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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Fingerabdruckverarbeitung
und im besonderen auf das Gebiet des Speicherns von Fingerabdruckdaten in
einer Datenbank und das Zuordnen von neuen Fingerabdrücken zu
einer Datenbank.
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
Zuordnen von Fingerabdrücken
ist eine zuverlässige
und gängige
Technik zur Identifizierung von Personen oder zur Überprüfung. Insbesondere ist
hierbei ein gängiger
Ansatz beider Fingerabdruckerkennung einen Musterfingerabdruck oder
ein Abbild davon abzutasten, dieses in elektrische Signale umzuwandeln,
und das Bild oder die unverwechselbaren Merkmale des Fingerabdruckbildes
zu speichern. Die Merkmale eines Fingerabdruckmusters oder eines
neuen Fingerabdrucks sollen mit den Informationen eines Referenzfingerabdrucks,
welcher bereits gespeichert ist verglichen werden, um die Identität einer
Person zu bestimmen oder zu überprüfen.
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Unglücklicherweise
ist der Vergleich eines Musterfingerabdrucks mit einer großen Anzahl
von Referenzfingerabdrücken
unverhältnismäßig teuer und/oder
zu zeitaufwändig.
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Entsprechend
werden Fingerabdrücke
typischerweise in eine Vielzahl von getrennten Sätzen oder Unterabsätzen in
der Form eines hierarchischen Baumes aufgeteilt, welcher als Suchbaum
benutzt wird. Eine gängige
Hauptklassifikation für
Fingerabdrücke
unterscheidet gewöhnlich
zwischen Fingerabdrücken
der folgenden Klassen: Bogenmuster, Schleifenmuster, Wirbelmuster,
usw. basierend auf der groben Einteilung der Papillenleistengebilde.
Diese Klassen sollen weiter unterteilt werden in Unterklassen.
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Entsprechend
kann ein Fingerabdrucksmuster gesucht werden, sobald es einmal klassifiziert worden
ist, indem man dieses effizient nur mit gleichartigen Abdrücken der
jeweiligen Klassen und Unterklassen des Suchbaumes vergleicht. Zum
Beispiel offenbart das US-Patent 5,465,303 das gängigerweise eingesetzte Henry-Klassifikationssystem
und das Vucetich-Klassifikationssystem.
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Wenn
die Qualität
des Originalfingerabdrucks schlecht ist, weil der Abdruck viele
lokale Verkrümmungen
der Papillarleisten aufweist, kann dieses eine unkorrekte Ausrichtung
des Fingerabdrucks zur Folge haben. Das US-Patent 5,140,642 zielt
auf ein Verfahren zur Bestimmung der vorliegenden Position eines
Kernpunkts eines Fingerabdrucks basierend darauf, dass die Papillarleisten
gefunden werden und einem Richtungscode zugewiesen werden, welcher
die Orientierung der Papillarleisten korrigiert, und den Kernpunkt
basierend auf den korrigierten Richtungsdaten ortet. Entsprechend
offenbart das US-Patent 5,040,224 einen Ansatz zum Vorverarbeiten
eines Fingerabdrucks zur korrekten Bestimmung der Position des Kerns
in jedem Fingerabdruckbild zum späteren Erkennen der Minuzienmuster.
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Die
Fingerabdruckminuzien, die Verzweigungen, Aufteilungen und Endpunkte
der Fingerabdruckpapillarleisten werden häufig eingesetzt, um eine Übereinstimmung
zwischen einem Musterfingerabdruck und einem Referenzfingerabdruck
in einer Datenbank zu finden. Zum Beispiel offenbaren die US-Patente
3,859,633 und 3,893,080 ein Fingerabdrucksidentifikationsverfahren,
basierend auf der Zuordnung von Fingerabdruckminuzien.
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US-Patent
4,151,512 beschreibt ein Fingerabdruckklassifikationsverfahren unter
Einsatz extrahierter Papillarlinienkonturdaten. Papillarlinien in
den Fingerabdrucksmustern und und Minuziendaten werden identifiziert,
und aus dem Fingerabdrucksmuster herausgearbeitet. Topologische
Daten, welche einzigartige Punkte identifizieren, wie zum Beispiel
dreigeteilte Radienbögen
und Kerne, als auch eine Papillarleistenlinienverfolgung, welche
sich auf diese Punkte bezieht, werden aus den Papillarleistenkonturdaten
herausgearbeitet. Die extrahierten Informationen werden dazu benutzt,
eine automatische Klassifikation von Fingerabdrucksmuster und/oder
der Zuordnung der Fingerabdrucksmuster mit Mustern, welche in einem
Massenspeicher abgelegt sind, zu vergleichen.
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Das
auf den gleichen Erfinder zurückgehende
US-Patent 5,845,005 offenbart einen deutlichen Fortschritt auf dem
Gebiet der Fingerabdruckseinteilung und des Suchens von Referenzfingerabdrücken in
einer Datenbank zu Bestimmung einer Zuordnung. Insbesondere werden
Indexwerte berechnet, welche hauptsächlich gleichverteilt sind,
und kontinuierlich über
eine jeweils große
Anzahl von Individuen gestreut sind. Die Indexwerte sollen aufgrund
der Papillarleistenkurvenformen des Fingerabdrucks bestimmt werden.
Ein im besonderen bevorzugter Index, genannt Schleifenindex, wird
offenbart. Dieser Index basiert auf der Summierung der Rate von
Richtungsänderungen
des Papillarleistenrichtungsvektors.
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Die
internationale, veröffentlichte
Anmeldung WO 98/46114 ist auf ein Fingerabdruckserkennungssystem
gerichtet, welches den Vergleich von zweidimensionalen Prüfdatenbildern
mit einem Referenzdatensatz herstellt, welcher von einem vorangegangenen
Abrollen aufgenommen wurde.
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Das
System schließt
die Analyse von aufeinander folgenden Prüfbildern ein, um den repräsentativsten
Abdruck des Benutzers zu bestimmen, und soll eine Zusammenstellung
von Teilinformationen zusammenstellen oder eine Vielzahl von Mustern speichern,
welche während
des Erkennens überprüft werden
sollen.
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Auch
die internationale, veröffentlichte
Anmeldung WO 99/06942 ist auf ein Fingerabdrucksidentifikationsverfahren
gerichtet, welches ein Bild mit mindestens einer Pore oder einem
Merkmal einschließt.
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Ein
weiterer wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet der integrierten Fingerabdruckschaltungsensoren
wurde z. B. durch das auf den gleichen Anmelder zurückgehende
US-Patent Nr. 5,828,773 und 5,826,248 eingebracht. Die offenbarten
Sensoren basieren auf der Erzeugung eines elektrischen Feldes, welches
Papillarleisten eines Fingerabdrucks trotz einer vorliegenden Verunreinigung
aufnehmen oder diese trotz einer Veränderung durch Hautoberflächenschädigung oder
andere Faktoren aufnehmen kann. Der Sensor ist vergleichsweise kompakt
aufgebaut.
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Entgegen
der Verbesserungen in der Sensortechnologie und dem Fingerabdrucksabrollen
und -zuordnen, ist die Verarbeitung weiterhin sehr rechenintensiv
und begrenzt deshalb den Einsatz der Fingerabdruckserkennung. Zusätzlich erfordert
typischerweise das Abtasten von Fingerabdrücken eine relativ große Sensorfläche, um
vernünftige
Ergebnisse zu erzielen. Die Sensorgröße hat einen wichtigen Einfluss
auf die Sensorkosten, insbesondere für die neue Klasse von integrierten
Fingerabdrucksschaltungssensoren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im
Hinblick auf die vorangegangenen Betrachtungen des Hintergrundes
der Erfindung ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Fingerabdrucksensorvorrichtung zum Abrollen und/oder
Zuordnen von Fingerabdrücken aufzuzeigen,
und den Rechneraufwand zu begrenzen und/oder es zu gewährleisten,
dass die Abtastoberfläche
relativ klein gehalten ist.
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Bezug
nehmend auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, bezieht sich
diese auf ein Verfahren zur Erzeugung von Fingerabdruckdaten für eine Fingerabdrucksfläche, welche
größer ist
als die Abtastfläche
des Fingerabdrucksensors, wie dieses nach Anspruch 1 beansprucht
wird.
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Das
Verfahren umfasst vorzugsweise das Abrollen eines Fingerabdrucks
des Bedieners unter Erzeugung einer Vielzahl von Fingerabdrucksdatensätzen entsprechend
der Platzierung des Bedienerfingers auf der Abtastfläche des
Fingerabdrucksensors in mehrfacher Wiederholung, wobei der Finger bei
den aufeinander folgenden Platzierungen jeweils leicht unterschiedlich
positioniert wird. Das Verfahren schließt auch vorzugsweise das Verarbeiten
einer Vielzahl von Fingerabdrucksdatensätzen zum Erzeugen eines zusammengesetzten
Fingerabdrucksdatensatzes ein, über
eine Fläche
des Fingerabdrucks, welche größer ist
als die Abtastfläche
des Fingerabdrucksensor.
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Natürlich soll
das Verfahren auch auf das Zuordnen von neuen Fingerabdrücken auf
einen eingeschriebenen Fingerabdruck basierend auf mindestens einem
Abtasten eines Fingerabdrucks und eines zusammengesetzten Fingerabdrucksdatensatzes ausgedehnt
sein.
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Der
Schritt des Zuordnens schließt
dabei den Vergleich einer vorbestimmten Anzahl von Abtastungen eines
neuen Fingerabdrucks mit einem zusammengesetzten Fingerabdrucksdatensatz
ein, um die gewünschte
Ausführung
zu erreichen, so dass eine gewünschte
Falschwertzurückweisungsrate und/oder
eine gewünschte
Fehlerakzeptanzrate erreicht wird. Der Schritt der Erzeugung einer
Vielzahl von Datensätzen
schließt
vorzugsweise das Erzeugen einer Vielzahl von Fingerabdrucksmerkmalslagedatensätzen ein.
Die Merkmalslagedatensätze
sollen mindestens eine aus der Vielzahl von Minuzienlagedatensätzen, eine
Vielzahl von Hautporenlagedatensätzen,
und eine Vielzahl von Merkmallagedatensätzen mit Bezug auf die Papillarleisten
des Fingerabdrucks einschließen.
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Der
Schritt des Verarbeitens soll die Bestimmung einer Kernlage für jeden
Datensatz einschließen.
Zusätzlich
soll der Schritt des Verarbeitens das Berechnen der Verkrümmung der
Fingeroberfläche in
der Vielzahl von Datensätzen
einschließen.
Zum Beispiel schließt
der Schritt des Berechnens der Verkrümmung vorzugsweise die Berechnung
eines Flächenmittelpunkts
einer Fingerabdrucksmerkmalslage in Relation zu einem Referenzrahmen
oder -Ort ein, wie zum Beispiel der Fingerabdruckkernposition.
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Der
Schritt des Erstellens einer Vielzahl von Fingerabdrucksdatensätzen soll
vorzugsweise die Erstellung einer vorbestimmten Anzahl von Fingerabdrucksdatensätzen basierend
auf einer vorbestimmten Anzahl von Fingerplatzierungen innerhalb
einer vorbestimmten Zeit einschließen. Zum Beispiel soll die
vorbestimmte Anzahl im Bereich zwischen 2 und 5 liegen. Aus einem
anderen Blickwinkel heraus betrachtet, liegt die erfinderische Eigenschaft
darin, eine Fingerabdruckabtastvorrichtung, wie sie in Anspruch
16 dargestellt ist, vorzustellen. Eine Fingerabdruckabtastvorrichtung
schließt
eine Fingerabdruckabtastfläche,
und einer Abrollschaltung ein, zum Abrollen eines Fingerabdrucks
des Benutzers durch Erzeugung einer Vielzahl von Fingerabdruckdatensätzen, entsprechend
der Platzierung des Benutzerfinger auf der Fingerabdrucksabtastfläche mehrfach
hintereinander, und bei den aufeinander folgenden Platzierungen
jeweils leicht verschoben. Die Abrollschaltung verarbeitet vorzugsweise
eine Vielzahl von Fingerabdruckdatensätzen, und daraus einen zusammengesetzten
Fingerabdruckdatensatz über
die Fläche
eines Fingerabdrucks, welcher größer ist
als die Fingerabdrucksabtastfläche,
herzustellen.
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Die
Verarbeitung schließt
vorzugsweise ferner eine Übereinstimmungsbestimmungsschaltung ein,
zum Bestimmen der Übereinstimmung
zwischen einem neuen Fingerabdruck und einen abgerollten Fingerabdruck,
basierend auf mindestens einer Abtastung des Fingerabdrucks und
dem zusammengesetzten Fingerabdrucksdatensatzes. Die Übereinstimmungsbestimmungsschaltung
soll einen Vergleicher einschließen, zum Vergleichen einer
vorbestimmten Anzahl von Abtastungen des neuen Fingerabdrucks mit
dem zusammengesetzten Fingerabdrucksdatensatz, um eine gewünschte Ausführung zu
erreichen, so dass mindestens eine Falschwertrückweiserate und eine gewünschte Fehlerakzeptanzrate
eingehalten wird. Die Abrollschaltung erstellt vorzugsweise eine
Vielzahl von Fingerabdruckmerkmalslagedatensätzen. Die Merkmalslagedatensätzen sollen
Minuzienlagedatensätze,
Hautporenlagedatensätze,
und/oder Merkmalslagedatensätze
bezogen auf die Fingerabdruckpapillarleisten aufweisen.
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Die
Abrollschaltung bestimmt vorzugsweise eine Kernlage für jeden
Datensatz und berechnet die Verkrümmung der Fingeroberfläche in den
vorliegenden Datensätzen.
Die Schaltung soll die Verkrümmung
durch Berechnung der Flächemittelpunkte
der Fingerabdruckmerkmalslagen in Bezug auf einen Referenzrahmen
oder -lage bestimmen wie z. B. den Fingerabdruckskern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Laptop Computers, welcher einen
Fingerabdrucksensor und entsprechende Software aufweist, welche
einer Ausführungsform
der Fingerabdruckabtastetvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist
ein schematisches Blockdiagrammen der Fingerabdruckabtastvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Generieren von zusammengesetzten
Datensätzen
nach der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vergleich eines neuen Fingerabdrucks
mit zusammengesetzten Datensätzen
zum Finden eine Übereinstimmung
nach der vorliegenden Erfindung.
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5 bis 8 sind
Fingerabdruckabbildungen (zusammengesetzt) aus einer Vielzahl von Fingerteilabdrücken nach
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
ein zusammengesetztes/übereinstimmendes
Abbild, bestimmt aus den Minuzien der Fingerabdruckabbildungen aus 5–8, überlagert
zu einer neuen Fingerdruckabbildung und dessen Merkmallokalisierungsdatensatz
nach der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bezug
nehmend auf 1 und 2 werden
die Hauptkomponenten und Eigenschaften der Fingerabdruckabtastvorrichtung 20 nach
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 dargestellt
ist, umfasst die Fingerabdruckabtastvorrichtung 20 in einer
Ausführungsform
einen Fingerabdrucksensor 30, welcher auf einer Tastaturoberfläche 36 eines
Laptop Computers 35 aufgesetzt ist. Der Laptop Computer 35 schließt illustrativ
einen klappbare Bildschirm 37 ein. Die Verarbeitung des
der Fingerabdruckdaten kann zwischen der Verarbeitungsschaltung
in dem Fingerabdrucksensor 30 und dem Mikroprozessor des
Computers aufgeteilte sein, wie für einen Fachmann leicht zu
erkennen ist.
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Die
Erfindung soll es einer vollständiger
autorisierten Person ermöglichen
in die Sicherheits- zur Zugangskontrolleprozedur des Computers eingelassen
zu werden. Eine oder mehrere Personen sollen diese Zulassung erhalten
können,
wie weiter unten beschrieben wird. Um den Computer 35 benutzen
zu können,
oder um einen Zugang zu bestimmten Daten zu erlangen, setzt der
Benutzer seinen Finger 79 auf den Fingerabdrucksensor 30 auf,
daraus wird eine Übereinstimmung
in Bezug auf die Liste der autorisierten Personen bestimmt. Wenn
eine Übereinstimmung
nicht erkannt wird, wird der Zugang zu dem Computer 35 oder
der Zugang zu bestimmten Daten verwehrt, wie dieses für einen
Fachmann leicht abzuschätzen
ist. Wenn eine Übereinstimmung
erkannt wird, soll die Personen durch eine sichtbare oder hörbare Ankündigung
begrüßt werden
und natürlich
ein Zugang gewährt
werden.
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Der
Fingerabdrucksensor 30 soll vorzugsweise von einer Bauart
sein, welche elektrische Felder zum Erkennen der Rillen und Vertiefungen
eines direkten Fingerabdrucks erkennt. Zudem sollte der Fingerabdrucksensor
wünschenswerter
Weise relativ kompakt seinen, besonders für die Anwendung in Kombination
mit einem Laptop Computer 35. Zum Beispiel soll der Fingerabdrucksensor 30 in
einem integrierten elektrischen Feldaufnahme Schaltkreis integriert
sein, wie dieser durch AuthenTec, dem Besitzer der vorliegenden
Erfindung angeboten wird. Unterschiedliche Eigenschaften und Attribute
geeigneter Fingerabdrucksensoren werden in den US Patenten 5,82
8,773; 5,862,248 und 5,940,526 und in der US-Patentanmeldung, 51508,
welche gleichzeitig mit dieser Erfindung eingereicht worden ist
unter dem Titel "Fingerprint
Sensor With Leadframe Bent Pin Conductive Path and Associated Methods", welche alle dem
Anmelder dieser Erfindung zugeordnet sind.
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Ein
Fachmann wird Erkennen, dass die Fingerabdruckabtastvorrichtung 20 nach
der vorliegenden Erfindung in einer Anzahl von Bauformen eingesetzt
werden kann, wie dieses in dem dargestellten Laptop Computer 35 aus 1 ausgeführt ist.
Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltung in einem integrierten
Schaltkreis des Fingerabdrucksensors 30 einbezogen sein,
oder auch in eine beigefügte Schaltung
für ein
Gesamtfingerabdrucksensorpaket beigefügt sein.
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Insbesondere
Bezug nehmend auf 2 umfasst die dargestellte Fingerabdruckabtastvorrichtung 20 eine
Verkrümmungsschaltung 21 und
eine Übereinstimmungsunterscheidungsschaltung 22.
In einigen Ausführungsformen
kann eine dieser beiden Schaltungen ohne die andere Schaltung bedient
werden; jedoch wird die zusammengesetzte Datensatzdatenbank 43 zwischen
den beiden Schaltungen ausgetauscht. Die Schaltungen 21,22 können in
einem Mikroprozessor unter einer gespeicherten Programmsteuerung
betrieben werden, wie dieses durch den Fachmann abgeschätzt werden
kann.
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Die
Fingerabdruckinformationen des Fingerabdruck Sensor 30 wird
zuerst in der Eigenschaftsortungsdatensatz 40 verarbeitet,
welcher aus dem Datensatz eine vorbestimmten Anzahl von Fingerpositionierung
und generiert, wobei jede Positionierung ein wenig von der vorigen
Positionierung abgesetzt ist. Wie für einen Fachmann selbstverständlich ist,
kann die Variation in der Positionierung natürlich erfolgen oder durch Indikatoren
auf dem Computerbildschirm 35 gesteuert vorgenommen sein.
Eine solche Fingerpositionierungsindikationen wird in dem US Patent Nr.
5,828,773 beschrieben und braucht hier nicht weiter diskutiert zu
werden.
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Die
Eigenschaftsortungsdatensätze
sollen auf den Minuzien, den Fingerabdruckporen oder Fingerabdruck
Papillenlinienfluss basiert sein. Die Fingerabdruckminuzien und
Porenortsbestimmung ist hochgradig entwickelt, wie durch einen Fachmann abgeschätzt werden
kann. Die Fingerabdruckpapillenlinien Flussanalyse und ähnlichem
Bewertungsverfahren sind z. B. in dem US-Patent 5,845,005 beschrieben.
Andere Datensätze
sind ebenfalls durch die Erfindung einsetzbar, wie für den Fachmann leicht
abzuschätzen
ist.
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Die
Anzahl der Datensätze
zum bewerten eines Fingers können
je nach der besonderen Anwendung variieren. Für die meisten Anwendungen beträgt die Anzahl
der Fingerplatzierung und die korrespondierende Anzahl von Datensätzen zwischen
2 und 5. Die Anzahl der Fingerplatzierungen soll vorzugsweise benutzerfreundlich
sein, was den Wert und den Vorteil dieser vorliegenden Erfindung
besonders hervorhebt. Der Datensatz für jede Fingerplatzierung wird
aus einem ersten Bereich typischerweise durch die Fingerabdruckaufnahmeregion
begrenzt.
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Dem
Eigenschaftenortungsdatensatzgenerator 40 nachgeschaltet
ist ein Filter und ein Verkrümmungsprozessor 41.
Der Filter und der Prozessor 41 sollen unerwünscht schwache
Eigenschaften oder Fakten aus der Verarbeitung fernhalten. Zusätzlich soll
der Verkrümmungsprozessor 41 die
Lage der Fingerabdruckeigenschaften in Relation zu den vorbestimmten
Rahmenreferenzrahmen bestimmen, so wie dieses auf dem Fingerabdruckkern
hervorgeht. Die Bestimmung des Fingerabdruckkerns kann durch den
Fachmann leicht verstanden werden, ohne dass hier eine weitere Diskussion
darüber
notwendig wäre.
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Zum
Beispiel soll ein Mittelpunkt für
jede ähnliche
Eigenschaft in verschiedenen Datensätzen bestimmt werden. Dabei
werden Hautverzerrungen dazu führen,
dass solche Eigenschaften der Merkmale, welche weiter weg von dem
Kern (der Fingerbeere) entfernt sind, einen größeren Abstand voneinander haben.
Deshalb basiert zum Beispiel die Bestimmung, welche die gleichen
Merkmale auf verschiedenen Positionen sind, auf der Entfernung von dem
Kern (der Fingerbeere). Für
einen Fachmann ist erkennbar, dass ähnliche Bearbeitungsschritte durchgeführt werden
können,
um zu gewährleisten, dass
aufeinander folgende Datensätze
zueinander korreliert werden können.
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Nach
dem Filter und den Verkrümmungsprozessor 41 ist
der Datensatzverknüpfungsgenerator 42 angeordnet.
Für einen
Fachmann ist leicht zu erkennen, dass der zusammengesetzte Datensatz
zu einer größeren Fläche als
dem ersten Abtastgebiet des ersten Fingerabdrucks gehören kann
und aufgrund dessen eine Vielzahl von Positionierungen der Finger
in leicht unterschiedlichen Positionen hier verarbeitet werden kann.
Das erste Gebiet ist typischerweise auf die Größe des Abtastgebiets des Fingerabdrucksensors 30 beschränkt. In
anderen Worten ausgedrückt,
das zweite Gebiet des zusammengesetzten Datensatzes ist größer als
jeder der einzelnen Fingerabdrücke
des Fingers während
des Abrollens. Entsprechend den zwei signifikanten Vorteilen dadurch
verfügbar.
Erstens, die Größe des Abtastgebiets
des Fingerabdrucksensors 30 kann reduziert werden. Für einen integrierten
Schaltkreis, welcher den Fingerabdrucksensor 30 verkörpert, bedeutet dies,
dass hier substanzielle Einsparungen möglich sind, durch Reduzierung
des benötigten
Abtastgebiets.
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Zweitens,
die Positionierung des Fingers, welcher betrachtet wird, vereinfacht
sich. In anderen Worten ausgedrückt,
dadurch, dass die neuen Fingerabdruckeigenschaften mit einem größeren, zusammengesetzten
Datensatz verglichen werden, ist die Positionierung der Finger nicht
so kritisch. Diese beiden vorgenannten Vorteile der Erfindung können in
Anspruch genommen werden oder Rückschlüsse daraus
gezogen werden. Zusätzlich
können
auch Vereinfachungen in der Berechnung dadurch erzielt werden.
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Bezug
nehmend nun auf das untere Teilstück der 2 wird die Übereinstimmungsunterscheidungsschaltung 22 weiter
beschrieben. Diese Schaltung 22 ist in Verbindung mit dem
gleichen Fingerabdrucksensor 30 dargestellt, wie dieses
typischerweise der Fall sein wird. In anderen Ausführungsformen kann
auch ein anderer Fingerabdrucksensor eingesetzt werden, welcher
zum Beispiel einen anderen Abtastbereich aufweist.
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Der
Fingerabdrucksensor 30 ist mit dem neuen Fingerabdruck-Verkrümmungsprozessor 41 verbunden.
Zum Beispiel soll dieser Block 41 einen Satz von Minuzien-Positionen,
Poren-Positionen, oder kantenflussbezogenen Positionsdaten generieren, wie
dieses oben für
den Abdruck dargestellt ist. Der Datensatz des neuen Fingerabdrucks
aus dem Verkrümmungsprozessor 41 wird
zu dem Vergleich der 45 gegeben, welcher im Gegenzug auch
zu der Merkmalsdatensatzdatenbank 43 verbunden ist. Der Vergleicher 45 vergleicht
die neuen Fingerabdruckmerkmalsdaten mit denen, welche bereits gespeichert
sind, und kennzeichnet Übereinstimmungen. Auf
die verschieden Verarbeitungsalgorithmen zur Bestimmung einer Übereinstimmung
wird hier nicht weiter eingegangen, weil dieses durch einen Fachmann
ohne weitere Diskussion erkannt werden kann.
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Wenn
eine korrekte Übereinstimmung
zwischen dem neuen Fingerabdruck und einem, welcher in der Datenbank 43 gespeichert
ist erkannt wird, soll dieses durch einen Übereinstimmungsindikator 46 graphisch
illustriert werden. Zum Beispiel kann der Übereinstimmungsindikator 46 eine
Meldung auf dem Anzeigebildschirm 37 des Laptop-Computers 35 darstellen.
Alternativ oder zusätzlich
dazu kann eine Übereinstimmung
durch einen Benutzerzugriff oder eine Erlaubnis zum Weiterbearbeiten
gegeben werden.
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Rückbeziehend
auf das Flussdiagramm aus 3, wird
hier das Verfahren der Schritte des Abrollens eines Fingerabdrucks
eines Benutzers in größeren Einzelheiten
beschrieben. Am Anfang (Block 50) positioniert der Bediener
seinen Finger auf den Fingerabdrucksensor 30 in Block 52.
Der Fingerabdrucksensor hat eine erste Fläche. Der Merkmalslagedatensatz
wird in Block 54 generiert. Bei Block 56 wird
die Anzahl, zu welchen der Finger aufgesetzt worden ist bestimmt,
und wenn diese Anzahl nicht ausreichend ist, d. h. die Anzahl liegt
unterhalb des gewünschten
Wertes N, kehrt der Prozess zu Block 52 zurück.
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Wenn
N Datensätze
aufgenommen und generiert worden sind, wie dieses in Block 56 bestimmt wird,
wird das Verfahren die Daten filtern und die Hautverkrümmung in
Block 58 berechnen, wie dieses bereits vorher in Einzelheiten
beschrieben wurde. Die N Datensätze
werden vorzugsweise in einer vorbestimmten Zeitperiode gesammelt,
um sicherzustellen, dass nur der gewünschte Bediener seinen Finger auf
dem Sensor abrollt. Anders ausgedrückt, ist das Lern- oder Abtastfenster
nur für
eine vorbestimmte Zeit geöffnet,
um damit die Sicherheit zu erhöhen, wie
durch einen Fachmann abgeschätzt
werden kann.
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In
Block 60 wird ein zusammengesetzter Datensatz in der Datenbank 43 abgespeichert
und der Prozess stoppt (Block 62).
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Natürlich soll
dieser Prozess wiederholt für eine
Anzahl von den Bedienern durchgeführt werden, deren Abdrücke in der
Datenbank 43 gespeichert werden sollen, wie dieses bereits
für einen
Fachmann erkenntlich ist.
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Bezug
nehmend nun zusätzlich
auf das Flussdiagramm aus 4, wird
das Verfahren der Übereinstimmung
eines neuen Fingerabdrucks in Einzelheiten dargestellt. Ausgehend
von dem Start (Block 60) wird der Finger auf dem Fingerabdrucksensor 30 in
Block 72 positioniert. Ein neuer Merkmalsdatensatz wird
in Block 74 generiert. Wenn der Finder hinreichend positioniert
war, und die Daten auswertbar sind, wie dieses in Block 76 bestimmt wird,
wird der neue Datensatz mit den zusammengestellten Datensätzen in
der Datenbank 43 verglichen. Wenn die Positionen oder gewonnenen
Daten in Block 76 nicht akzeptabel sind, soll der Benutzer
seinen Finger wegnehmen und mit seinen Finger 79 den Prozess
erhoben. Wenn eine Übereinstimmung
in den Block 80 erkannt wird, wird diese Übereinstimmung
in den Block 98 angezeigt bevor der Prozess in Block 98 endet.
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Wie
bereits durch den Fachmann erkannt wird, soll die Übereinstimmungsprüfung den
Vergleich einer vorbestimmten Anzahl von Abdrücken des neuen Fingerabdrucks
mit dem zusammengestellten Fingerabdrucksdatensatz einschließt.
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Die
Anzahl der Übereinstimmungspunkt kann
vorher festgelegt werden, um so eine gewünschte Fehlerrate und/oder
gewünschte
Fehlerakzeptanzrate zu erzielen.
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Beim
Vergleich des neuen Datensatzes zu dem Datensatz in der zusammengestellten
Datenbank 43 kann eine Anzahl von Wiederholungen R, welche
an dem Block 90 überprüft werden
sollen, bestimmt werden, und wenn die Anzahl der Wiederholungen
R weniger als die vorbestimmte Schwelle (Block 92) beträgt, wird
der Prozess wiederholt. Wenn die Anzahl der Wiederholungen an Block 92 größer ist
als die Schwelle wird ein Fehlerindikator gesetzt, wodurch der Zugang
in Block 94 nicht gewährt
wird.
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Jetzt
bezugnehmend auf die 5–8, wird
eine Reihe von Fingerabdrucksbildern, welcher beim Abrollen des
Fingers entstehen dargestellt. Ein Bezugsrahmen 100 ist
in jeder der Abbildungen dargestellt. Der Bezugsrahmen bezieht sich
auf den Kern des Fingerabdrucks, und obwohl einer Drehung der verschiedenen
Bilder nicht dargestellt ist, können diese
auf Grund der Platzierung der Fingerabdrucksminuzien berechnet werden.
Verschiedene Minuzien sind in dem Bild platziert, wie durch einen
Fachmann leicht erkannt werden kann. 6–8 weisen
entsprechende bezeichnete Gebiete A, B und C auf, welche entsprechende
Gruppe von Minuzien enthalten.
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Die
bezeichneten Flächen
A, B und C schließen
Minuzienpunkte ein, welche in dem zusammengestellten in 9 dargestellt
sind. Das zusammengestellte Bild/Übereinstimmungsbild zeigt die
Orte der Minuzien an, basierend auf den verschiedenen Fingerplatzierung
(5–8).
Zusätzlich
werden die neuen Fingerabdrucksbilder über die Minuzienkonfiguration
in den Abbildungen übergeblendet,
wie dieses für
einen Fachmann erkennbar ist. Für
einen Fachmann ist es leicht zuerkennen, dass andere Fingerabdrucksmerkmale
durch ein ähnliches
Verfahren bearbeitet und ebenfalls analysiert werden können.