DE60019136T2

DE60019136T2 - Verfahren und vorrichtung zur aufnahme und verifikation von fingerabdruck-informationen

Info

Publication number: DE60019136T2
Application number: DE60019136T
Authority: DE
Inventors: Björn KRUSE
Original assignee: Fingerprint Cards AB
Current assignee: Fingerprint Cards AB
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: WO2001015066A1; DE60019136D1; AU6886100A; US7003142B1; EP1208528A1; EP1208528B1; SE9902990D0; SE514091C2; SE9902990L

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Aufzeichnen und Verifizieren von Fingerabdruckinformationen.
STAND DER TECHNIK
Es gibt sehr viele Gebiet, auf denen es erforderlich ist, die Identität einer Person zu verifizieren, mit anderen Worten, die Frage zu beantworten, ob eine bestimmte Person jemand ist, der sie behauptet zu sein, und somit berechtigt ist, eine bestimmte Art von Anlage zu verwenden. Beispiele einer solchen Anlage sind Geldautomaten, Zugangssysteme und verschiedene Arten einer elektronischen Anlage, beispielsweise Mobiltelephone und Computer.
Eine herkömmliche Art und Weise zum Ausführen der Verifikation besteht darin, dass der Benutzer einen Code oder ein Passwort besitzt, den/das er in einer Verifikationsprozedur eingeben muss. Wenn der Code korrekt ist, wird der Benutzer als zur Verwendung der Anlage berechtigt betrachtet. Es kann jedoch für einen Benutzer schwierig sein, sich an eine große Anzahl von verschiedenen Codes und Passwörtern zu erinnern, aus welchem Grund alternative Weisen zum Verifizieren der Berechtigung und/oder Identität eines Benutzers erforderlich sind. Ein solches alternatives Verfahren besteht darin, dass ein Benutzer eine Information hinsichtlich eines oder mehrerer seiner Fingerabdrücke in einer Verifikationseinheit aufzeichnen muss, der Benutzer dann in einer Verifikationsprozedur den Finger oder die Finger, deren Abdruck aufgezeichnet ist, auf eine Oberfläche auf der Verifikationseinheit legt. Die Einheit analysiert, ob der Fingerabdruck im erforderlichen Grad dem Fingerabdruck entspricht, dessen Information gespeichert ist, und, wenn ja, wird der Fingerabdruck als verifiziert betrachtet und dem Benutzer wird gestattet, die fragliche Anlage zu verwenden.
Die Identifikation mittels Fingerabdrücken (siehe z. B. "Automated recognition of Fingerprints" von Linus Wiebe, Precise Biometrics) wurde traditionell größtenteils auf dem Gebiet der Verbrechensverhinderung verwendet, wo die zu beantwortende Frage nicht ist, ob ein Fingerabdruck einem anderen im erforderlichen Grad entspricht. Auf diesem Gebiet wird statt dessen ein Versuch unternommen, eine Übereinstimmung mit einem speziellen Fingerabdruck in einem umfangreichen Register von Fingerabdrücken festzustellen. Diese Art Verwendung von Fingerabdrücken beinhaltet nicht dieselbe große Anforderung für Geschwindigkeit wie eine Verifikationsprozedur der vorstehend beschriebenen Art. Die Geschwindigkeit ist bei der Aufzeichnung der Fingerabdruckinformationen zur Verwendung bei der Verifikation auch sehr erwünscht.
Ein weiterer wichtiger Parameter sowohl zur Aufzeichnung als auch Verifikation der Fingerabdruckinformationen ist die Zuverlässigkeit.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Das durch die vorliegende Erfindung gelöste Problem ist daher jenes der Bereitstellung einer Anordnung und eines Verfahrens, die eine schnelle und zuverlässige Aufzeichnung von Fingerabdruckinformationen schaffen, und der Bereitstellung einer entsprechenden Anordnung und eines entsprechenden Verfahrens zur schnellen und zuverlässigen Verifikation eines Fingerabdrucks auf der Basis von vorher aufgezeichneten Fingerabdruckinformationen.
Dieses Problem wird mittels eines Verfahrens zum Aufzeichnen von Fingerabdruckinformationen mittels einer Erfassungsoberfläche A gelöst, bei welchem ein Finger auf oder über zumindest einen Teil der Erfassungsoberfläche A gehalten werden kann, wobei das Verfahren das Abtasten von Teiloberflächen in der Erfassungsoberfläche A umfasst. Während des Abtastens der Teiloberflächen wird geprüft, ob der Mittelpunkt mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich von jeder abgetasteten Teiloberfläche innerhalb der Teiloberfläche eindeutig ist.
Eine Anzahl von Mittelpunkten, die mit ihren jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereichen in ihren jeweiligen Teiloberflächen eindeutig sind, werden aufgezeichnet, wobei die jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereiche der Punkte und die jeweiligen Teiloberflächen der Punkte auch aufgezeichnet werden.
Eine gewisse Anzahl der aufgezeichneten Mittelpunkte mit ihren unmittelbaren Umgebungsbereichen werden zur weiteren Verwendung, beispielsweise zur Verifikation von Fingerabdrücken, geeignet ausgewählt.
Das vorstehend erwähnte Problem wird auch mittels eines Verfahrens zum Verifizieren von Fingerabdruckinformationen mittels einer Erfassungsoberfläche A gelöst, wobei an oder über zumindest einen Teil von dieser Erfassungsoberfläche A ein Finger gehalten werden kann, bei welchem die Verifikation auf der Basis von vorher aufgezeichneten Informationen bezüglich mindestens eines Fingerabdrucks ausgeführt wird, welcher bei dem Verifikationsverfahren bestätigt werden soll, und bei welchem Informationen vorzugsweise gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsverfahren aufgezeichnet wurden.
Das erfindungsgemäße Verifikationsverfahren umfasst, dass eine Anzahl von Teiloberflächen mit ihren jeweiligen Mittelpunkten im Fingerabdruck, dessen Informationen gespeichert sind, mit entsprechenden Teiloberflächen auf der Erfassungsoberfläche A verglichen wird. Wenn auf einer Teiloberfläche auf der Erfassungsoberfläche A ein Punkt vorliegt, der mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich auf der Basis bestimmter Kriterien dem gespeicherten Mittelpunkt, einschließlich des unmittelbaren Umgebungsbereichs des gespeicherten Mittelpunkts in der entsprechenden gespeicherten Teiloberfläche, entspricht, wird der Punkt mit seiner Teiloberfläche anerkannt. Wenn eine bestimmte Anzahl von Punkten mit zugehörigen Teiloberflächen anerkannt wurde, werden diese für einen ersten Schritt bei der Weiterverarbeitung ausgewählt.
Dieser erste Schritt bei der Weiterverarbeitung umfasst geeigneterweise, dass eine Anzahl der ausgewählten Punkte und der Teiloberflächen als Gruppe analysiert wird, wobei der Mittelwert der Koordinaten für die Punkte in ihren jeweiligen Teiloberflächen berechnet wird. Der berechnete Mittelwert wird als Punkt in jeder Teiloberfläche gesehen und eine bestimmte Anzahl der Punkte mit ihren zugehörigen Teiloberflächen werden für einen zweiten Schritt bei der Weiterverarbeitung ausgewählt, wobei die Punkte, die ausgewählt werden, diejenigen Punkte in der Gruppe sind, die den kleinsten Abstand zum Mittelwertpunkt in ihrer jeweiligen Teiloberflä che aufweisen. Dies wird durchgeführt, damit eine Anordnung oder ein Verfahren gemäß der Erfindung von der Umsetzung des Abdrucks zum Zeitpunkt der Verifikation in Bezug auf die Position des Fingers zum Zeitpunkt der Aufzeichnung unabhängig ist, wobei die Umsetzung als rechtwinklige Verlagerungen des Fingers relativ zur Position des Fingers zum Zeitpunkt der Aufzeichnung definiert ist.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren, um es möglich zu machen, dass es von der Drehung des Fingers zum Zeitpunkt der Verifikation in Bezug auf die Position des Fingers zum Zeitpunkt der Aufzeichnung unabhängig ist. Dieses Verfahren wird nachstehend genauer beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch Anordnungen zur Verwendung bei den Verfahren der vorstehend erwähnten Arten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen
1 ein grobes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anordnung zeigt,
2 ein Basisdiagramm der erfindungsgemäßen Verwendung einer Teiloberfläche auf einem Sensor zeigt,
3 das Prinzip einer erfindungsgemäßen Berechnung zeigt, und
4 zeigt, wie ein erfindungsgemäßes Verifikationsverfahren gegen eine Drehung unempfindlich gemacht werden kann.
ART(EN) ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein grobes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anordnung 100. Die Anordnung 100 umfasst eine Zentraleinheit 110, einen Sensor 120, eine Stromversorgungseinheit 130 und Verbindungen, die durch Pfeile gezeigt sind, zwischen den Einheiten. Die Zentraleinheit 110 umfasst geeigneterweise Steueranordnungen, einen Speicher und mindestens ein Rechenwerk (ALU). Die Steueranordnungen und das ALU bestehen zusammen vorzugsweise aus einer integrierten Schaltung, beispielsweise einem Mikroprozessor.
Die Stromversorgungseinheit 130 ist hinsichtlich der Erfindung nicht von Hauptinteresse und wird daher nicht genauer beschrieben. Kurz kann angegeben werden, dass die Stromversorgung in sehr vielen Weisen bewirkt werden kann, die dem Experten bekannt sind, beispielsweise Batterien, Netzanschluss oder Solarzellen, und in dasselbe Gehäuse wie der Rest der Anordnung 100 integriert oder separat sein kann.
Der Sensor 120 weist eine Erfassungsoberfläche A auf, wobei an oder über zumindest einen Teil der Erfassungsoberfläche A ein Finger während der Verwendung der Anordnung gehalten werden kann. Der Sensor 120 umfasst eine Anzahl von Sensorelementen zum Abtasten der Erfassungsoberfläche A. Die Sensorelemente sind vorzugsweise kapazitiv, aber andere Arten eines Sensorelements können auch gemäß der Erfindung verwendet werden, beispielsweise Widerstands-, optische oder wärmeempfindliche Elemente. Eine andere Art von Sensor, der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte, ist ein druckempfindlicher Sensor.
Die Anzahl von Sensorelementen pro Einheitsfläche auf der Erfassungsoberfläche A kann in sehr vielen Weisen beispielsweise in Abhängigkeit von der Art von Sensor und von der gewünschten Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Auflösung ausgewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit kapazitiven Sensorelementen werden ungefähr 200 Sensorelemente pro mm² verwendet, was 144 × 144 Punkten pro cm² entspricht, was auf einer Längenskala als 14 Elemente pro Millimeter ausgedrückt werden kann. Diese Zahl soll jedoch nur als Beispiel betrachtet werden und die Anzahl von Sensorelementen pro Einheitsfläche kann in anderen Ausführungsformen der Erfindung entweder größer oder kleiner sein. Die Anzahl von Sensorelementen liegt jedoch vorzugsweise im Bereich von 10–50 Elementen pro Millimeter.
Wie vorstehend erwähnt, soll die Anordnung 100 zum Aufzeichnen von Fingerabdruckinformationen und zum Verifizieren von Fingerabdruckinformationen auf der Basis von vorher aufgezeichneten Informationen bezüglich mindestens eines Fingerabdrucks, der bei der Verifikation bestätigt werden soll, verwendet werden. Die vorher aufgezeichneten Informationen, die zum Verifizieren von Fingerabdrücken verwendet werden, wurden vorzugsweise mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezeichnet.
Nachstehend wird zuerst ein Verfahren zum Aufzeichnen von Fingerabdruckinformationen gemäß der Erfindung beschrieben und dann wird ein Verfahren zum Verifizieren von Fingerabdruckinformationen gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Verfahren werden mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung implementiert. Sowohl die Beschreibung der Aufzeichnung als auch die Beschreibung der Verifikation nachstehend werden mit Bezug auf 2 gegeben. Keiner der Teile in 2 ist mit einem Index versehen, aber Teile, die mit einem Index im Text versehen wurden, beziehen sich auf entsprechende Teile ohne Index in 2.
Bei einem Verfahren zum Aufzeichnen von Fingerabdruckinformationen gemäß der Erfindung legt der Benutzer den Finger, dessen Informationen aufgezeichnet werden sollen, an oder über einen Teil der Erfassungsoberfläche A (in 2 gezeigt) auf dem Sensor 120. Die Zentraleinheit 110 leitet dann die Abtastung der Erfassungsoberfläche A des Sensors 120 ein, die durch Teiloberflächen A'₁ auf der abgetasteten Erfassungsoberfläche A ausgeführt wird. Die Teiloberflächen A'₁ überlappen einander vorzugsweise in einer vorbestimmten Weise. Die Teiloberflächen A'₁ weisen geeigneterweise alle dieselbe Größe auf, die natürlich in sehr vielen verschiedenen Weisen verändert werden kann. Ein geeigneter Bereich für die Größe der Teiloberflächen A'₁ ist jedoch 5–50% der gesamten Sensoroberfläche A, wobei festgestellt wurde, dass 10% der gesamten Sensoroberfläche vorteilhaft sind.
Während der Abtastung der Teiloberflächen A'₁ wird vorzugsweise in der Zentraleinheit 110 untersucht, ob der Mittelpunkt P₁ der Teiloberfläche mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich A''₁ innerhalb der Teiloberfläche A'₁ eindeutig ist. Wenn ja, wird der Punkt P₁ bestätigt und wird zusammen mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich im Speicher der Anordnung 100 aufgezeichnet. Die Teiloberfläche A'₁, zu der der Mittelpunkt gehört, wird auch aufgezeichnet.
Die Abtastung der Sensoroberfläche A fährt vorzugsweise fort, bis die Zentraleinheit 110 eine gewisse vorbestimmte erste Anzahl von Mittelpunkten P₁ gefunden hat, die, einschließlich ihrer unmittelbaren Umgebungsbereiche A''₁, innerhalb ihrer Teiloberflächen A'₁ eindeutig sind. Wenn die vorbestimmte erste Anzahl von Mittelpunkten P₁ gefunden und aufgezeichnet wurde, wird die Aufzeichnung des Fingers als vollständig betrachtet.
Eine alternative Weise zum Ausführen der Abtastung besteht darin, die Teiloberflächen A'₁ in einem gegebenen Muster abzutasten, wobei Daten an den Mittelpunkten P₁ aller Teiloberflächen A'₁ erfasst und gespeichert werden. Wenn alle Teiloberflächen A'₁ abgetastet wurden, wählt die Zentraleinheit 110 eine vorbestimmte Anzahl von Mittelpunkten P₁ aus, die am besten bestimmte Kriterien bezüglich der Anforderung erfüllen, dass der Mittelpunkt P₁ in seiner Teiloberfläche A'₁ eindeutig sein soll.
Eine weitere alternative Weise zum Ausführen der Abtastung, die Speicherplatz sparen kann, besteht darin, die vorbestimmte Anzahl von Mittelpunkten P₁ in einer Tabelle zu speichern, die während des ganzen Abtastprozesses mit den Mittelpunkten, die die vorstehend erwähnten Kriterien am besten erfüllen, aktualisiert wird.
Die ganze erste Anzahl von gespeicherten Mittelpunkten P₁ kann natürlich zum Verifizieren eines Fingers verwendet werden, aber in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wählt die Zentraleinheit 110 eine zweite Anzahl der aufgezeichneten Mittelpunkte P₁ mit ihren jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₁ zur weiteren Verwendung aus, wobei die Mittelpunkte P₁, die ausgewählt werden, diejenigen sind, die gewisse vorbestimmte Kriterien am besten erfüllen. Die exakten Größen der ersten und der zweiten Anzahl von Mittelpunkten sind natürlich Dimensionierungsparameter, die durch die gewünschte Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit des Aufzeichnungsverfahrens bestimmt sind, aber es wurde festgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die erste Anzahl innerhalb des Bereichs von 10–100 Punkten liegt und die zweite Anzahl innerhalb des Bereichs von 20–80% der ersten Anzahl liegt. In einer besonders bevor zugten Ausführungsform werden 24 bzw. 16 Punkte verwendet.
Ein Verfahren zum Verifizieren von Fingerabdruckinformationen gemäß der Erfindung wird nachstehend beschrieben. Die Art von Verifikation, für die die Erfindung hauptsächlich vorgesehen ist, besteht darin, zu prüfen, ob der Fingerabdruck eines Fingers, der an oder über die Erfassungsoberfläche A des Sensors gehalten wird, einem Fingerabdruck entspricht, dessen Informationen vorher aufgezeichnet wurden.
Zum Verifizieren eines Fingerabdrucks gemäß der Erfindung legt der Benutzer daher einen Finger an oder über einen Teil der Erfassungsoberfläche A auf dem Sensor 120. Die Zentraleinheit 110 leitet eine Abtastung der Erfassungsoberfläche A des Sensors 120 ein, die durch eine Anzahl von Teiloberflächen A'₂ auf der abgetasteten Erfassungsoberfläche A ausgeführt wird. Hinsichtlich der Größe und Position auf der Erfassungsoberfläche A entsprechen die abgetasteten Teiloberflächen A'₂ vorzugsweise den Teiloberflächen, die beim vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsverfahren verwendet werden, was bedeutet, dass jede Teiloberfläche A'₁ in den Fingerabdruckdaten, die aufgezeichnet sind, einer Teiloberfläche A'₂ zur Verifikation entspricht. Die Teiloberflächen A'₂, die beim Verifikationsverfahren zuerst analysiert werden, sind diejenigen, die den Teiloberflächen A'₁ entsprechen, deren jeweilige Mittelpunkte P₁ aufgezeichnet sind.
Falls, wenn eine Teiloberfläche A'₂ abgetastet wird, sich herausstellt, dass ein Punkt P₂ in der Teiloberfläche A'₂ mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich A''₂ auf der Basis bestimmter Kriterien eine ausreichende Ähnlichkeit zum Mittelpunkt P₁ und seinem unmittelbaren Umgebungsbereich A''₁ in der entsprechenden aufgezeichneten Teiloberfläche A'₁ aufweist, wird der Punkt P₂ vorläufig bestätigt und seine Koordinaten in Bezug auf die Teiloberfläche A'₂ werden im Speicher der Anordnung 100 gespeichert. Das verwendete Koordinatensystem ist geeigneterweise ein orthogonales x-y-System in jeder Teiloberfläche A'₂ mit dem Ursprung im Zentrum der Teiloberfläche. Wenn mehr als ein Punkt P₂ in einer Teiloberfläche A'₂ die Kriterien erfüllt, wird der Punkt P₂, der die Kriterien am besten erfüllt, ausgewählt.
Wenn eine bestimmte Anzahl von Punkten P₂ für den Finger bestätigt und gespeichert wurden, welcher an die Erfassungsoberfläche A gehalten wird, werden diese Punkte für einen ersten Schritt bei der Weiterverarbeitung ausgewählt.
In einem möglichen Verifikationsverfahren umfasst der erste Schritt bei der Weiterverarbeitung ziemlich einfach, dass der Fingerabdruck als verifiziert betrachtet wird, mit anderen Worten, der Fingerabdruck, der an oder über die Erfassungsoberfläche A gehalten wird, als zum Fingerabdruck, dessen Informationen aufgezeichnet sind, identisch betrachtet wird, wenn die Anzahl von bestätigten Punkten P₂ eine gewisse vorbestimmte Anzahl übersteigt. Wenn eine größere Zuverlässigkeit bei der Verifikation erwünscht ist, kann jedoch der erste Schritt bei der Weiterverarbeitung geeigneterweise auch das Folgende umfassen, das mit Bezug auf 3 beschrieben wird.
Die gespeicherten Punkte P₂ werden als Gruppe analysiert und der Mittelwert der Koordinaten (x_m, y_m) für alle Punkte P₂ wird berechnet, wobei die Analyse und Berechnung geeigneterweise in der Zentraleinheit 110 ausgeführt werden. Die Berechnung stellt daher ein Koordinatenpaar (x_m, y_m) bereit, das als Punkt in jeder Teiloberfläche A'₂ zu sehen ist. Die Punkte P₂ in der Gruppe werden dann in einer Liste angeordnet, die mit dem Absolutwert des Abstandes d zwischen den Koordinaten (x₂, y₂) eines Punkts und dem berechneten Mittelwertpunkt (x_m, y_m) beginnt. Der Abstand d in einer Teiloberfläche A'₂ ist in 3 schematisch dargestellt.
Eine bestimmte Anzahl der Punkte, die in der Liste am höchsten liegen, werden dann für einen zweiten Schritt bei der Weiterverarbeitung ausgewählt. Falls geeignet, kann dieser zweite Schritt ziemlich einfach umfassen, dass der Fingerabdruck als verifiziert betrachtet wird, mit anderen Worten, der Fingerabdruck, der an oder über die Erfassungsoberfläche A gehalten wird, als zum Fingerabdruck, dessen Informationen gespeichert sind, identisch betrachtet wird, falls eine ausreichende Anzahl von Punkten einen Absolutwert d unterhalb eines bestimmten Werts aufweisen. Wenn eine größere Zuverlässigkeit bei der Verifikation erwünscht ist, kann jedoch der zweite Schritt bei der Weiterverarbeitung geeigneterweise das Folgende umfassen:
Der Mittelwert der Koordinaten (x₂, y₂) der ausgewählten Punkte wird berechnet und der Absolutwert des Abstandes zwischen diesem Mittelwertpunkt und den Koordinaten (x₂, y₂) von jedem ausgewählten Punkt wird analysiert. Wenn eine bestimmte Anzahl von Punkten P₂ einen Abstand zum Mittelwertpunkt mit einem Absolutwert, der unterhalb eines bestimmten Grenzwerts liegt, aufweisen, wird der Fingerabdruck als verifiziert betrachtet, mit anderen Worten, der Fingerabdruck, der an oder über die Erfassungsoberfläche A gehalten wird, wird als zum Fingerabdruck, dessen Informationen aufgezeichnet sind, identisch betrachtet.
Die Anzahl der Punkte, die in den verschiedenen Schritten des Verifikationsverfahrens erforderlich ist, sind natürlich in derselben Weise wie die Anzahl beim Aufzeichnungsverfahren Dimensionierungsparameter, die auf der Basis der Kombination von Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit, die in der Anordnung gewünscht sind, ausgewählt werden. Als Beispiel kann jedoch erwähnt werden, dass die Anzahl von Punkten, die für einen ersten Schritt bei der Weiterverarbeitung während der Verifikation ausgewählt wird, geeigneterweise der Anzahl von Punkten entsprechen kann, die im Endschritt der Aufzeichnung ausgewählt wird, im vorliegenden Fall mit anderen Worten 16 Punkte. Die Anzahl von für einen zweiten Schritt bei der Weiterverarbeitung bei der Verifikation ausgewählten Punkten liegt geeigneterweise im Bereich von 20–60% der Anzahl von Punkten, die für den ersten Schritt ausgewählt wird, vorzugsweise 50%, im vorliegenden Fall daher 8 Punkte.
Das vorstehend beschriebene Verifikationsverfahren bedeutet, dass gute Ergebnisse erhalten werden, selbst wenn während einer Verifikationsprozedur ein Benutzer seinen Finger in Bezug auf die Position, in der sich der Finger zum Zeitpunkt der Aufzeichnung befand, in rechten Winkeln in der seitlichen oder Längsrichtung verschoben hält. Da der Benutzer auch zum Zeitpunkt der Verifikation seinen Finger in einer gedrehten Position in Bezug auf die Position, in der sich der Finger zum Zeitpunkt der Aufzeichnung befand, halten kann, umfasst die Erfindung Mittel und ein Verfahren, um es möglich zu machen, die Verifikation selbst in solchen Fällen mit guten Ergebnissen auszuführen. Dies wird nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben.
Damit die Verifikation gegen die Drehung des Fingers unempfindlich ist, werden die Abtastung und der Vergleich gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt, mit anderen Worten, die Teiloberflächen A'₂ auf der Erfassungsoberfläche werden abgetastet. Diese Teiloberflächen A'₂ werden mit entsprechenden Teiloberflächen A'₁ im aufgezeichneten Fingerabdruck mit Bezug auf die Mittelpunkte und die unmittelbaren Umgebungsbereiche der Mittelpunkte verglichen. Um eine Drehunempfindlichkeit zu erzielen, wird jedoch jede Teiloberfläche A'₂ in eine Anzahl von verschiedenen Winkelpositionen α um eine imaginäre vertikale Linie L auf der Erfassungsoberfläche A verschoben, bevor sie mit der entsprechenden Teiloberfläche A'₁ verglichen wird. Der Vergleich wird dann mit den Teiloberflächen A'₂ in jeder von diesen Winkelpositionen ausgeführt. Wenn in ein und derselben Winkelposition die Anzahl von Punkten P₂ auf der Basis der vorstehend erwähnten Kriterien eine ausreichende Ähnlichkeit zu ihren entsprechenden aufgezeichneten Teiloberflächen A'₁ aufweisen, werden diese Mittelpunkte P₂ für einen ersten Schritt bei der Weiterverarbeitung gemäß der obigen Beschreibung ausgewählt.
In derselben Weise wie vorstehend beschrieben, wird die Abtastung über die Erfassungsoberfläche A des Sensors 120 durch die Zentraleinheit 110 der Anordnung 100 auch im drehunempfindlichen Fall gesteuert. Die verschiedenen Winkelpositionen α werden durch Informationen über den Finger erreicht, der an die Erfassungsoberfläche A gehalten wird, welche im Speicher 110 der Anordnung in der Winkelposition gespeichert werden, in der der Benutzer den Finger hält, wonach die Drehung der gespeicherten Informationen stattfindet, bevor der Vergleich ausgeführt wird.
Die Anzahl von Winkelpositionen, in die die Teiloberflächen A'₂ verlagert werden, kann im Prinzip willkürlich sein, aber die Anzahl von Winkelpositionen liegt vorzugsweise im Bereich von 10–100 und 16 Winkelpositionen können vorteilhafterweise verwendet werden. Die Stellen der Winkelpositionen können im Prinzip frei ausgewählt werden, aber in einer bevorzugten Ausführungsform wird eine ungerade Anzahl von Winkeln α um eine imaginäre Mittellinie L auf der Erfassungsoberfläche A ausgewählt, mit einer Winkelposition, die α = 0 entspricht, und einer geraden Anzahl von Winkelpositionen mit demselben Betrag auf jeder Seite der Mittellinie.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der nachstehenden Patentansprüche frei verändert werden.

Claims

Verfahren zum Aufzeichnen von Fingerabdruckinformationen mittels einer Erfassungsoberfläche A, wobei wenigstens gegenüber oder über einem Teil dieser Erfassungsoberfläche A ein Finger gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: – Abtasten von Teiloberflächen A'₁ in der Erfassungsoberfläche A, – Prüfen, ob der Mittelpunkt P₁ und sein unmittelbarer Umgebungsbereich A''₁ jeder abgetasteten Teiloberfläche A'₁ in der Teiloberfläche A'₁ eindeutig ist, – Aufzeichnen einer ersten Anzahl von Mittelpunkten P₁, die zusammen mit ihren jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₁ in ihren jeweiligen Teiloberflächen A'₁ eindeutig sind, – Aufzeichnen auch der jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereiche A''₁ der Punkte P₁ und der jeweiligen Teiloberflächen A'₁.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine bestimmte zweite Anzahl aufgezeichneter Mittelpunkte P₁ zusammen mit ihren unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₁ für die weitere Verwendung ausgewählt werden.
Verfahren zum Verifizieren von Fingerabdruckinformationen mittels einer Erfassungsoberfläche A, wobei wenigstens gegenüber oder über einem Teil dieser Erfassungsoberfläche A ein Finger gehalten werden kann, wobei die Verifikation anhand von im Voraus aufgezeichneten Informationen in Bezug auf wenigstens einen Fingerabdruck, der in dem Verifikationsverfahren bestätigt werden soll, ausgeführt wird, wobei die Informationen Mittelpunkte, ihre jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereiche und ihre jeweiligen Teiloberflächen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Vergleichen einer Anzahl von Teiloberflächen A'₁ mit ihren entsprechenden Mittelpunkten P₁ des Fingerabdrucks, dessen Informationen aufgezeichnet sind, mit entsprechenden Teiloberflächen A'₂ auf der Erfassungsoberfläche A, – Akzeptieren des Punkts P₂ mit seiner Teiloberfläche A'₂, falls der Punkt P₂ zusammen mit seinem unmittelbaren Umgebungsbereich A''₂ auf der Teiloberfläche A'₂ auf der Erfassungsoberfläche, auf der Grundlage bestimmter Kriterien, dem aufgezeichneten Mittelpunkt P₁ einschließlich des unmittelbaren Umgebungsbereichs A''₁ des gespeicherten Mittelpunkts in der entsprechenden gespeicherten Teiloberfläche A'₁ entspricht, – falls eine bestimmte Anzahl von Punkten P₂, wovon jeder zu einer anderen Teiloberfläche A'₂ gehört, akzeptiert worden sind, alternativ entweder Betrachten des Fingerabdrucks als verifiziert, oder, falls eine höhere Verifikationszuverlässigkeit gewünscht ist, Auswählen der Punkte P₂ für einen ersten Schritt in einer weiteren Verarbeitung.
Verfahren nach Anspruch 3, das außerdem Informationen über die Teiloberflächen A'₂ umfasst, die für den Vergleich mit den Teiloberflächen A'₁ in eine vorgegebene Anzahl von Winkelpositionen verlagert sind, wobei der Vergleich mit den Teiloberflächen A'₂ in jeder der Winkelpositionen ausgeführt wird und wobei, falls die Anzahl von Punkten P₂ von Teiloberflächen A'₂ die Bedingungen in ein und derselben Winkelposition erfüllen, diese Punkte P₂ für den ersten Schritt in der weiteren Verarbeitung ausgewählt werden.
Verfahren zum Verifizieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der erste Schritt in der weiteren Verarbeitung der ausgewählten Punkte P₂ zusammen mit ihren jeweiligen Teiloberflächen A₂ die Analyse einer Anzahl der ausgewählten Punkte P₂ und der Teiloberflächen A₂ als Gruppe in der folgenden Weise umfasst: – der Mittelwert der Koordinaten (x, y) für die Punkte P₂ in ihren jeweiligen Teiloberflächen A₂ wird berechnet, – der berechnete Mittelwert wird als ein Punkt in jeder Teiloberfläche A₂ angesehen, – eine bestimmte Anzahl der Punkte P₂ mit ihren zugeordneten Teiloberflächen A₂ werden für einen zweiten Schritt in einer weiteren Verarbeitung ausgewählt, wobei die Punkte P₂, die ausgewählt werden, jene Punkte in der Gruppe sind, die den kleinsten Abstand zu dem Mittelwertpunkt in ihrer jeweiligen Teiloberfläche A₂ besitzen.
Verfahren zum Verifizieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 5, bei dem der zweite Schritt in der weiteren Verarbeitung ausgewählter Punkte P₂ zusammen mit den jeweiligen Teiloberflächen A₂ die Analyse einer Anzahl der ausgewählten Punkte P₂ und der Teiloberflächen A₂ als eine Gruppe in der folgenden Weise umfasst: – der Mittelwert der Koordinaten (x, y) für die Punkte P₂ in den Teiloberflächen A₂ wird berechnet, – der berechnete Mittelwert wird als ein Punkt in jeder Teiloberfläche A₂ angesehen, – der Abstand zwischen den Punkten P₂ in der Gruppe und dem Mittelwertpunkt wird analysiert, – falls der Abstand zwischen einer bestimmten Anzahl von Punkten P₂ und dem Mittelwertpunkt unter einem bestimmten Grenzwert liegt, wird der Fingerabdruck als verifiziert angesehen.
Anordnung (100) für die Verwendung zur Aufzeichnung von Fingerabdruckinformationen, die eine Zentraleinheit (110), einen Sensor (120) mit einer Erfassungsoberfläche A, wobei wenigstens gegenüber oder über einem Teil dieser Erfassungsoberfläche A ein Finger gehalten werden kann, und eine Leistungsversorgungseinheit (130) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – Mittel (110, 130) zum Abtasten von Teiloberflächen A'₁ in der Erfassungsoberfläche A des Sensors (120), – Mittel (110, 130) zum Analysieren, ob der Mittelpunkt P₁ zusammen mit seinem unmittelbar umgebenden Bereich A''₁ einer abgetasteten Teiloberfläche A'₁ in dieser Teiloberfläche A'₁ eindeutig ist, – Mittel (110, 130), die eine erste Anzahl von Mittelpunkten P₁ aufzeichnen, die zusammen mit ihren jeweiligen unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₁ in ihren jeweiligen Teiloberflächen A'₁ eindeutig sind, – Mittel (110, 130), die die Teiloberflächen A'₁, deren Mittelpunkte P₁ aufgezeichnet werden, aufzeichnen.
Anordnung (100) nach Anspruch 6, die außerdem Mittel (110) umfasst, die eine bestimmte zweite Anzahl der aufgezeichneten Teiloberflächen A'₁ mit zugeordneten Mittelpunkten P₁ und unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₁ für die weitere Verwendung auswählen.
Anordnung (100) für die Verwendung zur Verifizierung von Fingerabdrücken anhand von im Voraus aufgezeichneten Informationen bezüglich wenigstens eines Fingerabdrucks, der mittels der Anordnung akzeptiert werden soll, wobei die Informationen Mittelpunkte, ihre entsprechenden unmittelbaren Umgebungsbereiche und ihre entsprechenden Teiloberflächen umfassen, wobei die Anordnung (100) eine Zentraleinheit (110), einen Sensor (120) mit einer Erfassungsoberfläche A, wobei wenigstens gegenüber oder über einem Teil dieser Erfassungsoberfläche A ein Finger gehalten werden kann, und eine Leistungsversorgungseinheit (130) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: – Mittel (110, 130), die eine Anzahl von Teiloberflächen A'₁ mit entsprechenden Mittelpunkten P₁ in dem Fingerabdruck, dessen Informationen aufgezeichnet sind, mit entsprechenden Teiloberflächen A'₂ auf der Erfassungsoberfläche A vergleichen, – Mittel (110), die eine Anzahl von Punkten P₂, nicht mehr als einen pro Teiloberfläche A'₂, mit entsprechenden Teiloberflächen A'₂ auf der Erfassungsoberfläche A auswählen und akzeptieren, wobei die Punkte P₂ mit ihren unmittelbaren Umgebungsbereichen A''₂, auf der Grundlage bestimmter Kriterien, dem gespeicherten Mittelpunkt P₁ einschließlich des unmittelbaren Umgebungsbereichs A''₁ des gespeicherten Mittelpunkts in der entsprechenden gespeicherten Teiloberfläche A'₁ entsprechen, – Mittel (110), die die in einem ersten Schritt anerkannten Punkte in einer weiteren Verarbeitung verarbeiten.
Anordnung nach Anspruch 9, die außerdem Vergleichsmittel (110, 130) umfasst, die Informationen über die Teiloberflächen A'₂, um sie mit den Teiloberflächen A'₁ zu vergleichen, in eine vorgegebene Anzahl von Winkelpositionen verlagern, wobei die Vergleichsmittel (110, 130) den Vergleich in jeder der Winkelpositionen ausführen, wobei die Mittel (110) zum Auswählen und Akzeptieren einer Anzahl von Punkten für den ersten Schritt in der weiteren Verarbeitung die Anzahl von Punkten P₂ von Teiloberflächen A'₂ anerkennen, falls diese Punkte die Bedingungen in ein und derselben Winkelposition erfüllen.
Anordnung (100) nach Anspruch 9 oder 10, die außerdem die folgenden Mittel umfasst, um den ersten Schritt in der weiteren Verarbeitung auszuführen: – Mittel (110) zum Analysieren einer Gruppe der akzeptierten Punkte P₂ und der Teiloberflächen A₂, – Mittel (110), die einen Mittelwertpunkt für die Koordinaten (x, y) der Punkte P₂ in den Teiloberflächen A₂ in der Gruppe berechnen, – Mittel (110), die eine bestimmte Anzahl der Punkte P₂ mit ihren zugeordneten Teiloberflächen A₂ für einen zweiten Schritt in der weiteren Verarbeitung auswählen, wobei die Punkte P₂, die ausgewählt werden, jene Punkte sind, die den kleinsten Abstand zu dem Mittelwertpunkt in ihrer jeweiligen Teiloberfläche A₂ besitzen.
Anordnung (100) nach Anspruch 11, die außerdem die folgenden Mittel zum Ausführen des zweiten Schrittes in der zweiten Verarbeitung umfasst: – Mittel (110) zum Analysieren einer Gruppe der Punkte P₂ und der Teiloberflächen A₂, die für einen zweiten Schritt ausgewählt werden, – Mittel (110) zum Berechnen eines Mittelwertpunkts für die Koordinaten (x, y) der Punkte P₂ in den Teiloberflächen A₂ in der Gruppe, – Mittel (110) zum Berechnen der Abstände zwischen den Punkten P₂ in der Gruppe und dem Mittelwertpunkt, – Mittel (110), die analysieren, ob der Abstand zwischen einer bestimmten Anzahl von Punkten P₂ und dem Mittelwertpunkt unter einem bestimmten Grenzwert liegt, wobei in diesem Fall der Fingerabdruck als verifiziert betrachtet wird.