DE602004004469T2

DE602004004469T2 - Anordnung und Verfahren zur Personenidentifikation

Info

Publication number: DE602004004469T2
Application number: DE602004004469T
Authority: DE
Inventors: Naoto Chiyoda Miura; Akio Chiyoda Nagasaka; Takafumi Chiyoda Miyatake
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2024-06-26
Also published as: SG122824A1; DE602004022529D1; HK1070722A1; EP2234034A3; MY135197A; US20080137920A1; EP1617350A2; US7672488B2; JP4207717B2; EP2234034B1; EP1617349A2; US20120308088A1; US20100142771A1; EP1808798B1; US8244000B2; EP1808798A1; EP1617350B1; CA2472563A1; EP1617349B1; EP2234034A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Identifizieren einer Person unter Verwendung der biologischen Information der Person, insbesondere des Fingervenenmusters derselben.
Beschreibung der einschlägigen Technik
Heutzutage, da die Sicherheitstechnik betreffend persönliche Belange und Information als kritisch angesehen wird, wird biometrische Identifikation unter Verwendung der biologischen Information einer Person als Personenidentifikationstechnik mit hoher Nützlichkeit und Vertrauenswürdigkeit genau beobachtet. Es wurden die herkömmlichen biometrischen Identifikationstechniken unter Verwendung von Fingerabdrücken, der Iris, der Sprache, des Gesichts, der Venen an der Rückseite der Hand oder der Fingervenen erdacht. Insbesondere zeigt die Identifikationstechnik unter Verwendung der Fingervenen, die durch einfaches Aufstrahlen von Licht auf einen Finger realisiert werden kann, die größten Vorteile einer niedrigen psychologischen Barriere und sehr fälschungssicherer Eigenschaften aufgrund der Verwendung der internen Information eines Organismus.
Identifikation unter Verwendung der Fingervenen wird auf die folgende Weise implementiert. Genauer gesagt, wird Infrarotlicht, das von der Rückseite oder der Seitenfläche eines Fingers her auf ihn einfällt, in ihm gestreut und nach außen gestrahlt. Bei diesem Prozess absorbiert das Hämoglobin im Blut mehr Infrarotlicht als das umgebende Gewebe. Wenn das Bild des auf den dicken Teil eines Fingers gestrahlten und von ihm abgestrahlten Lichts aufgenommen wird, sind daher die Blutgefäße, d.h. die unter der Haut des dicken Teil des Fingers verteilten Fingervenen als dunkles Schattenmuster erkennbar. Dieses Bild wird vorab aufgezeichnet, und zwischen diesem Bild und dem Bild eines zu prüfenden Objektfingers wird die Korrelation ermittelt. Auf diese Weise ist es möglich, zur Personenidentifikation zu ermitteln, ob die betreffende Person registriert ist oder nicht.
Eine Personenidentifikationsvorrichtung unter Verwendung der Fingervenen ist in JP-A-7-21373 offenbart. Diese Personenidentifikationsvorrichtung verfügt über das Merkmal, das ein Bild eines Fingers dadurch aufgenommen wird, dass eine optische Faser dicht am Finger angebracht wird, um den Verlust an Lichtleistung zum Aufnehmen des Bilds zu minimieren. JP-A-2002-83298 offenbart andererseits eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Personenidentifikation, die in einer Umgebung betrieben werden, die eine kontaktfreie Erfassung unter Verwendung eines Bilds eines Fingervenenmusters erfordert. Auch verfügt die in JP-A-2003-30632 offenbarte Vorrichtung über eine Fingerführungseinheit und einen Fingerspitze-Tastschalter, um für jeden Fall der Übereinstimmungsprüfung des Fingervenenmusters zur Identifikation gleichmäßige Bildaufnahmebedingungen zu gewährleisten.
Die herkömmlichen Techniken verwenden eine Führungseinheit zum Fixieren eines Fingers an einer Position oder zum Führen eines Fingers an die korrekte Position in der Identifikationsvorrichtung, um ein Bild der Fingervenen mit hoher Reproduzierbarkeit aufzunehmen. Der Finger wird entlang der Führungseinheit eingelegt, damit Faktoren aus Schwankungen der Fingerform, einschließlich des Winkels der Fingergelenke, des dreidimensionalen Rotationswinkels des Fingers um seine Mittelachse und des Abstands von der Kamera unterdrückt sind, was es ermöglicht, ein Bild des Fingervenenmusters mit einer hoch reproduzierbaren Form aufzunehmen.
Jedoch kann ein Benutzer, der mit dem Betrieb der Identifikationsvorrichtung nicht vertraut ist, den Finger dadurch fehlerhaft einführen oder verformen, dass er ihn mit der Fingerführungseinheit in Kontakt bringt, wobei er eine so starke Kraft auf den Finger ausübt, dass sich das Fingergelenk verbiegt, oder er den Finger unter variablen Winkeln einführt. Ein Benutzer, der die Vorrichtung lange verwendet hat, kann andererseits, obwohl er dazu in der Lage ist, den Finger mit hoher Reproduzierbarkeit einzuführen, den Finger auf andere Art als beim Registrieren platzieren, so dass sich eine verringerte Korrelation mit dem registrierten Muster ergibt. Auch kann ein Benutzer absichtlich einen falschen Finger, der zu keinem Organismus gehört, oder einen Finger mit an ihm angebrachtem gefälschtem Muster zur Registrierung oder Identifikation einführen.
Eine Fingeridentifikationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 ist in US 2003/016345 offenbart. US 5177802 betrifft eine Eingabevorrichtung für einen Fingerabdruck.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach bedienbare Identifikationsvorrichtung hoher Genauigkeit zu schaffen, die ein fehlerhaftes Einführen oder eine Verformung eines Fingers oder das absichtliche Einführen eines falschen Fingers durch einen Benutzer verhindern kann.
Diese Aufgabe ist durch die Vorrichtung des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Einige typische Personenidentifikationsvorrichtungen zum Lösen der oben genannten Aufgabe, oder die zum Verstehen der Erfindung von Nutzen sind, werden unten kurz beschrieben.
Gemäß der Erfindung ist eine Personenidentifikationsvorrichtung mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 geschaffen.
Gemäß einem zum Verstehen der Erfindung nützlichen Beispiel ist eine Personenidentifikationsvorrichtung mit Folgendem geschaffen: einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht, das vom dicken Teil eines Fingers reflektiert wird, einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht, das durch das Vorderende des Fingers hindurchgestrahlt wird, einem lichtempfindlichen Element zum Empfangen des Lichts von der Lichtquelle zum Emittieren des Lichts, das durch das Vorderende des Fingers gestrahlt wird, und einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Information als Anleitung zur korrekten Verwendung der Vorrichtung. Die Vorrichtung verfügt ferner über eine Einrichtung zum Umschalten der Übereinstimmungsprüfung für alle registrierten Bilder und zum Ausführen der Übereinstimmungsprüfung nur für die dem Benutzer entsprechenden registrierten Bilder entsprechend dem Ausmaß der Korrelation bei der Übereinstimmungsprüfung, sowie eine Einrichtung zum Aktualisieren der Registrierungsdaten.
Gemäß einem anderen Beispiel, das zum Verstehen der Erfindung von Nutzen ist, ist eine Personenidentifikationsvorrichtung geschaffen, die dazu dient, bei niedrigen Kosten, eine Verringerung der Erkennungsfähigkeiten der Fingervenen-Identifikationsvorrichtung zu verhindern, wie es andernfalls aufgrund eines fehlerhaften Einführens eines Fingers in die Vorrichtung durch einen Benutzer, der nicht mit dem Betrieb derselben vertraut ist, oder durch das absichtliche Einführen eines falschen Fingers durch einen Benutzer auftreten kann.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Beispiele und der Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Personenidentifikationsvorrichtung.
2 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer die Erfindung realisierenden Personenidentifikationsvorrichtung zum Erkennen eines Kontakts zwischen einer Fingerführungseinheit und einem Finger.
3 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Personenidentifikationsvorrichtung zum Erkennen des Zustands der Oberfläche eines Fingers.
4A und 4B zeigen Beispiele von Fingerbildern aufgrund des reflektierten Lichts, wobei die Fingerachse nicht gedreht bzw. gedreht ist.
5A, 5B und 5C zeigen Beispiele von Fingerbildern aufgrund reflektierten Lichts, wobei an der Fingeroberfläche ein falsches Muster angebracht ist.
6 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Personenidentifikationsvorrichtung zum Erkennen eines Fingers eines Organismus.
7 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Personenidentifikationsvorrichtung zum Erkennen eines Fingers eines Organismus.
8 zeigt ein Beispiel der Schwankung der durch ein lichtempfindliches Element empfangenen Lichtleistung, wobei ein Identifikationsschalter betätigt ist.
9 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Personenidentifikationsvorrichtung zum Erkennen des Kontakts zwischen einem Finger und einer Fingereinlegeführung mit einer Lichtquelle unter Verwendung des durch die Seitenfläche des Fingers gestrahlten Lichts, wobei der Oberflächenzustand eines Fingers und ein Finger eines Organismus erkannt werden.
10 zeigt ein Beispiel eines Schirms zum Anzeigen der Schwankung eines eingelegten Fingers und zum Führen des Benutzers zum korrekten Einlegen des Fingers.
11 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms zum Umschalten zwischen einem 1-N-Identifikationsmodus und einem 1-1-Verifiziermodus.
12 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms für den 1-N-Identifikationsmodus zum Ungültigmachen einer 1-N-Identifikation.
13 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms für den 1-1-Verifiziermodus zum Gültigmachen der 1-N-Identifikation und zum Aktualisieren der Registrierungsdaten.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen und Beispiele, die zum Verstehen der Erfindung von Nutzen sind, detailliert beschrieben.
Die 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine grundlegende Systemkonfiguration zeigt, bei der die Erfindung angewandt werden kann. Der Benutzer führt bei der Identifikation einen Finger 1 in eine Identifikationsvorrichtung 6 ein. Bei diesem Prozess wird das Vorderende des Fingers 1 auf einer Fingerspitze-Führungseinheit 4 so platziert, dass die Wurzel des Fingers 1 auf einer Fingerposition-Führungseinheit 9 liegt. Beim Einführen des Fingers 1 in die Vorrichtung wird der Identifikationsprozess gestartet. Die Identifikationsvorrichtung 6 ist als geschnittene Seitenansicht dargestellt.
Der Identifikationsprozess wird mit den unten beschriebenen Schritten ausgeführt. Genauer gesagt, wird Infrarotlicht von einer Lichtquelle auf die Rückseite des Fingers 1 gestrahlt. Das Licht wird durch den Finger 1 und eine Fingereinlege-Führungseinheit 5 sowie ein optisches Filter 7, das nur das Infrarotlicht durchlässt, gestrahlt, und es erreicht eine Bildaufnahmevorrichtung 2. Das Licht wird durch die Bildaufnahmevorrichtung 2 in ein elektrisches Signal gewandelt und über eine Bilderfassungseinrichtung 18 in einen Computer 10 eingegeben. Das so eingegebene Bild wird in einem Arbeitsspeicher 12 zwischengespeichert. Ein vorab registriertes Fingervenenbild wird von einem Speicher 14 in den Arbeitsspeicher 12 eingespeichert, und für das eingegebene Bild wird durch eine CPU 11 entsprechend einem im Arbeitsspeicher 12 gespeicherten Programm eine Übereinstimmungsprüfung mit dem registrierten Bild ausgeführt. Beim Übereinstimmungsprüfungsprozess wird der Korrelationswert zwischen den zwei zu vergleichenden Bildern berechnet, und entsprechend dem so berechneten Wert wird ermittelt, ob das eingegebene Bild mit dem registrierten Bild übereinstimmt oder nicht. Entsprechend dem Ergebnis der Übereinstimmungsprüfung wird der Prozess zum Identifizieren des Benutzers ausgeführt, und wenn die Person als berechtigt identifiziert ist, wird der entsprechende Identifikationsprozess für das durch das Identifikationssystem zu kontrollierende Objekt ausgeführt.
Die Lichtquelle 3 ist mit einem Bauteil wie einer LED (Leuchtdiode) oder einer Halogenlampe zum Emittieren von Infrarotlicht konfiguriert. Beim dargestellten Beispiel sind mehrere LEDs in der Längsrichtung des Fingers angeordnet. Als Alternative kann ein einzelnes langgestrecktes, Licht emittierendes Element verwendet werden. Die Anordnung der Lichtquelle in der Längsrichtung des Fingers ermöglicht es, Licht gleichmäßig über den gesamten Finger abzustrahlen, so dass das gesamte Fingervenenmuster deutlich erfasst werden kann. Alle LEDs können entweder mit derselben Helligkeit oder individuell zueinander kontrolliert werden. Beim individuellen Kontrollieren der LEDs kann die Lichtleistung für einen Teil, in dem das Transmissionsvermögen hoch ist, wie das Fingergelenk, verringert werden, während die Lichtleistung für den dicken Teil des Fingers erhöht wird. Auf diese Weise kann ein deutliches Fingervenenmuster erhalten werden.
Nachfolgend wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Steuern der Lichtleistung der Lichtquelle 3 erläutert. Als Erstes wird, wobei die LEDs Lichtleistung mit einem Anfangswert abstrahlen, der Helligkeitswert an der Position jedes Bereichs im Bild, wo die LEDs angezeigt werden, ermittelt. Es sei angenommen, dass die Position jeder LED im Bild bekannt ist. Wenn die Helligkeit im als geeignet betrachteten Bereich liegt, wird das Licht weiterhin mit derselben Lichtleistung eingestrahlt. Wenn die Helligkeit über dem vorbestimmten Bereich liegt, wird jedoch die Lichtleistung der der betreffenden Bildposition entsprechenden LEDs verringert und umgekehrt. Dieser Prozess wird für jeden LED-Bereich ausgeführt. Der Änderungswert der gesteuerten Lichtleistung kann ein fester oder ein variabler Wert sein.
Nun wird ein Beispiel für den Betrieb zum Steuern der Lichtleistung mit einem variablen Steueränderungswert für die Lichtleistung beschrieben. Als Erstes werden für jede LED der maximale Anfangswert und der minimale Anfangswert des Steuerungsbereichs für die Lichtleistung ermittelt. Der Steuerungsbereich für die Lichtleistung ist als Steuerungswertbereich des Ausgangssignals für die Lichtleistung der LED definiert, und die Lichtleistung wird so gesteuert, dass sie diesen Bereich nicht überschreitet. Der maximale Anfangswert und der minimale Anfangswert des Steuerungsbereichs der Lichtleistung werden entsprechend den Eigenschaften jeder LED bestimmt. Als Nächstes werden die Steuerungswerte für die Lichtleistung aller LEDs im Zentrum des Steuerungsbereichs eingestellt. Dann wird Licht abgestrahlt, um ein Bild zu erhalten, und es wird der Helligkeitswert an der Position um jede LED herum bestimmt.
Wenn der Helligkeitswert niedrig ist, muss die Lichtleistung der sich an der speziellen Position befindenden LED erhöht werden. Der durch die vorige Prüfung des Helligkeitswerts an der Position um die spezielle LED herum erhaltene Steuerungswert für die Lichtleistung wird auf einen neuen Minimalwert des Steuerungsbereichs der Lichtleistung der LED, die sich an der speziellen Position befindet, eingestellt. Nach einem Verengen des Steuerungsbereichs wird der Steuerungswert der im nächsten Stadium abgestrahlten Lichtleistung auf das Zentrum des Steuerungsbereichs eingestellt. Im Ergebnis wird im nächsten Stadium eine höhere Lichtleistung als im vorigen Stadium abgestrahlt.
Wenn der Helligkeitswert hoch ist, muss andererseits die Lichtleistung der LED an der entsprechenden Position verringert werden. Der zuvor durch Prüfen des Helligkeitswerts an der Position um die spezielle LED herum erhaltene Steuerungswert für die Lichtleistung wird auf einen neuen Maximalwert des Steuerungsbereichs für die Lichtleistung der LED an der speziellen Position eingestellt. Nach dem Einengen des Steuerungsbereichs auf diese Weise wird der Steuerungswert der im nächsten Stadium abgestrahlten Lichtleistung auf das Zentrum des Steuerungsbereichs eingestellt. Im Ergebnis wird im nächsten Stadium eine Lichtleistung abgestrahlt, die kleiner als die im vorigen Stadium ist.
Solange die Helligkeit einer LED auf einem geeigneten Wert gehalten wird, strahlt die LED dauernd die Lichtleistung ohne Änderung ab. Die Helligkeit wird auf diese Weise für alle LEDs ermittelt und gesteuert, bis die Lichtleistung aller LEDs unverändert bleibt.
Gemäß diesem Verfahren wird der Änderungswert der Lichtleistung, der zu Beginn des Steuerungsvorgangs groß ist, mit dem Fortschreiten des Steuerungsvorgangs progressiv verringert. Im Vergleich zum festen Änderungswert ist daher ein feiner Steuerungsvorgang möglich, während gleichzeitig die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert wird. Angesichts der Tatsache, dass der Steuerungsbereich für die Lichtleistung mit dem Fortschreiten des Steuerungsvorgangs enger wird, kann es jedoch geschehen, dass der Steuerungsvorgang dann nicht mehr bewerkstelligt wird, wenn der optimale Steuerungsbereich nicht ermittelt werden kann. Um dieses Problem zu lösen, wird für den Bereich, in dem der Steuerungsvorgang nach einigen Steuerungssitzungen nicht bewerkstelligt werden kann, der Prozess zum Zurücksetzen des maximalen und minimalen Steuerungsbereichs der Lichtleistung im Anfangszustand ausgeführt. Im Ergebnis kann der Steuerungsbereich wieder erweitert werden.
[Ausführungsform 1]
Der Identifikationsprozess kann dadurch gestartet werden, dass ein Identifikationsschalter 8 betätigt wird oder andauernd das Bild des Fingers 1 durch die Bilderfassungseinrichtung 18 erfasst wird und durch die CPU 11 ermittelt wird, dass der Finger 1 vollständig eingeführt wurde. Bei dieser Ausführungsform wird das erstere Verfahren verwendet. Sobald der Benutzer mit seiner Fingerspitze auf die Fingerspitze-Führungseinheit 4 betätigt, wird der Identifikationsschalter 8 betätigt. Gleichzeitig wird ein Signal, das den leitenden Zustand des Identifikationsschalters 8 anzeigt, über eine Schnittstelle 13 an einen Computer 10 übertragen, damit die CPU 11 den betätigten Zustand des Identifikationsschalters 8 erkennt, um dadurch die Identifikation zu starten.
Die Fingerspitze-Führungseinheit 4 und die Fingerposition-Führungseinheit 9 unterdrücken, durch Abstützen des Fingers 1 an zwei Positionen, eine horizon tale Auslenkung des Fingers 1, sie halten einen konstanten Abstand zwischen dem Finger 1 und der Bildaufnahmeeinheit 2 aufrecht, und sie halten die dicke Seite des Fingers 1 außer Kontakt mit der Vorrichtung. Sollte die dicke Seite des Fingers 1 mit der Vorrichtung in Kontakt gelangen, würde auf die im dicken Teil des Fingers verteilten Venen ein Druck ausgeübt werden, wodurch der Blutfluss stoppen würde und das Muster unsichtbar werden würde.
Im Stadium vor dem Bestimmen der Korrelation von Fingervenenmustern mit registrierten Mustern wird der Bildverarbeitungsvorgang zum Entnehmen eines Fingervenenmusters ausgeführt. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Entnehmen eines Fingervenenmusters wird nachfolgend beschrieben. Das Fingervenenmuster zeigt einen niedrigeren Helligkeitswert als das umgebende Gebiet, das frei von Blutgefäßen ist. Genauer gesagt, zeigt das Helligkeitswertprofil des Querschnitts orthogonal zur Richtung, in der die Blutgefäße verlaufen, einen Boden oder eine konkave Stelle, mit einem Spitzenwert im Zentrum jedes Blutgefäßes. In allen vertikalen und horizontalen Profilen des Bilds wird daher das Zentrum des Bodens oder des konkaven Teils des Helligkeitswerts entweder durch Berechnen des Öffnungswinkels oder des Krümmungsradius der Profilkurve oder durch Erfassen der konkaven Stellen auf Grundlage des Mittelwerttheorems erkannt. Der spezielle Punkt, an dem die konkave Stelle erkannt wird, wird dadurch hervorgehoben, dass ihr Helligkeitswert erhöht wird. Dann wird das Zentrum jeder dunklen Linie des gesamten Bilds hervorgehoben, und es wird ein Fingervenenmuster entnommen. So können die dunklen Linien, die dünn sein oder dicht beieinander liegen können, sicher hervorgehoben werden und selbst dann deutlich gemacht werden, wenn die Lichtleistung Schwankungen zeigt. Ferner ist, da das Zentrum jedes Blutgefäßes entnommen wird, eine Identifikation ermöglicht, ohne dass sie durch Schwankungen der Breite eines Blutgefäßes aufgrund einer Expansion oder Kontraktion der Blutgefäße beeinträchtigt ist, zu der es durch eine Änderung der Umgebungstemperatur oder körperlicher Bedingungen kommt.
Wenn der Identifikationsprozess gestartet wird, während der Finger 1 nicht mit der Fingerposition-Führungseinheit 9 in Kontakt ist, unterscheidet sich die Vergrößerung des Fingers 1 im Bild von der eines Fingers 1, der mit der Fingerposition-Führungseinheit 9 in Kontakt steht. Um diesen Vergrößerungsunterschied zu absorbieren, wird das Bild auf die unten beschriebene Weise verarbeitet. Als Erstes wird die Kontur des im Bild angezeigten Fingers entweder durch Anwenden eines Kantenhervorhebefilters über das gesamte Bild und durch Prüfen der Verbindung von Linien oder dadurch entnommen, dass sequenziell den Rändern gefolgt wird, um deren Verlauf zu erhalten, oder es werden andere herkömmliche, normale Bildverarbeitungsmethoden verwendet. Als Nächstes wird die Breite der erfassten Fingerkontur durch eine Bildverarbeitung ermittelt, um den Gelenkabschnitt des Fingers zu erkennen und um die Konturbreite an der speziellen Position zu ermitteln, oder um die Konturbreite im zentralen Abschnitt des Bilds zu ermitteln. Danach wird die Vergrößerung des Fingers auf Grundlage der Konturbreite normiert. Die Normierung erfolgt entweder durch Verkleinern des gesamten Bilds, wenn die Konturbreite größer als ein spezifizierter Wert ist, oder durch Vergrößern des gesamten Bilds, wenn die Konturbreite kleiner als ein spezifizierter Wert ist, um sie dadurch auf den spezifizierten Wert einzustellen, oder durch nachgiebiges Vergrößern oder Verringern der Konturbreite auf einen spezifizierten Wert und durch Korrigieren der zwei Konturlinien auf parallele, gerade Linien. Im Ergebnis kann das aufgenommene Fingerbild, selbst dann, wenn es teilweise vergrößert oder verkleinert ist, auf eine vorbestimmte Vergrößerung korrigiert werden. Selbst wenn der Identifikationsprozess gestartet wird, während der Finger 1 nicht mit der Fingerposition-Führungseinheit 9 in Kontakt steht, ist daher eine korrekte Erkennung möglich. Die 2 zeigt ein Beispiel für die Identifikationsvorrichtung zum Erkennen des Zustands eines Fingers 1, der mit der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 in Kontakt steht.
Beim Aufnehmen eines Bilds des Fingervenenmusters wird der Finger 1 an zwei Punkten der Fingerposition-Führungseinheit 9 und der Fingerspitze-Führungseinheit 4 abgestützt, um die dicke Seite des Fingers 1 außer Kontakt zu halten. Bei diesem Prozess würde das Ausüben einer Belastung auf das Gelenk des Fingers 1 mit der Fingerspitze als Abstützpunkt die dicke Seite des Fingers 1 verwinden und krümmen. Dann würde das Gelenk des Fingers 1 vertikal schwanken, und daher wäre die Reproduzierbarkeit bei jedem Identifikationsprozess verringert. Um diesen Mangel zu verhindern, ist die Fingereinsetz-Führungseinheit 5 vorhanden, um einen Schwankungen unterdrückenden Raum zu bilden.
Wenn das Fingergelenk auf die oben genannte Weise vertikal bewegt wird, gelangt die dicke Seite des Fingers 1 mit der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 in Kontakt. Der sich ergebende Druck zwischen dem Abschnitt, in dem Kontakt besteht, und dem Gelenk treibt das Blut aus den speziellen Gebieten oder deren Umgebung aus. Wenn der Identifikationsprozess durch Betätigen der Fingerspitze-Führungseinheit 4 oder durch Prüfen des eingeführten Fingers durch ei ne Bildverarbeitung unter diesen Bedingungen gestartet wird, würden die Fingervenen im Bereich des ersten Gelenks oder dessen Umgebung im aufgenommenen Fingerbild nicht erscheinen. Im Ergebnis steht die Information zu den Merkmalen der Person nicht zur Verfügung und die Erkennungsrate ist extrem verringert.
Um den Kontakt den Fingers 1 mit der 5 im Bereich des ersten Gelenks oder dessen Umgebung im aufgenommenen Fingerbild nicht erscheinen. Im Ergebnis steht die Information zu den Merkmalen der Person nicht zur Verfügung und die Erkennungsrate ist extrem verringert.
Um den Kontakt den Fingers 1 mit der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 zu erkennen, ist an jedem Abstützpunkt der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 ein Drucktastenschalter 20 vorhanden. Wenn die gesamte Fingereinsetz-Führungseinheit 5 durch den Finger 1 heruntergedrückt wird, werden auch die Drucktastenschalter 20 heruntergedrückt. Dieser Zustand wird durch die CPU 11 erkannt, und solange die Drucktastenschalter 20 heruntergedrückt sind, wird der Identifikationsprozess selbst dann nicht gestartet, wenn der Identifikationsschalter 8 betätigt. Die Fingereinsetz-Führungseinheit 5 kann auch so geformt und konfiguriert sein, dass sie dann berührt wird, wenn die dicke Seite des Fingers 1 dadurch verwunden und gekrümmt wird, dass eine Belastung auf das Gelenk wirkt, wobei die Fingerspitze als Abstützpunkt verwendet wird. Im Ergebnis ist eine Verringerung der Erkennungsrate verhindert, zu der es andernfalls kommen würde, da es unmöglich gemacht ist, den Identifikationsprozess auszuführen, und zwar wegen des Kontakts der Fingerfläche und dem sich ergebenden Fehlen des Venenmusters.
Als Maßnahme zum Erkennen des Fingerkontakts können die Drucktastenschalter 20 durch elektrische, elektrostatische oder Druckkontaktsensoren ersetzt werden, die aus einem Material hergestellt werden, das die Transmission des Infrarotlichts nicht ausblendet oder sperrt, und das über die Oberfläche der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 verteilt ist. So ist der Hub beseitigt, der zum Betätigen der Schalter 20 benötigt wird, wodurch für eine verbesserte Empfindlichkeit hinsichtlich des Kontakts gesorgt ist. Auch kann der Drucktastenschalter 20 alternativ nur in demjenigen Teil der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 angeordnet sein, der die Fingerspitze oder die Fingerwurzel abstützt. Unter diesen Bedingungen sind die Fingereinsetz-Führungseinheit 5 und die Identifikationsvorrichtung 6 miteinander verbunden. Der Verbindungs abschnitt der Fingereinsetz-Führungseinheit 5, der über keinen Drucktastenschalter 20 verfügt, ist so geformt, dass die Fingereinsetz-Führungseinheit 5 um den Verbindungsabschnitt geringfügig nach unten verdreht wird und sie auf den Schalter 20 drückt, wenn Berührung durch den Finger 1 auftritt. Auf diese Weise werden der Prozess und die Bauelemente, die für den Erfassungsvorgang des Drucktastenschalters 20 benötigt werden, weggelassen, was zu verringerten Herstellkosten der Vorrichtung führt.
Der Kontakt zwischen dem Finger 1 und der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 kann durch Bildverarbeitung erkannt werden. Ein Beispiel eines Bildverarbeitungsverfahren nutzt die Tatsache, dass das Bild mit dem in Berührung stehenden Finger die Tendenz zeigt, über ein helleres Fingergelenkgebiet als ein Bild ohne Finger in Berührung zu zeigen. Durch Auswerten dieser Helligkeit kann der Fingerkontakt erkannt werden. Ein Verfahren unter Verwendung einer Bildverarbeitung beseitigt das Erfordernis des Drucktastenschalters 20 vollkommen, weswegen die Vorrichtungskonfiguration für niedrigere Herstellkosten der Vorrichtung vereinfacht ist.
Wenn einmal der Finger 1 und die Drucktastenschalter 20 miteinander in Berührung stehen oder wenn der Identifikationsprozess unter diesen Bedingungen gestartet wird, kann der Benutzer über den Kontakt des Fingers 1 durch einen Warnhinweis informiert werden, der von einer Anzeigeeinrichtung 15 oder einem Lautsprecher 17 eingegeben wird. Dies fördert die Erkennung seitens des Benutzers, und es verbessert die Beherrschung der Bedienung der Vorrichtung, um dadurch eine Verringerung der Erkennungsrate zu verhindern.
Beispiel 1
Die 3 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Identifikationsvorrichtung zum Erkennen des Oberflächenzustands der dicken Seite des Fingers 1. Reflexionslichtquellen 22 sind an Positionen zum Bestrahlen der dicken Seite des Fingers 1 angeordnet. Die Reflexionslichtquellen 22 emittieren Licht einer Wellenlänge, die zur Transmission durch ein optisches Filter 7 ausreicht. Die Lichtleistung der Reflexionslichtquellen 22 wird auf einen Wert eingestellt, mit dem ein Bild der Fingeroberfläche aufgenommen werden kann.
Wenn da Licht von der Lichtquelle 3 abgestrahlt wird, wobei die Reflexionslichtquellen 22 abgeschaltet sind, wird ein Bild mit Fingervenen aufgenommen.
Wenn das Licht von den Reflexionslichtquellen 22 abgestrahlt wird, wobei die Lichtquelle 3 ausgeschaltet ist, wird andererseits das Bild der Fingeroberfläche aufgenommen. Genauer gesagt, wird die Lichtquelle 3 eingeschaltet, während die Reflexionslichtquellen 22 ausgeschaltet sind, wenn der Identifikationsprozess ausgeführt wird. Unmittelbar vor oder nach dem Identifikationsprozess werden die Ein- und Auszustände der Lichtquelle 3 und der Reflexionslichtquellen 22 miteinander vertauscht, damit das Fingerbild durch das von der Fingeroberfläche reflektierte Licht erfasst und analysiert wird. Auf diese Weise wird ermittelt, ob das zur Identifikation erfasste Fingerbild ein Korrektes ist oder nicht.
Die 4A und 4B zeigen Beispiele von Bildern der durch die Identifikationsvorrichtung der 3 aufgenommenen Fingeroberfläche. Wenn das Licht von den Reflexionslichtquellen 22 ohne Strahlung von der Lichtquelle 3 abgestrahlt wird, ist das Fingervenenmuster im Wesentlichen unsichtbar. Jedoch wird visuelle Information der Fingeroberfläche, wie Runzeln im Fingergelenk und Schmutz auf der Fingeroberfläche als Bild aufgenommen.
Die 4A zeigt ein Bild der Fingeroberfläche, wobei die Längsrichtung des Fingers nicht um die zugehörige Mittelachse gedreht ist. Die Gelenkrunzeln 30 sind vertikal gleichmäßig in Bezug auf die Mittelachse des Fingers 1 verteilt. Die 4B zeigt ein Bild der Oberfläche des Fingers mit Rotation um die Mittelachse. Die Gelenkrunzeln 30 sind beträchtlich zur Unterseite hin verschoben, und sie verfügen Gelenkrunzelenden 31. Ferner ist es erkennbar, dass das Bild eines Nagels 32 auf der Seite der Fingerspitze aufgenommen wurde, die entgegengesetzt zur Richtung liegt, in der die Gelenkrunzeln 30 verschoben sind. Anders gesagt, kann eine Drehung des Fingers 1 um die Mittelachse dadurch ermittelt werden, dass das aufgenommene Bild der Fingergelenkrunzeln 30 oder des Nagels 32 geprüft wird. Wenn diese Drehung erkannt wird, wird der Benutzer gewarnt und es wird kein Identifikationsprozess ausgeführt. Auf diese Weise werden Erkennungsfehler verringert. Nachfolgend wird ein Beispiel zum Verfahren zum Erkennen einer Auslenkung der Position der Gelenkrunzeln 30 durch eine Bildverarbeitung beschrieben. Als Erstes wird ein erhaltenes Bild durch ein Kantenhervorhebefilter geschickt, um dadurch Vertikalkomponentenlinien des Bilds hervorzuheben. Als Nächstes wird das hervorgehobene Bild digitalisiert und die Linien werden in dünne Linien gewandelt. Danach wird durch einen Linienverfolgungsprozess ermittelt, ob die Linien vertikal auf kontinuierliche Weise nebeneinander liegen. Wenn die Linien den Gelenkrunzelabschnitt repräsentieren, wird eine Linienverfolgung über einen relativ langen Weg ausgeführt. Auf Grundlage der Länge der Linienverfolgung wird ermittelt, ob die Runzeln solche des Gelenks sind oder nicht. Danach wird die Position eines Endpunkts jedes verfolgten Liniensegments ermittelt, und es wird der Abstand von der Fingerkontur berechnet, um dadurch zu bestimmen, ob die Position jedes Endpunkts 31 einer Gelenkrunzel verschoben ist oder nicht. Dagegen kann eine Drehung des Fingers 1 dadurch erkannt werden, ohne dass die Endpunkte 31 der Gelenkrunzeln ermittelt werden, dass der Schwerpunkt der Verteilung der Gelenkrunzeln berechnet wird und bestimmt wird, ob die Vertikalpositionen derselben verschoben sind oder nicht. Jedoch kann eine Verschiebung der Gelenkrunzeln 30 unter Verwendung des herkömmlichen Verfahrens auf Grundlage der Bilderkennung erkannt werden. Diese Bildverarbeitung ermöglicht es, eine Fingerdrehung ohne irgendeinen speziellen Sensor zu erkennen, und es ist eine Verringerung der Erkennungsrate verhindert, ohne dass die Herstellkosten der Vorrichtung erhöht wären.
Nun wird ein Beispiel einer Bildverarbeitung zum Erkennen des Nagels 32 beschrieben. Als Erstes wird die Textur eines Bilds durch ein normales Verfahren wie ein Konzentrationshistogramm für kleine Gebiete oder durch Frequenzkomponentenanalyse analysiert, um dadurch das Gebiet zu unterteilen. Wenn ein Teilgebiet zumindest eines vorbestimmten Gebiets mit dem oberen oder unteren Teil der Fingerspitze oder der Umgebung derselben verbunden ist, oder wenn ein Vergleich mit dem Texturmerkmal des Nagels 32, gemäß statistischer Berechnung, ein analoges Gebiet zeigt, wird der spezielle Teil als Nagel 32 bestimmt. Jedoch können zum Erkennen des Nagels 32 andere Methoden auf Grundlage des herkömmlichen Prozesses einer Bilderkennung verwendet werden.
Die 5A bis 5C zeigen durch die Identifikationsvorrichtung der 3 aufgenommene Bilder einschließlich eines tatsächlichen Fingers eines Organismus und eines Bilds, an dem ein kopiertes Fingervenenmuster angebracht ist.
Die 5A zeigt ein Beispiel eines Fingerbilds, das mit von der Lichtquelle 3 jedoch nicht den Reflexionslichtquellen 22 abgestrahltem Licht aufgenommen wurde. Es ist ein deutliches Fingervenenmuster 41 zu beobachten. Aus diesem Bild ist es jedoch nicht bekannt, ob die Fingervenen echt oder gefälscht sind. Unter diesen Bedingungen wird die Lichtquelle 3 abgeschaltet, während das Licht von den Reflexionslichtquellen 22 abgestrahlt wird. Wenn das als Bild aufgenommene Fingervenenmuster das eines tatsächlichen Organismus ist, wie es in der 5B dargestellt ist, ist es im Wesentlichen unsichtbar, oder es ist ein undeutliches Fingervenenmuster 40 erkennbar. Andererseits sei angenommen, dass ein falsches Fingervenenmuster durch ein Material, das das Licht von der Lichtquelle 3 ausblendet, auf ein Blatt Material gezeichnet wird, durch das das Licht von der Lichtquelle strahlen kann, oder ein durchscheinendes Material und das am Finger 1 befestigt wurde, oder es wird angenommen, dass ein Muster direkt mit einem das Licht ausblendenden Material auf den Finger gezeichnet wird. Wie es in der 5C dargestellt ist, kann ein Fingervenenmuster selbst mit dem Licht alleine von den Reflexionslichtquellen 22 deutlich erkannt werden. Dadurch, dass ermittelt wird, ob ein deutliches Bild eines Fingervenenmusters alleine mit dem Reflexionslicht aufgenommen werden kann, kann bestimmt werden, ob ein falsches Muster angebracht wurde oder nicht. Wenn zwischen einem durch Abstrahlen von Licht alleine von der Lichtquelle 3 erhaltenen Bild und einem alleine durch Abstrahlen von Licht von den Reflexionslichtquellen 22 erhaltenen Bild eine hohe Korrelation ermittelt wird, wird jedoch ermittelt, dass ein falsches Muster angebracht oder direkt aufgezeichnet wurde. Dann wird der Benutzer über die Anzeigeeinrichtung 15 oder den Lautsprecher 17 gewarnt, und es wird kein Identifikationsprozess ausgeführt. Auf diese Weise wird eine falsche Erkennung eines falschen Fingervenenmusters verhindert.
Abgesehen vom Fall, bei dem ein gefälschtes Fingervenenmuster angebracht wird, können auf der Fingeroberfläche, der Fingereinsetz-Führungseinheit 5, dem optischen Filter 7 oder der Bildaufnahmevorrichtung 2 Schmutz oder Staub vorhanden sein. Auch in diesem Fall kann alleine durch Strahlung von den Reflexionslichtquellen 22 ein deutliches Muster im Fingerbild auftreten. Dies wird dadurch ermittelt, dass erkannt wird, ob im Fingerbild, wie es durch das alleine von den Reflexionslichtquelle 22 abgestrahlte Licht aufgenommen wurde, ein deutlich dunklerer Abschnitt als die Umgebung existiert oder nicht. Als Verfahren für diese Erkennung wird dann, wenn beispielsweise der durch Differenzieren des Inneren des Fingergebiets des Bilds erhaltene Wert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, ermittelt, dass an der speziellen Position ein deutliches Muster existiert. Jedoch können andere, herkömmliche Bildverarbeitungsverfahren verwendet werden, um ein deutlich erkennbares Muster zu erkennen. Wenn das Bild in jeder Sitzung an derselben Position deutlich sichtbar ist, wird ermittelt, dass sich Schmutz oder Staub in der Vorrichtung angesammelt hat. Wenn sich die Position, an der ein deutliches Bild erkennbar ist, mit jeder Sitzung ändert, wird andererseits ermittelt, dass Schmutz am Finger anhaftet. Dieses Ergebnis wird dem Benutzer oder dem Verwalter über die Anzeigeeinrichtung 15 oder den Lautsprecher 17 mitgeteilt. Dann kann die Vorrichtung, auf Grundlage dieser Mitteilung, gesäubert oder gereinigt werden, oder es können andere Maßnahmen ergriffen werden, um eine Verringerung der Erkennungsrate zu verhindern.
Beispiel 2
Die 6 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Fingervenen-Identifikationsvorrichtung zum Erkennen einer biologischen Reaktion eines Fingers. Eine Lichtquelle zur Lebenserkennung 51 ist in der Fingerspitze-Führungseinheit 4 angeordnet, und über der Lichtquelle 51 ist ein lichtempfindliches Element 50 angeordnet. Die Lichtquelle zur Lebenserkennung 51 emittiert das Infrarotlicht, das das lichtempfindliche Element 50 durch die Fingerspitze hindurch erreicht. Um zu verhindern, dass das Licht der Lichtquelle 3, anstelle des Lichts der Lichtquelle zur Lebenserkennung 51, das lichtempfindliche Element 50 erkennt, kann zwischen die Lichtquelle 3 und das lichtempfindliche Element 50 ein Lichtausblendelement 52 eingesetzt werden. Aus der Schwankung der durch das lichtempfindliche Element 50 empfangenen Lichtleistung wird ermittelt, ob ein Finger ein solcher eines Organismus ist oder nicht.
Die 7 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Fingervenen-Identifikationsvorrichtung zum Erkennen einer biologischen Reaktion eines Fingers. Der Unterschied gegenüber der 6 liegt darin, dass die Lichtquelle 3 zum Aufnehmen eines Bilds eines Fingervenenmusters auch als Lichtquelle zum Erkennen eines Organismus verwendet wird und das lichtempfindliche Element 50 in der Fingerspitze-Führungseinheit 4 angeordnet ist. Dies verringert die Anzahl der Bauelemente.
Die 8 ist ein Beispiel eines Timingdiagramms für die Lichtleistung des lichtempfindliches Element 50 und den Identifikationsschalter 8, wie es in der 6 oder 7 dargestellt ist. Durch Prüfen des Niederdrückzeitpunkts des Identifikationsschalters 8 und des Schwankungszeitpunkts der Lichtleistung des lichtempfindliches Element 50 kann ermittelt werden, ob der Finger ein Organismus ist oder nicht. Wenn der Finger 1 ein Organismus ist, erfährt die Änderung der Lichtleistung des lichtempfindliches Element 50 keine wesentliche Änderung bis unmittelbar vor dem Niederdrücken des Identifikationsschal ters 8 durch den auf die Fingerspitze-Führungseinheit 4 platzierten Finger 1. Bei diesem Prozess tritt keine andere Schwankung als diejenige aufgrund der Verschiebung des Fingers oder eine kleine Pulsbewegung entsprechend dem Herzschlag auf. Wenn der Identifikationsschalter 8 einmal durch die Fingerspitze betätigt wird, wird er eingeschaltet, und es steigt momentan die Stromflussstärke an. Dabei drückt die Fingerspitze-Führungseinheit 4 auf die Fingerspitze, und die Blutflussmenge in ihr nimmt ab, so dass das Transmissionsvermögen des von der Lichtquelle zur Lebenserkennung 51 emittierten Lichts zunimmt. Im Ergebnis nimmt die durch das lichtempfindliche Element 50 empfangene Lichtleistung synchron mit der Betätigung des Identifikationsschalters 8 zu. Durch Verringern des Drucks zum Niederdrücken des Identifikationsschalters 8 wird dieser ausgeschaltet, mit dem Ergebnis, dass die Blutflussrate in der Fingerspitze ansteigt und die durch das lichtempfindliche Element 50 empfangene Lichtleistung allmählich abnimmt.
Wenn der Finger 1 kein Organismus sondern eine Fälschung ist, fließt kein Blut in ihm, und daher existiert vor dem Niederdrücken des Identifikationsschalters kein Puls, und beim Niederdrücken desselben entsteht auch keine Änderung der Blutmenge in der Fingerspitze. So existiert keine Schwankung der durch das lichtempfindliche Element 50 empfangenen Lichtleistung, wie es in der 8 dargestellt ist. Auf diese Weise wird durch Prüfen der Schwankung der durch das lichtempfindliche Element 50 beim Niederdrücken des Identifikationsschalters 8 empfangenen Lichtleistung ermittelt, ob ein Finger ein Organismus oder eine Fälschung ist.
Die 9 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Identifikationsvorrichtung mit den Funktionen des Erkennens eines Kontakts zwischen dem Finger und der Fingereinsetz-Führungseinheit 5, des Zustands des Dickenteils des Fingers und eines Fingers eines Organismus, wobei ein Bild des Fingervenenmusters dadurch aufgenommen wird, dass durchstrahlbares Licht von der Seitenfläche des Fingers her eingestrahlt wird. Die Identifikationsvorrichtung 6 ist als geschnittene Seitenansicht und als Draufsicht dargestellt. Die Lichtquelle 3 befindet sich an der Seitenfläche des Fingers, und der obere Teil der Identifikationsvorrichtung 6 ist geöffnet. Das auf die Seitenfläche des Fingers fallende Licht wird im Finger gestreut, und es erreicht die Bildaufnahmevorrichtung 2 durch die Fingereinsetz-Führungseinheit 5 und das optische Filter 7.
Diese Identifikationsvorrichtung unter Verwendung von Licht, das durch die Seitenfläche des Fingers strahlt, unterscheidet sich nur in der Position der Lichtquelle 3 von der oben angegebenen Identifikationsvorrichtung. Wie bei der Ausführungsform und dem Beispiel, wie sie oben beschrieben sind, können der Kontakt eines Fingers mit der Fingereinsetz-Führungseinheit 5, der Zustand der dicken Seite des Fingers sowie ein Finger als Organismus erkannt werden.
Beispiel 3
Die 10 zeigt ein Beispiel eines Registrierungsschirms zum Anzeigen des Zustands eines in die Führung eingelegten Fingers an den Benutzer, damit dieser beim Registrieren den Finger korrekt einlegt. Die meisten Benutzer sind beim Registrieren noch nicht mit dem Betrieb der Identifikationsvorrichtung vertraut, und daher müssen sie zum Einführen des Fingers geführt werden. Das aufgenommene Bild des Fingers 1 wird über die Anzeigerichtung 15 in Überlagerung mit einer Konturführung 61, die ein Maß zum Positionieren der Kontur des Fingers 1 liefert, auf einem Monitor 60 für das aufgenommene Bild angezeigt. Der Benutzer kann, während er den Bildmonitor 60 betrachtet, seinen Finger positionieren. Bei diesem Prozess wird der Fingerzustand auf einer Führungszustand-Anzeigeeinheit 65 mit Worten wie den folgenden ausgedrückt: "Der Finger 1 ist in einer zweidimensionalen (2D) Ebene verdreht", "der Finger 1 ist um seine Mittelachse verdreht", "der Finger 1 steht mit der Fingereinsetz-Führungseinheit 5 in Kontakt", "der Finger 1 ist eine Fälschung" oder "am Finger 1 ist ein gefälschtes Fingervenenmuster angebracht". Ferner wird auf der Anleitungsanzeigeeinheit 63 ein Anleitungsdiagramm 64 angezeigt, das den Fingerzustand angibt. Auf Grundlage dieser Information kann der Benutzer darüber informiert werden, wie er seinen Fingerzustand korrigieren kann. Auf diese Weise kann der Benutzer den Registrierungsprozess korrekt entsprechend der Anleitung auf dem Schirm ausführen. Im Ergebnis wird die Arbeit zum Registrieren seitens der Verwaltungsperson verringert, und sie muss den Benutzer nicht betreuen. Daher kann die Belastung der Verwaltungsperson verringert werden.
Zuverlässigere Registrierungsdaten können nicht durch einen einzelnen Versuch erhalten werden, sondern durch Auswählen der zur Registrierung geeigneten Daten aus mehreren Daten, wie sie aus mehreren Versuchen des Einführens des Fingers erhalten werden. Auch kann sich der Benutzer mit der Vorrichtungsbe dienung dadurch effizienter vertraut machen, dass er über den Unterschied des aktuellen Einführzustands gegenüber dem vorigen Einführzustand informiert wird. Nachfolgend wird ein Beispiel beschrieben, gemäß dem derartige Information zur Registrierung geliefert wird.
Jedesmal dann, wenn der Benutzer einen Finger zur Registrierung einführt, wird für das Fingervenenmuster beim ersten Versuch oder beim letzten Versuch eine Übereinstimmungsprüfung ausgeführt, und das Ausmaß der Musterschwankung wird einerseits auf einer Anzeigeeinheit 62 für das Übereinstimmungsprüfungsergebnis und andererseits auf einer Anzeigeeinheit 66 für Schwankungen beim Einführen des Fingers zeitseriell angezeigt. Ferner kann Information wie der Fingerzustand und der Grund für die Schwankung auf der Anleitungsanzeigeeinheit 63 angezeigt werden. Der Benutzer, der diese Verlaufsinformation betrachtet, unternimmt wiederholte Versuche, und so kommt er zu einem visuellen Verständnis der Schwankungen beim Einführen des Fingers abhängig von der Art, gemäß der der Finger eingeführt wird. Auch kann dieser Verlauf auf solche Weise verwendet werden, dass dann, wenn beim Fingereinführen große Schwankungen auftreten, die Daten nicht registriert werden, während das Fingervenenmuster nur dann registriert wird, wenn kleine Schwankungen andauern. Diese Registrierung kann manuell vom Benutzer oder automatisch durch das System ausgeführt werden. Auch können die Registrierungsdaten auf einem einzelnen oder mehreren Blättern erstellt werden.
Die in der 10 dargestellte Information zum Registrierungsbild kann nicht durch die Informationsübertragungseinrichtung wie die Anzeigeeinrichtung 15 der 1 sondern eine Übertragungseinrichtung wie den Lautsprecher 17 unter Verwendung von Sprache zum Anleiten des Benutzers, seinen Finger korrekt einzulegen, übertragen werden. Dieses Registrierungsverfahren verbessert das Ausmaß, gemäß dem der Benutzer mit der Bedienung der Vorrichtung vertraut wird, während es gleichzeitig ermöglicht ist, hoch zuverlässige Registrierungsdaten zu erfassen.
Beispiel 4
Nachfolgend wird ein Beispiel erläutert, bei dem zu den Identifikationsmodi ein 1-N-Identifikationsmodus für eine Übereinstimmungsprüfung aller Registrierungsbilder und ein 1-1-Verifiziermodus zum vorab erfolgenden Eingeben der ID-Nummer zum Identifizieren des Benutzers und zum Ausführen einer Überein stimmungsprüfung nur für ein entsprechendes registriertes Bild gehören. Im 1-N-Identifikationsmodus wird der Identifikationsprozess unmittelbar nach dem Einlegen des Fingers gestartet, während im 1-1-Verifiziermodus der Identifikationsprozess nach Eingabe der ID-Nummer unter Verwendung der Eingabeeinrichtung 16 und dem Einlegen des Fingers gestartet wird.
Das Identifikationsergebnis und die zur Identifikation benötigte Information können dem Benutzer durch die Anzeigeeinrichtung 15 oder dem Lautsprecher 17 angegeben werden. Zu zu diesem Zweck verwendbaren Anzeigeeinrichtungen gehören eine visuelle Anzeige, ein Flüssigkristall oder eine LED-Lampe. Zu vom Lautsprecher 17 ausgegebenen Tönen gehören andererseits Sprache oder Piepstöne. Die 11, 12 und 13 zeigen Beispiele eines Flussdiagramms zum Veranschaulichen des Identifikationsmodus, der selektiv zwischen dem 1-N-Identifikationsmodus und dem 1-1-Verifiziermodus umgeschaltet wird. Im 1-N-Identifikationsmodus wird der Identifikationsprozess einfach dadurch ausgeführt, dass ein registrierter Finger eingelegt wird, ohne dass Information wie eine ID-Nummer zum Identifizieren einer Person eingegeben wird. Daher ist der 1-N-Identifikationsmodus für den Benutzer sehr geschickt. Angesichts der Tatsache, dass der Korrelationsschwellenwert zum Ermitteln einer registrierten Person für eine Übereinstimmungsprüfung mit den Registrierungsdaten für alle registrierten Personen gemeinsam verwendet wird, besteht doch die Tendenz, dass ein Benutzer zurückgewiesen wird, für den die Tendenz einer geringen Korrelation zu seinen Daten besteht. Im 1-1-Verifiziermodus wird andererseits der Identifikationsprozess durch Einlegen eines Fingers nach dem Eingeben von Information wie einer ID-Nummer zum Spezifizieren der zu identifizierenden Person ausgeführt. Gemäß diesem Modus, der in der Anwendbarkeit zwar schlecht ist, ein Schwellenwert für jede Person eingestellt werden, und daher ist die Erkennungsrate für einen Benutzer, der mit der Bedienung der Vorrichtung nicht ausreichend vertraut ist, verbessert. Gemäß diesem Beispiel verfügen die Registrierungsdaten über ein Gültigkeits/Ungültigkeits-Attribut bei der 1-N-Identifikation, und durch automatisches Gültigmachen oder Ungültigmachen des 1-N-Identifikationsbetriebsmodus werden die zwei Identifikationsmodi für jede Person in einem einzelnen System umgeschaltet. Ferner werden, wenn die Korrelation mit den Registrierungsdaten als niedrig ermittelt wird, dieselben automatisch aktualisiert, um dadurch die Nutzbarkeit zu verbessern und eine höhere Erkennungsrate zu erzielen.
Die 11 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms zum Umschalten zwischen den zwei Identifikations-Verifiziermodi, zu denen die 1-N-Identifikation und die 1-1-Verifizierung gehören. Als Erstes wird ein Schritt S100 zum Initialisieren beispielsweise der Bildaufnahmeeinrichtung 2, der Lichtquelle 3 und des Arbeitsspeichers 12 ausgeführt. In einem Schritt S110 wird ermittelt, ob der Identifikationsschalter 8 betätigt wurde oder nicht. Wenn der Identifikationsschalter 8 betätigt wurde, wird der 1-N-Identifikationsmodus eines Schritts S120 ausgeführt. Der 1-N-Identifikationsmodus wird später unter Bezugnahme auf die 12 detailliert beschrieben.
Wenn der Identifikationsschalter 8 nicht betätigt wurde, wird andererseits in einem Schritt S130 ermittelt, ob eine ID-Nummer eingegeben wurde oder nicht. Wenn eine ID-Nummer eingegeben wurde und in einem Schritt S140 ermittelt wird, dass der Identifikationsschalter 8 betätigt wurde, wird in einem Schritt S150 der 1-1-Verifiziermodus ausgeführt. Einzelheiten des 1-N-Identifikationsmodus im Schritt S120 werden später unter Bezugnahme auf die 12 erläutert. Am Ende der Ausführung jedes Identifikations-/Verifiziermodus wird der Prozess dann beendet, wenn der Identifikationsmodus des Identifikationssystems in einem Schritt S160 verlassen wird. Andernfalls wird der Identifikationsmodus wiederholt. Gemäß diesem Prozess werden der zweckdienliche 1-N-Identifikationsmodus und der zuverlässige 1-1-Verifiziermodus umgeschaltet, um ein System mit sowohl hoher Nützlichkeit als auch hoher Zuverlässigkeit zu realisieren.
Die 12 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms für den 1-N-Identifikationsmodus mit der Funktion des Ungültigmachens der 1-N-Identifikation für jeden Benutzer. In einem Schritt S200 wird für alle Registrierungsdaten in einem gültigen 1-N-Identifikationsmodus eine Übereinstimmungsprüfung mit dem eingelegten Finger ausgeführt, um die Musterkorrelation zu berechnen. In einem Schritt S210 wird unter Verwendung des Korrelationswerts ermittelt, ob die betreffende Person registriert ist oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass die Person nicht registriert ist, wird dieser Modus beendet. Wenn die Person registriert ist, wird andererseits die im Schritt S220 identifizierte Person dazu spezifiziert, den Identifikationsprozess auszuführen. Der Identifikationsprozess ist als Prozess zum Öffnen einer Tür, zum Einloggen in eine PC, zum Verlassen einer Identifikationsaufzeichnung oder als ähnlicher Prozess definiert, was vom Identifikationssystem abhängt. Als Nächstes wird, in einem Schritt S230, ermittelt, ob der im Schritt S220 berechnete Korrelationswert ausreichend hoch ist oder nicht. Wenn der Korrelationswert ausreichend hoch ist, wird dieser Modus beendet. Wenn der Korrelationswert nicht als ausreichend hoch angesehen wird, wird andererseits der Identifikationsprozess beendet, jedoch kann eine Identifikation mit hoher Korrelation unmöglich gewesen sein. In einem Schritt S240 wird daher die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge für die Person mit niedriger Korrelation ausgelesen, und die spezielle Zahl zuzüglich 1 wird in einem Schritt S250 erneut gespeichert. Ferner wird in einem Schritt S260 ermittelt, ob die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation den Schwellenwert T1 überschritten hat oder nicht. Wenn die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation den Schwellenwert T1 nicht überschritten hat, wird dieser Modus beendet. Wenn die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation den Schwellenwert T1 überschritten hat, wird andererseits ermittelt, dass Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation aufeinanderfolgend oder häufig wiederholt wurden, und in einem Schritt S270 wird das 1-N-Identifikationsattribut der Registrierungsdaten für die Person ungültig gemacht. Im Ergebnis kann der Übereinstimmungsprüfungsvorgang für die spezielle Person im 1-N-Identifikationsmodus nicht mehr ausgeführt werden, und auf automatische Weise wird nur der 1-1-Verifiziermodus möglich. Danach wird die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation in einem Schritt S280 auf null initialisiert, um dadurch diesen Modus zu beenden. Bei diesem Prozess kann der Benutzer durch Sprache, Zeichen oder durch Einschalten einer Lampe darüber informiert werden, dass eine Identifikation im 1-N-Identifikationsmodus unmöglich ist und dass nur der 1-1-Verifiziermodus möglich ist, bei dem jedesmal die ID-Nummer einzugeben ist. Auf diese Weise erfolgt, gemäß dem in der 12 dargestellten Prozess für einen Benutzer, der im 1-N-Identifikationsmodus nicht identifiziert werden kann, für verbesserte Zuverlässigkeit automatisch eine Umschaltung auf den 1-1-Verifiziermodus.
Die 13 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms für den 1-1-Verifiziermodus mit einer Funktion zum Gültigmachen der 1-N-Identifikation für jeden Benutzer und zum entsprechenden Ersetzen der Registrierungsdaten. In einem Schritt S300 wird für die der eingegebenen ID-Nummer entsprechenden Registrierungsdaten eine Übereinstimmungsprüfung mit den Daten des eingelegten Fingers ausgeführt, um den Korrelationswert zu berechnen. Anschließende Schritte S310 bis S330 entsprechen jeweils den Schritten S210 bis S230. Wenn im Schritt S330 ermittelt wird, dass der berechnete Korrelationswert ausreichend hoch ist, wird die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit hoher Korrelation für die spezielle Person in einem Schritt S340 um eins inkrementiert. Ferner wird, in einem Schritt S350, ermittelt, ob die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit hoher Korrelation den Schwellenwert T2 überschritten hat oder nicht. Wenn der Schwellenwert T2 nicht überschritten ist, wird dieser Modus beendet. Wenn der Schwellenwert T2 überschritten ist, zeigt dies andererseits an, dass Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit hoher Korrelation aufeinanderfolgend oder häufig ausgeführt wurden. So wird das 1-N-Identifikationsattribut der der ID-Nummer entsprechenden Registrierungsdaten in einem Schritt S360 gültig gemacht, und die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger Korrelation/hoher Korrelation für die Person werden in einem Schritt S370 beide auf null initialisiert. Dann wird dieser Verifiziermodus beendet.
Wenn im Schritt S330 ermittelt wird, dass die berechnete Korrelation nicht als ausreichend hoch anzusehen ist, wird in einem Schritt S390 ermittelt, ob die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge einen vorbestimmten Schwellenwert T3 überschreitet oder nicht. Wenn der Schwellenwert T3 nicht überschritten ist, wird dieser Verifiziermodus beendet. Wenn der Schwellenwert T3 überschritten ist, wird andererseits in einem Schritt S400 die Anzahl der Übereinstimmungsprüfungsvorgänge mit niedriger/hoher Korrelation auf null initialisiert. Ferner werden, in einem Schritt S410, die der ID-Nummer entsprechenden Registrierungsdaten durch die aktuell eingegebenen Daten ersetzt. Diese Daten wurden bereits korrekt als Daten für die spezielle Person bestätigt, und daher können die Daten anderer Personen nicht absichtlich registriert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Daten erhalten bleibt. In einem Schritt S420 wird der Ersatz der Registrierungsdaten an den Verwalter des Identifikations-/Verifiziersystems mitgeteilt, und dieser Verifiziermodus wird beendet.
Im in der 13 dargestellten Schritt 410 werden die aktuell eingegebenen Daten durch die Registrierungsdaten ersetzt. Dies entspricht einer automatischen Aktualisierung der Registrierungsdaten. Im Ergebnis kann für einen Benutzer, der bei einem Übereinstimmungsprüfungsvorgang mit hoher Korrelation aufgrund eines hohen Korrelationswerts sowohl im 1-N-Identifikationsmodus als auch im 1-1-Verifiziermodus nicht identifiziert werden kann, die höchste Korrelation hinsichtlich der aktuellen Art des Einlegens des Fingers erhöht werden. Dieser Effekt verbessert sowohl die Erkennungsrate für den Benutzer, der die Art des Einlegens des Fingers zur Registrierung geändert hat, als auch die Art des Einlegens des Fingers bei einer praktischen Anwendung, und es bildet eine wirkungsvolle Maßnahme gegen Schwankungen im Fingervenenmuster im Verlauf der Zeit oder Änderungen der körperlichen Bedingungen, Änderungen aufgrund von Krankheit oder körperlichen Wachstums. Gleichzeitig kann eine hohe Erkennungsrate aufrecht erhalten bleiben, ohne dass die Systemsbetriebskosten erhöht wären, was durch automatisches Aktualisieren der Daten erfolgt. Auch kann sich die Deutlichkeit des Bilds des Fingervenenmusters bei einigen Benutzern aufgrund von Schwankungen der Blutflussrate, hervorgerufen durch eine Änderung der Umgebungstemperatur von einer Jahreszeit zur anderen ändern. Insbesondere in einer Jahreszeit mit niedriger Umgebungstemperatur ist die Blutflussrate in solchem Ausmaß verringert, dass die Korrelation mit einem Muster verringert ist, das in einer Jahreszeit mit hoher Umgebungstemperatur registriert wurde. Es wird davon ausgegangen, dass diese Schwankung langsam über mehrere Monate auftritt. Durch Ersetzen der Registrierungsdaten dann, wenn die Korrelation verringert ist, wird demgemäß ein Registrierungsmuster verfügbar gemacht, das zur aktuellen Jahreszeit passt. Auf diese Weise kann eine Verringerung der Erkennungsrate verhindert werden.
Zum Zeitpunkt, zu dem der Schwellenwert T1 von der Anzahl von Übereinstimmungsprüfungsvorgängen mit niedriger Korrelation im in der 12 dargestellten 1-N-Identifikationsmodus überschritten wird, können die Registrierungsdaten ersetzt werden, ohne dass die 1-1-Verifizierung durchlaufen wird, anstatt dass die 1-N-Identifikation ungültig gemacht wird, wie im Schritt S270. Durch diese Vorgehensweise wird die Eingabe der ID-Nummer zur 1-1-Verifizierung weggelassen, und es ist eine praktische Anwendung ermöglicht, ohne dass die Verwendbarkeit nachteilig beeinflusst wäre. Wenn die Registrierungsdaten durch eine 1-N-Identifikation und eine 1-1-Verifizierung wie bei diesem Beispiel ersetzt werden, kann jedoch die registrierte Person sicher erkannt werden, und die Registrierungsdaten können sicherer aktualisiert werden.
Gemäß diesem Beispiel wird die Registrierungsdatenbank von der 1-N-Identifikation und der 1-1-Verifizierung gemeinsam genutzt, und das 1-N-Identifikationsattribut ist für jeden Registrierungsdatenwert vorhanden, um die Gültigkeit oder Ungültigkeit der 1-N-Identifikation aufzuzeichnen. Als Alternative können zwei Datenbanken zur 1-N-Identifikation und zur 1-1-Verifizierung erstellt werden, damit die Gültigkeit/Ungültigkeit der 1-N-Identifikation durch Einschreiben/Löschen der Daten in der Datenbank für diese umgeschaltet wird. Im Ergebnis kann zwischen der 1-N-Identifikation und der 1-1-Verifizierung ohne Abspeichern irgendeines speziellen Attributs für die Daten umgeschaltet werden, wodurch die Menge der gespeicherten Information verringert wird.
Beim oben beschriebenen Identifikations-/Verifiziermodus können mehrere Registrierungsdaten für einen Finger abgespeichert sein, so dass ein repräsentativer Wert einer der Registrierungsdaten im 1-N-Identifikationsmodus einer Übereinstimmungsprüfung unterzogen wird, während im 1-1-Verifiziermodus alle Registrierungsdaten einer Übereinstimmungsprüfung unterzogen werden. In einem Schritt S410 zum Ersetzen der Registrierungsdaten durch eingegebene Daten wird nur ein Datenwert der mehreren Registrierungsdaten für einen Finger ersetzt. Als Verfahren zum Auswählen des zu ersetzenden Registrierungsdatenwerts wird beispielsweise der älteste Registrierungsdatenwert ausgewählt, oder es wird der Datenwert mit dem kleinsten Gesamtkorrelationswert unter allen anderen Registrierungsdaten ausgewählt. Durch Ausführen einer Übereinstimmungsprüfung für mehrere Registrierungsdaten auf diese Weise kann die Toleranz bei der Übereinstimmungsprüfung hinsichtlich Schwankungen beim Einlegen eines Fingers für eine höhere Erkennungsrate verbessert werden. Auch kann dann, wenn mehrere entsprechend der Registrierungsjahreszeit eingeteilte Registrierungsdaten verfügbar gemacht werden, in einer anderen Jahreszeit ein anderer Identifikationsprozess für das Fingervenenmuster ausgeführt werden, wodurch eine Verringerung der Erkennungsrate verhindert wird.
Im in der 13 dargestellten Schritt S300 entspricht die ID-Nummer einem registrierten Muster. Als Alternative können spezifizierte, registrierte Muster als eine Gruppe angesehen werden und es kann eine Gruppen-ID-Nummer eingegeben werden. In diesem Fall wird eine Übereinstimmungsprüfung für alle der mehreren durch die Gruppen-ID-Nummer spezifizierten registrierten Muster ausgeführt. Jedoch kann der Benutzer einerseits nur eine kurze ID-Nummer zur Identifikation eingeben, während andererseits die Anzahl der Daten, für die eine Übereinstimmungsprüfung auszuführen ist, verringert ist, wodurch eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht ist.
Die durch den Erfinder geschaffene Erfindung wurde oben auf Grundlage einer zugehörigen Ausführungsform speziell beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und sie ist selbstverständlich auf verschiedene Weise modifizierbar, ohne dass dadurch vom Schutzumfang der An sprüche abgewichen würde. Der Grund zum Umschalten zwischen der 1-N-Identifikation und der 1-1-Verifizierung, wie es in den 11 bis 13 dargestellt ist, ist beispielsweise nicht auf die Fingeridentifizierung eingeschränkt, sondern dies ist mit gleicher Wirkung bei der biometrischen Identifizierung eines Fingers oder der Iris anwendbar, wobei das Übereinstimmungsmuster abhängig vom körperlichen Zustand, Krankheit, Wachstum oder der Jahreszeit schwankt.
Wie oben beschrieben, kann, gemäß der vom Erfinder entwickelten Erfindung, ein fehlerhaftes Einlegen oder eine Verformung eines Fingers automatisch erkannt werden. Es wird verhindert, dass das Fingervenenmuster in einer falschen Fingerposition registriert wird, und der Systemverwalter kann das fehlerhafte Einlegen eines Fingers durch eine große Anzahl von Personen völlig verhindern, ohne dass er prüft, ob jeder Finger korrekt eingelegt wurde.
Auch ist es möglich, auf billige Weise eine Verringerung der Erkennungsrate der Fingervenen-Identifikationsvorrichtung aufgrund eines fehlerhaften Einlegens eines Fingers durch einen Benutzer, der mit der Bedienung der Vorrichtung nicht vertraut ist, oder das absichtliche Einlegen eines falschen Fingers durch einen Benutzer zu verhindern.
Ferner ist es vom Fachmann zu beachten, dass zwar die vorstehende Beschreibung für eine Ausführungsform der Erfindung erfolgte, dass jedoch die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt ist, sondern dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Personenidentifikationsvorrichtung mit einer Bildaufnahmeeinheit (2), einer Führungseinheit (4, 5, 9) zum Einsetzen eines zu erfassenden Fingers (1), einer Lichtquelle (3), die Licht emittiert, das zur Transmission durch den Finger (1) und zum Einfallen auf die Bildaufnahmeeinheit (2) ausgelegt ist, einer Bildverarbeitungseinheit (11), die aus dem von der Bildaufnahmeeinheit (2) aufgenommenen Bild ein Adernmuster erzeugt und das Adernmuster des Bildes mit einem zuvor gespeicherten Muster vergleicht, gekennzeichnet durch eine Fingereinsetz-Führungseinheit (5), die zwischen dem Abbildungsbereich des Fingers (1) und der Bildaufnahmeeinheit (2) angeordnet ist, und eine Erfassungseinheit (20), die dazu ausgelegt ist, einen Kontakt zwischen dem Finger (1) und der Fingereinsetz-Führungseinheit (5) zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Fingerposition-Führungseinheit (4, 9), die mit dem Finger (1) an einer Stelle in Kontakt steht, die nicht im Abbildungsbereich liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Warneinrichtung (15, 17), die dazu ausgelegt ist, einen Warnhinweis zu geben, wenn die Erfassungseinheit (20) den Kontakt erfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit in einer Schalteinheit (20) besteht, die unter der Fingereinsetz-Führungseinheit (5) angeordnet und dazu ausgelegt ist, durch die durch den Kontakt herunter gedrückte Fingereinsetz-Führungseinheit heruntergedrückt zu werden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit (20) in einem Kontaktsensor elektrischen Typs, elektrostatischen Kondensatortyps oder Drucktyps besteht, der über die zwischen dem Finger (1) und der Bildaufnahmeeinheit (2) angeordnete Fingereinsetz-Führungseinheit (5) verteilt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fingereinsetz-Führungseinheit (5) eine solche Form aufweist, daß sie durch Ausstrecken des Fingers (1) kontaktierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (3) auf beiden Seiten des Fingers (1) emittiert.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Übertragungseinheit (15, 17) zum Übertragen von Informationen an die zu dem Finger (1) gehörende Person, wobei die Informationen Informationen zum Führen des Fingers (1) in die normale Einsetzposition enthalten.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Speichereinrichtung (14), die das gespeicherte Muster enthält.