DE2740395A1

DE2740395A1 - Automatisches system zum identifizieren unbekannter muster

Info

Publication number: DE2740395A1
Application number: DE19772740395
Authority: DE
Inventors: John Philip Riganati; Visvaldis Alberts Vitols
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: De la Rue International Ltd
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1978-03-16
Also published as: FR2364512A1; DE2740395C2; US4151512A; BR7706014A; NL7709871A; CH631821A5; AU510961B2; JPS5373936A; AU2872477A; CA1090475A; JPS5857790B2; GB1590755A; FR2364512B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches System nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein automatisches System zur Verarbeitung dermatoglyohischer Informationen zwecks Durchführung einer Identifikation bzw. einer überprüfung der gesuchten Identität derjenigen Person, von der die Information erhalten wird. In größerem Rahmen bezieht sich die vorliegende Erfindung aui' einen Mustervergleich und auf Identifizierverfahren.

Bei gesetzüberwachenden Behörden, Industriellen Sicherheitsabteilungen und kommerziellen Geschäftsbetrieben bestand u.a. seit langem ein Bedürfnis nach einem zuverlässigen und wirksamen System, welches automatisch die Identität von Personen aufgrund dermatoglyohischer Informationen identifiziert und/oder überprüft Während im Stand der Technik viele Versuche unternommen worden sind, ein solches System zu schaffen, haben die meisten dieser Systeme manuelle Operationen für die Feststellung und Beschreibung von Merkmalen, für die Ausrichtung des Musters im Hinblick auf ein Bezugsmuster, die Zählung von Erhebungen und die Bestimmung der Klassifikation des Musters benötigt. Aufgrund der Zeitdauer und der hohen Kosten, die die manuellen Identlfizierungsfunktionen durch einen Operator erfordern, haben sich die Einrich tungen im Stand der Technik als unpraktisch erwiesen, wo eine schnelle Identifizierung mit niedrigen Kosten pro identifizierter Person gefordert sind.

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Das allgemeine System gemtfß der vorliegenden Erfindung für die Ausführung der automatischen dermatoglyphischen Verarbeitung ist in Fig. 1 dargestellt. Der mit "Erste Darstellung¹¹ bezeichnete Block 10 umschließt die epidermalen Erhebungsmuster, wie sie an Fingern, Handflächen, Zehen und Fußsohlen von Menschen gefunden werden, und wie sie dem Verarbeitungssystem angeboten werden. Die primäre Darstellung kann direkt durch Abdruck der epidermalen Erhebungen eines lebenden Fingers auf einem Wandler gebildet werden, oder sie kann indirekt durch die übertragung eines aufgezeichneten Bildes eines epidermalen Erhebungsmusters gebildet werden, wie sie in herkömmlichen Fingerabdruck-Blldübertragungstechniken vorkommen. Die Darstellung kann entweder einen einzigen Bereich, wie beisoielsweise den Ballen eines Fingers umfassen, oder sie kann mehrere Bereiche, wie beispielsweise die Ballen mehrerer Finger umfassen.

Die erste Darstellung wird durch einen Wandler 20 in eine zweite Darstellung umgewandelt. Im Falle einer direkten ersten Darstellung kann der Finger direkt auf einen Wandler, beispielsweise auf ein Prisma gesetzt werden. In diesem Fall wird das Licht intern von der Oberfläche des Prismas auf Licht f-'lhlelemente reflektiert, die in einem Feld angeordnet sind und die PrimSrdarstellung des Bildes aufnehmen und entsprechende elektrische Signale erzeugen. Eine indirekte erste Darstellung kann in eine elektrische Form entweder durch eine Abtastung mit einem flie-

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genden Licht fleck oder durch eine Vidicon-Kamera (Fernsehkameratyp) umgewandelt werden. Der Ausgang; des Wandlers weist typischerweise die Form eines elektrischen Signales auf, welches sodann automatisch verarbeitet wird, um wesentliche Identifizierungs-Information aus dem dargestellten epidermalen Erhebungsmuster herauszuziehen.

Der Ausgang des Wandlers wird im allgemeinen in ein digitales Signal umgewandelt und durch einen Informations-Extraktor 30 verarbeitet, um eine dreigeteilte Information herauszuziehen. Die epidermalen Muster werden eindeutig durch die dreigeteilte Information, die durch die zweidJmensionale Syntax charakterisiert ist ( z.B. die relative Position eines jeden Informations-Bits ), beschrieben. Die dreigeteilte Information umfaßt Erhebungs-Konturdaten, Merkmal-Daten und topologische Daten. Die herausgezogenen Erhebungs-Konturdaten beschreiben die relative Erhebungs-Flieftrichtung über das gesamte .Muster. Die herausgezogenen Merkmaldaten beschreiben prinzipiell den Ort von Furchen und Erhebungsendungen. Die Merkmal-Daten umfassen ebenfalls die relative Fließrichtung einer Jeden Furche und des Ortes von Erhebungsenden. Andere feine Einzelheiten, wie beispielsweise von Poren, Inseln oder Punkten, kennen ebenfalls lokalisiert werden und in den Merkmal-Daten beschrieben werden. Ferner werden ebenfalls Daten herausgezogen, die im allgemeinen

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topologischer Natur sind und hier als topologische Daten bezeichnet werden. Die topologischen Daten identifizieren Singular it 8t spunkte, die im allgemeinen als "Drei-Radien" und "Kerne" bezeichnet sind, sowie ihre zugeordneten Erhebungskonturen. Andere topologischen Daten, die benutzt werden kennen, umfassen ErhebungsZahlungen zwischen den SingularitStspunkten oder zwischen Merkmalen. Die topologischen Daten sind besonders nützlich bei der Klassifizierung der Form des Musters, während die Merkmal^Daten eine eindeutige und detaillierte Beschreibung eines .1eden persönlichen Musters gestatten. Die Erhehungs-Konturdaten werden bei der Bildung sowohl der Singularlt^tspunkte als auch der zugeordneten Erhebunps-Konturen der topologischen Daten benutzt. Die Erhebungs-Konturdaten werden ebenfalls benutzt, um die Jedem Merkmal zugeordnete Erhebungs-Pließrichtung zu erhalten.

Dem Anmelder ist es bekannt, daß andere Verfahren zum Herausziehen der dreigeteilten Information verwendet werden können. Wenn ein unbekanntes Muster beispielsweise nur randweise lesbar ist, so kann die Information durch Hand herausgezogen werden und in das automatische System durch eine geeignete Eingabe-Hardware eingegeben werden.

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Auf der Grundlage der herausgezogenen Information können eine Anzahl von Punktionen ausgeführt werden, was von den Anforderungen des Benutzers abhängt.

Eine Funktion umfaßt die Oberprüfung der gesuchten Identität einer Person; dies kann bewerkstelligt werden durch Vergleich der aus dem Pinperabdruck der Person herausgezogenen Information mit einer entsprechenden zuvor gespeicherten Fingerabdruckinformation, wobei die gespeicherte Information aufgrund einer Hilfsinformation, wie beispielsweise einer der Person zugeordneten Identifikations-Nummer, wieder aufgesucht werden kann. Die Person beansprucht eine bestimmte Identität durch Eingabe einer Identifikations-Hummer (Hilfs-Information) entweder durch Hand über eine Tastatur oder codiert auf einer Karte, welche in geeigneter Weise in das System eingelesen wird. Die Hilfs-Information wird benutzt, um den Speicher des Systems zu adressieren und die gespeicherte Information aufzusuchen. Die Person legt ebenfalls einen geeigneten Finger auf ein Lesefenster (Abtaster) und versetzt das System in die Lage, die erforderliche Information aus dem abgetasteten Fingerabdruck-Muster herauszuziehen. Die herausgezogene Information wird sodann mit der gespeicherten Information verglichen, und es wird eine Ja/Nein-Entscheidung gegeben, um die gesuchte Identität der Person zu überprüfen.

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Die automatische Identifizierung bildet eine andere Funktion, die durch die Verwendung der herausgezogenen Information ausgeführt werden kann« In diesem Fall werden die topologischen Daten, die die Klassifikation des epidermalen Musters charakterisieren, benutzt, um ein entsprechendes Klassifikationsfach auszuwählen, welches in einer Hauptspeicher-Kartei errichtet wird« Bei der Verarbeitung eines vorgegebenen Abdruckes zwecks genauem Vergleich mit der Haupt-Kartei bildet die Klassifizierung ein Verfahren, durch welches eines von mehreren Fächern der Haupt-Kartei ausgewählt wird, um den Betrag an gespeicherten Daten zu reduzieren, die abgesucht und verglichen werden müssen, und um auf diese Weise den erforderlichen Zeitaufwand zur Erzeugung des Vergleichs zu reduzieren. Bei der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, daß die Klassifikation ein Verfahren darstellt, durch welches die Anforderungen an die Suchzeit auf ein Minimum beschränkt werden. Die Klassifikation kann Jedoch gewünschtenfalls ganz umgangen werden oder durch ein anderes Verfahren zur Reduzierung der Anzahl von Vergleichsmustern substituiert werden. Es können hierbei Verfahren verwendet werden, bei denen die Muster in Gruppen, beispielsweise nach dem Verbrechenstyp oder der geografischen Herkunft, gespeichert werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die Klassifikation mit einem hohen Grad an Gewißheit positiv bestimmt werden, oder es kann

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alternativ eine Prioritätsliste wahrscheinlicher Klassifikationstypen festgestellt werden, wenn die Klassifikation mit einem geringen Grad an Gewißheit durchgeführt wird. Dort, wo eine Prioritätsliste erzeugt wird, werden aufeinanderfolgende Fächer der Hauptkartei nacheinander gemäß der Prioritätslisten der wahrscheinlichen Klassifikationstypen abgesucht. In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein Klassifikationsschema vorgeführt, in welchem lediglich jene Muster, die mit einem hohen Sicherheitsgrad klassifiziert sind, mit den in der Hauptkartei gespeicherten Mustern verglichen werden.

Wenn ein spezieller Klassifikationstyp ausgewählt worden ist, so werden sodann die herausgezogenen Merkrnäldaten mit den Merk maldaten eines jeden der gespeicherten Abdrücke innerhalb des entsprechenden besonderen Klassifikationsfachs der Hauptkartei verglichen. V/enn eine Übereinstimmung erzielt wird, so zeigt das System die Identität der Person an, deren Abdruck mit dem übereinstimmenden Abdruck innerhalb des Klassifikationsfachs der Hauptkartei übereinstimmt und/oder reproduziert den übereinst immenden Abdruck selbst aus der In dem Klassifikationsfach gespeicherten Information.

In vielen Fällen werden mehrfache Übereinstimmungen aufgrund vorbestimmter Toleranzgrenzen und Fehlerraten erzielt. Das

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System erzeugt daher eine Liste von Namen bzw. von Identifizierungsziffern zur Identifizierung von Leuten gemPß einer Priorität, deren gespeicherte Pingerabdruck-Information zwecks Identifikation mit dem vorliegenden Pingerabdruck übereinstimmt.

Ebenso wie das vorliegende erfindungsgem^ße System für die Verwendung durch gesetzüberwachende Behörden, industrielle Sicherheitsabteilungen und Banken geeignet ist, kann das zuvor erwähnte System mit großem Vorteil an jenen Stellen eingesetzt werden, wo Identifikationskarten ausgegeben werden, wie beispielsweise Führerscheine, Kreditkarten, Wohlfahrts- und Sozialversicherungskarten. In jedem dieser Büros kann eine Prüfung der Fingerabdrücke der Person durchgeführt werden, die eine Identifikationskarte zu erhalten sucht, wobei durch Überprüfung mit der Kartei festgestellt werden kann, ob diese Person eine Identifikationskarte zuvor unter der gleichen oder einer anderen Identität erhalten hat. Durch das zuvor erwMhnte System kann daher bei seiner Benutzung in großem Umfang verhindert werden, daß falsche Identifikationskarten durch rechtmäßige Ausgabestellen ausgegeben werden.

Obgleich die Ausführungen der vorliegenden Erfindung auf eine dermatoglyphische Muster-Erkennung und Identifizierung gerichtet sind, ist erkennbar, daß die hierbei verwendeten Verfahren ebenso benutzt werden kennen, um Sprach- oder Klangmuster zu identi-

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fizieren ebenso wie andere Arten von Konturmustern, die ,1ene Muster umfassen, die im Zusammenhang mit der geographischen Kartierung, der Strukturanalyse und des Wellenstudiums entwickelt werden. Tatsächlich kann jedes Muster, das durch Daten entsprechend den zuvor erwähnten Erhebungs-Konturdaten und/oder Merkmaldaten repräsentiert wird, durch die Verwirklichung des Konzepts der vorliegenden Erfindung Identifiziert werden.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein automatisches System zum Lesen, zum Herausziehen charakteristischer Informationen und zur Identifizierung von Muntern im Hinblick auf Referenzmuster anzuheben.

weiteres
Ein/Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines automatischen Systems zur Verarbeitung dermatoglyphischer Informationen, um die Identitifizierung einer Person durchzuführen, von der die Information erhalten wird.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System zur Verarbeitung dermatoglyphischer Informationen vorzusehen, um die Überprüfung der gesuchten Identität einer Person aus der von ihr erhaltenen Information durchzuführen.

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Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Pingerabdrucksystem zu schaffen, das das Erhebungs-Konturmuster analysiert und das Pingerabdruckmuster automatisch gemäß einem vorliegenden Satz von Regeln klassifiziert.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines automatischen Systems, welches Singularitätspunkte, wie beispielsweise Kernpunkte und Drei-Radien-Punkte, aus den automatisch festgestellten Erhebungs-Konturdaten feststellt.

Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System zu schaffen, das mit Entscheidungsfähigkeiten ausgestattet ist, um festzustellen, ob das dermatoglyphische Muster unter den vorbestimmten, vorgesehenen Klassifikationstypen klassifizierbar ist oder nicht.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines automatischen Systems, welches Merkmale in Ausdrücken relativer X, Y-Positionen und einer Ö-Orientierung identifiziert und herauszieht.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System lu schaffen, das die herausgezogenen Merkmale mit gespeicherten zu Fingerabdrucken gehörenden Merkmalen in

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einer Hauptkartei vergleicht, um einen Grad der Übereinstimmung unabhängig von der Orientierung des Pingerabdruckmusters in Bezug auf das System festzustellen.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System zu schaffen, das ein Pingerabdruckmuster unabhängig von der Orientierung des Pingerabdruckmusters in Bezug auf das System klassifiziert.

Die Verwirklichung dieser Ziele gelingt gemfß der im Anspruch gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprttchen entnehmbar.

Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des Standes der Technik durch die Schaffung eines automatischen Systems, wobei epidermale Erhebungen darstellende Muster, wie beispielsweise Fingerabdrucke, eindeutig durch die automatische Herausziehung dieser scezifischen Information beschrieben werden. Die spezifische Information, wie beispielsweise die Erhebungs-Konturdaten, die den Erhebungsfluß in dem Pingerabdruck-Muster beschreiben, und Merkmaldaten, die prinzipiell die Erhebungsenden und Furchen beschreiben, werden automatisch identifiziert und aus dem Pingerabdruckmuster herausgezogen. Topologische Daten, die Singularitätspunkte^ wie beispielsweise Drei-Radien und Kerne, ebenso wie Erhebungs-Pließlinienspuren, die jenen

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identifizierten SingularltStspunkten zugeordnet sind, identifizieren, werden automatisch aus den Erhebungs-Konturdaten
herausgezogen. Die herausgezogene Information wird sodann durch das System zur automatischen Klassifizierung des Pingerabdruck-Musters und/oder der Anpassung des Pingerabdruck-Musters mit
in einer Massenkartei gespeicherten Mustern benutzt. Die Identifikation wird sodann automatisch bewerkstelligt durch Vergleich der herausgezogenen Information mit der entsprechend d?n zuvor identifizierter Fingerabdruck-Mustern in der Massenkartei gespeicherten Information. In einem %erprüfungssystem kann die gesuchte Identität einer Person durch Vergleich des Fingerabdrucks dieser Person mit einem besonderen Muster überprüft
werden, wobei das besondere Muster in der Massenkartei entsprechend der gesuchten Identität gespeichert ist«

Die vorstehenden und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der
Erfindung, ebenso wie die Erfindung selbst, werden dem Fachmann aufgrund der folgenden detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich,
wobei in den Zeichnungen gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten zeigen.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des allgemeinen Konzeptes der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A ein erstes Ausführungsbeisoiel der vorliegenden Erfindung, das zur Identifizierung einer Person aufgrund eines ihrer ausgewählten Fingerabdrücke benutzt wird;

Fig. 2B ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine Person aufgrund eines oder mehrerer Fingerabdruck-Muster identifiziert wird;

Fig. 3 ein Beispiel für einen Abtast-Mechanismus, wie er bei der vorliegenden Erfindung benutzt wird;

Fig. 4A und 4B, die nachstehend als Fig. 4 bezeichnet werden, ein Gesamt-Blockdiagramm des Informations-Prozessors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4C ein Diagramm zur Darstellung verschiedener Parameter des relativen Informationsvektors, wie er durch den Schaltkreis gemäß Fig. 4 hergeleitet wird;

Fig. 5 eine Konzept-Darstellung der Hauptkartei des Informations-Prozessors gemäß Fig, 4;

Fig. 6 ein detailliertes Blockdiagramm des Zeilenzählers gemSß Fig. 4;

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Pig. 7 ein detailliertes Blockdiagramm des eindimensionalen Schwellwert-Schaltkreises gemäß Pig. H;

Pig. RA, RB, 8C, 8D, 8E und RF, die nachstehend als Pig. R bezeichnet werden, ein detailliertes Blockdiagramm des Binärbild-Merkmal- und Erhebungskontur-Detektors gemäß Pig. 4;

Fig. 9 Beispiele von Adressen zur Feststellung von Merkmalen in einem 3 χ 3-Penster gemäß Pig. R;

Pig. Io verschiedene Adressen für die in einem 3-3-Fenster gemäß Fig. 8;

Pig* Io verschiedene Adressen für die in einem 3 χ 3-Bit-Fenster gemäß Fig. 8;

Pig. Io verschiedene Adressen für die in einem 3 χ 3-Bit-Fenster gemäß Fig. 8;festgestellten Erhebungs-Fließrichtungen;

Pig. HA einen 38 χ 3R-Byte-RAM-Speicher für die Erhebungskontur mit einem Speicherbereich von 32 χ 32 Bytes und einem Fenster von 7x7 Byte»

Fig. HB einen 7 x 7 Byte-Puffer, der zur Feststellung der Korrelation der Referenzwinkel benutzt wird;

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Pig. 12A ein Pingerabdruckmuster mit Klassifikation in einer Rechtsschleife, eine resultierende Speicherung der Erhebungs-Konturdaten, die von dem Pingerabdruckmuster abgeleitet werden, und die Konturspur, die von den Erhebungs-Konturdaten erzeugt wird;

Fig. 12B ein Fingerabdruckmuster, die resultierende Erhebungskontur und die Konturspur für eine Klassifizierung in einer Linksschleife;

Fig. 12C ein Fingerabdruckmuster, die resultierende Erhebungskontur und die Konturspur für eine Wirbel-Klassifizierung;

Fig. 13 vereinfachte Beispiele von Muster-Klassifikationstypen;

Pig. I^ ein vereinfachtes Blockdiagramm des Klassifizierers gemäß Fig. M;

Fig. 15A, 15B, 15C, 15D und 15E, die nachstehend als Fig. 15 bezeichnet sind, ein detailliertes Blockdiagramm eines Schaltkreises, wie er zur Bildung der Korrelation des Referenzwinkels des 7 χ 7-Byte-Puffers gemSß Fig. HB benutzt wird;

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Pig. 16a, 16b und l6c , die nachstehend als Pig. l6 bezeichnet werden, Beispiele der Erhebungs-Fließdaten in einem 7 χ 7-Byte-Fenster für einen Nicht-SingularitStspunkt, ein Drel-Radienpunkt und einen Kernpunkt zusammen mit der Korrelationsbestimmung als Ergebnis der in dem Schaltkreis gem£ß Fig. 15 durchgeführten Berechnung;

Fig. 17A, 17B und 17C, die nachstehend als Fig. 17 bezeichnet werden, ein detailliertes Blockdiagramm des Spitzenwert-Zählschaltkreises des Klassifizierers;

Pig. 18 ein detailliertes Blockdiagramm eines Maskierungsschaltkreises, der die durch den Schaltkreis gern?¹?) Fig. 17 erzeugte Information behandelt;

Fig. 19 eine Konzeptansicht eines Feldes einer Anzahl von Spitzenwerten nach der Maskierung durch den Schaltkreis gemäß Fig. 18;

Fig. 20 ein detailliertes Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Verbesserung durch Verdünnung des Spitzenwert-Bündels in dem Feld gemflß Fig. 19;

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Fig. 21 drei Abtastzellen,wie sie bei der Bündel-Verdünnungsoperation des Schaltkreises gemäß Pig, 2o während der Datenabtastung in dem Feld der Anzahl von Spitzenwerten benutzt werden;

Fig. 22A und 22B, die nachstehend als Fig. 22 bezeichnet werden, ein detailliertes Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Positionierung und Zuordnung von X, Y-Adressen zu festgestellten Kern- und Drei-Radien-Punkten, die durch die Verdünnungs-Operation mit dem Schaltkreis gemäß Fig. 2o verbessert worden sind;

Fig. 23 ein Beispiel einer Kurvenspur von Erhebungs-Fließkonturen, die festgestellten Kern- und Drei-Radien-Punkten zugeordnet sind;

Fig. 24 ein detailliertes Blockdiagramm eines die Spurbildung gemäß Fig. 23 ausführenden Spurschaltkreises;

Fig. 25 die in dem Schaltkreis gemäß Fig. 2¹J benutzten Inkrementalwerte zur Erzeugung der Spuren der Fließlinien gemäß Fig. 23;

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Pig. 26a und 26b, die nachstehend als Pig. 26 bezeichnet werden, ein detailliertes Blockdiagramm eines Vergleichsschaltkreises, welches den aufgrund der durch den Schaltkreis gemäß Pip;. 2U ausgeführten Kurvenspurbildung erzeugten Incrementalwerten eine Klassifizierung zuordnet.

Das System gemfsß Fig. 2A wird dann benutzt, wenn man wissen will, ob eine Person, die Eintritt in einen Bereich begehrt, zuvor mit ihren Fingerabdrucken unter ihrer eigenen Identität oder einer falschen Identität registriert worden ist. Ein solches System kann an Zollstellen benutzt werden, wobei jede Person, die die Zollstelle passiert, einer Fingerabdruckprüfung unterzogen wird. In diesem Fall werden die Fingerabdrucke und Identifikationsnummern (beispielsweise die Sozialversicherungs-Nummer) bekannter Flüchtlinge, auf Ehrenwort Entlassener und anderer Personen, denen das Verlassen des Landes nicht gestattet ist, in dem System gespeichert. Wenn das individuelle Pingerabdruckmuster als unter einer oder mehreren Identitäten in der Kartei vorhanden erkannt wird, so wird dieser Person nicht gestattet, die Zollstelle zu überschreiten, und diese Person kann für weitere Maßnahmen zurückgehalten werden.

Fig. 2A zeigt ein erstes AusfflhrungsbelBpiel der vorliegenden Erfindung, welches einen Eingabe-Terminal 11,ein Anzeigefeld 3o

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und einen Informations-Prozessor 2o aufweist. Der Eingabe-Terminal 11 besitzt mehrere Anzeigelampen 1 - R, die den besonderen Pinger anzeigen, der für den Vergleich ausgewählt worden ist. Ein Operator kann durch den entfernt angeordneten Sicherheitswähler l6 einen spezifischen einzelnen Finger auswählen, der durch das System automatisch verglichen werden soll.

Die Person legt ihren Finger, der dem eingeschalteten Anzeigenlicht zugeordnet ist, auf das Abtastfenster I¹J. In diesem Beispiel weist das Abtastfenster 14 einen Abtast-Auslöseschalter Io7

auf
(Fig.3)/, der durch den auf das Fenster 14 gedrückten Finger 12 ausgelöst wird. Selbstverständlich können andere Schalteranordnungen verwendet werden, die beispielsweise manuell , optisch oder elektrisch betätigt werden können.

Der Informations-Prozessor 2o nimmt das Datenmuster, das durch den Eingabe-Terminal 11 abgetastet wird, auf und vergleicht die abgetasteten Daten mit der gespeicherten Kartei von Fingerabdrucken entsprechend dem Jeweils ausgewählten Finrer. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird zwischen dem abgetasteten Fingerabdruck-Muster und einem gespeicherten Fingerabdruck-Muster, so erscheint auf der entfernt angeordneten Anzeige 3o (eine optische Ausgabeeinrichtung 31 kann ebenfalls verwendet werden) eine entsprechende Identifikations-Nummer, und es wird eine Lampe betS-tlgt, die das Vorhandensein der Information in der Kartei signa-

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llsiert. Wenn durch den Informations-Prozessor 2o mehrfache Übereinstimmungen festgestellt werden, so treten auf der entfernt angeordneten Anzeige 3o die entsprechenden Identifikations-Nummern von jedem nacheinanderfolgend identifizierten Muster auf, und es wird eine Lampe angesteuert, die anzeigt, daß mehr als eine Information in der Kartei fibereinstimmend ist. Wenn Jedoch durch den Informations-Prozessor 2o keine Übereinstimmung festgestellt wird, so wird eine Lanme angesteuert, die anzeigt, daß keine Übereinstimmung mit der in der Kartei vorhandenen Information vorliegt. An diesem Punkt ist die Suche für dieses Fingerabdruck-Muster beendet.

Als Alternative zu dem System gemäß Fig. 2Λ kann ein System gemäß Fig. 2B benutzt werden, wobei der Reihe nach ausgewählte Finger abgetastet und dann mit der Kartei verglichen worden. In diesem Fall wird der Eintritt begehrenden Person durch die nacheinanderfolgend angesteuerten Anzeigelampen 1-8 angezeigt, daß sie nacheinander Jeden von bis zu acht Fingern auf das Abtastfenster zu drücken hat.

Die Anzahl von Fingerabdrücken, die der Reihe nach von dem System abgetastet und verglichen werden, wird durch den entfernt angeordneten Sicherheitswähler l6^f gesteuert. Ein Operator kann beispielsweise auswählen, daß die rechten und linken Zeigefinger von dem System abgetastet und verglichen werden. In diesem Fall

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stellt der Operator den entfernt angeordneten Slcherheltswähler l6» in die Stellung"2", wodurch ein B zu 3-Decodierer l& veranlaßt wird, ein entsprechend codiertes binäres Ausgangssignal zu erzeugen. An dem Eingabe-Terminal 11 wird die mit "R. Index" bezeichnete Anzeigelampe 1 durch den Ausgang eines 3 zu 8-Konvertors 9 betätigt, da In diesem Beispiel der rechte Zeigefinger immer zuerst abgetastet wird. Ein Auslttse-Startimpuls wird in dem Eingabe-Terminal 11 bei der Betätigung eines "Start"-Druckknopfes oder eines Auslfise-Abtastschalters Io7 (Pig· 3)» wie er in Zusammenhang mit Fig. 2A erläutert wurde, erzeugt. Der Folgezähler 13 zählt bei jedem Auslttse-Suchimpuls um 1 Bit nach oben und erzeugt ein binär-codiertes Ausgangssignal für den 3 zu B-Wandler 9, der die Betätigung der entsprechenden Anzeigelampen in dem Eingabe-Terminal 11 steuert. Der Ausgang des ^polgezählers 13 wird mit dem Ausgang des 8 zu 3-Decodierers 18 in einem Vergleicher 15 verglichen. Immer, wenn die Differenz zwischen den Werten des Zählers 13 und des Decodierers 18 den Wert Null aufweist, wird ein Ausgangssignal von dem Vergleicher 15 auf den Folgezähler 13 zurückgeführt, um diesen auf Null zurückzustellen. Das Ausgangssignal des Vergleichers 15 wird ferner als ein Signal "Ende der Suche" benutzt, welches dem Informations-Processor 2o zugeführt wird. Der Ausgang des Folgezählers 13 wird ebenfalls dem Informationsprozessor 2o zugeführt, um die Fingernummer-Adresse in der Hauptkartei zu identifizieren.

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Aus den beiden Ausführungsbeispielen gemSß PIg. 2A und 2B geht hervor, daß ein Eingabe-Terminal, basierend auf den vorstehenden Erläuterungen, so aufgebaut sein kann, daß er gleichzeitig mehrere von dem System abzutastende und zu verarbeitende Fingerabdrucke aufnehmen kann. Das System kann modifiziert werden, um die Mehrzahl von Fingerabdrucken parallel oder in Serie abzutasten und um diese Information dem Informations-Prozessor zuzuführen. Ferner liegt auf der Hand, daß Jede der beiden Ausführungen gemäß den Fig» 2A und 2B verschiedene Eingabe- und Anzeige-Terminals gleichzeitig in einer Timeshare-Anordnung aufweisen kennen, wobei ein einziger Informations-Prozessor mit diesen Terminals zusammenarbeitet.

Die in den Fig. 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispiele können leicht modifiziert v/erden, indem alle Io Finger anstelle der begrenzten Anzahl von 8 Fingern verwendet werden. Es hat sich Jedoch herausgestellt, daß der kleine Finger an Jeder Hand, obgleich er ein Fingerabdruck-Muster aufweist, nicht besonders die Genauigkeit der Identifizierung bei der Verarbeitung erhöht. Zusätzlich kann die Anzahl von B Fingern wirksam in einer binPrcodierten Hardware verarbeitet werden, die nur 3 Bits für die Finger-Identifizierung im Gegensatz zu einem Abdrucksystem mit Io Fingern erfordert.

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Pig. 3 zeigt ein Beispiel eines Abtastmechanismus,wie er bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Abtaster loo ist als ein Prisma-Element dargestellt, das ein Abtastfenster 1Ί für die Aufnahme eines Pingers 12 darauf aufweist. Gebündeltes Licht wird von einer Lichtquelle lol geliefert und in das Prisma geworfen, um von der inneren Oberfläche des Fensters I^ reflektiert zu werden. Ein Bin£rbild resultiert aus der verhinderten internen Reflexion am Fenster 14 aufgrund des Erhebungs- und Talmusters des Fingerabdrucks auf dem Fenster l4. In Jenen Bereichen, wo die epidermalen Erhebungen des Fingerabdruck-Musters die Oberfläche des Fensters I¹I berühren, wird das gebündelte Licht zerstreut. In den Bereichen des Fensters I¹I, wo die epidermalen Täler des Fingerabdruck-Musters vorliegen, findet keine Berührung mit dem Fenster Ii statt, und das gebündelte Licht wird intern gegen einen schwenkbaren Spiegel Io3 reflektiert. Ein Fokussier-System Io5 empfangt das resultierende Bin£rbild, das von dem Spiegel Io3 reflektiert wird und fokussiert das BinSrbild in seine Brennebene. Eine lineare 256 χ 1-Fotodiodenanordnung Io2 ist fest in der Brennebene des Fokussier-Systems Io5 angeordnet. Der Spiegel Io3 wird durch einen Nockenantrieb lo^ geschwenkt, um das Binörbild quer über die Brennebene und somit entlang der Elemente der linearen Fotodiodenanordnung Io2 abzutasten. Das Fingerabdruck-Muster auf dem Fenster I^ wird daher entlang einer Linie abgetastet.

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Bei der Ausführungsform des Abtasters loo gemäß Fig. 3 wird, wenn ein Pinger 12 gegen das Fenster 1¹I gedrückt wird, ein Schalter Io7 betätigt, um einen Auslöse-Abtastimpuls passieren zu lassen, der einen 1-MHz-Taktgenerator Io4 (in Fig. ¹J gezeigt) veranlaßt, mit der Erzeugung von Taktsignalen zu beginnen.

Unter Bezugnahme auf Fig. Ί kann der Auslöse-Abtastimpuls des Schalters Io7 ebenfalls benutzt werden, um einen Nockenmechanismus (nicht dargestellt) zum Antrieb des Spiegels Io3 zu starten.

Die lineare 256 χ 1-Fotodiodenanordnung Io2 wird vorzugsweise durch den 1 MHz-Takt ΙοΊ angesteuert, so daß eine Zeilenabtastung, ganz ähnlich einer Fernseh- Rasterabtastung, hinsichtlich der Daten ausgeführt wird, die durch die Fotodiodenanordnung Io2 abgetastet werden. Die Fotodiodenanordnung Io2 wird bei dieser Ausführungsform wiederholt für 256 aufeinanderfolgende Zeilen abgetastet und Jede abgetastete Zeile enthält 256 Daten-Abtastpunkte.

Gleichzeitig wird der Ausgang des Taktes Io4 dem Zeilenzähler Io7 als Eingang zugeführt. Der Zeilenzähler Io7 zählt 256 Taktimpulse pro Zeile und 256 Zeilen (d.h. 65536 Taktimpulse). Der Zeilenzähler Io7 erzeugt ein Abtast-Stop-Signal, wenn die 256

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Zeilen vollständig abgetastet sind. Der Zeilenzähler Io7 wird weiter unten in näheren Einzelheiten anhand von Pig. 5 erläutert.

Die 256 Datenabtastpunkte pro Zeile von der Potodiodenanordnung Io2 sind in Wirklichkeit analoge Daten und können von einem reinen Schwarz-Signal entsprechend einer ¹¹I" bis zu einem reinen Weiß-Signal entsprechend einer "0" variieren. (Ein reines Weiß-Signal entsprechend einer "0" tritt jedoch gewöhnlich nur in den hellen Hintergrundbereichen auf, die den Pingerabdruckbereich umgeben). Jeder der analogen Datenpunkte wird einem eindimensionalen Schwellwert-Schaltkreis I06 zugeführt, der jeden der abgetasteten Punkte entweder in einen Binärwert von "l" oder von "0" quantisiert und ebenfalls den Hintergrundbereich in jenen Bereichen identifiziert, wo der Finger nicht gegen die Oberfläche des Fensters Ik gedrückt ist.

Die binäre Datenbitfolge am Ausgang des eindimensionalen Schwellwert-Schaltkreises I06 wird sodann in einen Binärdaten-Verbesserungs-Schaltkreis loR eingegeben, in welchem die Binärdaten ver-? bessert werden, indem Information entsprechend unerwünschter Veränderungen in dem Muster entfernt wird, ohne daß die eindeutigen Charakteristiken des zu verarbeitenden Musters verändert werden. Der Binärdaten-Verbesserungsschaltkreis loft verdünnt die Erhebungen des Musters, so daß ihre Breiten nicht mehr als 1 Bit besitzen. Der Binärdaten-Verbesserungsschaltkreis loft bewirkt

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ferner das Auffüllen von Poren, die In dem Erhebungsmuster auftreten und die Diskontinuitäten verursachen können. Eine Ausführung des Binärdaten-Verbesserungsschaltkreises I08 kann der US-Patentanmeldung mit der Ser.-Nummer 621,724 vom l4.lo.1975 entnommen werden, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Die verbesserte Bit-Folge des Binärdaten-Verbesserungsschaltkreises Io8 wird dem Binärblld-Merkmal und Erhebungskontur-Detektor Ho eingegeben, in welchem die relative X, Y-Posltion des Merkmals (Erhebungeendungen und Furchen) festgestellt werden, und die Erhebungskontur-Daten bestimmt werden.

Unter Bezugnahme auf den Binärbild-Merkmal- und Erhebungskontur-Detektor Ho ist festzustellen, daß die Erhebungskontur-Daten als lo2*J Worte mit einer Wortlänge von 8 Bits an einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 112 mit 32 χ 32 Byte ausgegeben werden. Jedes der Io24 Worte, die die Erhebungskontur-Daten darstellen und die in den Speicher RAM 112 eingegeben werden, erzeugt eine Information über den mittleren Erhebungskontur-Winkel für einsiB χ fl-Fensterbereich, der durch 8 Punkte pro Zeile für 8 abgetastete Zeilen der ursprünglichen Fotodiodenanordnung Io2 definiert ist. Jeder der Io24 Speicherplätze des Speichers RAM 112, die durch die Auswahl- und Adressenlogik-Schaltkreise 131/125 und E9/127 adressiert werden, speichert eines der entsprechenden

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8 Bit-Worte der Information über den mittleren Erhebungs-Konturwinkel. Da 2 der Zahl 256 entspricht, sind 256 verschiedene Winkel durch den Detektor Ho feststellbar und das System erzeugt daher eine Auflösung von ungefähr 1,4° im Hinblick auf die Erhebungskontur-Winkelinformat ion.

Die Merkmale, wie beisüielsweise die Erhebungsendungen und die Furchen, kennen eine Zahl bis zu 100 in jedem speziellen Fingerabdruckmuster ausmachen. Es ist jedoch empirisch festgestellt worden, daß die Anzahl gültiger Merkmale pro Abdruck einen Mittelwert von ungefShr 50 einnimmt. Es ist daher völlig akzeptabel Daten für bis zu 6¹I Merkmale zu identifizieren und herauszuziehen, wobei immer noch ein hoher Grad an Genauigkeit beim Vergleich erzielt wird. Darüber hinaus stellt die Zahl 6¹» eine übliche Größe zwecks Benutzung in digitalen Systemen dar. Es liegt jedoch auf der Hand, daß die Größe des Systems durch den Fachmann verändert werden kann, um eine größere Anzahl von Merkmalen als Sk festzustellen.

Jedes der bis zu 61 Bytes an X-Daten, entsprechend dem.festgestellten Merkmal, weist 8 Bits auf. In gleicher Weise weist jedes der bis zu 64 Bytes der Y-Daben, entsprechend dem gleichen festgestellten Merkmal, 8 Bits auf. Die X- und Y-Datensfltze, die die relative Position eines £eden festgestellten Merkmals

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beschreiben, werden in entsprechende Merkmaldaten-Positionsspeicherregister IIP und 12o eingegeben. Die Merkmaldaten-Positionsspeicherregister 118 und 12o sind vom FIFO-Typ (FIFO = first in first out), von denen jedes S^ Bytes an Information speichert und die ihre Ausgangssignale an RIV-Wandler 122 abgeben»

Die Θ-Orientierung ffJr jedes festgestellte Merkmal entspricht dem mittleren Erhebungs-Konturwinkeldatenausgang des Binärbild-Merkmal- und Erhebungskontur-Detektors Ho an dieser entsprechenden X-, Y-Position. V/enn die R Bit-Worte in ,leder Datengruppe von den Registern Il8 und 12o an den RIV-Wandler 122 ausgegeben werden, dann werden diese ebenfalls an die Decodierer 121 und 123 entsprechend ausgegeben. Auswahl-Logikschaltkreise 131 und steuern die decodierte X- und Y-Merkmaldateninformation, um die Logikschaltkreise 125 und 127 entsprechend zu adressieren. Der Speicher RAM 112 für die Erhebungskontur, der die Erhebungs-Konturdaten O in den 32 χ 32-Datenspeicherplätzen enthält, wird adressiert, um die O -Daten entsprechend der adressierten Position auszulesen. Die von dem Speicher RAM 112 ausgelesenen Θ-Daten der Erhebungskontur werden sodann in den RIV-Wandler eingegeben.

Die grundlegende Lösung zum Vergleich und zum Anpassen von Mustern gemäß der vorliegenden Erfindung zieht in Rechnung, daft

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obgleich zwei Fingerabdrucke des gleichen Pingers nicht perfekt übereinzustimmen brauchen (aufgrund einer Streckung oder anderen Störungen), die Merkmalmuster dieser zwei Fingerabdrücke hinreichend eng genug übereinstimmen werden, so daß sie als miteinander übereinstimmend betrachtet werden können. Aus diesem Grund liegt eine allgemeine Gesamt-Übereinstimmung zweier Fingerabdrucke vor, hinsichtlich deren behauptet werden kann, daß die Fingerabdrücke einander gleich sind« Infolgedessen ist im folgendmAbschnitt der Erfindung dargestellt, wie automatisch feststellbar ist,wie Jeder kleine Bereich eines Fingerabdrucks mit jedem kleinen Bereich des anderen Fingerabdruckes übereinstimmt, und sodann al] die Zwischenresultate zusammen an verschiedenen Stellen anzuordnen, um das Gesamtbild zu erhalten.

Dadurch stellt ein RIV-Mustervergleich-Subsystsm automatisch fest, ob die beiden miteinander zu vergleichenden Fingerabdrücke hinreichend Ähnlich sind, um einen Vergleich zu bilden.

Jeder kleine Bereich eines Fingerabdruckmuster wird als "relativer Informationsvektor" bezeichnet (RIV = relative information vector). Ein Vektor RIV wird für Jedes Merkmal eines Fingerabdruckmusters erzeugt und bildet im wesentlichen eine detaillierte Beschreibung der Merkmalnachbarschaft dieses Merkmals. Das Merkmal, für welches ein Vektor RIV erzeugt Wird, wird als "Referenz" oder "Zentral"-Merkmal dieses Vektors RIV bezeichnet. Insbesondere beschreibt ein Vektor RIV die relative Position

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(r, 0) und die Richtung ( &. 6) ^¹* Jedes Merkmal innerhalb einer Anzahl von Merkmalen in einer vorbestimmten Nachbarschaft im Hinblick auf das zentrale Merkmal dieses Vektors RIV. Die drei Parameter (r, 0 und Δ θ) dieser relativen Position können wie folgt definiert werden:

r_t = die Entfernung zwischen dem zentralen Merkmal und dem i-ten Nachbarschaftsmerkmal dieses Vektors

RIV, = 1(Xc-Xi)² + (Yc-Yi)²I ^1/2 _; 0, = der Winkel zwischen dem Ende des zentralen Merkmals und der Position des i-ten Nachbarschaftsmerkmals dieses Vektors RIV, = tan"¹ I " ^g _c '»

. - die Differenz zwischen dem Winkel des Endes des zentralen Merkmals (Θ ) und des Winkels des Endes des

i-ten Nachbarschaftsmerkmals (Θ.) = | θ -θ. | .

Aufgrund der vorstehenden Definitionen sind die RlVrParameter r., 0. und ^ Θ. des i-ten Nachbarschaftsmerkmals in Pig. ^C für ein zentrales Merkmal mit den Koordinaten (x , y , θ ) dargestellt.

CXC

Der RIV-Wandler 122 zusammen mit dem RIV-Wandler 124 und dem RIV-Vergleicher 126 bildet das RIV-Subsystem, welches auf Merkmale anspricht, um selektiv mehrere Nachbarschafts-Vergleichseignale

zu erzeugen, die die NShe des Vergleichs und Koordinatenverschiebungen zwischen Merkmalnachbarschaften der verglichenen Muster anzeigt. Das RIV-Subsystem spricht ebenfalls auf die

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Nachbarschafts-Vergleichsignale an, um Ausgangssignale zu bilden, die die relative NShe des Vergleichs und relative Koordinatenverschiebungen der Verglichenen Muster anzeigen. Die RIV-Wandler 122 und 12¹I sprechen auf Merkmale der zwei Muster an, um selektiv eine detaillierte Machbarschaftsbeschreibung von nahen Umgebungsmerkmalen für jedes der Merkmale der entsprechenden Muster zu bilden. Der RIV-Vergleicher 126 spricht selektiv auf die detaillierten Nachbarschaftsbeschreibungen der zwei Muster der RIV-Wandler 122 und 12¹I an, um mehrere Nachbarschafts-Vergleichsßignale zu bilden, die die Dichte des Vergleichs und die Koordinatenverschiebung zwischen jeder Merknal-Naohbarschaft des ersten Musters im Hinblick auf jede Merkmal-Nachbarschaft des zweiten Musters anzeigen.

Der Ausgang des RIV-Wandlers 122 wird dem RIV-Vergleicher 126 eingegeben, in welchem jeder Vektor RIV mit jedem Vektor RIV des RIV-Wandlers 12¹I verglichen wird, wobei der letztere Wandler die Merkmaldaten eines adressierten Fingerabdruckmusters codiert , die in einer Hauptkartei 116 gespeichert sind.

Es sei darauf verwiesen, daß - obgleich die RIV-Wandler 122 und 12¹I in diesem Ausführungsbeispiel einzeln dargestellt sind - diese als ein einzelner Wandler ausgeführt werden können, der im Time-sharing-Betrieb arbeitet, mn die detaillierte Nachbarschafts-

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Beschreibung für das zu identifizierende Muster und ein ausgewähltes identifiziertes Muster aus der Hauptkartei zu bilden.

Grundsätzlich arbeiten die RIV-Wandler 122 und 12h identisch. Sie wandeln beide der Reihe nach Eingangs-Merkmaldaten aus dem zu identifizierenden Muster A (PP-A) und einem identifizierten Muster B ( FP-B) in das Format eines relativen Informationsvektors RIV um. Der RIV-Vergleicher 126 vergleicht jeden Vektor RIV des nicht-identifizierten Musters A mit Jedem Vektor RIV des identifizierten Musters B und erzeugt eine Vergleichsbewertung bei Jedem Vektorpaar-Vergleich, um die Nähe der Übereinstimmung für dieses Vektorpaar anzuzeigen. Das Bewertunprsergebnis wird verarbeitet, um die Gruppe von RIV-Vergleichsbewertungen von einem allgemeinen Gesichtspunkt aus zu analysieren, und es wird eine endgültige Bewertung gebildet, die quantitativ den Grad der Gleichheit zwischen zwei verglichenen Fingerabdrücken anzeigt. Das RIV-Muster-Vergleichs-Subsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist Qegenstand der Parallel-Anmeldung P .... (US-Pat.-Anm.Ser.No.: 722,3oP v.lo.9.1976).

Vor der Ausführung des Merkmalmuster-Vergleichs durch das RIV-Subsystem klassifiziert ein Klassifizierer Il4 das abgetastete Fingerabdruck-Muster in einen ausgewählten Typ aus einer Anzahl von Klassifikations-Mustertypen durch Analysierung der Erhebungskonfcur-Musterinformatlon, die in dem Speicher RAM 112 gespei-

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chert ist. Der Klassifizierer H¹I gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in der Lage, einen Pingerabdruck in einen von 12 Klassifikationstypen zu klassifizieren. Die Klassifikationstypen sind im vorliegenden Fall in 5 Klassen von Linksschleifen, 5 Klassen von Rechtsschleifen, 1 Wirbel und 1 Bogen unterteilt. Der Klassifizierer 11Ί adressiert über die Steuerlogik 135 und das Zeilen- und Spalten-Adressregister 133 den Speicher RAM 112 für die Erhebungskontur, um der Reihe nach aus diesen ,1edes der darin gespeicherten 1ο24 Erhebungskontur-Datenworte herauszulesen. Der Klassifizlerer 114 analysiert sodann die Erhebungs-Konturdaten, um Singularitätspunkte, wie beispielsweise vorliegende Kerne und Drei-Radien-Punkte, zu identifizieren, und verarbeitet die den identifizierten Singularitätspunkten zugeordneten Erhebungs-Konturdaten, um eine Klassifikation des Pingerabdruck-Musters festzulegen. Der Klassifizierer 114 gibt eine Adresse des Klassifikationstyps aus und erzeugt ein Signal "Klassifikation vollständig", wodurch nachfolgend eine Absuche der Hauptkartei 116 gemäß dem adressierten Ktesifikationsfach ausgelöst wird. Das Klassifikationstyp-Ausgangssignal des Klassifizierers H¹I stellt ein ^-Bit-Signal "Fingerklassierung¹¹ dar, durch welches angegeben wird, welcher der 12 Klassifikationstypen des abgetasteten Pingerabdruck-Musters festgestellt worden ist. Ein Puffer 128 speichert das !»-Bit-Ausgangssignal des Klassifizierers H¹I zusammen mit einer 3-Bit-Adresse, die die Nummer des

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ausgewählten Fingers anzeigt, wie dies In den Pig» 2A und 2B gezeigt 1st, undc.adressiert die Hauptkartei 116.

Fig. 5 zeigt eine prinzipielle Ansicht der Hauptkartei Il6. Aus Fig. 5 ist es möglich, zu erkennen, daß Jeweils für die X, Y und O-Daten 12 Klassifikationen für Jeden der R Finger vorgesehen sind, was zu fl χ 12 Bytes führt (96 Byte für die Breite sowohl der X-Daten, der Y-Daten und der Θ-Daten). Die in der Hauptkartei gespeicherten Merkmaldaten werden maximal mit 64 festgelegt.

In der schematischen Ansicht der Hauptkartei Il6 gemiiß Fig. 5 ist ebenfalls eine Z-Dlmension von 12R Personen vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden daher die spezielle Fingernummer entsprechend dem abzutastenden Finger zusammen mit dem festgestellten Klassifikationstyp aus der Adresse der Hauptkartei 116 von dem Puffer 12R adressiert. Nachfolgend werden die gespeicherten Muster entsprechend der adressierten Fingernummer und dem Klassierungstyp von 12fi Personen aus der Hauptkartei 116 ausgelesen, wenn sie von dem 7-Bit-Zähler 113 adressiert werden. Obgleich die Hauptkartei 116 mit einer Kapazität von 128 Personen Im vorliegenden Beispiel verwendet wird, liegt es auf der Hand, daß eine Hauptkartei so groß sein kann, wie das wirtschaftlich vertretbar 1st.

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Gleichzeitig mit der Adressierung der Kauptkartei Il6 liefert der 7-Bit-Zähler 113 Z-Adressen der Reihe nach an ein 7-Bit-Register 13¹I, welches an einen Festwertspeicher ROM 136 für die Identifikationsnummer angeschlossen ist, welcher in diesem Fall eine Speicherkapazität von 12B χ 9 besitzt. Die Dimension 128 stimmt mit den 12R Personen überein, deren Fingerabdrücke in der Hauptkartei 116 gespeichert sind und die Dimension 9 stimmt in diesem Fall mit einer Sozial-Versicherungsnummer iiberein, die der Identifizierung einer jeden Person dient. Die Funktion des Speichers ROM 136 dient der Erzeugung einer Identifikations-Nummer zur Darstellung immer dann, wenn eine Vergleichsübereinstimmung festgestellt wird.

Obgleich sich die vorstehende Erläuterung auf das Herausziehen von Daten aus dem Fingerabdruck-Muster zum Vergleich mit der in der Hauptkartei II6 gespeicherten Information bezieht, sei an dieser Stelle darauf verwiesen, daß dieses System herkömmliche Schaltungstechniken verwenden kann, um die X, Y und θ-rDaten in der Hauptkartei entsprechend einer Adresse zu speichern, wobei diese Adresse durch die Fingernummer, den Klassifikationstyp und die Identität der Person während eines Schreibmodus festgelegt wird.

Die aus der Hauptkartei II6 ausgelesenen X, Y und Θ-Merkmaldaten werden in den RIV-Wandler 12Ί eingegeben, der dem RIV-Wandler

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entspricht. Das Ausgangssignal des RIV-Wandlera124 wird dem RIVi-Vergleicher 126 zugeführt. Eine 7-Bit-Vergleichsbewertung wird durch den RIV-Vergleicher im Hinblick auf jedes der 128 in der Hauptkartei 11$ gespeicherten Fingerabdruck-Muster durchgeführt.

Das Ausgangssignal der 7-Bit-Vergleichsbewertung des RIV-Vergleichers 126 wird einem Vergleicher 13o zugeführt, der die 7-Bit-Vergleichsbewertung mit einem vorgegebenen Referenzwert vergleicht. Immer wenn die 7-Bit-Vergleichsbewertung den Referenzwert übersteigt, wird eine "Obereinstimmung" zwischen dem abgetasteten Pingerabdruck-Muster und dem adressierten Muster festgestellt. Das Übereinstimmungssignal wird von dem Vergleicher 13o ausgegeben und als Eingang einem üb er einst immunes-F 1.1 ρ-Flop 132 zugeführt. Das Übereinstimmungs-Flip-Flop 132 wird gesetzt und sein verriegelter Ausgang betätigt die Anzeigelampe "In der Kartei" durch Setzen des Flip-Flops I²Il.

Gleichzeitig wird der in dem 7-Bit-Register 13*1 vorliegende Wert verriegelt und adressiert den Speicher ROM 136 für die Identifikationsnummer und der Speicher ROM 136 wird getastet, um die adressierte Identifikationsnummer auszulesen.

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Wenn daher festgestellt wird, daß eines der 128 Pingerabdruck-Muster in der Hauptkartei 116 der Pingernummer, der Klassifikation und der Merkmal-Übereinstimmung entspricht, so wird der Speicher ROM 136 entsprechend adressiert, um die zugehörige Identifikationsnummer der Person auszulesen, die den übereinstimmenden Pingerabdruck mit dem l? der Hauptkartei II6 besitzt. Die Identifikationsnummer kann in Form einer neunstelligen Soziaiversicherungsnummer vorliegen oder kann bei zusätzlich vorhandener Hardware den Kamen der Person erzeugen, die den übereinstimmenden Pingerabdruck besitzt.

Das Ausgangssignal über die Identifikationsnummer-Information des Speichers ROM 136 wird sodann einer Anzeigetafel zugeführt, wie dies in den Fig. 2A oder 2B dargestellt ist, welche die neun Ziffern dieser Information anzeigt. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifikationsnummer-Information an einen Drucker oder eine andere Einrichtung zur permanenten Aufzeichnung desselben ausgegeben werden.

In dem Fall, daß mehr als eine Übereinstimmung während der aufeinanderfolgenden Absuche der Hauptkartei II6 festgestellt wird, wird das Übereinstimmungs-Flip-Flop 132 erneut gesetzt und verursacht dementsprechend die Adressierung des Speichers 136. Die entsprechende Identifikationsnummer wird ausgegeben und dargestellt und/oder aufgezeichnet. Gleichzeitig setzt ein UND-Gatter 138

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ein Flip-Flop 139, welches auf dem Anzeigefeld eine Anzeige "Mehr als eine In der Kartei" betätigt.

Wenn am Ende der Absuche der Hauptkartei keine Obereinstimmung festgestellt worden ist, so wird die Anzeigelampe "nicht in der Kartei" über das UND-Gatter 137 durch das Such-Beendigungssignal aufgrund des Oberlaufs des 7-Bit-Zählers 113 betätigt.

Gemäß Fig. 6 1st der Zeilen-Zählerschaltkreis Io7 in näheren Einzelheiten dargestellt. Ein Punkte/Zeilen-Zähler 6o mit einer Kapazität von R Bits nimmt die Einzeltaktlnmulse von dem 1 MHz-Taktgeneratcr ΙοΊ auf. Für Jedes durch den Punkte/Zeilen-Zähler 6o gezählten 256 Bits zählt der Zeilenzähler 62 um 1 Bit weiter. Ein Referenzwert von 256 ist in dem System fest verdrahtet, wie dies durch den Block 66 angezeigt ist. Ein Vergleicher 6k vergleicht den Wert des Ausgangs des Zeilenzählers 62 mit dem fest verdrahteten Wert von 256. Wenn der Wert des Zeilenzählers 62 den Wert 256 erreicht, so wird ein Abtast-Stop-Signal durch den Vergleicher 64 zur Sperrung der Abtastfunktion erzeugt.

Gemäß Fig. 7 16t der eindimensionale Schwellwertschaltkreis I06 in näheren Einzelheiten dargestellt. Wie zuvor erwähnt, bildet der Eingang des Schaltkreises ein Analog-Signal entsprechend 256 Datenpunkten pro Zeile, die der Reihe nach von der Foto-

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diodenanordnung ausgegeben werden. Die Analog-Slgnale sind diskret in dem Sinn, als sie durch entsprechende Dioden der Fotodiodenanordnung Io2 mit 256 Dioden erzeugt werden. Die Analog-Signale werden durch einen fünf stuf igen Analog-Puffer M, wie beispielsweise einen Ladungs-Verschiebunrsschaltkreis CCD (CCD = charge coupled device), verarbeitet. Wie bekannt, besitzt ein CCD-Schaltkreis die Fähigkeit, abgetastete Analogwerte entlang den aufeinanderfolgenden Stufen des Schaltkreises zu übertragen.

Die ersten und letzten in dem fünf stufigen Analog-Puffer M vorliegenden Abtastwerte werden an einen Verlustintegrator und Skalierer 42 abgegeben, welcher ein 5-Punkt-Mittelwert-Ausgangssignal über einen ersten Verst£rkungsregler 5o an einen ersten Eingang eines Addierschaltkreises 54 abgibt.

Die Werte in Jeder der fünf Stufen des fünfstufigen Analog-Puffers 44 werden an entsprechende Stufen eines Puffers 46 ausgegeben. Der Ausgang einer jeden Stufe des Puffers 46 ist mit einer zugeordneten Diode in einem "Schwarzamplituden¹¹-Auswahlschaltkreis 48 verbunden.

Ein Abtastschalter in dem Auswahlschaltkreis 4R tastet jede der zugeordneten Dioden ab und veranlaßt den Kondensator 47, sich auf

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einen Wert entsprechend einem der fflnf Ausgänge aufzuladen. Der Ladungswert des Kondensators 47 wird über einen zweiten Verstärkungsregler 52 auf den zweiten Eingang des Addierschaltkrei ses 54 gegeben.

Der dritte Eingang des Addierschaltkreises 54 ist mit T bezeichnet. T . ist ein vorgewählter minimaler Schwellwert, der als ein Referenz-Signal fflr den Addierschaltkreis 54 benutzt wird. Der Addierschaltkreis 54 liefert einen Schwellwert an den Spannungs-Diskrlminator 56. Das Schwellwert-Ausgangssignal des Addierers 54 ict für jeden Abtastpunkt veränderlich und wird durch T und die beiden Eingänge von den Verstärkungsreglern 50 und 52 festgelegt.

Der Spannungs-Diskrlminator 56 empfängt den dritten Abtastwert von dem fünfstufigen Analog-Puffer 44 und liefert ein binäres Ausgangssignal durch Vergleich des abgetasteten Analog-Signals mit dem veränderlichen Schwellwert-Einprangssignal.

In dem eindimensionalen Schwellwert-Schaltkreis Io6 ist ferner ein Spannungs-Diskriminator 58 dargestellt zur Unterscheidung des Hintergrundbereiches von dem Pingerabdruckbereich. Eine "Weiß-Amplituden^fl-Schwellwert-Referenzspannung wird auf einen Eingang des Spannungs-Diskriminators 58 gegeben und mit dem

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dritten Abtastwert des fttnfstufigen Analog-Puffers M verglichen und liefert ein Binär-Signal "1", wenn die Helligkeit des abgetasteten Wertes großer als die Amplitude des weißen Schwellwert-Bezugssignals ist und einen Binärwert "0", wenn die Helligkeit des abgetasteten Wertes entsprechend geringer ist.

Die verbesserte binäre Bit-Folge von dem Binärdaten-Verbesserungsscbaltkreis loR bildet eine verdünnte Version der Daten, wie sie durch Abtastung des Fingers hergeleitet werden. Die resultierende Bitfolge wird bis zu einem Grad verbessert, bei welchem irgendein 3x3 Bit-Fenster nicht mehr als eine einzelne Linie entsprechend einer Erhebung des Finger-Abdruckmusters enthalt.

Das detaillierte Blockdiagramm des Binärbildmerkmal- und Erhebungskontur-Detektors Ho ist in Fig. R dargestellt. Eine Verwirklichung des Binärbildmerkmal- und Erhebungskontur-Detektors Ho kann der Parallel-Anmeldung P ... (US-Pat.Anm.Ser.No. 722,3o7 vom lo.9.1976) entnommen werden.

Das Binärblld des Binärdaten-Verbesserungsschaltkreises loR wird seriell in ein Serien/Serien-Verzflgerungsregister 2o2 mit 256 Bits und ein Serien/Parallel-Reglster 2o6 mit 3-Bit eingegeben. Das Ausgangssignal des Verzfigerungs-Registers 2o2 wird einem

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zweiten Verzögerungs-Register 2o4 mit 256 Bits und einem Serien/ Parallel-Register 2o8 mit 3 Bit zugeführt. Der Ausgang des zweiten Verzögerungs-Registers 2o*J wird direkt auf ein Serien/Parallel· Register 2o9 mit 3 Bits gegeben. Die 3 Bit-Register 2o6, 2oR und 2o9 bilden ein 3x3 Bit-Abtastfenster, welches mit 9 Bits Bereiche des verbesserten Bildes Bit für Bit abtastet. Das 3x3 Bit-Fenster enthält daher eine Bitfolge-Information entsorechend einer 9 Bit-Abtastung von drei benachbarten Bits pro Zeile auf drei benachbarten Zeilen. In zeitlicher Übereinstimmung mit den Taktimpulsen tastet das 3x3 Bit-Fenster das Fingerabdruck-Muster Bit für Bit bis zum Ende der Linie ab, verschiebt sodann auf die nächste Linie urd führt die Abtastung entlang dieser Linie durch.

Die 9 parallelen Ausgangssignale des 3x3 Bit-Fensters werden einem Festwertspeicher ROM 212 mit einer Größe von 256 χ 2 für die Feststellung von Merkmalen zugeführt. Der Speicher ROM 212 ist so programmiert, daß die Signale A1-A9 einer Merkmal-Adresse entsprechen, wenn ein Merkmal vorliegt und im 3 x 3 Bit-Fenster zentriert ist. Jede mögliche Adresse, die einem festgestellten Merkmal in irgendeiner Position zugeordnet ist, wird in dem Speicher 256 χ 2 ROM 212 gespeichert.

Fig. 9 zeigt 24 Adressen, die aus 24 entsprechenden Speicherplätzen des Speichers ROM 212 wirksam ausgelesen werden können, wobei

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ein Wert mit 2 Bit anzeigt, ob eine Furche oder eine Erhebungsendung festgestellt wurde. Die Signale M und M„ zeigen das 2-Bit-Ausgangssignal des Speichers ROM 212 an. Wenn eine Furche festgestellt worden ist, so ist M. = 1 und M„ = O. Wenn eine Erhebungsendung festgestellt worden ist, so ist M=O und Mp = 1,

Um die Größe des Speichers ROM 212 auf eine Dimension von 256

(2⁹)

Bits mit 512 Adressiermftglichkeiten zu reduzieren/, wird das zentrale Bit (A5) des 3x3 Bit-Fensters auf einen logischen Schaltkreis außerhalb des Speichers ROM 212 verzweigt, wodurch 8 AdreßeingSnge für den ROM 212 übrigbleiben.

Da die richtige Anordnung einer Furche in einem 3x3 Bit-Fenster durch den BinSrwert "l" in der zentralen Bit-Position (A5) des Serien/Parallel-Registers 2oR repräsentiert wird, wird das Signal A5 von der zentralen Position des Registers 2oP direkt als Eingang einem UND-Gatter 216 zugeführt. Die Kombination der Signale A5 sowie Ml ("l") und M2 ("0") wird dem Eingang des UND-Gatters 2l6 zugeführt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das über das ODER-Gatter 2lP ausgegeben wird und ein Merkmal-Detektorsignal erzeugt.

Wenn das 3x3 -Bit-Fenster auf eine Erhebungsendung zentriert ist. so erscheint eine entsprechende Adresse am Eingang des Speichers ROM 212 und es wird ein BinSrsignal "1" am Ausgang M2

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und ein BinSr-Signal "O" am Ausgang Ml des Speichers ROM 212 ausgelesen. Wenn eine Erhebungsendung in dem 3 x 3-Bit-Fenster richtig zentriert ist, so weist das A5-Signal den Binärwert "l"auf und wird direkt in das UND-Gatter 21¹I eingegeben. Die Ausgänge Ml und M2 des Speichers ROM 212 und das Signal A5 am Eingang des UND-Gatters 21¹I erzeugen ein Signal, welches über das ODER-Gatter 21R ausgegeben wird, um ein Merkmal-Detektorsignal zu erzeugen. Obgleich die Adressen Al-A¹I, A6-A9 einen Speicherplatz des Speichers ROM 212 adressieren kennen, wobei ein 2-Bit-Wert in diesem Speicher gespeichert ist, um eine Merkmal-Peststellung anzuzeigen, muß trotzdem das Signal A5 den geeigneten Binärwert aufweisen, um den Ausgang des Speichers ROM 212 fiber die Gatter 21¹I, 2l6 und 218 als ein Merkmal-Detektorsignal ausgeben zu können. Das Merkmal-Detektorsignal verriegelt zwei Verriegelungen 213 und 215 mit 8 Bits, welche sodann entsprechende X- und Y-Adressen für das festgestellte Merkmal speichern. Die Herleitung der Y-Adresse entspricht der Anzahl von C,-TaktimDUlsen eines Teilerschaltkreises 22o, die durch einen Zähler 211 gezählt werden. Die X-Adresse entspricht der Kombination von D- und F-Signalen des Teilerschaltkreises 22o, die durch das Merkmal-Detektorsignal des ODER-Gatters 21R verriegelt werden.

Unter Bezugnahme auf den Erhebungsfluß-Detektorabschnitt der Pig. ß ist ein Festwertsoeicher ROM 21o mit einer KaDazität von

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512 χ 4 dargestellt, der die Adresse von dem 3x3 Bit-Fenster aufnimmt, welches durch die Gerien/Parallel-Register 2o6, 2ο& und 2o9 mit 3 Bits Rebildet wird. Der Festwertspeicher ROM 2lo ist vorprogrammiert, um einen spezifischen lokalen Winkel in Übereinstimmung mit 12 verschiedenen Adressen auszulesen.

Die 12 verschiedenen Adressen symbolisieren die verschiedenen Erhebungs-Fließlinien durch das 3 x 3-Bit-Fenster und diese sind in Fig. Io dargestellt. Wie aus Fig. Io ersichtlich, erstrecken sich 12 verschiedene Muster einer einzigen Linie durch das 3 χ 3-Bit-Fenster, welche in 12 verschiedenen Adressen resultieren. Da jedoch einige der Muster bei der Herleitung einer Winkelwertanzeige Identisch sind, ergeben sich Insgesamt R verschiedene Winkelanzeigen für die aus dem Speicher ROM 21o ausgelesenen lokalen Winkelwerte. Irgendwelche anderen Muster, die in dem 3 χ 3-Bit-FenEter existieren, werden bei der Identifizierung der Erhebungs-FluUinformation unterdrückt, und es werden dementsprechend aus diesen nicht-programmierten Adreßspeicherpl£tzen

ROM
des Speichers/210 Nullen ausgelesen. Die 12 ausgewählten Winkel-

*) werte entsprechend den 12 Adressen des Speichers ROM 21o'führen zu P codierten lokalen Winkelwerten (D -D-)» Ein Ausganpssignal E des Speichers ROM 21o bildet ein Freigabesignal immer dann, wenn einer der R programmierten lokalen Winkel-SpeicherplStze in dem Speicher ROM 212 adressiert wird. Das Freigabesignal E

*) (entsprechend viermal + 180°) -/-

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zeigt Im wesentlichen an, daß ein Winkel, für den der Speicher

ROM 21o programmiert 1st, durch einen besonderen Adressenelngang

für die Werte A1-A9 eines vorgegebenen 3 x 3-Bit-Fensters erzeugt worden 1st.

Gemflß Fig. 8 liefert der Teilerschaltkrels 22o verschiedene Taktsignale infolge der Unterteilung des Haupt-Taktsignals C des Haupt-Taktgebers Io4 gemäß Fig. 2.

Der 3-Bit-Ausgang ^₀-D₂ des Speichers ROM 21o und die Taktimpulse D,-D„ liefern eine B-Bit-Adresse fiber einen Addierer 224 an einen Einp;angs-Multiplexer 223. Immer wenn ein lokaler Winkel von dem Speicher ROM 21o ausgegeben wird, wird das Freigabe-Bit E an den Addierer 224 angelegt und die entsprechende R-Bit-Adresse wird an den Eingangs-Multiplexer 223 gegeben, der alternativ diese 8-Bit-Adresse entweder an einen Speicher RAM 221 mit 256 Byte χ 8 Bit oder an einen Speicher RAM 222 mit 256 Byte χ 8 Bit legt. Der Ausgangsmultiplexer 226 arbeitet zeitlich versetzt In Bezug auf den Eingangs-Multiplexer 223, so daß die Daten von dem Multiplexer 223 in den Speicher RAM 221 eingelesen werden, während die Daten von dem Multiplexer 226 aus dem Speicher RAM 222 für eine Verarbeitung ausgelesen werden. In gleicher Weise werden Daten in den Speicher RAM 222 eingelesen, während die in

RAM
dem Spelcher/221 gespeicherten Daten ausgelesen und verarbeitet

werden. Diese Multlplex-Technik wird verwendet, da die Verarbei-

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tungsgeschwindigkeit bei weitem die Geschwindigkeit übersteigt, mit welcher die Datenspeicherung in den Speichern RAM 221 und 222 erfolgt und somit die pausende Zeit zur Verfügung steht, für die abwechselnde Funktion für die Multiplexer 223 und 226.

Jeder der Speicher RAM 221 und 222 speichert letztlich, wenn er vollständig mit Daten von dem Eingangs-Multiplexer 223 geladen ist, einen Zählwert entsprechend der Anzahl von Auftritten eines jeden der lokalen Winkel, wie sie durch den Ausgang des Speichers ROM 210 für ein B χ 8-Bit-Fenster definiert sind. Im vorliegenden Fall bilden die R χ B-Bit-Fenster feste Fenster, die vorbestimmte P χ ^R-Bit-Teile der gesamten Abtastanordnung besetzen. Dies steht im Gegensatz zu dem 3 x 3-Bit-Fenster, wie es vorstehend erläutert wurde, welches das gesamte Bild Bit für Bit abtastet. Das endgültige Ziel besteht daher in dem Lesen der lokalen Winkelinformation, die durch die 3 x 3-Bit-Fensterabtastung hergeleitet wird, und in der Verarbeitung dieser Information, um eine einzige Winkeldarstellung zu erzeugen, die einen Mittelwert der in dem 8 χ B-Bit-Fenster vorliegenden Erhebungslinien darstellt. Die Speicherung der Anzahl von Auftritten eines jeden der acht möglichen lokalen Winkel innerhalb des 8 χ B-Bit-Fensters bildet die Basis für die Bildung eines gewichteten Mittels jener lokalen Winkel bei der Ableitung des Konturwinkels für dieses spezielle 8 χ 8-Bit-Fenster. Während Jedes

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3x3 Bit-Fenster den lokalen Winkel einer einzigen abgetasteten Erhebungslinie darstellt, stellt das R χ 8-Bit-Penster einen Erhebungskonturwinkelwert dar, der den Mittelwert einer Anzahl von Erhebungslinien umfaßt, die in diesem größeren Teil des Abtastfeldes vorliegen kennen.

Die D-Ausgangswerte (D3-D7) des Teiler-Schaltkreises 220 defi-

(8x8 Bit)
nieren jede der 32/Fenster-Positionen entlang einer vorgegebenen Linienabtastung (256 Bits) des Bildes. Die D-Werte zusammen mit den Signalen DO-D2, die den lokalen Winkel definieren, werden über den Eingangs-Multiplexer 223 in der zuvor beschriebenen Weise zugeführt.

Jeder Speicher RAM 221 und 222 speichert 256 Bytes (8 Bit/Byte) über 8 abgetasteten Linien. Der Inhalt Jedes Speichers RAM repräsentiert daher 32 Fenster mit 8 χ 8-Bit. Infolgedessen ist jedes 8 χ 8-Bit-Fenster durch 8 Worte mit einer Länge von 8 Bit darstellbar, wobei Jedes der 8 Worte einen von 8 möglichen lokalen Winkeln reoräsentiert. Die Signale D und F bilden eine Adresse, die den Zugriff auf jede Gruppe von 8 Winkeln für jedes der 32 Fenster der Reihe nach gestattet. Bei jedem 8 χ 8-Bit-Fenster wird auf die entsprechenden 8 Winkel durch Erhöhung fiber die SJgnale F zugegriffen, und es werden die Ergebnisse in den Registern 231 und 232 gespeichert. Wenn die 8 Winkel für jedes 8 χ fi-Bit-

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Fenster gespeichert sind, so verarbeitet das Signal C₃ die Ergebnisse über den Speicher ROM 246 und den 8-Bit-Puffer 2^7 und stellt die Register 231 und 232 zurück, so daß sie für das nächste P χ «-Bit-Fenster bereit sind.

Die Funktion der Register 231 und 232 zusammen mit ihren Addier-Subtrabierern 230 und 233 führt zur Bildung eines ungefähren Mittelwertes der Sinus- und Cosinus-Projektion der mittleren Vektorrichtung. Die Mittelwertbildung erfolgt unter Steuerung durch die Prozessor-Steuerung ROM 2¹Io. Die speziellen, durch die Taktsignale F , F und F^ vorgegebenen Adressen sowie die entsprechenden Ausgabev/erte des Speichers ROM 2Ho sind nachstehend dargestellt:

TABKLLF. I

	^Fo	Prozessorsteuerung RON	0	G₂ G₃	G
Adresse	O	1	1	1 O	1
F F ^r2 *1	1	Ausgänge	1	1 1	1
O O	O		1	0 1	O
O O	1	0	1 1	0
O 1	O	1	1 0	0
O 1	1	1	1 0	O
1 O	O	1	0 0	0
1 O	1	1 0	1
1 1
1 1

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Die Ausgangs-Bits O, und Oj. steuern die Addier/Subtrahier-Schaltkreise 230 und 233. Wenn Ci-, den Wert ¹¹I" aufweist, so addiert der Addierer 230;, wenn 0, den Wert "0" aufweist, so subtrahiert der Addierer 230. In gleicher Weise steuert das Ausgangssignal G₁. den Addier-Subtrahier-Schaltkreis 233* Die anderen Ausgangssignale G₁ und Gp werden mit einem Taktimpuls C^ einer UMD-Verknüpfung unterzogen und gelten als Austastsignale für die Addier/ Subtrahierschaltkreise 230 und 233. Diese Taktsignale veranlassen die Addier/Subtrafcier-Schaltkreise zur Addition oder Subtraktion beim Vorliegen der zuvor erwähnten Steuersignale. Wenn daher keine TastImpulse angelegt werden, so wird der Ausgang des Multiplexers 226 durch die entsprechenden Addler/Subtrahier-Schaltkrelse unterdrückt. Die fflnf signifikantesten Bits eines leden Registers 231 und 233 werden zu einer 10-Bit-Adresse kombiniert, die an den Speicher 246 angelegt wird. Die Funktion des Speichers ROM 246 ist es, eine ungefähre Tabellenahsuche fflr die arctg - Berechnung durchzuführen. Der Inhalt eines bestimmten Sneichersatzes In dem Speicher ROM 246 umfaßt den Winkel, der der Adresse zugeordnet ist, die durch die Sinus- und Cosinus-Projektionen als Ausgang der Register 231 und 232 definiert ist.

Der Ausgang des Speichers ROM 246 wird in das 8-Bit-Pufferreglster 247 zur Speicherung und zur übertragung zu dem Speicher

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RAM 112 (Fi^. *1) für die Erhebungskontur ausgetastet. Die X-Adresse wird beim Auftritt des Taktimpulses C, gebildet und gibt die Daten in das Speicherregister 2^9 em. In gleicher Weise wird die Y-Adresse der Erhebungs-Fließdaten von dem vertikalen Fenster-Adressenz^hler 2Ί0 in das Speicherregister 257 eingegeben.

ft Fig. 4 werden die Erhebungskonturdaten, die den Fließwinkel und die X-, Y-Adresse eines leden Fließwinkels umfassen, an einen Speicher RAM 112 für die Erhebungskontur ausgegeben. Die Erhebunskonturdaten umfassen eine X-Adresse, eine Y-Adresse und einen Winkelwert von jeweils 8 Bits. Der Speicher RAM 112 für die Erhebungskontur besitzt eine Dimension von 38 χ 38 Byte, wobei eine Grenze von 3 Byte vorgesehen ist, um ein 32 χ 32 Byte-Speicherfeld zu schaffen. Die Grenze von 3 Byte ist vorprogrammiert auf einen vorgewählten Wert, so daß in diesem Grenzbereich immer die /Vb^esenheit von Daten repräsentiert wird. Die F'rhebungs-Konturdaten werden daher in der 32 χ 32 Byte-Matrix Innerhalb der umgebenden Grenze von 3 Byte adressiert. Der Zweck dieser Grenze wird in der folgenden Diskussion erläutert unter Bezugnahme auf den Klassifizierer II¹».

Der Klassifizierer llU ist in Fig. 4 dargestellt und dient der Definition des allgemeinen Klassifikationstyps, In den das abge-

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tastete Fingerabdruckmuster klassifiziert werden kann. Aufgrund der großen Anzahl von in der Hauptkartei gespeicherten Fingerabdrucken ist es erforderlich, jedes Fingerabdruckmuster in Übereinstimmung mit vorgegebenen Regeln, die dem Fachmann im Stand der Technik bekannt sind, zu klassifizieren. Im vorliegenden Ausfflhrungsbeispiel v/ird ein Klassifikationssystem verwendet, wobei das Fingerabdruckmuster in einen Bogen, Wirbel oder in eine Schleife klassifiziert wird. Da es statistisch bekannt ist, daß ungefähr 2/3 der F1nrerabdruckmuster als zum Schleifentyp gehörig klassifiziert werden, wird in diesen Ausft'ihrungsbeispiel

die Schleife in Rechts- und Links-Typen von fünf verschiedenen Konfigurationskiaasen untertelIt,

Die Fig. 12Λ, 12B und 12C zeigen das Fingerabdruckmuster, wie es dem Abtaster dargeboten wird, das Erhebungsfließmuster, wie es in dem Speicher RAM 112 gespeichert ist, und die Konturspuren, wie sie in dem Klassifizierer fflr die Rechtsschleife, Linksschleife und Wirbelklassifikationen entsorechend erzeugt werden. Die Fig. 12A, 12B und 12C stellen summarisch die Schritte dar, die durch das System vor der Klassifizierung des Fingerabdrucks ausgeführt werden.

In Fig. 13 sind vereinfachte Beispiele von Muster·-*! assi f ikat ionstypen dargestellt, wobei die Links- und die Rechtsschleifc gem^ß

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ihrem Fluß im Hinblick auf einen einzigen 3-Radienpunkt (durch ein Dreieck markiert) und einen Kernnunkt (markiert durch einen Kreis) unterschieden sind. Der Wirbel ist ebenfalls dargestellt, der durch die Existenz zweier 3-Radienpunkte identifiziert wird. Ein Bogen ist dargestellt, der als ein Muster definiert ist, der keine 3-Radieimunkte besitzt,

Fig. IM zeigt ein Flußdiagramm des Klassifizierers 11^. Die ernte Funktion des Klassifizierers besteht in der Feststellung von Singularitäten, wie beispielsweise von Kernen und 3-Radiennunkten und 1n der Identifikation der diesen Punkten zugeordneten Fließwinkeln.Dementsprechend wird ein Kernpunkt einen zugeordneten Flieftwinkel und ein 3-Radienpunkt drei zugeordnete Fließwinkel aufweisen. Basierend auf der Anzahl von festgestellten Singularitäten kann eine Anfangsklassifikation durchgeführt werden, wobei ein Bogentyp identifiziert wird, wenn kein 3-Radienpunkt festgestellt wird, ein V/irbel identifiziert wird, wenn zwei 3-Radienpunkte festgestellt werden, und ein allgemeiner Schleifentyp identifiziert wird, wenn ein 3-Radienpunkt festgestellt wird. Wenn jedoch das Muster als zum Schleifentyn gehörig klassifiziert wird, so ist eine weitere Verarbeitung erforderlich, um eine weitere Definition der Klassifizierung dieser Schleife zu erzi^en. In diesem Klassifizierungsprozeftfür die Schleife werden entlang der zugeordneten ^Heßwinkel einer jeden festgestellten Singula-

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ritSt Fließspuren erzeugt, wobei dies entsprechend der herausgezogenen Erhebungskonturdaten erfolgt. Das Schleifentypmuster wird entsorechend der Richtung und der Klasse der Fließspuren durch Vergleich dieser mit einer Gruppe von zuvor gespeicherten Referenzwerten klassifiziert. Die Klassifikations-Information wird sodann in einem 4-Bit-Wort an die Hauptkartei Il6 ausgegeben, wie dies in Pig. 4 dargestellt ist.

Um Singularitäten festzustellen, wie beispielsweise Kerne und 3-Radienpunkte, wird der Speicher RAM 112 für die Erhebungskontur gemSß Pig. HA durch ein 7x7 Byte-Fenster abgetastet, um die Korrelation des mittleren Erhebungsflusses in der NShe des Erhebungskontur-Elementes in dem Speicher RAM 112 zu bestimmen. Das Konturelement ist hierbei in dem 7x7 Byte-Fenster im Hinblick auf jeden der 32 Referenzwinkel, die durch das 7x7 Byte-Fenster (s. Fig. HB) umfaßt werden, zentriert. Die Korrelation wird gemessen durch Berechnung des Kosinus der Winkeldifferenz zwischen dem laufenden Referenzwinkel und dem mittleren Konturwinkel in der Referenzrichtung.

J |cos(0 -9) I C = Σ ' ^{R 1} (1)

1=1 η

In der Gleichung 1 stellt θ_ die Referenzrichtung dar, in welcher die Korrelation gemessen wird; ©. entspricht den Konturen, die

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zur Mittelwertbildung in der Richtung 6_R benutzt werden; η ist eine ganze Zahl, die Im vorliegenden Ausführungsbelsüiel den Wert 3 aufweist, da 3 Bytes zwischen dem Zentrum und der Kante des 7x7 Byte-Fensters angeordnet sind. Ein Korrelations-Säulendiagramm wird für Jedes der Io24 Elemente berechnet, die in dem Speicher RAM für die Erhebungskontur gespeichert sind.

In Fig. 15 sind vier der 32 Winkel Berechnungsschaltkreise dargestellt, die den Kosinus der Winkeldifferenz zwischen dem laufenden Refertnzwinkel und dem mittleren Konturwinkel in der Referenzrichtung berechnen. Im Falle Ö_R » 0° wirde jeder der in den Zellen 26, 27 und 2fl des 7 x 7 Puffers (Fig. UB) gespeicherten Vierte von dem Referenzwert ffJr 0° subtrahiert» Ein Festwertspeicher ROM für eine Kosinus-Tabellenabsuche wird benutzt _t um einen Kosinusv/ert in Abhängigkeit von dem subtrahierten Wert zu erzeugen. Die Cosinuswerte für die Winkeldifferenzen werden sodann summiert, um ein 8-Bit-Ausgangssignal zu erzeugen, welches die Korrelation für β = 0° darstellt. Dementsprechend sind Schaltkreise für G_R = 11,25°, 22,5° und 33,75° dargestellt. In Jedem der vier Schaltkreise werden Berechnungen durchgeführt, um Korrelationswerte von 8 Bits für jeden Wert θ_ zu bestimmen.

Da das vorliegende System 32 Werte von θ analysiert, liegt es auf der Hand, daß die vier Berechnungs-Schaltkreise gemäß Fig.15 achtmal angeordnet werden kflnnerf, um 32 Schaltkreise zur Erzeu-

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gung von 32 Ausgangssignalen zu erhalten. Die weiter unten dargestellte Tabelle IT stellt dementsprechend die ungefähren Koeffizientenwerte dar, die in den entsprechenden Summationszweigen eines Jeden Schaltkreises benutzt werden. Die Integratoren in den Spalten der Tabelle II fflr die ungefähren Koeffizienten entsprechen den Zellenbezeichnungen in dem 7 x 7-Puffer, wie er Jn Pig. HB dargestellt ist.

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TABELLE

Ungeföhre Koeffizienten

Ungefähre Koeffizienten

0°	26	27	16	28	4	3	180°	24	23	2
11.25° 22.5°	26 19+26	20+27	16+23	21+28	3+4	2 -	191.25° 202.5°	24 24+31	23+30	22+29
33.75°	2	2 20	~2~	2 21	• 2	1	213.75°	2	2 30	2 29
	19+26	13+20		14	8	225° '	24+31	30+37	36
56.25° 67 5°	2	2	7	15	236.25° 247.5° 258". 75°	2	2	43
78.75°	19	13	6 C	15+22	⁰R	31	37	44 /. Q
90°	18+19	12+13	4+5	2	270°	32+31	38+37	46+45
101.25°	2 18+19	2 T ?	2		281.25°	2 32+31	2 38 39+38	2
112.5°	2 18 •	JL.£ 11+12	292.5°	2 32	2
123.75°	18	2	303:75°			46
	18	11	315°	32	39	46+47 2
135°	lß+17 2	11+10	326.25°	32	39+40 2	47
146.25°	18+17	2	337.5° -	32+33	40	48
157.5°	2	10	348.75° .	2	40+41	49
168.75°	17	10+9	32+33	2	42
	17+24	2	2	41	35
2	4m 9	33	41+34	35+28 2
17+24	9+16	33+26	2
2	2	2	34
24	33+26	■34+27 2
	2
26

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Unter Verwendung der 32 Schaltkreise, wie sie in Fig. 15 dargestellt sind, und bei Verwendung der Zellenwerte, wie sie sich aus der Tabelle II ergeben, wird die Korrelationsrechnung automatisch gemäß der Gleichung 1 durchgeführt. Dementsprechend wird ein 32 Byte-Korrelations-Säulendiagramm entsprechend den 32 Referenzwinkeln für Jedes zentrale Element des 7x7 Fensters erzeugt. Ausgangssignale mit den Nummern 1, 2, 3, Ί ... 32 werden von den Schaltkreisen gemäß Fig. 15 ausgegeben und parallel einem Winkelflußregister 4o2 zugeführt, das in den Fig. 15 und 17 dargestellt ist.

Fig. 16 zeigt Darstellungen des 7 x 7-Dyte-Fensters bei einer Nicht-Singularität, bei 3-Radienpunkten und bei Kernpunkten der Erhebungs-Konturdaten. Fig. 16 zeigt ferner das Korrelations-Säulendiagramm, das bei einer festgestellten Nicht-Singularität zwei Spitzen in den Korrelationswerten bei bestimmten Referenzwinkeln zeigt, die in einem Winkel-Flußregister 4o2 vorliegen. Drei Spitzenwerte liegen bei einem festgestellten 3-Radienpunkt vor und ein Spitzenwert liegt bei einem festgestellten Kernpunkt vor. Das 7 x 7-Byte-Fenster wird byte-weise über die 32x32 Matrix der Erhebungskonturdaten.abgetastet. In jeder zentralen Position des 7 x 7-Byte-Fensters wird ein Säulendiagramm der Korrelation abgeleitet, wie zuvor beschrieben, gemäß den 32 Radiallinien entsprechend den 32 Werten von θ_η. Es werden daher

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bis zu 1024 vollständige Gruppen (Säulendiagramme) von Korrelationsdaten durch die Abtastung des 7 x 7-Fensters über das 32x32 Erhebungskonturfeld erzeugt.

Ein Schaltkreis ¹IoO zur Zählung der Anzahl von Spitzen ist in Fig. 17 dargestellt. In diesem Schaltkreis wird die Anzahl der Spitzen in Jeder Gruppe von Korrelationsdaten, die sich aus der zuvor erwähnten Abtastung durch das 7 x 7-Byte-Penster ergeben, für Jede der 32 χ 32 (Io24) Positionen festgestellt. Die entsprechende Anzahl von Spitzenwerten wird sodann in einem Speicher RAM Mo gespeichert, der eine Abmessung von 32 χ 32 mit 2 Bits pro Position aufweist. Winkelwerte entsprechend den festgestellten Spitzenwerten in Jedem Speicherplatz werden in einen Speicher RAM 412 gespeichert, der eine Dimension von 3 x 32 χ Bytes mit 5 Bits pro Byte aufweist.

Der Schaltkreis 4oo muß den Auftritt eines Spitzenwertes erkennen. Der Auftritt eines Spitzenwertes wird festgestellt durch Vergleich aufeinanderfolgender Werte der 32 Werte, die in dem Winkelflußregister Ίο2 gespeichert sind.

Um das Auftreten eines Spitzenwertes festzustellen, speichert der Schaltkreis Ίοο den Wert mit höchster Ordnung und überprüft dann die abnehmenden Werte nachfolgender Messungen bis zu dem

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Zeitpunkt, wo die Werte beginnen, anzusteigen. In diesem Punkt stellt der Schaltkreis fest, ob der vorige Wert mit der höchsten Ordnung ein Spitzenwert war und, wenn dies der Fall war, r,o wird er In geeigneter Weise mit einer entsprechenden Identifikation seines Speicherplatzes gespeichert. Das Kriterium für die Feststellung des Spltzenwprtes erfordert, daß der Abfallwert von dem Spitzenwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, und daß die Werte erneut nach einem Abfall anzusteigen beginnen.

Das 32-stufige Winkelfluß-Schieberegister 4o2 besitzt eine Rezir·· kulationsschleife, um eine Mo-malige Verschiebung zu gestatten, wodurch eine Analyse der Daten ermöglicht wird, die ausreichend ist, um den Anstiegst oder Abstiegstrend der 32 Werte vollständig zu analysieren.

Ein AuslHseimpuls S st?5ßt ein ^MMarsch"-Flip-Flop *Jl6 an und versetzt ein UND-Gatter lll8 in die Lage, 4o Schlebetaktimpulse zu dem Schieberegister *lo2 hindurchzulassen. Der Ausgang P bildet einen laufenden Wert mit einer Länge von 8 Bit, der eina? 8-Bit-Verriegelung ¹IIo und einem Subtrahierer 4o8 zugeführt wird. Die R-Blt-Verriegelung weist entweder einen erstmaligen Wert oder einen vorangegangenen Wert auf, der verriegelt worden 1st. Der in der B-Bit-Verriegelung ¹IIo gespeicherte Wert ist mit F¹ gezeichnet und wird von dem laufenden Wert F in dem Subtrahierer

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4o8 subtrahiert. Ein Vergleicher 4l4 erzeugt immer dann ein Signal» wenn der laufende Wert P größer als der in der 8-Bit-Verriegelung 4lo gespeicherte Wert F· ist. Der Ausgang des Vergleichchers 414 wird über ein 0DER-(?atter 432 ausgegeben und arbeitet als ein Verriegelungssignal, um der R-Bit-Verriegelung 4lo die Speicherung des laufenden Viertes P immer dann zu befehlen, wenn dieser Wert größer als der vorangegangene Wert F' ist. Hierdurch wird eine Nachführung erzeugt, wobei der höchste Wert von P gespeichert und mit dem nächsten Wert innerhalb der Folge verglichen wird. Es sei ebenfalls herausgestellt, daß die Werte F eine Länge von B Bit aufweisen und sich daher in ihrer Amplitude zwischen 0 und 255 Einheiten bewegen.

Ein Vergleicher Ml2 zur Feststellung, ob F kleiner als F' ist, besitzt einen Referenzschwellwert von 64 (REF), der einem Viertel des maximalen Amplitudenbereiches entspricht. Wenn daher die Differenz zwischen dem laufenden Wert F und dem Wert F¹ größer als 64 ist, so erzeugt der Vergleicher 412 ein Ausgangssignal für ein "Genügender Abfall"-Flip-Flop 434, um anzuzeigen, daß der in der Verriegelung 4lo gespeicherte Wert F¹ ein Spitzenwert ist.

Eine 8-Bit-Verriegelung 4o4 speichert Jeden laufenden Wert, wie er an der Ausgangsstufe des Schieberegisters 4o2 ausgegeben wird.

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Der Wert am Ausgang der R-Bit-Verriegelung ¹Io¹I ist mit P" bezeichnet entsprechend dem unmittelbar dem laufenden Wert P vorausgehenden Wert. Ein Vergleicher ¹IoO vergleicht den laufenden Wert F und den unmittelbar vorausgehenden Wert P^M und erzeugt ein Ausgangssignal immer dann, wenn P grttßer als P" ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers ¹IoO wird einem Eingang eines UND-Gatters 436 zugeführt und der Ausgang des "Genügend Abfall"-Plip-Plops 43¹I wird einem zweiten Eingang des UND-Gatters ^36 zugeführt. Wenn der laufende Wert P größer als der unmittelbar vorangehende Wert P" lät, so zeigt dies an, daß die folgenden Werte anzusteigen beginnen. Wenn das Flip-Flop 13¹I ein Ausgangssignal erzeugt hat, was anzeigt, daß ein Spitzenwert durchgekommen ist, so zeigt der Ausgang des Vergleichers 4o6 an, daß die Werte, die nach der Peststellung des Spitzenwertes abfallen, ihren niedrigsten Punkt erreicht haben und nunmehr wieder anzusteigen beginnen. Die Kombination des Ausganges des Vergleichers 4o6 mit dem Ausgang des "Genügender Abfall"-Plip-Plop 43¹I erzeugt ein Ausgangssignal des UND-Gatters 436, wodurch das Flip-Flop 434 zurückgestellt wird, und das PIPO-Glied 42R verriegelt wird, um die Referenzwinkelposition des Spitzenwertes mit dem Wert P¹ zu speichern.

Die Position des Wertes P¹ wird in der 5-Bit-Verriegelung 426 gespeichert, So wie .feder Schiebetakt von dem Schieberegister 4o2 aufgenommen wird, zählt ein 5-Bit-ZShler 42o die Schiebtaktimpulse.

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Der Ausgang des 5-Blt-ZShlers *»2o wird auf die 5-Bit-Verriegelung 426 gegeben. Wenn das durch das ODER-Gatter 432 erzeugte Verriegelungssignal der 8-Bit-Verriegelung 4lo zur Verriegelung des Viertes P¹ zugeführt wird, so wird dieses Verriegelungssignal ebenfalls der 5-Bit-Verriegelung '126 zugeführt. Die Position eines jeden Wertes P¹, die in der 8-Bit-Verriegelung 4lo gespeichert ist, wird daher in der 5-Bit-Verriegelung 426 gespeichert. Das PIPO-niied 42K besitzt eine Kapazität zur Speicherung von drei Spitzenpositionen mit einer Länge von 5 Bits (diese markieren Positionen von O bis 31).

Der Ausgang des UND-Gatters 436 wird ebenfalls einem 1-Bit-Verzögerungsschaltkreis 43o und dem ODER-Gatter 432 zugeführt, um den neuen Wert P in der 8-Bit-Verriegelung 4lo zu verriegeln und den neuen V/ert P¹ zu bilden. Hierdurch wird der vorangegangene Wert F¹ gelöscht, der als ein Spitzenwert festgestellt worden war und einen neuen Wert substituiert, mit welchem nachfolgende Vierte F verglichen werden, um irgendeinen nachfolgenden Spitzenwert festzustellen.

Um eine geeignete Identifizierung von Spitzenwerten durchzuführen, ist es erforderlich, die Information in dem Schieberegister 4o2 zyklisch zu verarbeiten. Der Ausgang des Schieberegisters 4o2 ist daher auf den Eingang zurückgeführt und die ersten acht

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Werte werden nachfolgend auf den 32. Wert erneut verarbeitet. Insgesamt werden 40 Werte verarbeitet, um die Anzahl der Spitzenwerte in dem Register 4o2 und ihren entsprechenden Positionen festzustellen. Um die zyklische Funktion zu bewerkstelligen, empfängt das Flip-Flop 421 ein Ausgangssignal von dem 5-Bit-ZShler 42o und wird gesetzt, wenn der 5-Bit-Zähler 42o auf 31 gezählt hat und somit den zweiten Zählzyklus beginnt. Das Flip-Flop 421 liefert ein Ausgangssignal an ein UND-Gatter 422 und empfängt ein zweites Signal von dem UND-Gatter 424, welches von dem Zählstand 8 (2³) des 5-Bit-Zählers 42o betätigt wird. Wenn daher ein Zählstand von R Taktimpulsen vorliegt, so wird das UND^Gatter422 durch das Flip-Flop 421 betätigt und sendet ein "Speichere Daten"-Signal, welches das "Marsch"-Flip-Flop 4i6 zurückstellt. Hierdurch wird selbstverständlich der fortgesetzte Umlauf des Schieberegisters 4o2 beendigt und som.1t auch die zyklische Verarbeitung der 32 Werte in dem Schieberegister 4o2 zur Feststellung der Anzahl von Spitzenwerten und ihrer Referenz-Winkelpositionen.

Ein 2-Bit-Auf/Abwärtszähler 438 nimmt den Ausgang des UND-Gatters 436 immer dann auf, wenn ein Spitzenwert festgestellt wird, und zählt bei ,ledern festgestellten Spitzenwert um 1 Bit nach oben, v.'obei der Zählstand bei einem Maximum von 3 eingefroren wird.

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Der Ausgang der ZShlers 438 liefert die Daten betreffend die Anzahl von Spitzenwerten an einen 32 χ 32 RAM 440, der als Speicherfeld fflr die Anzahl der Spitzenwerte bezeichnet wird. Jede Speichernopition in dem Speicherfeld Mo kann 2 Bits speichern und somit einen Binärwert von 0 bis 3.

Ein 3 x 32 χ 32 Speicher RAM 112, der mit "Position der Spitzenwerte in Speicherfeld" bezeichnet ist, ist in der Lage, 5 Bit pro Position zu speichern und speichert in der entsprechenden Position die 5-Bit-Referenzwinkel-Positiorisidentifizierung der 1 Ils 3 Spitzenwerte, wie sie in dem Speicher RAM Mo gespeichert sind. Das "Speichere Daten"-Signal des UND-Gatters 422, welches zur Rückstellung des "Marsch"-Flip-?lops 4l6 benutzt wird, dient ebenfalls als Speicherbefehl für die Speicher RAM Mo und 442« Der Zähler MI dient der überwachung der aufeinanderfolgenden 32 χ 32 -Positionen des 7 x 7-Byte-Abtastfensters, um dadurch jede Position dieses Fensters zu identifizieren und die entsprechende/eilen- und Spalten-Adresse an die Speicher Mo und M2 zu liefern. Der Ausgang des 2-Bit-Auf/Abwörtszählers 438 wird auf ein ODER-Gatter 456 gegeben, welches ein "Riehtig"-Signal erzeugt, wenn die Anzahl der Spitzenwerte größer als O ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 456 betätigt das UND-Gatter 452 und setzt das Datenübertragungs-Flip-Flop 45o, wenn das "Speichere Daten"-Signal von dem UND-Gatter 422 erzeugt wird. Wenn das Datenüber.

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tragungs-Flip-Flop 45o gesetzt 1st, so wird ein UND-Gatter 454 betätigt, welches SchlebetastImpulse für die Speicherung der Winkeldaten unter der Adresse der vorgegebenen Spalte und Zeile der 7 x 7-Byte-Pensterposition In Übereinstimmung mit der Anzahl von festgestellten Spitzenwerten hindurchläßt. Diese Information, wie sie fortlaufend in dem FIFO-Glied 428 in jedem seiner drei Abschnitte gespeichert wird, wird in die geeignete Position des Speichers RAM 442 für die Position der Spitzenwerte im Speicherfeld eingeschrieben·

Eine Verzögerunfrszeit danach, d.h. nach dem "Speichere Daten"-Signal, stellt ein Schiehetakt das Datenübertragungs-^llp-Flop 45o zurück und erhöht ebenfalls den lo-Bit-Adressenzähler 444, um der nächsten Position des 7 x 7-Byte-Fensters für die Bestimmung der Anzahl von Spitzenwerten in dieser nächsten Position zu entsprechen. Danach wird Jede der 32 χ 32 Positionen des 7x7-Byte-Pensters verarbeitet, um die Anzahl der Spitzenwerte in ,leder Position und die Referenzwinkelpositlon eines Jeden der Spitzenwerte im Hinblick auf das 7 x 7-Byte-Penster zu bestimmen.

Das Überlauf-Bit des Zahlers 444 wird einem "Maskierung bei der Verarbeitung"-Flip-Flop 45R zugeführt, wodurch dieses gesetzt wird. Das gesetzte Flip-Flop 458 betätigt das UND-Gatter 46o, welches mit S_n bezeichnete Schiebetakt-Impulse hindurchläßt (Maskierung-

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Schiebeimpulse). Der Maskierungs-Schaltkreis ist in Fig. lR nSher dargestellt.

Der Maskierungs-Schaltkreis gemSß Fig. 18 führt sowohl eine Hintergrund-Überprüfungsfunktion als auch eine Nicht-Singularität s-Entfernungsfunktion durch. Die Hintergrund-Überprüfungsfunktion wird durchgeführt, indem eine "O" in ,1ede Position des Speicherwertes für die Anzahl der Spitzenwerte eingesetzt wird, wenn diese Position als zu dem Hintergrund des Fingerabdruckmusters zugehörig festgestellt worden ist und dementsprechend von dem eindimensionalen lokalen Schwellwertschaltkreis gemSß Fig. 7 ein entsprechender Wert ausgegeben worden ist.

Die Fingerabdruck-Hintergrunddaten des Spannungs-Diskriminators 58 in Fig. 7 werden einem Multiplexer 5ol mit 32 Positionen gemiif?, Fig. IR zugeführt. Ein R-Bit-Zahler 5o3 gibt seine fünf signifikantesten Bits als eine Adresse an den Multiplexer 5ol aus. Jede Position der 32 Positionen des Multiplexers 5ol entspricht daher R Bits von den 256 Bits in einer einzigen Zeilenabtastung des Fingerabdruckmusters. Wenn daher eine "1" von dem Spannungsdiskriminator 58 herausgegeben wird, was einem einzelnen Bit der Hintergrunddaten entspricht, so setzt der Multiplexer 5ol entsprechend eine "1" in einer der 32 Positionen in einem 32 χ 1-Schieberegister 5o7· Für Jeweils P Bits der Abtastung der Finger-

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abdruckmuster verschiebt der Multiplexer 5ol die Fingerabdruck-Hintergrunddaten entsprechend In verschiedene Stufen des Schieberegisters 5o7. Wenn der 8-Bit-Z3hler 5o? einen übertrag erzeugt, so zählt ein 3-Bit-Zähler 5o5 um 1 Bit nach oben. Wenn der R-Bit-Zähler 5o3 8 Übertragsignale erzeugt, so erzeugt der 3-Bit-Zähler 5o5 ein einziges Übertragsignal. Das Übertrag-Ausgangssignal des 3-Bit-Z£hlers 5o5 entspricht R abgetasteten Zeilen des Pingerabdruckmusters. Das Übertrag-Ausgangssignal des Zahlers 5o5 veranlaßt sodann die Speicherung der Werte des Schieberegisters 5o7, welches ein Parallel/Parallel-Register ist. Die vorstehend erwähnte Kombination des Multiplexers 5ol, des Schieberegisters 5o7, des 8-Bit-Z£hlers 5o3 und des 3-Bit-ZPhlers 5o5 reduziert in wirksamer Weise eine 256 χ 256 Abtastung in ein 32 χ 32-Informationsfeld. Wenn 8 Zeilen des Pingerabdrucknustern abgetastet worden sind, so entspricht im vorliegenden Fall jede der 32 Positionen des Schieberegisters 5o7 32 (8 χ 8) Fenstern. Wenn eine "1" in irgendeinem 8 χ 8-Bit-Fenster auftritt, so wird die entsprechende Bit-Position in dem 32 χ 32 RAM 5o4 mit "1" besetzt.

Am Ende von Jeweils 8 Abtastzeilen verursacht das Übertragsignal des 3-Bit-Zählers 5o5 die parallele Speicherung der Werte mit "1" bzw. "O" des 32-stelligen Schieberegisters 5o7 in einer entsprechenden Zeile von 32 Zeilen des 32 χ 32-RAM-Speicherfeldes für die Position des Pingerabdruckmusters.

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Da die Werte "1" in Jenen Positionen des Fingerabdruckmuster-Speicherfeldes 5ο¹! gespeichert werden, wo das Fingerabdruckmuster nicht festgestellt wird (Hintergrundbereich) und da die Werte "0" in Jenen Positionen gespeichert werden, wo das Fingerabdruckmuster festgestellt wird, führt die gleichzeitige Adressierung des Speicherfeldes Mo für die Nummer der Spitzenwerte gemfiß Fig. 17 und des Speicherfeldes 5ο¹» für die Position des Fingerabdruckmusters zu einer wirksamen Eliminierung irgendwelcher fehlerhafter Daten, die in dem Speicherfeld Mo außerhalb des Fingerabdruck-Musterbereichs gespeichert sind. Dieses Verfahren dient der Verbesserung der in dem Speicherfeld ⁴IUo gespeicherten Information durch Herauemaskieren von Spitzenwerten, die in fehlerhafter Weise in dem das Fin<7,erabdruckmuster umgebenden Hintergrundbereich identifiziert worden sind.

Der diese Prozedur ausführende, in Fig. lR dargestellte Schaltkreis bewirkt ebenfalls das Herausmaskieren aller Positionen die "2"-Spitzenwerte (Nicht-Singularitäten) anzeigen, aus dem Fingerabdruckmuster. Diese Funktion läßt nur Bündel von Spitzenwerten in dem Speicherfeld zurück, die "1" oder '^"-Spitzenwerte innerhalb des festgestellten Fingerabdruckbereiches aufweisen, und dadurch die entsprechende Feststellung von Kernen und 3-Radien-Punkten anzeigen.

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Gemgß PIk. IP werden das Pingerabdruckmuster-Positionsspelcherfeld 5o4 ( ein 32 χ 32 RAM ) und das Anzahl von Spitzenwerten-Spelcherfeld Mo gleichzeitig durch den lo-Bit-Adresbenzähler 5o2 adressiert. Die aus dem Speicherfeld Mo ausgelesenen Daten werden durch den Gatterschaltkreis 5o6 analysiert, und wenn eine Anzahl ^W2" festgestellt wird, so schaltet ein ODER-Gatter 5o8 eine "O" In die Speicherposition des Speicherfeldes Mo zurück, die durch die Adresse des lo-Bit-ZShlers 5o2 festgelegt worden 1st. Hierdurch werden alle festgestellten Nicht-SingularitSten eliminiert, die in dem Speicherfeld Mo gespeichert sind.

Das Pingerabdruckmuster-Positionsspeicherfeld 5οΊ weist eingespeicherte Werte ⁿl" an Jenen Stellen auf, wo der helle Hintergrund das Pingerabdruckmuster umgibt, und es weist Werte ^M0^M an Jenen Stellen auf, wo das Pingerabdruckmuster festgestellt wird. Die aus dem Pingerabdruckmuster-Positionsspeicherfeld 5o4 an den entsprechend adressierten Positionen ausgelesenen Werte "1" verursachen ebenfalls die Durchhaltung eines Wertes "O" über das ODER-Gatter 5oR und das Einlesen dieses Wertes in das Speicher· feld Mo an der entsprechenden Adressenposition. In einem 32x32-Speicherfeld, in dem ein Kern und ein 3-Radien-Punkt festgestellt werden, tritt typischerweise der resultierende Inhalt des Speicherfeldes Mo in Porm von Bündel auf, wie dies aus Pig. 19 hervorgeht.

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In Pig. 19 sind die Ergebnisse der Maskierung dargestellt, wobei Jene Bereiche, die vor der Maskierung zwei Spitzenwerte entspre^ chend der Peststellung von Nicht-Singularitäten bzw. einen Hintergrundbereich angezeigt haben, nunmehr den Wert ^MO^M beinhalten. Jene Positionen des Speicherfeldes, die einen oder drei Spitzenwerte angezeigt haben, bleiben erhalten. In dem Beispiel gemäß Pig. 19 sind daher ein einziges 3-Radien-Bündel mit 3 Spitzenwerten und ein einzelnes Kernpunkt-Bündel mit einem Spitzenwert ^H1^H festgestellt worden.

Nach dem Maskierungsschritt müssen die Bündel verdünnt werden, um irgendwelche zufällig auftretenden Dreier- oder Einer-Spitzenwerte zu eliminieren, die in fehlerhafter Weise in dem Speicherfeld Mo außerhalb der Bündel auftreten, und um die Größe der Bündel auf eine einzige Koordinatenposition In dem Speicherfeld zu reduzieren.

Die Bündel-Verdünnung kann als Abtastung entlang des 32 χ 32-Speicherfeldes Mo mit 3-Positions-Abtastfenstern gemSß Pig. angesehen werden. Der Schaltkreis zur Ausführung der Bündel-Verdünnung ist in Pig .2o dargestellt und wird als ein 3-Zellen-Prozessor bezeichnet. Die drei Zellen des 3-Zellen-Prozessors umfassen eine zentrale Zelle (mit "X" in Pig. 21 bezeichnet), eine benachbarte Zelle mit einer„Zeile plus eine Adresse und

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eine benachbarte Zelle mit einer Spalte plus eins-Adresse. Bei der Abtastung der drei Zellen (von links nach rechts und von oben nach unten) werden die Werte in den drei Zellen verglichen. Solange irgendeine der zwei Zellen, die der zentralen Zelle benachbart sind, den gleichen Wert wie die zentrale Zelle aufweist, erhält die zentrale Zelle ihren Wert an dieser Position hei, und wenn dies nicht der Fall ist, so wird die Position entsprechend der zentralen Zelle auf den Wert "0" gesetzt (z.B., wenn eine oder beide benachbarten Zellen unterschiedliche Vierte gegenüber der zentralen Zelle aufweisen, so wird der Wert der zentralen Zelle auf "0" gesetzt). Dies führt zu einem Speicherfeld, in welchem die Bündel der Einer- und Dreier-Spitzenwerte verbessert sind und in dem irgendwelche fehlerhaften Werte dieser Spitzenwerte, die sich nicht in einem Bündel befinden, eliminiert werden.

Ein 12-Bit-ZShler 51?! besitzt zwei Abschnitte mit 5 Bits und eine

2-Bit-überlaufstufe, die für drei Zyklen des 12-Bit-Zählers 518 vorgesehen
/ist. Wenn der dritte Zyklus beendet ist, erzeugt ein UND-Gatter 52o, das das Ausgangssignal (binSr 3) des 2-Bit-Zählerausgangs aufnimmt, einen Endimpuls, der ein "Verdünnungs-Verarbeitungs"-Plip-Flop 51o zurückstellt. Das Flip-Flop 51o wurde ursprünglich durch das Überlauf-Bit des lo-Bit-Zöhlers 5o2 bei Beendigung der Maskierung gesetzt.

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COPY

Um die gewünschten Resultate in dem 3-Zellen-Prozessor zu erhalten, wird der Ausgang des Speicherfeldes Mo für die Anzahl der Spitzenwerte auf einen "Anzahl von Spitzenwerten-Subzyklus"-Multiplexer 6o2 gegeben, der in Fig. 2o dargestellt ist. Der Ausgang des Speicherfeldes Mo bildet den tatsächlichen Wert der Anzahl von Spitzenwerten an der laufenden Position der zentralen Zelle des 3-Zellen-Prozessors. Dieser Viert wird von dem Multiplexer 6o2 an das "Zeilen, Spalten-Puffer"-Register 6o4 geliefert. Wenn der Multiolexer 6o2 den Wert "0" ausgibt, so erzeugt das Gatter 6o6 ein Signal für ein ODER-Gatter 6oR, wodurch das Taktsteuer-Flip-Flop 6j ¹I gem^ß Fig. lR umgeschaltet wird. Das Taktsteuer-FliD-Flop 6l4 betätigt in gesetztem Zustand ein UND-Gatter 6l6, wodurch Schiebetaktimpulse durch das UND-Gatter 512 durchgereicht werden, dem das Ausgangssignal des "Verdünnungs-Verarbeitungs"-Flip-FloDS 5lo zugeführt wird. Das UND-Gatter 512 betätigt sodann das UND-Gatter 51^» das die weitere Eincangsbedingung (invertiert) an einen Subzyklus-Flip-Flop 6lR (wird später erläutert) erhält. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 51¹J wird über ein ODER-Gatter 516 gegeben und schaltet den 12-Bit-Zähler 5lR fort, der der Adressierung des Speicherfeldes Mo und der Verschiebung der zentralen Zelle in die nächste Position des Speicherfeldes Mo dient. Eine Feststellung eines Spitzenwertes "O" verursacht somit die sofortige Weiterschaltung des 3-Zellen-Prozessors auf die nächste Position des Speicherfeldes Mo.

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0RIG4NAL INSPECTED

Wenn gemSß Pig. 2o der Ausgang des Zellen-, Spalten-Puffer-Reglstere 60Ί entweder einen Wert "l" oder ^M3" aufweist, so geben die entsprechenden UND-Gatter 6I0 oder 6l2 Signale an das ODER-Gatter 616, worauf das Sub-Zyklus-Fllp-Flop 618 gesetzt wird, und einen Sub-Zyklus-Modus auslöst. Das Sub-Zyklus-Fllp-^lop 61P betätigt ein UND-Gatter 62o, welches einen Schiebtaktimpuls S_T hindurchlgßt, der am Ausgang des UND-Gatters 512 gem#ß Fig. lH gebildet wird.

Der Schiebetakt S_T durchlauft das UND-Gatter 62o und setzt den 2-Bit-Sub-Zyklus-ZShler 622 auf einen Zählstand von 1. (Obgleich ein 2-Bit-Zähler dargestellt 1st, wird dieser so angesteuert, daß er bei einem Zählstand von 2 zurückgestellt wird. Ein 1-Bit-Zähler könnte ebenfalls benutzt werden ). Der Zählstand 2 wird durch das UND-Gatter 621 hindurchgereicht, um den Sub-Zyklus-Zähler 622 und ebenfalls das Sub-ZyRlus-Flip-Flop 6t8 zurückzustellen. Gleichzeitig wird der Ausgang des Gatters 624 an den Adressen- und Sub-Zyklus-Adressensteuer-Multiplexer 626 angelegt. Der Multiplexer 626 entwicklet sodann in zeitlicher Reihenfolge zwei Adressen für die beiden anderen Vergleichszellen des 3-Zellen-Prozessors. Die erste Adresse wird von dem Spalten-Adressenwert der 5 Bit des 12-Bit-ZShlers 518 gemäß Flg. 18 und dem Spalten-Adressenwert des plus eins-Spaltenaddierers 532 hergeleitet.

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Die zweite Adresse wird aus der 5-Bit-Spaltenadresse des lo-Bit-Z£hlers 5l8 und der Zeilenadresse des puls eins-Zeilenaddierers 53o hergeleitet.

Das zeitversetzte Auslesen der drei benachbarten Zellen des Speicherfeldes Mo wird sodann durch den Multiplexer 6o2 ausgeführt. Dieser Multiplexer nimmt in zeitlicher Reihenfolge jene Werte der adressierten Positionen der beiden benachbarten Zellen im Speicherfeld Mo auf und legt diese in entsprechenden Puffern 630 und 632 ab. Nunmehr sind die Werte der zentralen Zelle und der beiden benachbarten Zellen des 3-Zellen-Prozessors in den drei Ausgangspuffern 60Ί, 630 und 632 abgelegt. Der logische Schaltkreis am Ausgang der Puffer führt einen Vergleich auf Werte "1" oder "3" hinsichtlich der zentralen Zelle (gespeichert in Puffer 60^) ebenso wie auf entsprechende Werte in den Puffern 630 oder 632 durch. Wenn eine "3" durch einen oder beide der Zeilen/Spalten-Puffer 630 oder 632 festgestellt wird, so werden Signale über entsprechende UND-Gatter 63M oder 63R auf ein ODER-Gatter 632 gegeben. Wenn keiner der Werte in den Zeilen/Spalten-Puffer 630 oder 632 den Wert "3" aufweist, so wird am Ausgang des Inverters 6Ί6 ein "Richtig"-Signal erzeugt und dem UND-Gatter 650 zugeführt. Der zweite Eingang des UND-Gatters 650 dient dem Vergleich des Wertes von dem Zeilen/Spalten-Puffer 60**. Wenn keine der benachbarten Zellen einen Wert von "3" enthalt,

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und die zentrale Zelle den Wert "3" aufweist, so gibt das UND-Gatter 650 ein Signal an das ODER-Gatter 654 ab.

Ein identischer Vergleich hinsichtlich des Wertes "1" in den benachbarten Zellen wird durch die UND-Gatter 636, 64o und 652 zusammen mit dem ODER-Gatter 644 und dem Inverter 648 durchgeführt.

Wenn von dem Inverter 646 ein benachbartes "Richtig"-Signal ausgegeben wird, das anzeigt, daß keine der benachbarten Zellen den Wert "3" aufweist, so wird das UND-Gatter 650 betätigt. In gleicher Weise wird das UND-Gatter 652 betätigt, wenn keine der benachbarten Zellen den Wert "1" aufweist. Irgendeiner der Ausgange der UND-Gatter 650 und 652 betätigt das ODER-Oatter 654, welches seinerseits das UND-Gatter 654 betätigt und ein Lese/Schreib-Flip-Plop 666 veranlaßt, eine "o" in die entsprechende zentrale Zellenposition des Speicherfeldes 44o zu schreiben. Das Lese/-Schreib-Plip-Plop 666, das als ein normalerweise Lese-Flip-Plop dargestellt ist, wird durch das UND-Gatter 664 umgeschaltet, wobei es in seinem zurückgestellten Zustand einen betätigten Ausgang fflr die Schreibfunktion erzeugt. Das UND-Gatter 66P schaltet sodann einen Schiebetakt S_, hindurch, der das Einschreiben einer ^Mo" in das Speicherfeld 44o in der zentralen Zellenposition entsprechend der durch den 12-Bit-Zähler 5l8 adressierten Position veranlaßt.

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Der Ausgang des ODER-Gatters 654 wird durch den Inverter 656 invertiert, um ein UND-Gatter 658 zum Durchschalten eines Schiebetakt impulses S_T an ein ODER-Gatter 660 zu veranlassen. Das ODER-Gatter 660 erhält ebenfalls den Ausgang des UND-Gatters 668 zugeführt» Irgendein Eingang veranlaßt das ODER-Gatter 660 zur Erzeugung eines Rückstellsignals an das "Sub-Zyklus vollständig"· Flip-Flop 662 und liefert ein Signal an das ODER-Gatter 608. Der Ausgang des ODER-Gatters 660 veranlaßt das Taktsteuer-Flip-Flop 6l4 zur Fortschaltung des 12-Bit-Zählers 518 zur Adressierung der nächstfolgenden Zelle. Das obige Verfahren wird dreimal über der 32 χ 32-Watrix des Spelcherfeldes Mo wiederholt. Es hat sich herausgestellt, daß eine dreimalige Wiederholung für die Verbesserung der Anzahl und Grttße von Spitzenwertbündeln, die normalerweise in einem Fingerabdruckmuster festgestellt werden, ausreichend ist, bei der Verdünnung der Bündel und der Eliminierung zufällig auftretender Werte von "1" und ^M3" aufgrund von Störungen.

Durch Verdünnung des maskierten Speicherfeldes durch den 3-Zellen-Prozessor werden die kompakten Bündel von Dreier- und Einer-Spitzenwerten in dem Speicherfeld Mo abgetastet, um aus Jedem Bündel die repräsentativste oder zentrale Zellenposition für die entsprechenden Dreier- und/oder Einer-Bündel auszuwählen.

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Wenn das "Verdunnungsverarbeitungs^Flip-Flop 51o zurückgestellt wird, so wird gemiiß den Fig. 18 und 22 ein "Finde Kerne/3-Radien-Verarbeitungs^M-Flip-Flop 5^o gesetzt und \ersetzt das UND-Gatter 5Ί2 in die Lage, Schiebetaktimpulse hindurchzulassen und "Find¹¹-Schiebetaktimpulse S„ zu erzeugen. Der Ausgang des UND-Gatters 542 gibt Ober das ODER-Gatter 516 Taktimpulse an den 12-Bit-Zähler 5l8 weiter.

Gemäß Fig. 22 liefert der Ausgang des 12-Bit-Zähler 518 5-Bit-Adressen an einen plus eins-Spaltenaddierer 7o8, einen plus zwei-Spaltenaddlerer 7o4, einen plus-eins- Zeilenaddierer 7o6 und einen plus zwei-Zeilenaddierer 7o2. Die plus eins-Zeilen- und plus eins-Spaltenadressen der plus eins-Zeilen- und plus eins-Spaltenaddierer 7o6 und 7o8 werden als Adressen an die entsprechenden Zeilen- und Spaltenabschnitte sowohl von "Kern"- und ^w3-Radien^lf-FIF0^ls 7lo und 712 geliefert. Die 5-Bit-Adresse von dem plus zwei-Zeilen- und dem plus zwei-Spaltenaddierer 7o2 und wird 5-Bit-Verriegelungen 714 und 716 entsprechend zugeführt.

Der in Flg. 22 gezeigte Schaltkreis sucht die verdünnten in dem Speicherfeld Mo' gespeicherten Bündel ab und die verbleibenden DreierMind/oder Einer-Bündel werden sich typischerweise .jeweils innerhalb eines getrennten 3 x 3-Zellenfeldes befinden. Die erste Feststellung einer ^W3" oder "1" während einer Abtastung des

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Speicherfeldes ¹I¹Io wird durch den Schaltkreis als die obere linke Zelle eines Bündels von entsprechenden Werten "3" oder "1" erkannt. Der Schaltkreis ordnet sodann den nächstniedrigeren Zeilen-Adressenspeicherplatz (Zeile +1) und den nächsten benachbarten Spalten-Adressenspeicherplatz (Spalte +1) dem Bilndel als Zentrum zu. Solch eine Festlegung des Zentrums eines Bündels ruft die Erzeugung eines Verriegelungssignals hervor, um die Adressen Zeile +1 und Spalte +1 in den entsprechenden FIFO-Gliedern 71o oder 712 zu soeichern, was davon abhängt, ob der V/ert "1" oder "3" in der abgetasteten Zelle festgestellt worden ist.

Zur Ausführung der vorstehenden Funktion wird das Speicherfeld ¹I¹Io einmal durch aufeinanderfolgendes Adressieren einzelner Zellenspeicherplätze Zelle für Zelle gemäß der Adresse abgetastet, die durch den 12-Bit-Zähler 518 erzeugt wird. Die gespeicherten Werte werden der Reihe nach aus dem Speicherfeld ¹I¹Io in Decodier-Gatter 72o und 722 ausgelesen. Wenn eine "3" festgestellt wird, erzeugt das Gatter 72o ein Freigabesignal für das UND-Gatter 72¹I. Die laufenden Zeilen- und Spaltenadressen werden entsprechend in Vergleichern 73o und 732 mit Werten verglichen, die in den 5-Bit-Verriegelungen Jl^ und 716 gespeichert sind. Wenn die vorliegende Zeilen- oder Spaltenadresse mit ihrem Wert die entsprechende verriegelte Adresse übertrifft, so erzeugt das NAND-Gatter 726 ein Freigabesignal für das UND-Gatter 72¹I. Der Ausgang des

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UND-Gatters 724 setzt das "Finde-3"-Flip-Flop 72.9, welches das UND-Gatter 734 in die Lage versetzt, einen einzigen Schiebetaktimpuls hindurchzulassen, um das FIFO-Glied 712 auszutasten und die Zeilen- und Spaltenadressen +1 von den 5-Bit-Verriegelungen 714 und 716 in dem FlPO-Glied 712 zu verriegeln. Der einzeln durchgesteuerte Taktimpuls von dem UND-Gatter 734 stellt das ⁿ3"-Find-Flip-Flop 728 zurück. Der Ausgang des UND-Gatters 734 wird ferner einem 2-Bit-Ziihler 736 zugeführt, der die Anzahl der Dreier-Radien zählt, die während diesem Verfahrensschritt gefunden werden. Ein Zählstand von 2 in dem 2-Bi.t-Zähler 736 holt über das NAND-Gatter 74o ein Sperrsignal zur Sperrung des UND-Gatters 724 hervor. Zusätzlich zu den anderen Wirkungen des Ausgangssignals des UND-Gatters 734 bewirkt dieses über das ODER-ßatter 738 die Verriegelung der 5-Bit-Zefl.en- und Spaltenverriegelungen 714 und 7l6. Durch die Verriegelung der Zeilen- und Spaltenadressen +2 in den 5-Bit-Verriegelungen 714 und 716 wird verhindert, daß das gleiche Bündel während des Restes der Abtastung des Speicherfeldes 44o festgestellt und verarbeitet wird. Für jede festgestellte Zelle eines speziellen Bündels wird daher durch den obigen Schaltkreis ein 3 x 3-Verriegelungsbereich geschaffen, um die mehrfache Auffindung des gleichen Bündels zu verhindern.

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Wenn während der Abtastung des Speicherfeldes Mo eine "!"-Zelle gefunden wird, so erzeugt des UND-Gatter 722 ein Freigabesignal für das UND-Gatter 742. Wenn die laufende Adresse für die gefundene "1" irgendeinen der entsprechenden, in den Verriegelungen 714 und 716 gespeicherten Werte übertrifft, so wird das "1"-Find-Plip-Flop 744 gesetzt und dadurch das UND-Gatter 746 in die Lage versetzt, einen einzigen Taktimpuls hindurchzulassen und die Zeile +1 und Spalte +1-Adressen der Addierer 7o6 und 7o8 in den entsprechenden AdressenspeicherplStzen des FIFO 71o zu verriegeln. Es sei an diesem Punkt darauf verwiesen, daß der Schaltkreis zum Auffinden der "1" in gbicher Weise wie der Schaltkreis zum Auffinden der "3" arbeitet.

In diesem Ausführungsbeisniel kennen bis zu 2 Kerne und bis zu 2 Dreier-Radien gefunden werden und in den entsprechenden FIFO's 710 und 712 gespeichert werden, während die entsprechenden 2-Bit-Zähler 74R und 736 Zählstände entsprechend den gefundenen Kernen und Dreier-Radien erzeugen.

Es ist wichtig, festzustellen, daß der zuvor erwähnte Schaltkreis der Feststellung mehr als eines Bündels dient, das in der gleichen Zeile oder Spalte auftreten kann. Da bei diesem Ausfflhrungsbeispiel festgestellt worden ist, daß ein 3x3 Bündel nur einen Dreier-Radiuspunkt umfassen kann, hat der zuvor erwähnte Schalt-

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kreis einen 3 x 3-Zellenteil herausgetrennt, nachdem die obere linke Zelle eines bestimmten Bündels festgestellt worden ist und die Position des Bündels ist der zentralen Zelle des 3*3-Zellenfeldes zugeordnet worden.

Wenn gem?5ß Fig. 22 der lo-Bit-Teil des 12-Bit-Z3hlers5l8 bei der Verdünnungsoperation dreimal durchlaufen worden ist, so sperren die signifikantesten Bits am Ausgang der beiden letzten Stufen des 12-Bit-Ztfhlers 518 über die invertierenden Eingänge das UND-Gatter 760. Wenn der lo-Bit-Teil des 12-Blt-Zählers 5l8 zum vierten Mal umläuft, um die obengenannte Aufsuchoperation der Kerne und Drei-Radien-Punkte durchzuführen, so wird das UND-Gatter 760 freigegeben und erzeugt ein "Suche beendet"-Signal über das ODER-Gatter 758. Das Signal "Suche beendet" stellt das "Finde Kerne/Dreier-Radien"-Flip-Flop 54o gemäß Fig. 18 zurück. Das Signal "Suche beendet" wird ebenfalls einem der Eingänge des UND-Gatters 762 sowie dem UND-Gatter TSk zugeführt. Das UND-Gatter 768 ist an den 2-Bit-Zähler 736 angeschlossen, so daß der Ausgang des UND-Gatters 768 das UND-Gatter 76¹I freigibt und das "Spurverarbeitungs"-Plip-Flop 766 setzt, wenn die Anzahl der festgestellten und in dem 2-Bit-Zähler 736 gezählten Dreier-Radien den Wert 1 erreicht.

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An diesem Punkt sei in Erinnerung gerufen, daß, wenn die Anzahl der festgestellten Dreier-Radien in einem bestimmten Fingerabdruckmuster den Wert 1 erreicht, eine Schleifenklassifizierung festgestellt wird und eine weitere Verarbeitung erforderlich ist, die die Spurbildung der zugeordneten Erhebungs-Flleftlinien umfaßt (s. Fig. 13).

Wenn die Anzahl der Dreier-Radien nicht dem Wert 1 entspricht und das Signal "Suche beendet" von dem ODER-Hatter 758 ausgegeben wird, so erzeugt das UND-Gatter 7&2 ein Signal "Klassifizierung vollständig", da keine Spurbildung erforderlich ist, und die Klassifizierung entweder einen Bogen oder einen Wirbel feststellt. Die Anzahl der festgestellten Dreier-Radien und der Ausgang des 2-Bit-Zählers 736 wird In die Decodierer 768 und 77o eingegeben. Wenn die Zahl am Ausgang des 2-Bit-ZShlers 736 den Wert 0 aufweist, so wird ein Bogen-Klassifizierungssignal von dem Decodierer 768 ausgegeben. Wenn jedoch der Ausgang des Zghlers 736 den Wert 2 aufweist, so gibt der Ausgang des Decodierers 77o ein Wirbel-Klassifizierungssignal aus.

Zusammenfassend betrachtet wird das Ausgangssignal "Suche beendet" entweder erzeugt, wenn die volle Abtastung des Speicherfeldes durchgeführt worden ist, oder wenn das System zwei Kern- oder zwei Dreier-Radien-Adressen vor 'der vollständigen Abtastung des

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gesamten Speicherfeldes feststellt. Diese letzte Punktion dient lediglich der Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit, da kein Erfordernis besteht, die Abtastung des Speicherfeldes fortzusetzen, wenn zwei Kern- und zwei Dreier-Radien-Punktadressen festgestellt worden sind.

Zur Fortsetzung der Erläuterung der Wirkungsweise des Schaltkreises sei angenommen, daß ein Dreier-Radien-Punkt festgestellt worden ist und das Spurverarbeitungs-Plip-Flop 766 gesetzt ist. Der Ausgang des Flip-Flops 766 setzt daher eine Verriegelung 772, welche ein UND-Gatter 774 in die Lage versetzt, Schiebetakt impulse für die nachfolgende Spurbildungsfunktion hindurchzulassen. Die Schiebetakt impulse am Ausgang des UND-Gatters 774 sind mit S_TR bezeichnet und sie werden zum Lesen der Spitzenwert-Positionen im Speicherfeld 442 benutzt, welches in Fig. 17 dargestellt ist.

Die Bezeichnung "Spur" wird benutzt, da sie den sichtbaren Ausdruck für die weiter unten erläuterte Funktion darstellt.

Um die Spurbildung auszuführen, ist es erforderlich, sowohl die Positionen des Spitzenwert-Speicherfeldes 442 gemäß Fig. 17 als auch die ursprünglichen Erhebungs-Konturdaten auszulesen, die in den 32 χ 32 Speicherpositionen des Speichers RAM 112 gemäß Fig.4

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gespeichert sind. Dementsprechend setzt ein UND-Gatter 77B ein "Leseerhebungskontur"-Speicherfeld-Flip-Flop 776, welches ein Befehlssignal an das Erhebungskontur-Speicherfeld 112 und einen Multiplexer 8o2 ausgibt, wenn ein 2-Bit-Amplltudenspitzen-Positionszähler 777 drei Signale S_TR zählt.

In Fig. 23 ist eine typische Spurbildung dargestellt _t die den Spurbildungen gem«ß den Fig. 12A, 12B und 12C ähnlich ist. Die 3-Radien-Adresse des FIFO's 71o veranlaßt das Auslesen von drei Referenzwinkeln aus den Speicherplätzen des Speicherfeldes M2 für diese spezielle 3-Radien-Adresse. In dem Beispiel gemäß Fig.23 entspricht die 3-Radien-Adresse der Spalte Io und der Zeile 2o. Eine solche, dem Speicherfeld kk2 zugeführte Adresse führt zum Auslesen von drei Referenzwinkeln« Der Schaltkreis gemäß Fig.2¹I führt sodann die B, C und D-Spurverfolgungen von diesem 3-Radien-Punkt (lo, 2o) aus, wobei in Richtung der Referenzwinkel begonnen wird. Nach der ersten Zellenspur-Verfolgung in irgendeiner Richtung von dem 3-Radien-Punkt wird die Information von dem Erhebungs-Kontur-Speicherfeld benutzt, um zusätzliche Winkeldaten für die Fortsetzung einer Jeden Spur zu liefern. In gleicher Welse befindet sich bei dem Beispiel gemäß Fig. 23 die Speicherstelle des Kernpunktes in der Spaltenadresse 15 und der Zeilenadresse 12, und die Süurverfolgung der Erhebungs-Fließlinie, die diesen Kernpunkt zugeordnet 1st, ist mit A bezeichnet. Die Spurverfolgung

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von A wird in der gleichen Weise durchgeführt, wie dies für irgend· eine Spurverfolgung der Dreier-Radien-Erhebungsfließlinien erläutert wurde.

Der SpurverfQfcungs-Schaltkrels gem£ß Fig. 24 lSdt über seinen Eingangs-Multiplexer 8o2 in zeitlicher Reihenfolge die 5 Bits, die jeden der drei Referenzwinkel darstellen, in die adressierte Position des Speicherfeldes M2. Der Multiplexer 8o2 liefert die drei 5-Bit-Referenzwinkelwerte an entsprechende drei 5-Bit-Register 8o4, 806 und 8o9 zur Speicherung.

Logikschaltkreise 8lo, 812, 8Hl korrelieren Jeweils die 32 möglichen Referenzwinkel-Positionen, die durch die 5 Bits des entsprechenden 5-Bit-Registers identifiziert werden, in eine von 8 möglichen Zellen-Positionen, die der laufend adressierten Zelle benachbart sind. Die Logikschaltkreise 8lo, 812, 8ΐΊ legen die Inkrementalwerte für die nächste Zeilen- und Spalten-Adresse entsprechend der Spezifikationskarte in Fig. 25 fest.

Es sei beispielsweise der 5-Bit-Ausgang des Registers 8οΊ betrachtet, der in den Logikschaltkreis 8lo eingegeben wird. Wenn der 5-Bit-Eingang für den Logikschaltkreis 8lo einen Wert von "9" aufweist, was auf einen Referenzwinkel von 90° verweist, so wird die nSchste Zeilen-Adresse um -1 und die nächste Spalten-

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Adresse um O verändert. Dies entspricht der Spurbildung gemäß Fig. 23, wobei das erste "B" in der Nachbarschaft des 3-Radien-Punktes unter der Spaltenadresse Io und der Zeilenadresse 19 erscheint.

Die Erhtthungswerte für die Zellen- und Spalten-Adressen werden von dem Logik-Schaltkreis 8lo an ein FIFO P22 ausgegeben. Das FIFO 822 besitzt eine maximale Länge von ¹JR, wodurch eine Spurverfolgung über ¹JR Zellen ermöglicht wird. FIFO's 932 und β^Ι2 erhalten Ausgangssignale von logischen Schaltkreisen 812 und 81¹I, um drei Kurvenspurverfolgungen gleichzeitig durch den Schaltkreis gemäß Fig. 2¹J ausführen zu können. Die nächsten Zeilen- und Spalten-Adressen werden ebenfalls von dem Schaltkreis Rio,basierend auf der laufenden Zeilen- und Spaltenadresse und kombiniert mit dem Inkrementalwert ausgegeben. Die nächsten Zeilen- und Spaltenadressen dienen sodann der Adressierung des Erhebungs-Kontur-Speicherfeldes 112. Jeder der Logikschaltkreise 812 und 8m erzeugt ebenfalls nächste Zeilen- und Spaltenadressen, basierend auf den Inkrementalwerten, die in jenen logischen Schaltkreisen festgestellt werden, und diese Adressen werden dem Erhebungskontur-Speicherfeld 112 unter Steuerung des Multiplexers 8o2 zugeführt. Die aus dem adressierten Speicherplatz in dem Erhebungs-Kontur-Speicherfeld 112 ausgelesene Information (5 signifikanteste Bit's) wird in Abhängigkeit von der durch den Logik-

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Schaltkreis 8lo gelieferten Adresse dem 5-Bit-Z3hler Po^ über den Multiplexer Po2 zugeführt. In Abhängigkeit von dem in dem Register 8ο¹» gespeicherten Wert bestimmt der Logikscbaltkre:i s Bio einen neuen Inkrementalwert für die nächste Adresse.

Wenn gemäß Fig. 23 die 5 signifikantesten Bits des Erhebunps-Kontur-Speicherfeldes 112 einen Wert von "8 bis 11" besitzen, so ist der inkrementale Zeilenschritt -1 und der inkwneritale Spaltenschritt 0, wie dies in der Darstellung von "B" unter der Spaltenadresse Io und der Reihenadresse Iß dargestellt ist.

Immer, wenn die nächsten Zeilen- oder Spaltenadressen des Lopcikschaltkreises 8lo einen Wert von ^M32" erreichen, so wird dadurch angezeigt, daß die Spurverfolgung die Grenze des Erhebungs-Kontur-Speicherfeldes 112 erreicht hat, und es wird ein Stop-Signal durch das ODER-flatter 82o erzeugt. Entsprechend sind Überwachungs-Schaltkreise 813 und 815 vorgesehen, die den logischen Schaltkreisen 812 und 8ΐΊ zugeordnet sind, um Stop-Signale zu erzeugen, wenn irgendeine Jener Spuren die Orenze des Erhebungs-Kontur-Speicherfeldes 112 erreicht.

Gemäß der zuvor beschriebenen Wirkungsweise des Schaltkreises gemäß Fig. 24 ist es möglich, irgendeine Kurve von der zentralen Position in irgendeiner Richtung bis zu einer maximalen Länge

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von 48 Schrittpositionen von der ursprünglichen Position aus zu verfolgen, wobei eine Begrenzung durch das 32 χ 32-Erhebungs-Kontur-SDeicherfeld 112 gegeben ist.

Wenn die Spurverfolgung beendet ist, werden die Adressen aller Punkte, die Jeden der drei Wege von dem Dreier-Radien-Punkt definieren, basierend auf den Inkrementalwerten und unabhängig von der ursprünglichen Position des Dreier-Radien-Punktes, in den drei FIFO's 823, 832 und 8Ί2 gespeichert. Es sei darauf verwiesen, daß jeder FIFO 822, 832 und 842 jeweils eine Soeicher-Position für eine Zeilen-Adresse und eine Spalten-Adresse aufweist. Wenn irgendeiner der zuvor genannten FIFO's 822, 832 oder 842 gefüllt ist, wodurch 48 Inkremente einer bestimmten Spurverfolgung angezeigt werden, so wird ein Signal ¹¹^IFO voll" erzeugt, welches über das ODER-Gatter 824 ein Signal "Stop Spurbildung" erzeugt, welches das UND-Oatter 826 sperrt, das normalerweise Taktimpulse S_TR in einen Schaltkreis 823 für das Anhalten der Spurbildung weiterleitet. Es sei darauf verwiesen, daß Jedes der drei FIFO's 822, 832 und 842 unabhängig von entsprechenden StoD-Schaltkreisen 833 und 843 überwacht wird, um "Stop Spurverfolgung"-Signale Immer dann zu erzeugen, wenn der zugeordnete wiFO gefüllt ist oder die Spurverfolgung die Grenze des Erhebungs-Kontui—Speicherfeldes 112 überschreitet.

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Ein NAND-Gatter 828 antwortet auf alle drei "Stop Spurverfolgung!! Signale, die durch die Jedem PIFO 822, 832 und 842 zugeordneten Schaltkreise erzeugt werden, und gibt ein Signal "Ende der Spurverfolgung" weiter, welches das "Lese-Erhebungskontur-Speicherfeld"-Flip-Flop 776 (Fig. 22) zurückstellt und das Schleifen-Klassifikations-Flip-Flop 83o setzt» Das Setzen des Schleifen-Klassifikations-Flip-Flops 83o betätigt ein UND-Gatter 831, wodurch Schiebetaktimpulse an den Schleifen-Klassifikations-Schaltkreis gemäß Fig. 26 geliefert werden.

Der Klassifikations-Schaltkreis ist in Fig. 26 dargestellt. Zum Zwecke der Vereinfachung zeigt die Fig. 26 den endgültigen Vergleich einer einzigen Spurverfolgung innerhalb der drei Drei-Radien-Linien gemäß ihrer gespeicherten Inkrementalwerte mit gespeicherten Referenzwerten, um die Klassifizierung zu erhalten. Dies geschieht im Gegensatz zu einer längeren Darstellung, wobei J4de der drei Spurverfolgungen mit ihren entsprechenden gespeicherten Referenzwerten verglichen wird.

Die inkrementalen Zeilen- und Spalten-Adressen werden durch den in Fig. 2Ί dargestellten Schaltkreis für Jede Spurverfolgung entwickelt und in inkrementalen Schieberegistern 822, 832 und 8^2 gespeichert. In Fig. 26 sind die gleichen Register mit 93o, 932 und 93¹I bezeichnet und weiset. Rückführungsleitungen auf.

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Da der Vergleichsprozeß Identisch für die in allen drei Registern 93o, 932 und 934 gespeicherte Information ist, richtet sich die folgende Erläuterung auf die lnkrementale Zeilen- und

Spalten-Adresseninformatlon, die in dem Register 93o gespeichert ist und durch den Klassifikations-Verglelchsschaltkreis 9ol verarbeitet wird. Es ist Jedoch selbstverständlich, daß der den Vergleich durchführende Schaltkreis (9ol, 9o3 und 9o5) für Jedes der zugeordneten Register 93o, 932 und 93^ identisch ist.

Das Register 93o (P22) speichert die inkrementalen Zeilen- und Spalten-Adressen. Das Register 93o schiebt Jeden Inkrementalwert heraus, und dieser Wert wird über die Rückführungsleitung In das Register 93o zurückgeführt.

Weg-Referenzregister 9^1, 9^2, 9^3, 9^4 und 9^5 des Klassifizierungs-Verglelchsschaltkrelses 9ol speichern Jeweils die inkrementalen Referenzwerte entsprechend einer der drei Kurvenverfolgungen der fünf vorbestimmten Referenz-Schleifen-Klassifizierungen.

Die inkrementalen Zeilen- und Spalten-Adressenwerte, die in dem Register 93o gespeichert sind, werden pro Inkrementalwert für die Zeile und Spalte parallel herausgeschoben und mit dem Inhalt des Weg-Referenzregisters 9¹M verglichen. Die Inkrementalwerte des Registers 93o werden in Summier-^chaltkreisen 916 und 918 von

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den entsprechenden Inkrementalwerten des Registers 941 subtrahiert. Ein absoluter Wert einer Grflße wird für Jede in den Summlerschaltkrelsen 916 und 918 erhaltene Differenz in Schaltkreisen 92o und 922 festgestellt und in einem Akkumulator 924 für Jede der bis zu 48 verglichenen Inkremental-Positionen in den Registern 93o und 9¹Jl gesDeichert. Nachdem alle 48 Positionen verglichen sind und die Oesamtgrflße der Differenzen über die 4P Inkremental-Positionen in dem Akkumulator 924 gespeichert ist, wird ein B-Bit-Wort von dem Akkumulator 924 herausgegeben und in einem fünfstelligen Speicherregister 926 gespeichert. Jede Position des Speicherregisters 926 ist in der.Lage, ein 8-Bit-Wort zu speichern und entspricht einem Weg-Referenzregister, welche mit der in dem Register 93o gespeicherten Inkremental-Information verglichen werden müssen.

Der vorstehende Prozeß muß föi· Jeden der beispielsweise fünf Weg-Referenzen, die durch den Inhalt der anderen Weg-Referenz-Speicherregister 942, 943, 944 und 945 dargestellt werden, wiederholt werden. Demgemäß werden R-Bit-Worte durch den Akkumulator 924 entwickelt, nachdem Jedes Weg-Referenz-Speicherregister entlang seiner 4fl Inkremental-Positionen verglichen worden ist.

Diese Funktion wird gleichzeitig für jeden der drei sich von dem Drei-Radien-Punkt erstreckenden Wege durchgeführt. Die fünf

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in den Süeicherregistern 926, 927 und 92P gespeicherten Werte werden von den entsprechenden Registern parallel, drei auf einmal, an einen Summier-Schaltkreis 929 ausgegeben. Die drei entsprechenden 8-Bit-V.'orte werden summiert, um ein Ausgangssignal P¹ zu entwickeln, welches einem Vergleicher 95o zugeführt wird. Der Vergleicher vergleicht den laufenden Wert P¹ mit einem zuvor aufsummierten Wert P, der in einem "vorangegangene Summe"-Register 952 gesetzt ist. Wenn P¹ kleiner als P ist, so verriegelt der Vergleicher 95o P¹ in dem Register 952 für die vorangegangene Summe. Das Verriegelungs-Signal wird ebenfalls einem 3-Bit-Zähler 95*< zugeführt.

Da ein perfekter Vergleich zwischen der in dem Register 93o gespeicherten Inkremental-Informaticn und irgendeinem Inhalt der Weg-Referenz-Register 9^1...9^5 am Ausgang des Akkumulators 92Ί einen gespeicherten Minimalwert erzeugen sollte, wird das Register 952 für die vorausgegangene Summe anfänglich auf einen Wert gesetzt, wobei es in allen Binärstellen den Wert "1" aufweist. Das erste Ausgangssignal des Vergleichers 95o wird daher kleiner als der anfänglich gesetzte Viert P sein und wird demgemäß in das "vorangegangene Summe"-Register 952 verriegelt. Nachfolgend werden alle Werte P¹ mit dem vorangegangenen Wert P verglichen. Wenn der erste Wert P in das Register 952 verriegelt wird, und ein üerfekter Vergleich vorliegt, so führen alle nachfolgenden

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Vergleiche mit den Weg-Referenz-Registern 9^2.._#9^5 zu Werten P¹, die den vorliegenden Wert P, wie er in dem Register 952 gespeichert ist, übertreffen.

Ein Verriegelungs-Signal des Vergleichers 95o dient der Verriegelung eines 3-Bit-ZShlers 95¹I, der seinen Zflhlstandswert von einem 3-Bit-ZPhler 956 erhält. Der 3-Bit-ZShler 956 überwacht die Taktimpulse S., die über ein UND-Gatter 9l4 zugeführt werden.

Das Schleifen-Klassifikations-Flip-Flop ft3o und das zugeordnete UND-Gatter 831 gem#ß den Fig. 24 und 2$ geben Schiebetaktimpulse S₁. an einen 6-Bit-Z£hler 9o6. Wenn der 6-Bit-ZShler einen ZShI-stand von 48 erreicht, so erzeugt ein UND-Gatter 9o8 ein Ausgangs-

906
Signal, welches den 6-Bit-ZShler/auf ¹¹O" zurückstellt und den Wert des Akkumulators 924 in einer ersten Position des Speicher-Registers 926 verriegelt. Das durch das UND-Gatter 9oP erzeugte Signal wird dementsprechend als ein Verriegelungssignal an die Register 927 und 928 geliefert. Der Ausgang des UND-Gatters 9o8 wird einem 3-Bit-ZShler 9lo eingegeben, der zahlt, wie oft der Qesamtinhalt des Registers 93o mit dem Gesamtinhalt eines Jeden Weg-Referenz-Registers verglichen worden ist. Im vorliegenden Beispiel liefert ein UND-Gatter 91o ein Rückstell-Signal an das Schleifen-Klassifikations-Flip-Flop 83o und setzt das endgültige Vergleichs-Flip-Flop 912, wenn ei.? ZShlstand von 5 in dem 3-Bit-

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Zähler 9lo erreicht worden ist. Das endgültige Vergleichs-FliD-Flop 912 veranlaßt das UND-Gatter 91¹J zur Durchschaltung von Taktimpulsen S. , um die endgültige Summierungs- und Vergleichs-Funktion durchzuführen, was zu der ohen beschriebenen Schleifen-Klassifizierung führt. Der 3-Bit-Z£hler 956 überwacht daher durch Zählen der Taktimpulse den Inhalt der besonderen Weg-Referenz-Register, die mit der in dem Register 93o gespeicherten Inkremental-Information verglichen werden und gibt einen entsprechenden Z^hlwert an den 3-Bit-ZShler 95¹J weiter, der dieses Weg-Referenz-Register identifiziert. Wenn der 3-Bit-ZShler 95¹I verriegelt ist, identifiziert er daher die beste Übereinstimmung (niedrigster Speicherwert), die zu diesem Zeitpunkt festgestellt wird. Der in dem 3-Bit-ZShler 95¹J verriegelte Wert identifiziert die Schleifenklasse und wird an einen Decodierer 975 ausgegeben, der die ^-Bit-Fingerklassen-Adresse an das Register 12R gemSP. Pig. ¹J liefert.

Wenn der 3-Bit-Z8hler 956 einen ZShlstand von 5 erreicht, erzeugt ein Decodierer 95P ein Signal, welches ein "Schleifenklasse bereit"-Plip-Plop 96o setzt. Der Ausgang dieses Flip-Flops 960 bildet das Signal "Klassifizierung vollständig" gemäß Fig. ¹J. Ein "Schleifenklassen-Adressen"-Signal wird von dem 3-Bit-Z£hler 95¹J an den "Fineerklassen"-Abschnitt des Registers 12^ ausgegeben und stellt im vorliegenden Fall gin 3-Bit-Signal dar, welches

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27A0395

eine der 5 Schleifen-Klassifikationen identifiziert. Wie anhand von Pig. ¹I erläutert, kann die Hauptkartei in 12 KlassifikationsfScher unterteilt sein.

Es liegt selbstverständlich auf der Hand, daß die obengenannten 5 Referenz-Register auf Io erweitert werden können, um die Links- und Rechts-Schleifen und die 5 diesen Schleifen zugeordneten Klassen zu umfassen. In einem System, wo das von dem Abtast-Fenster hergeleitete Pingerabdruckbild in Bezug auf den speziellen Satz

(auch 932 und 934)
von Inkremental-Adressen in dem Register 93o/Veränderungen in

Drehrichtung unterworfen ist, ergeben sich Änderungen hinsichtlich der Winkelausrichtung des Pingerabdruckmusters. Das System gemSß Fig. 26 wird daher leicht modifiziert, um die genaue Bestimmung einer Klassifizierung unabhängig von einer Drehbewegung des Pingerabdruckmusters durchführen zu können. Zwecks Durchführung einer solchen Modifikation können zusätzliche Wep;-Referenz-Register zu denen in Fig. 26 hinzugefügt werden, wobei Jedes Weg-Referenz-Register Inkremental-Adressen speichert entsprechend der um einen bestimmten Betrag gedrehten Referenz-Klassifizierung.

Alternativ zu der Hinzufügung einer Anzahl von 48-zelligen Weg-Referenz-Registern, um die geeigneten kodierten Inkremental-Daten für Winkelverschiebungen zu erzeugen, ist es möglich, einen

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Zwischenspeicher zu benutzen, der in einem Festwertspeicher ROM gespeicherte Daten entsprechend einer Referenzrichtung für einen entsprechenden Weg und verschiedene Beträge von Winkelverschiebungen von dieser Referenzrichtung benutzt. In diesem Fall wird eine Berechnung durchgeführt zwischen einer festgestellten Winkelverschiebung der Ursprungsdaten von der Referenzrichtung im Hinblick auf den verfolgten Weg. Dann wird der geeignete Speicher ROM ausgewählt und die Daten aus diesem ausgelesen und in einem Zwischenspeicher, wie beispielsweise einer Reihe von Registern, gemäß Fig. 26 gespeichert, wobei die Vergleichsfunktion in der beschriebenen Weise ausgeführt wird. Dsr spezielle Schleifentyp wird daher durch Vergleich mit den geeignet gedrehten Referenzweg-Daten identifiziert.

Obgleich der erwähnte Vergleichs-Schaltkreis gemäß Fig. 26 nützlich bei der Feststellung von Unterteilungen der Schleifen-Klassifizierung nach Größe und Richtung ist, sei darauf verwiesen, daß eine Wirbel-Musterklassifizierung ebenso weiter unterteilt werden kann, so daß eine genauere Klassifizierung für jedes abgetastete Fingerabdruckmuster erzielt werden kann.

Obgleich eine Bewertungsgröße, die in dem Register 952 für die vorangegangene Summe gespeichert wird, geringer als der Anfangswert in diesem Register sein kann, kann dieser Wert nicht genügend klein sein, um eine erzielte Klassifizierungs-Übereinstimmung

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anzuzeigen. Der Vergleicher 951 vergleicht daher den in dem Register 952 gespeicherten Wert P mit einem Minium-Schwellwertpegel. Der Minimum-Schwellwertpegel wird gemäß einer akzeptablen Klassifikations-Bewertungsgröße vorgegeben. Wenn der Wert P den Minimum-Schwellwertpegel überschreitet, betätigt der Vergleicher das UND-Gatter 953. Der Signal-Ausgang des UND-Gatters 95B wird sodann von dem UND-Gatter 953 durchgeschaltet und setzt das Entscheidungs-Flip-Flop 955 für die niedrige Übereinstimmung. Das Flip-Flop 955 gibt sodann an die Bedienungs-Konsole ein Signal "Ungeeignet zur Bearbeitung". Die Entscheidung "Ungeeignet zur Bearbeitung" ist ein kennzeichnendes Merkmal dieses automatischen Systems, da durch sie positiv eine Systemfeststellung angezeigt wird, die besagt, daß die Eingangsdaten nicht genügend qualifiziert sind, um eine erste Bearbeitungsstufe, nämlich die Klassifizierung vollständig durchzuführen. Diese Feststellung wird getroffen, bevor das RIV-Vergleichsverfahren verwendet wird, und die Hauütkartei abgesucht wird. Die Entscheidung "Nicht geeignet zur Bearbeitung" kann auf einem beschädigten Fingerabdruckmuster, einer schlechten Qualität in der Darstellung, einer Bewegung des Fingers während der Abtastung oder auf anderen normwidrigen Umständen beruhen. Nach einer solchen Feststellung kann der Operator entweder die durch das System zu identifizierende Person anweisen, ihren Finger erneut auf die Abtastscheibe zu legen oder er kann das System und die Person anweisen, einen anderen Finger auszuwählen.

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An dieser Stelle wird das System erneut den Fingerabdruck automatisch abtasten, Erhebungs-Kontur- und Merkmal-Dafcen herausziehen und eine Klassifizierung des Fingerabdruckes versuchen. Wenn die Klassifizierung durchgeführt ist, so führt das System automatisch den RIV-Vergleich der herausgezogenen Merkmale des abgetasteten Fingerabdruckes mit Merkmaldaten entsprechend identifizierter Fingerabdruckmuster innerhalb der Hauptkartei durch. Das System erzeugt sodann eine Liste der festgestellten Identitäten, die eng genug mit dem ^ingerabdruckmuster übereinstimmen.

Vorstehend ist festgestellt worden, daß ein Zweck der Klassifizierung abgetasteter Fingerabdruckmuster von Personen darin besteht, vorlauf if? festzustellen, welche der vielen Fingerabdrücke, die in der Hauptkartei gespeichert sind, bei der Absuche der Hauptkartei verglichen werden sollen. In dem Fall Jedoch, wo die R Fingerabdruckmuster für jede Person in der Hauptkartei gemSß ihrer zugehörigen Klassifikation gespeichert sind und bis zu 8 Finger durch die vorstehend beschriebene Einrichtung abgetastet werden, kann eine weitere Festlegung getroffen werden, um die Anzahl der gespeicherten Fingerabdruckmuster, die verglichen werden sollen, zu erniedrigen. Durch Klassifizierung eines Jeden der bis zu B abgetasteten Fingerabdruckmuster und durch ledig!iches Vergleichen der gespeicherten Fingerabdruckmuster, in denen Jene gleichen getrennten Klassifikationen in entsprechenden Fingern übereinstimmen, kann die Identifizierungszeit

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entsprechend herabgesetzt werden. Diese Art der korrelierten Klassifikations-Unterteilung der Hauptkartei ist dort besonders wirksam, wo hunderttausende oder mehr identifizierte Flngerabdruckmuster gespeichert sind. Es liegt auf der Hand, daß verschiedene Punktionen, wie beisDielsweise die Klassifizierung und der RIV-Vergleich, eine längere Bearbeitungszeit als andere Operationen, wie beispielsweise das Herausziehen der Merkmal- und Erhebungs-Konturdaten, erfordern. Es können daher Programme geschrieben und Speichermöglichkeiten verwendet werden, bei denen die der Reihe nach festgestellten Daten in einem Stapel angeordnet werden, und nacheinander verarbeitet werden. Darüber hinaus kennen die zeitaufwendigsten Sub-Systeme dupliziert und im Multiplex betrieben werden, um eine große Anzahl von der Reihe nach gelesenen Mustern schneller verarbeiten und identifizieren oder überorüfen zu können.

Es liegt auf der Hand, daß viele Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne hierdurch den Rahmen des neuen KonzeDtes dieser Erfindung zu verlassen. Es wird daher angenommen, daß durch die angefügten Ansprüche alle solche Modifikationen und Veränderungen abgedeckt werden, die im wahren Geist und im Schutzumfang dieser Erfindung liegen.

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Claims

Patentansprüche

Automatisches System zum Identifizieren unbekannter fluster durch Vergleich mit gespeicherten Mustern, wobei jedes solches Muster eindeutig durch ein Merkmal-Muster und eine Konfiguration von Kontur linien charakterisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:

Mittel zum Abtasten eines unbekannten Musters; Mittel zum automatischen Herausziehen von Merkmal-Daten, die das Merkmal-Muster des abgetasteten Musters beschreiben; Mittel zum Speichern der Merkmal-Daten eines jeden von mehreren zuvor identifizierten Mustern in adressierbaren Speicherplätzen;

Mittel zun selektiven Adressieren und Wiederaufsuchen dieser gespeicherten Merkmal-Daten; und

Mittel zum automatischen Vergleich dieser herausgezogenen Merkmal-Daten mit wieder aufgesuchten Merkmal-Daten entspre-

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chend ausgewählten Mustern innerhalb der Vielzahl von Mustern und zum Anzeigen der Identität des entsprechenden Musters, wenn diese verglichenen Daten innerhalb vorbestimmter Grenzen übereinstimmen.

2. Automatisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Herausziehen ein Referenz-Koordinatensystem definieren und diese herausgezogenen Merkmal-Daten In einem X, Y, θ -Format darstellen, wobei X und Y Koordinatennositionen eines jeden festgestellten Merkmals in Bezug auf das festgestellte Koordinatensystem und θ die Winkelausrichtung eines jeden festgestellten Merkmals im Hinblick auf das definierte Koordinatensystem angeben; daß die Speichermittel diese wiederauffindbaren Merkmal-Daten in einem X, Y, θ -Format speichern; daß die Vergleichsmittel Mittel zum automatischen Umwandeln der herausgezogenen Merkmal-Daten und der wieder aufgesuchten Merkmal-Daten in ein RIV-Format umfassen, wobei jedes Merkmal durch die Eigenschaften seines Umrundungsmerkräals in einer Umrundungsnachbarschaft vorbestimmter Größe dargestellt wird; und daß die Vergleichsmittel ebenfalls Mittel zur Anpassung eines Jeden Merkmals des in einem RIV-Formats dargestellten unbekannten Musters mit Jedem Merkmal eines in einem RIV-Format dargestellten, zuvor ausgewählten, identifizierten Musters aufweist und mehrere Nachbarschafts-Vergleichssignale

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erzeugt, die die relative Nflhe einer Anpassung und die relative Koordinatenverschiebung zwischen Merkmal-Nachbarschaften der verglichenen Muster anzeigen, und daß auf die Nachbarschaft s-Vergleichsignale ansprechende Mittel vorgesehen sind zur Bildung von Ausgangssignalen, die die relative NShe der Anpassung und die relative Koordinatenverschiebung der verglichenen Muster anzeigen.

3» Automatisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt:

Mittel zum Herausziehen von Konturdaten aus dem abgetasteten Muster entsprechend der genannten Konfiguration von Konturlinien;

Mittel zum Empfang der herausgezogenen Konturdaten zum Klassifizieren des unbekannten Musters in eine vorbestimmte Anzahl von Klassifikationstypen, die durch die Kontur-Konfigurationen des Referenzmusters definiert sind und die ein Ausgangssignal für den Klassifikationstyp erzeugen; wobei die Speichermittel KlassifikationsfScher entsprechend der vorbestimmten Anzahl von Klassifikationstypen definieren und die zuvor identifizierten Merkmal-Daten in entsprechenden KlassifikationsfSchern gemäß dem Klassifikationstyp eines Jeden zuvor identifizierten Musters gespeichert werden; und

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wobei die Adressier- und Wiederauffindungsmittel das dem Klassifikationstyp repräsentierende Ausgangssignal von den Klassifikationsmitteln empfangen, um die Speichereinrichtung an einem entsprechenden Klassifikationsfach zu adressieren und die gespeicherten Merkmal-Daten aus diesem adressierten Klassifikationsfach wieder aufzusuchen.

Automatisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel Mittel zur Abbildung des unbekannten Musters und Mittel zur Umwandlung dieses Bildes in eine binäre Bit-Folge elektrischer Signale in einem Zeilenabtastformat zur Darstellung des unbekannten Musters umfassen;

wobei dieses System ferner Mittel zur Fensterabtastung dieser binären Bit-Folge und zur Erzeugung einer Fenster-Abtastadresse aufv;eist; und

wobei diese Mittel zum Herausziehen der Merkmal-Daten auf die-Fenster-Abtastadresse ansprechende vorprogrammierte Mittel umfassen, um das Auftreten von Merkmalen in diesem dargestellten Muster festzustellen, und daß diese Herausziehmittel ferner auf diese vorprogrammierten Mittel ansprechende Mittel aufweisen zur Feststellung der Position dieser festgestellten Merkmals im Hinblick auf das definierte Koordinatensystem sowie Mittel zur Speicherung der Koordinatenpositionswerte für Jedes der festgestellten Merkmale.

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5. Automatisches System nach Anspruch ¹J,

dadurch gekennzeichnet, daß die Konturdaten-Herausziehmittel vorprogrammierte, auf diese Fenster-Abtastadresse ansprechende Mittel umfassen zum Herauslesen entsprechender lokaler Winkel mit dem Wert größer als Null, wenn diese Fenster-Abtastmittel eine Fenster-Abtastadresse entsprechend einer Konturlinie des dargestellten Musters innerhalb des Fensters erzeugt und zum Herauslesen eines Null-Wertes, wenn diese Fenster-Abtastmittel eine Abtastadresse erzeugen, die nicht einer Konturlinie des dargestellten Musters im Fenster entspricht.

6, Automatisches System nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Konturdaten-Herausziehmittel Mittel zur automatischen Mittelwertbildung der lokalen Winkelwerte aufweist, wobei diese Winkelwerte von den vorprogrammierten Mitteln über vorbestimmte Bereiche des dargestellten Musters ausgelesen werden, daß sie ferner Mittel zur Aufnahme dieser gemittelten lokalen Winkelwerte zur Erzeugung eines Fließwinkelwertes für jeden vorbestimmten Bereich des dargestellten Musters aufweist, daß Mittel zum Speichern dieser Fließwinkelwertle als Konturdaten

in adressierbaren Speicherplatzen vorgesehen sind, und daß Mittel zur Adressierung dieser Speichermittel entsprechend

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jedem vorbestimmten Bereich des dargestellten Musters vorhanden sind.

7. Automatisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster-Abtastmittel umfassen:

Ein erstes Serien/Parallel-Register mit drei Bits, dem die binäre Bit-Folge zugeführt wird;

ein erstes Serien/Serien-Verzögerungsregister für eine volle Zeile, dem diese binäre Bit-Folge zugeführt v/ird; ein zweites Serien/Parallel-Register mit drei Bits, dem das Ausgangssignal des ersten Vollzeilen-Verzögerungsregistern zugeführt wird;

ein zweites Serien/Serien-Verzögerungsregister für eine volle Zeile, dem das Ausgangssignal des ersten Vollzeilen-Verzögerungsregisters zugeführt wird; und ein drittes Serien/Parallel-Register mit drei Bits, dem das Ausgangssignal des zweiten Vollzeilen-Verzögerungsregisters zugeführt wird,

wobei das erste, zweite und dritte Register mit drei Bits ein 3x3 Bit-Abtastfenster bildet, das Bit für Bit über diese binäre Bit-Folge in diesem Zeilen-Abtastformat fortschreitet und diese Fenster-Abtastadresse mit einer Länge von neun Bits bildet.

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8. Automatisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifiziermittel Mittel zur Fenster-Abtastung dieser Kontur-Daten durch aufeinanderfolgende Abtastung jedes gespeicherten Fließwinkelwertes und einer vorbestimmten Anzahl seiner umgebenden Fließwinkelwerte umfaßt;

auf die abgetasteten Kontur-Daten ansprechende Mittel zur Bestimmung des Auftritts und des Ortes irgendeines Singularität spunkt es in diesem dargestellten Muster; auf diese Singularitätspunkt-Bestimmungsmittel ansprechende Mittel zur Erzeugung von Kurvenspuren entsprechend jenen der Konturlinien, die sich von jedem festgestellten SingularitStspunkt erstrecken;

Mittel zur Speicherung von Referenzkurvenspuren entsprechend einer Vielzahl dieser Referenzmuster-Konturkonfigurationen; Mittel zum Vergleich dieser erzeugten Kurvensouren mit Jeder dieser gespeicherten Referenzkurvenspuren und zur Erzeugung eines entsprechenden Vergleichswertsignals bei jedem Vergleich; und

auf die Vergleichswertsignale ansprechende Mittel zur Feststellung des Klassifikationstyps und zur Erzeugung des Ausgangssignals für den Klassifikationstyo.

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9. Automatisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturdaten-Fensterabtastmittel ein 7x7 Byte-Puffer mit einer zentralen Zelle zum aufeinanderfolgenden Abtasten eines Jeden gespeicherten Fließwinkelwertes und mit achtundvierzig die zentrale Zelle umgebenden Zellen entsprechend der vorbestimmten Zahl zur Abtastung der vorbestimmten Zahl der umgebenden Fließwinkelwerte aufweist;

daß die SingularitStspunkt-Feststellmittel Mittel zur Korrelation der mittleren Winkelwerte aufweist, wobei die mittleren Winkelwerte durch die Umgebungszellen für jeden Winkelwert, wie er durch die zentrale Zelle abgetastet wird, abgetastet werden und wobei dies im Hinblick auf eine vorbestimmte Anzahl von Referenzwinkeln erfolgt, wie sie sich von der zentralen Zelle erstrecken, und daß die Korrelationsmittel einen KorrelatIonswert für Jede vorbestimmte Anzahl von Referenzwerten bei Jedem von der zentralen Zelle abgetasteten Winkelwert erzeugen,

Mittel, die die Korrelationswerte aufnehmen, zur Feststellung von Spitzen in diesen Korrelationswerten, der Anzahl dieser Korrelationswertspitzen und zur Identifizierung eines Jeden Spitzenkorrelationswertes durch seinen entsprechenden Referenzwinkelwert,

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Mittel zum Speichern der Anzahl von Korrelationswertspitzen für Jeden Winkelwert, wie er durch die zentrale Zelle abgetastet wird, in Positionen entsprechend den vorbestimmten Bereichen des dargestellten Musters, und Mittel zur Speicherung dieser Referenzwinkelwerte, die als korrespondierend zu Jeder dieser Korrelationswertspitzen identifiziert wurden, in Positionen entsprechend diesen vorbestimmten Bereichen des dargestellten Musters.

10. Automatisches System nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Singulariätspunkt-Feststellmittel ferner umfassen: Mittel zum fortlaufenden Abtasten dieser in der Spitzenspeichereinrichtung gespeicherten Zahlen;und auf diese Spitzenzahl-Abtastmittel ansprechende Mittel zur Elimination aller Zahlen in dieser Spitzenspeichereinrichtung, die nicht 1 oder 3 entsprechen, so daß nur die Zahlen entsprechend 1 oder 3 erhalten bleiben.

11. Automatisches System nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:

Mittel zum automatischen Unterscheiden dieses abgetasteten Musters von seinem Hintergrund, wobei Jene vorbestimmten Bereiche festgestellt werden, in denen dieser Hintergrund

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In dem abgetasteten Muster auftritt und wobei entsprechende Hintergrund-Unterdrückungssignale erzeugt werden; und Mittel zum Aufschalten dieser Hintergrund-Unterdrückungssignale auf die Speichereinrichtung für die Anzahl der Spitzenwerte und zur Eliminierung aller Zahlen innerhalb dieser Speichereinrichtung, die an Speicherplätzen entsprechend diesen Bereichen des festgestellten Hintergrundes gespeichert sind.

12. Automatisches System nach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet, daß die SingularitMtspunkt-Feststellmittel ferner umfassen: Mittel zum gleichzeitigen Abtasten eines Jeden Zellenspeicherplatzes und zweier vorbestimmter benachbarter ZellenspeicherplMtze der Speichereinrichtung für die Anzahl der Spitzenwerte,

auf die Abtastmittej. ansprechende Mittel zum Vergleich der abgetasteten Werte an Jedem Zellenspeicherplatz mit seinen entsprechenden zwei benachbarten Zellenspeicherplätzen und zur Erzeugung von Streichsignalen Jedesmal dann, wenn der abgetastete Wert eines Jeden Zellenspeicherplatzes sich von den Abtastwerten der zwei benachbarten Zellenspeicherplfitzen unterscheidet; und

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Mittel zum Anlegen dieser Streichsignale an die Speichermittel für die Anzahl der Spitzenwerte, um in Jedem Zellenspeicherplatz gespeicherte Zahlen zu eliminieren, die in ihrem Wert von dem Wert zweier vorbestimmter benachbarter Zellenspeicherplötze differieren, um die Größe der Zahlengruppe mit gleichem Wert zu reduzieren und ungewollte gespeicherte Zahlen in dem Speichermittel zu eliminieren.

13. Automatisches System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Singularitötspunkt-Peststellmittel ferner umfassen: Auf das Streichsignal ansprechende Mittel zur Einzelzellenabtastung des Speichermittels für die Anzahl der Spitzenwerte;

auf das Einzelzellen-Abtastmittel entsprechende Mittel zur Erzeugung eines Singularit^tspunkt-Positionssignals, wenn die hierbei abgetastete Zahl den Wert 1 oder 3 aufweist, wobei dieses Positionssignal einen Wert entsprechend der Adresse des entsprechenden Zellenspeicherplatzes im Speichermittel erhöht, und den Wert 1 sowohl im Zeilen- als auch im Spaltenteil besitzt;

Mittel zum Speichern dieses SingularitStspunkt-Positionssignals; und

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Mittel zur Erhöhung dieser Adresse der Speichermittel für die Einzelzellen-Abtastmittel um +3 sowohl im Zeilen- als auch im Spaltenteil«

Automatisches System zum Identifizieren eines Musters, das durch ein eindeutiges Merkmalmuster charakterisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt: Mittel zur elektrischen Darstellung eines zu identifizierenden Musters;

Mittel zum automatischen Herausziehen von Muster-Merkmaldaten, die dem Merkmalmuster des elektrisch dargestellten Musters entsprechen;

Mittel zum Speichern von Muster-Merkmaldaten, die wenigstens einem zuvor identifizierten Muster entsprechen; Mittel zum automatischen Vergleich dieser herausgezogenen Muster-Merkmaldaen mit den Merkmal-Daten in diesem Speichermittel, die wenigstens einem zuvor identifizierten Muster entsprechen; und

Mittel zum automatischen Feststellen des Grades an Übereinstimmung zwischen diesen verglichenen Daten und zur automatischen Erzeugung eines Ausgangssignals zur Identifikation dieser verglichenen Daten mit wenigstens einem zuvor identifizierten Muster, wenn der Grad an Obereinstlmmunrr einen vorbestimmten Wert überschreitet.

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15. Automatisches System nach Anspruch 1*1, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellmittel Mittel zum Abtasten des zu identifizierenden Musters und Mittel zur Umwandlung dieses abgetasteten Musters in einer Reihe, das Muster repräsentierende Signale aufweist.

16. Automatisches System nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellmittel ferner Mittel zum Empfang des an einem vorgegebenen Ort im Hinblick auf die Abtastmittel zu identifizierenden Musters aufweist.

17. Automatisches System nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel Mittel zur Abbildung dieses zu identifizierenden Musters und Mittel zur Bewegung dieses erzeugten Bildes durch die Abbildungsmittel in Bezug auf die Umwandlungsmittel aufweinen.

18. Automatisches System nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsmittel mehrere Photodioden umfassen.

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19. System nach Anspruch I¹J,

dadurch gekennzeichnet, daß die Muster ferner durch musterbildende KonturlJnien charakterisiert sind, welche in einer ent sprechend» Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind, daß die Speichermittel mehrere Klassifikationsfgcher entsprechend den Klassifikationstypen aufweisen, und daß Jedes zuvor identifizierte Muster Muster-Merkmaldaten in einem entsprechenden Klassifikationsfach gespeichert aufweist, und wobei diese Herausziehmittel umfassen:

Mittel zum automatischen Abtasten dieses elektrisch dargestellten Musters,

Mittel zur automatischen Identifikation von Konturlinien in diesem Muster,

Mittel zum automatischen Peststellen der mittleren Konturwinkelwerte aus den identifizierten Konturlinien für vorbestimmte Bereiche dieses dargestellten Musters, und Mittel zum automatischen Speichern dieser mittleren Konturwinkelwerte in einem Matrix-Format entsprechend den vorbestimmten Bereichen; und
wobei dieses System ferner aufweist:

Mittel zum automatischen Klassifizieren dieses dargestellten Musters in einen der genannten Klassifikationstypen gemSß den gespeicherten mittleren Konturwinkelwerten; und

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MIttel zum Anlegen einer Klasslflkationsfachadresse an die Speichermittel in Übereinstimmung mit dem Klassifikationstyp des dargestellten Musters, um die Muster-Merkmaldaten zum Vergleich durch die Vergleichsmittel zu bestimmen,

20« Automatisches System nach Anspruch I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß die Herausziehmittel umfassen:

Mittel zur Abtastung des elektrisch dargestellten Musters, Mittel zum Definieren eines relativen Koordinatensystems, MIttel zur Identifikation von Merkmalen in diesem abgetasteten Muster,

Mittel zur Anzeige der Koordinatenposition eines jeden identifizierten Merkmals innerhalb diesen Koordinatensystems, und Mittel zur Anzeige der relativen Winkelausrjchtung eines Jeden dieser identifizierten Merkmale in Bezug auf dieses Koordinatensystems.

21. Automatisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster ebenfalls durch Konturlinien bildende Muster charakterisiert sind, welche in einer ent sprechenden vorbestimmt en Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind; und wobei die Anzeigemittel für die Winkelausrichtung umfassen:

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Mittel zur Identifikation dieser Konturlinien in diesem abgetasteten Muster,

Mittel zur Bestimmung des mittleren Konturwinkels für vorbestimmte Bereiche dieses abgetasteten Musters, und Mittel zur Korrelation dieser mittleren Konturwinkel mit dem festgestellten Merkmal an Jeder festgestellten Position in einem entsprechend vorbestimmten Bereich, um hierbei diese relative Winkelausrichtung für jedes identifizierte Merkmal anzuzeigen.

22. System nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Muster ferner durch Konturlinien bildende Muster charakterisiert sind, welche in ei ner ent sprechenden vorbe st immtm Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind; daß das System Mittel zum automatischen Herausziehen von Linienkonturdaten entsprechend dem Konturlinienmuster des elektrisch dargestellten Musters aufweist; daß die Speichermittel Muster-Merkmaldaten speichern, die mehreren identifizierten Mustern

entsprechend ihren zugehörigen Klassifikationstypen zugeordnet sind; und daß das System ferner umfaßt: auf die Linienkonturdaten ansprechende Mittel zum Klassifizieren des dargestellten Musters in einen der Klassifikationstypenj und

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auf die Klassifikationsmittel ansprechende Mittel zum Adressieren der Speichermittel entsprechend einem der Klassifikationstypen.

23. Automatisches System nach Ansprach 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien-Konturdaten-Herausziehmittel umfassen:

Mittel zum Abtasten des elektrisch dargestellten Musters, Mittel zur Identifikation der Konturlinien in diesen abgetasteten Muster,

Mittel zur Bestimmung des mittleren Konturwinkelwertes dieser identifizierten Konturlinien für vorbestimmte Bereiche des dargestellten Musters, und

Mittel zum Speichern des mittleren Konturwinkelwertes, wodurch diese Linienkonturdaten definiert werden; und daß die Klassifiziermittel umfassen: Mittel zum Abtasten dieser Linienkonturdaten, Mittel zur Identifikation des Auftretens von Drei-Radien-Punkten dieser abgetasteten Linienkonturdaten, Mittel zum Darstellen von drei Konturlinien, die eindeutig jedem identifizierten Drei-Radien-Punkt zugeordnet sind, Mittel zum Vergleich dieser dargestellten Konturlinien mit Refenrenzkonturlinien, die mehrere Klassifikationstypen darstellen, und

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auf die Vergleichsmittel ansprechende Mittel zur Klassifikation des dargestellten Musters.

2Ί. Automatisches Muster-Identifikationssystem, gekennzeichnet durch: Mittel zum Abtasten eines zu identifizierenden Musters; Mittel zum automatischen Herausziehen von charakteristischer Information aus diesem abgetasteten Muster; Mittel zum Speichern charakteristischer Information von zuvor identifizierten Mustern;

Mittel zum automatischen Vergleich dieser herausgezogenen Information mit dieser gespeicherten charakteristischen Information, um die Übereinstimmung dieser Muster festzustellen.

25. Automatisches System zur überprüfung der Identität von Mustern im Hinblick auf ein zuvor identifiziertes Muster, gekennzeichnet durch: Mittel zur Darstellung eines zu überprüfenden Musters; Mittel zum Herausziehen von Mustermerkmalen aus diesem dargestellten Muster;

Mittel zur Speicherung von zuvor identifizierten Musterdaten in adressierbaren Positionen entsprechend der Identität dieses zuvor identifizierten Musters;

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Mittel zum Adressieren dieser Speichermittel, um die gespeicherten Musterdaten auszulesen;

Mittel zum Vergleich dieser herausgezogenen Merkmale mit den ausgelesenen Daten und zur Erzeugung eines Ausgangssignals für die Identitätsüberprüfung, wenn die Muster in vorbestimmten Grenzen übereinstimmen»

26» Automatisches System zum Identifizieren einer Person aufgrund dermatoglyphischer Muster dieser Person, gekennzeichnet durch Mittel zur Darstellung eines dermatoglyphischen Musters einer zu identifizierenden Person;

Mittel zum Herausziehen von Merkmaldaten aus diesem dargestellten Muster;

Mittel zur Speicherung dermatoglyphischer Muster-Merkmaldaten entsprechend wenigstens einer zuvor identifizierten Person;

Mittel zum selektiven Adressieren und Wiederauffinden dieser in dem Speichermittel gespeicherten Merkmaldaten; Mittel zum Vergleich dieser herausgezogenen Muster-Merkmaidaten mit diesem wiederaufgesuchten Merkmal-Daten aus dem Speichermittel für jene zuvor identifizierte Person; und

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Mittel zum Peststellen, ob diese verglichenen Daten innerhalb vorbestimmter Grenzen übereinstimmen und zum Erzeugen eines Identifikations-Ausgangssignals, wenn dieee verglichenen Daten übereinstimmen.

27. Automatisches System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System Mittel zur Adressierung dieser Speichermittel und zur Speicherung dieser herausgezogenen Muster-Merkmaldaten in diesem Speichermittel umfaßt.

28. Automatisches System zum Verarbeiten von Mustern, die durch eindeutige Merkmal-Muster und ferner durch musterbildende Konturlinien charakterisiert sind, die In eine entsprechende vorbestimmte Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß dieses System umfaßt:

Mittel zum Abtasten eines Musters, das durch ein eindeutiges Merkmal-Muster und ein Konturlinienmuster charakterisiert ist;

Mittel zum automatischen Herausziehen von Muster-Merkmaldaten entsprechend diesem Merkmal-Muster aus dem abgetasteten Muster;

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Mittel zum automatischen Herausziehen von Erhebungs-Konturdaten aus dem abgetasteten Muster entsprechend dieser Konturlinien;

auf diese Linien-Konturdaten ansprechende Mittel zum automatischen Klassifizieren des abgetasteten Musters in einen der Klassifikationstypen;
und

Mittel zum automatischen Speichern dieser herausgezogenen Muster-Merkmaldaten gemäß dem Klassifikationstyp des abgetasteten Musters.

29. Automatisches System zur Verarbeitung von Fingerabdruck-Mustern, welche durch epidermale Erhebungslinien charakterisiert sind, die ein in eine vorbestimmte Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbares Konturmuster bilden, dadurch gekennzeichne t,daß dieses System aufweist:

Mittel zum Abtasten eines Fingerabdruckes; Mittel zur Eingabe der identifierten Information entsprechend dem abgetasteten Fingerabdruck;

Mittel zum automatischen Herausziehen von Erhebungs-Konturdaten aus dem abgetasteten Fingerabdruck entsprechend diesem Konturmuster;

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auf die Erhebungs-Konturdaten ansprechende Mittel zum automatischen Klassifizieren dieses abgetasteten Musters in einem vorbestimmten Klassifikationstyp; und Mittel zum automatischen Speichern dieser identifizierten Information gemSß dem entsprechenden Klassifikationstyp.

30« Verfahren zur Identifikation eines unbekannten Musters, wobei ein Jedes solches Muster in eindeutiger Weise durch ein Merkmal-Muster und ein Konfiguration von Konturllnlen charakterisiert ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Herausziehung von Merkmaldaten, die das Merkmal-Muster dieses unbekannten Musters beschreiben;

Speicherung von Merkmal-Daten hinsichtlich mehrerer zuvor identifizierter Muster zusammen mit entsprechenden Adressen, um das Wiederauffinden der gespeicherten Daten zu ermöglichen;

selektive Adressierung und Wiederaufsuchung dieser gespeicherten Merkmaldaten;

Vergleichen der herausgezogenen Merkmaldaten der Reihe nach mit wiederaufgesuchten Merkmaldaten entsprechend ausgewählter Muster und Anzeigen einer Übereinstimmung, wenn diese ver-

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glichenen Daten in vorbestimmten Grenzen übereinstimmen; und Anzeigen der Identität dieser entsprechenden Muster bei Jeder festgestellten Übereinstimmung.

31. Verfahren nach Anspruch 3o,

dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schritt des Heraufziehens der Merkmaldaten den Schritt der Definition eines Referenz-Koordinatensystems umfaßt und diese Merkmaldaten in einem X, Y, O -Format herausgezogen werden, wobei X und ^v die Koordinaten-Positionen eines Jeden herausgezogenen Merkmals in Bezug auf das definierte Koordinaten-System und θ die Winkelausrichtung eines jeden herausgezogenen Merkmals in Bezug auf das definierte Koordinaten-System angeben; und wobei

die wiederaufgesuchten Merkmal-Daten im X, Y, 9 -Format gespeichert sind;

der Vergleichsschritt den Schritt der Umwandlung der herausgezogenen Merkmal-Daten und der wiederaufgesuchten Merkmal-Daten in ein RIV-Format umfaßt, wobei Jedes Merkmal durch Ausdrücke seiner Umgebungsmerkmale in einer Umgebungsnachbarschaft vorbestimmter Gr^ße dargestellt wird, und der Schritt der Anpassung eines Jeden Merkmals des Unbekannten in einem RIV-Format dargestellten Musters mit einem Merkmal eines zuvor ausgewählten identifizierten Musters mehrere

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Nachbarschafts-Vergleichssignale erzeugt, die die relative Nähe der Übereinstimmung und die relative Koordinaten-Verschiebung zwischen Merkmal-Nachbarschaften der entsprechenden Muster anzeigen und in einem nachfolgenden Schritt Ausgangssignale erzeugt werden, die die relative Nähe der Übereinstimmung und die relative Koordinaten-Verschiebung der verglichenen Muster in Abhängigkeit von den Nachbarschafts-Vergleichssignalen anzeigen»

32« Verfahren nach Anspruch 31,

gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:

Herausziehung von Kontur-Daten aus dem unbekannten Muster entsprechend der Konfiguration der Konturlinien; Speicherung dieser herausgezogenen Kontur-Daten; Identifizierung von Singularitätspunkten aus diesen gespeicherten Kontur-Daten;

Klassifizierung des unbekannten Musters in einen Typ aus einer vorbestimmten Anzahl von Klassifikationstypen entsprechend den identifizierten Singularitätspunkten; Speicherung der Wiederauffindbaren Merkmal-Daten in Klassifikationsfächern, die zugehörigen Klassifikationstypen gemäß dem Klassifikationstyp eines Jeden zuvor identifizierten Musters zugeordnet sind;

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wobei der Schritt der Adressierung und Wiederauffindung der gespeicherten Merkmal-Daten durch Adressierung der gespeicherten Merkmal-Daten gemäß dem Klassifikationstyp des unbekannten Musters an einem entsprechenden Klassifikationsfach und die Wiederauffindung der gespeicherten Merkmal-Daten aus diesem adressierten Klassifikationsfach durchgeführt wird.

33. Maschinelles Verfahren zur Identifikation eines unbekannten Musters, wobei ,1edes solches Muster eindeutig durch Merkmal-Muster und eine Konfiguration von Konturllnien charakterisiert ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Herausziehung von Merkmal-Daten, die das Merkmal-Muster dieses unbekannten Musters beschreiben; Speicherung dieser herausgezogenen Merkmal-Daten; Herausziehung von Kontur-Daten aus diesem unbekannten Muster entsprechend dieser Konfiguration der Konturlinien; Speicherung dieser herausgezogenen Kontur-Daten; Peststellung der Position und der Anzahl von Singularitätspunkten aus diesen herausgezogenen Kontur-Daten; KlassifLkierung dieses unbekannten Musters in einen Typ aus einer Anzahl von Klassifikafionstypen entsprechend den fest-

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gestellten SingularitStspunkten;

Speicherung der Merkmal-Daten eines Jeden Musters innerhalb der Vielzahl von zuvor identifizierten Mustern in Klassifikationsfächern entsprechend den vorbestimmten Klassifikationstypen gemäß dem Klassifikationstyp der zuvor identifizierten Muster;

selektive Adressierung und Wiederaufsuchung dieser gespeicherten Merkmal-Daten;

Vergleich dieser herausgezogenen Merkmale der Reihe nach mit wiederaufgesuchten Merkmal-Daten entsprechend ausgewählter Muster; und

Anzeigen der Identität des entsprechenden Musters, wenn die verglichenen Daten innerhalb vorbestimmter Frenzen übereinstimmen»

3¹». Verfahren zur Verarbeitung von Mustern, die durch entsprechende eindeutige Merkmal-Muster und ferner durch musterbildende Konturlinien charakterisiert sind, die in einervorbestJmmteiAnzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Erzeugung eines Musters, das durch ein eindeutiges Merkmal-Muster und ein Konturlinien-Muster charakterisiert ist;

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Herausziehung von Muster-Merkmaldaten aufgrund des Merkmal-Musters des erzeugten Musters;

Herausziehung von Erhebungs-Konturdaten aus dem erzeugten Muster aufgrund des Konturlinien-Musters; Klassifizierung dieser erzeugten Muster in einen vorbestimmten Klassifikationstyp aufgrund der herausgezogenen Kontur-Daten; und

Speicherung dieser herausgezogenen Muster-Merkmaldaten aufgrund des Klassifikationstyps des erzeugten Musters.

35. Verfahren zur Verarbeitung von Fingerabdruck-Mustern, welche durch ein Kontur-Muster bildende Erhebuntrslinien charakterisiert sind, die in eine vorbestimmte Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Erzeugung eines Fingerabdruck-Musters; Erzeugung einer Identifikations-Information entsprechend diesem erzeugten Fingerabdruck;

Herausziehung von Erhebungs-Konturdaten aus diesem erzeugten Fingerabdruck entsprechend dem Kontur-Muster; Klassifizierung dieses erzeugten Pingerabdruck-Musters in einen von mehreren vorbestimmten Klassifikationstypen; und

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Speicherung dieser Indentifizierungs-Information gemSß dem entsprechenden Klassifikationstyp.

36. Automatisches System nach Anspruch 35»

dadurch gekennzeichnet, daß dieses Muster ein bestimmtes Fingerabdruck-Muster einer Person ist, und daß die Mittel zur Adressierung Eingabemittel aufweisen, durch welche diese Person ihre gesuchte Identität eingibt, die in dem Speichermittel adressiert wird.

37. Automatisches System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System ferner aufweist:

Mittel zur Vorgabe einer besonderen Pingernummer für die zu Identifizierende Person; und

wobei diese Adressiermittel die Speichermittel entsprechend dieser vorgegebenen Fingernummer adressieren.

38. Automatisches System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System ferner aufweist:

Mittel zur Vorgabe mehrerer spezieller Fingernummern hinsichtlich der zu identifizierenden Person; und

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wobei diese Adressiermittel die Speichermittel entsprechend dieser vorgegebenen Pingernummern adressieren.

39. Automatisches System zur Verarbeitung von Mustern, die durch eindeutige Merkmal-Muster und ferner durch musterbildende Konturlinien charakterisiert sind, welche in eine entsprechende Anzahl von Klassifikationstypen klassifizierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System umfaßt:

Mittel zur Erzeugung von Muster-Merkmaldaten und Linien-Konturdaten entsprechend einem eindeutigen Merkmal-Muster und einem Konturlinien-Muster, die ein Muster für die Verarbeitung charakterisieren;

auf diese Linienkonturdaten ansprechende Mittel zum automatischen Klassifizieren dieses Musters in einem von mehreren Klassifikationstypen; und

Mittel zum automatischen Speichern dieser dargestellten Muster-Merkmaldaten entsprechend dem Klassifikationstyp dieses Musters.

ΊΟ. Automatisches System zum Identifizieren einer Person entsprechend dem dermatoglyphischen Muster dieser Person, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System aufweist:

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Mittel zur Darstellung von Muster-Merkmaldaten entsprechend einem Merkmal-Muster in einem dermatoglyphischen Muster einer zu identifizierenden Person;

Mittel zur Speicherung der dermatoglyphischen Muster-Merkmaldaten entsprechend wenigstens einer zuvor identifizierten Person;

Mittel zum selektiven Adressieren bei dem Wiederaufsuchen dieser in dem Speichermittel gespeicherten Merkmal-Daten; Mittel zum Vergleich dieser dargestellten Muster-Merkmaldaten mit den wiederaufgesuchten Merkmal-Daten aus dem Speichermittel; und

Mittel zur Bestimmung, ob die verglichenen Daten innerhalb vorbestimmter Grenzen übereinstimmen und zum Erzeugen eines Tdentifizierungs-Ausgangssignals, wenn die verglichenen Daten übereinstimmen.

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