientierungsfeld repräsentierte – Eigenschaften als auch lokale – durch die Minutien repräsentierten – Eigenschaften miteinander zu vergleichender Fingerprints herangezogen werden. Durch die Kombination globaler und lokaler Eigenschaften der Fingerprints kann die Erkennungswahrscheinlichkeit erhöht und die Fehlerrate minimiert werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Erstellen einer Referenz (REF) für Fingerprints, wobei ein Orientierungsfeld (OFR) zumindest eines in die Referenz aufzunehmenden Fingerprints (FIR) berechnet und hieraus dessen Minutien (MIR) ermittelt werden, wobei zumindest die Minutien (MIR) als Referenzfingerprint (FIR') aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Minutien (MIR) als auch das Orientierungsfeld (OFR) des zumindest einen Fingerprints (FIR) als Referenzfingerprint (FIR') in die Referenz (REF) aufgenommen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungsfeld (OFR) einer Datenkompression unterworfen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungsfeld (OFR) des in die Referenz aufzunehmenden Fingerprints (FIR) zur Komprimierung mittels einer Quad-Tree-Zerlegung in Bereiche (BER) zerlegt wird, wobei für jeden dieser Bereiche (BER) ein Orientierungswert (ORR) ermittelt und aufgezeichnet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (QST) des Quad-Trees aufgezeichnet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Orientierungsfeld (OFR) der Umriss des Referenzfingerprints (FIR) ermittelt und in komprimierter Form aufgezeichnet wird.
  6. Verfahren zum Vergleich eines Anfragefingerprints (FIA) mit zumindest einem in einer Referenz (REF) enthaltenen Referenzfingerprint (FIA'), wobei Minutien (MIR, MIA) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIA') miteinander verglichen werden, sowie zur Ermittlung der Minutien (MIA, MIR) des Anfragefingerprints (FIA) ein Orientierungsfeld (OFA) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz (REF) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 5 erstellt ist, und zusätzlich zu dem Vergleich der Minutien (MIA, MIR) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIA') das Orientierungsfeld (OFA) des Anfragefingerprints (FIA) und das Orientierungsfeld (OFR) des Referenzfingerprints (FIA') miteinander verglichen werden, wobei abhängig von dem Ergebnis des Minutienvergleichs und dem Ergebnis des Vergleichs der Orientierungsfelder entschieden wird, ob der Anfragefingerprint (FIA) mit dem Referenzfingerprint (FIA') übereinstimmt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungsfeld (OFA) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints je mittels einer Quad-Tree-Zerlegung komprimiert werden, wobei das komprimierte Orientierungsfeld des Anfragefingerprints mit dem komprimierten Orientierungsfeld des Referenzfingerprints (FIA) verglichen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungsfeld (OFA) des Anfragefingerprints (FIA) gemäß der Struktur (QST) des Quad Trees des Referenzfingerprints (FIA') in Bereiche zerlegt wird, wobei für jeden dieser Bereiche ein Orientierungswert (ORA) ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in einander entsprechenden Bereichen (BER) der Orientierungsfelder (OFA, OFR) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIR') enthaltenen Orientierungswerte (ORR, ORR) miteinander verglichen werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Minutien (MIA) des Anfragefingerprints (FIA) oder des Referenzfingerprints (FIR') zumindest einer Rotations- und/oder zumindest einer Translationsoperation unterworfen werden, um die Position zu ermitteln, in welcher die größte Übereinstimmung innerhalb einer vorgebbaren Toleranz zwischen den Minutien (MIA) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIR) gegeben ist, und für den Fall, dass die übereinstimmenden Minutien (MIA) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIR) eine vorgebbare Anzahl überschreiten, die Orientierungsfelder (OFA, OFR) des Anfragefingerprints (FIA) und des Referenzfingerprints (FIR) jener Rotations- und/oder Translationsoperation unterworfen werden, welche der größten Übereinstimmung der Minutien (MIA, MIR) entspricht, woraufhin die beiden Orientierungsfelder (OFA, OFR) miteinander verglichen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung der vorgebbaren Anzahl von übereinstimmenden Minutien (MIA), der Umriss (UMA) des Anfragfingerprints (FIA) berechnet wird, wobei der Umriss (UMA) des Anfragefingerprints (FIA) oder der Umriss (UMR) des Referenzfingerprints (FIR') der Rotations- und Translationsoperation unterworfen werden, welche zur größten Übereinstimmung der Minutien (MIA, MIR) führt, wobei die in einem anhand der beiden Umrisse (UMA, UMR) ermittelten Überlappungsbereich gelegenen Abschnitte der Orientierungsfelder (OFR, OFA) miteinander auf Übereinstimmung überprüft werden.
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