DE69113554T2

DE69113554T2 - System zum Photographieren von Fingerabdrücken.

Info

Publication number: DE69113554T2
Application number: DE69113554T
Authority: DE
Inventors: Ryohei Kumagai; Kazuo Maruta
Original assignee: Ezel Inc; Sharp Corp
Current assignee: Yozan Inc
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: EP0468522A3; JPH04252383A; DE69113554D1; KR920003208A; EP0468522B1; US5175593A; EP0468522A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken, wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichnet ist, das beispielsweise für ein System zur Verifikation von Fingerabdrücken vorgesehen ist.
Herkömmlicherweise ist ein System zum Fotografieren eines Fingerabdruckes eines Fingers, der eine Oberfläche eines Prismas berührt, mittels einer Videokamera, die so angeordnet ist, daß sie von der Oberfläche des Prismas reflektiertes Licht aufnimmt, als ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken gut bekannt. Ein entsprechendes System ist aus der EP-A-0 173 972 bekannt, das dazu dient, zwischen einem richtigen Fingerabdruck und einem gefälschten Fingerabdruck zu unterscheiden. Es ist bekannt, eine derartige Unterscheidung durch einen Steuerabschnitt auszuführen, der unterscheidet, ob gespeicherte Referenzgraupegel eines richtigen Hintergrundbildes mit den Graupegeln des Hintergrundes eines jeden festgestellten Fingerabdruckes zusammenfallen.
Im allgemeinen werden Daten des fotografierten Bildes des Fingerabdruckes in einen Computer eingegeben, in dem sie mit dem in einem Speicher zuvor gespeicherten Fingerabdruck (Vorlagedaten) verglichen werden. Hier ist es vorteilhaft, daß die Bilddaten des Fingerabdruckes so klar wie möglich sind. Die Daten können jedoch aufgrund des vorhandenen Drukkes eines Fingers auf das Prisma oder aufgrund von Schweißbildung auf der Oberfläche des Fingers keine ausreichende Klarheit aufweisen. Deshalb ist es notwendig, die für die Verifikation durch den Computer vorgesehenen Daten geeignet auszuwählen.
Die vorliegende Erfindung wurde daher erfunden, um die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik zu lösen, und sie weist die Aufgabe auf, ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken zu schaffen, das in der Lage ist, Bilddaten eines klaren Fingerabdruckes zu erzielen, die geeignet zur Überprüfung des Fingerabdruckes ausgebildet sind.
Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken gemäß der vorliegenden Erfindung, das die obige Aufgabe löst, umfaßt: ein Prisma mit einer Nachweisoberfläche, mit der ein Finger in Berührung zu bringen ist; eine Leuchtquelle zum Einstrahlen von Licht von der Seite der Fingeroberfläche her auf die Nachweisoberfläche; eine Kamera zum Aufnehmen des Lichtes, das an der Nachweisoberfläche reflektiert wird; eine Vorrichtung zum Vergleichen eines durch die Kamera aufgenommenen Fingerabdruckbildes mit Vorlagedaten, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes durch die Kamera vor und nach der Herstellung der Berührung mit dem Finger und zum Speichern des Bildes des Fingerabdruckes in einem Speicher, wenn die Anzahl der Bildpunkte mit vorbestimmten Dichteunterschieden in der Größenordnung einer festgelegten Zahl ist.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zum Fotografieren von Fingerabdrücken in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Die Fig. 2 zeigt eine Zeichnung, in der die Kontaktabschnitte einer Basisfläche eines rechtwinkligen Prismas vergrößert dargestellt sind.
Die folgenden Bezugszeichen werden in den Zeichnungen verwendet: 11... Prisma, 12...Leuchtquelle, 13...CCD-Kamera, 14...Basisfläche (Nachweisoberfläche).
Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes System zum Fotografieren von Fingerabdrücken in bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt ein System zur Verifikation von Fingerabdrücken, das das erfindungsgemäße System zum Fotografieren von Fingerabdrücken anwendet. Das System zur Verifikation von Fingerabdrücken umfaßt ein Bildeingabesystem 10 und ein Verifikationsbearbeitungssystem 20. Die Vergleichsbearbeitung wird auf dem durch das Bildeingabesystem 10 fotografierten Bild an dem Verifikationsbearbeitungssystem 20 durchgeführt. An dem Bildeingabesystem 10 wird die Totalreflexion der auf das rechtwinklige Prisma 11 von der Leuchtguelle 12 einfallenden Bestrahlung durch die CCD-Kamera 13 aufgenommen. Eine Basisfläche 14 des Prismas 11 wird als die Nachweisoberfläche verwendet, mit der der Finger FIN, von dem ein Fingerabdruck aufzunehmen ist, in Kontakt gebracht wird. Ohne den in Berührung aufgelegten Fingern FIN wird die gesamte Einstrahlung total reflektiert, so daß das durch die CCD-Kamera 13 aufgenommene Bild vollkommen weiß ist.
Das Verifikationsbearbeitungssystem 20 umfaßt einen Bildverarbeitungsabschnitt 21 und einen Kartenleser 22. Die Vorlagedaten werden gelesen, wenn die zu überprüfende Person eine Identifizierungskarte 23 in den Kartenleser 22 einfügt, worauf der Vergleich der von dem Bildeingabesystem 10 eingegebenen Daten mit den Vorlagedaten durch den Computer 23 ausgeführt wird. Die Vergleichsergebnisse werden an dem Anzeigeabschnitt 24 angezeigt. Wenn die Vergleichsergebnisse der Vorlage entsprechen (ein Zusammenfall der Fingerabdrücke), wird ein Stellglied 25 betrieben und eine Tür 26 wird geöffnet.
Verschiedene Möglichkeiten zur Bezeichnung der Vorlagedaten sind geeignet, wie z.B. Eingeben einer Identifizierungsnummer durch die zu überprüfende Person von einer Tastatur aus.
Die Fig. 2 stellt den Kontaktabschnitt der Basisfläche 14 des rechtwinkligen Prismas 11 und des Fingers FIN vergrößert dar. Gemäß dieser Figur steht der vorspringende Abschnitt FIN1 des Fingers mit der Basisfläche 14 in Kontakt, während die ausgewählten Abschnitte FIN2 nicht mit der Basisfläche 14 in Kontakt stehen. Die Einstrahlung von der Leuchtquelle 12 wird an der Basisfläche 14 gebrochen und tritt dann in die CCD-Kamera 13 ein. Dabei ändert sich der Brechungswinkel bezüglich der Basisfläche 14 in Abhängigkeit von den Kontaktierungsbedingungen des Fingers FIN. Dementsprechend wird die Beleuchtung an den ausgewählten Abschnitten FIN2 total reflektiert, so daß diese Abschnitte als helle Bereiche durch die CCD-Kamera 13 aufgenommen werden. Andererseits wird die Beleuchtung an dem vorspringenden Abschnitt FIN2 nicht total reflektiert und tritt durch die Grenzfläche des Prismas hindurch, da der Beugungswinkel an der Grenzfläche des Prismas sich ändert. Daher werden die vorspringenden Abschnitte des Fingerabdruckes in die CCD-Kamera 13 als dunkle Linien mit grauen Stufen eingegeben.
Dementsprechend werden Abschnitte, die nicht die Basisfläche 14 des Prismas 11 berühren, durch die CCD-Kamera 13 mit der gleichen Helligkeit unabhängig von ihren Abständen zu der Basisfläche 14 aufgenommen. Der ausgewählte Abschnitt FIN2 wird niemals in die CCD-Kamera 13 als Rauschen eingegeben, und daher ist der Fingerdruck immer mit sehr ausgeprägten dunklen Linien erhaltbar.
Wie oben erwähnt wird, ist ein vollständig weißes Bild vorhanden, bevor der Kontakt des Fingers FIN auf dem Prisma 11 hergestellt wird, während das Bild nach Herstellung des Kontaktes des Fingers FIN auf dem Prisma 11 mit dunklen Linien ausgebildet ist, die dem Fingerabdruck entsprechen. Diese Veränderung des Bildes aufgrund des Fingerabdruckes hängt von der Feuchtigkeit der Oberfläche des Fingers FIN oder des angewendeten Druckes des Fingers FIN auf der Nachweisoberfläche des Prismas 11 ab. Ein klares Bild kann erhalten werden, wenn der Finger mit mäßiger Feuchtigkeit mit dem Prisma 11 mit einer geeigneten Druckkraft in Berührung gebracht wird.
Erfindungsgemäß wird die Entscheidung über die Klarheit des Bildes, das annehmbar ist, wie folgt ausgeführt.
Die Dichten jedes Bildpunktes der Bilddaten an dem vorbestimmten Gebiet der von dem Bildbearbeitungsabschnitt 21 eingegebenen Bilddaten werden durch den Computer 23 bestimmt. Die Dichte wird durch 256 Grauwerte ausgedrückt. Wenn die Anzahl der Bildpunkte, deren Dichteunterschied vor und nach Herstellung des Kontaktes mit dem Finger fünfzehn oder mehr Pegelwerte beträgt, in dem Bereich von 30.000 bis 35.000 liegt, werden die Bilddaten als ein ausreichend klares Bild enthaltend angesehen, um in dem Speicher des Computers 23 für die Fingerabdruckverifikation gespeichert zu werden. Wenn das durch den Finger berührte Gebiet den oben vorbestimmten Wert überschreitet, können folglich brauchbare Daten mit Sicherheit durch Fotografieren des Fingers erhalten werden. Ein Unscharfwerden des Bildes kann dadurch verhindert werden, daß die Anweisung ergeht, vor dem Einlesen der Daten zu warten. Eine derartige Anweisung kann beispielsweise mittels einer Anweisung unter Verwendung eines künstlichen Sprachsystemes bewirkt werden. Die folgenden Daten werden durch den Computer 23 nicht erfaßt und werden nicht auf die Fingerabdruckverifikation angewendet.
Hier ist jeder der oben gegebenen numerischen Werte nur ein Beispiel. Es ist möglich, die Werte gemäß den gewünschten Zielsetzungen zu verändern.
Weiter muß die Leuchtquelle 12 keinen besonderen Aufbau aufweisen. Eine normale Glühlampe reicht aus. Die CCD-Kamera 13 kann in Abhängigkeit von ihrer Aufgabe durch die geeignete Kamera ersetzt werden.
Wie oben erwähnt, ist das erfindungsgemäße System zum Fotografieren von Fingerabdrücken in der Lage, klare Bilddaten des Fingerabdruckes zu erhalten. Dies kann die Bearbeitung zur Fingerabdrucküberprüfung vereinfachen.

Claims

1. Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken mit:

einem Prisma (11) mit einer Nachweisoberfläche (14), auf der ein Kontakt mit einem Finger hergestellt wird;

einer Leuchtquelle (12) zum Einstrahlen von Licht von der Seite der Fingeroberfläche her auf die Nachweisoberfläche (14);

einer Kamera (13) zum Aufnehmen des an der Nachweisoberfläche (14) reflektierten Lichtes;

einer Vorrichtung zum Vergleichen eines durch die Kamera (13) aufgenommenen Fingerabdruckbildes mit Vorlagedaten, gekennzeichnet durch

eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes durch die Kamera vor und nach dem Herstellen des Kontaktes mit dem Finger und zum Speichern des Bildes des Fingerabdruckes in einem Speicher, wenn die Anzahl der Bildpunkte mit vorbestimmten Dichteunterschieden in dem Bereich einer festen Zahl ist.

2. Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 1, das weiter einen Kartenleser (22) zum Eingeben von Daten zum Identifizieren von Vorlagendaten umfaßt, die mit dem Fingerabdruck zu vergleichen sind.

3. Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 1, das weiter ein Stellglied (25) zum Öffnen einer Tür umfaßt.

4. Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 1, das weiter eine Tastatur (23) zum manuellen Eingeben einer Identifizierungsnummer umfaßt.

5. Ein System zum Fotografieren von Fingerabdrücken nach Anspruch 1, wobei der Dichteunterschied 16 Stufen beträgt, und wobei die Anzahl in dem Bereich von 30.000 bis 35.000 liegt.