DE69211564T2

DE69211564T2 - Tragbares gerät zum abtasten eines fingerabdrucks zur identitätsüberprüfung

Info

Publication number: DE69211564T2
Application number: DE69211564T
Authority: DE
Inventors: Glenn Fishbine; Robert Withoff
Original assignee: Digital Biometrics Inc
Current assignee: Digital Biometrics Inc
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-11-18
Also published as: JPH07501166A; US5222152A; ATE139357T1; AU659979B2; AU3179793A; DE69211564D1; EP0613576B1; WO1993010508A1; CA2123509A1; EP0613576A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen direkt abgetasteter Fingerabdruckbilder und insbesondere eine trag bare Vorrichtung zum Abtasten und Erfassen von Fingerabdruckbildern, und die drahtlose Übertragung der Bilder zu einer zentralen Stelle zur Identifikationsüberprüfung.

Beschreibung des Hintergrundmaterials

Über Jahre sind die allgemein verwendeten Techniken zur Identifikationsüberprüfung und zur Identifizierung potentieller Verbrecher die Verwendung von Fingerabdrücken und Fotografien oder Abbildungen des Gesichtes gewesen.
Ursprünglich wurde die Fingerabdrucknahme vorgenommen, indem der Finger des Verdächtigen mit Tinte gefärbt und der gefärbte Finger auf Papier gedrückt wurde. Es ist leicht erkennbar, daß die Fingerabdruckinformation in dieser Form schwer zu verwenden war. Eine Fingerabdruckübereinstimmung herzustellen war eine sehr zeitaufwendige Aufgabe. Die Digitaltechnik hat die Technik der Fingerabdrucknahme bedeutend vorangebracht. Mit Tinte erzeugte Abdrücke konnten abgetastet, das Bild digitalisiert und in einer Weise aufgezeichnet werden, daß es später auf eine annehmbar schnelle Weise durch Computer gesucht werden konnte. Es entstanden jedoch Probleme durch die Qualität der mit Tinte erzeugten Bilder. Zuviel oder zuwenig Tinte hatte verschwommene oder vage Bilder zur Folge, die die digitalisierte Information unbrauchbar machten. Außerdem war der Vorgang des Abtastens eines mit Tinte erzeugten Bildes relativ zeitaufwendig.
Diese und andere Probleme führten zum "direkten Abtasten". Bei Direktabtasttechniken wird der Fingerabdruck eines Verdächtigen direkt vom Finger des Verdächtigen abgetastet, im Gegensatz zum Abtasten eines mit Tinte erzeugten Bildes des Abdrucks. Direktabtastungen sind insbesondere solche, die Einzelheiten der Fingerpapillarleisten so erfassen, daß das Fingerabdruckbild sofort mit einem Computer verarbeitet werden kann.
Die ursprüngliche Arbeit auf dem Gebiet geht zurück auf Originalpatente, die 1964 angemeldet wurden, die Techniken betreffen, die zum Erfassen von kontrastreichen Bildern von Fingerabdrücken für fotografisches oder digitales Erfassen von Fingerabdrücken verwendet werden.
Seit ihrer Einführung sind Direktabtastungen zu einem wichtigen Werkzeug bei der Rechtsdurchsetzung geworden. Das Direktabtasten hat das Potential, die dem Erfassen von Fingerabdrücken mit Tinte innewohnenden Schwächen zu beseitigen, eine direkte Übertragung von Fingerabdruckbildern zu bieten und, wenn nötig, eine Bildverbesserung zu ermöglichen.
Diese Merkmale geben der Rechtsdurchsetzung die Möglichkeit, die Qualität der Fingerabdruckdatenbank zu verbessern und dadurch die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, daß Identifikationen entweder durch latente Fingerabdrücke oder durch Identitätsüberprüfung ausgeführt werden können. Außerdem sind direkt abgetastete Fingerabdrücke leicht an rechnergestützte Speicherungs- und Verarbeitungstechniken anpaßbar und verbessern die Zusammenarbeit der Fingerabdruckdatenübertragung zwischen verschiedenen Polizeistellen.
Systeme, die optisch oder optisch und mechanisch Fingerabdruckbilder erzeugen, werden verwendet. Mehrere solcher Fingerabdrucksysteme werden offenbart bei Fishbine et al., U.S. Patent Nrn. 4,811,414 und 4,933,976; Ruell, deutsches Patent Nr.3423886 A1; Becker, U.S. Patent Nr.3,482,498; McMahon, U.S. Patent Nr. 3,975,711; Schiller, U.S. Patent Nrn. 4,544,267 und 4,322,163; Marcus, U.S. Patent Nr.4,533,837 und White, U.S. Patent Nr.3,200,704.
Während die in den vorstehenden Patenten offenbarten Fingerabdrucksysteme in der Lage sind, optische oder optische und mechanische Fingerabdruckbilder bereitzustellen, sind die Systeme nur zur Verwendung an einer zentralen Stelle wie der Polizeistation geeignet. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein tragbares und leichtes Fingerabdruckabtastsystem anzugeben, das Fingerabdruckbilder am Einsatzort optisch erzeugen kann, und daß auch die Fähigkeit zum Erfassen eines Fotos oder einer Abbildung eines Gesichtes zur drahtlosen Übertragung zu einer zentralen Einrichtung zur Identifikationsüberprüfung unter Verwendung von Systemen wie dem FBI National Crime Information Center Network einschließt. Solch ein tragbares System wäre ideal für Verkehrspolizisten und andere mit der Rechtsdurchsetzung befaßte Personen, die eine sofortige Identitäts- und Hintergrundüberprüfung einer Person durchführen wollen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein tragbares Fingerabdrucksystem vorgesehen, das die Fähigkeit zur drahtlosen Übertragung von am Einsatzort erfaßten Fingerabdruckbildern zu einer zentralen Einrichtung zur Identitätsüberprüfung unter Verwendung eines automatisierten Fingerabdruckidentifikationssystems aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt, wie in den Ansprüchen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit der Rechtsdurchsetzung befaßten Personen, Identitäts- und Hintergrundüberprüfungen einer Person sofort am Einsatzort vorzunehmen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Blockschaltbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche zum Erfassen von Fingerabdruckbildern und Fotos am Einsatzort und zur drahtlosen Übertragung der Bilder zu einer zentralen Stelle zur Identifikationsüberprüfung verwendet werden kann.
Fig.2 ist eine perspektivische Ansicht des gezeigten Fingerprismas in Fig.1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des in Figur 2 gezeigten Fingerprismas.
Figur 4 ist eine Draufsicht des in Figur 2 gezeigten Fingerprisma .

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil hiervon sind, und in denen als Illustration bestimmte Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, daß die anderen Ausführungsformen verwendet und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein tragbares Identifikationsüberprüfungssystem 10, das zur optischen Erfassung erzeugter Fingerabdruckbilder entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist allgemein in Fig.1 dargestellt. Das tragbare Identifikationsüberprüfungssystem 10 umfaßt eine Fingerabdruckabtasteinrichtung 12, eine Videokamera 20, einen Videomonitor 26 und einen Sender 30, die alle an eine Anschalteinrichtung angekoppelt sind. Die Anschalteinrichtung 28 beinhaltet eine Tastatur (nicht separat dargestellt), die durch einen Bediener zur Interaktion mit dem tragbaren Identifikationsüberprüfungssystem 10 verwendet wird. Die Fingerabdruckabtasteinrichtung 12 besteht aus einem Fingerprisma 14 und einer Bildaufzeichnungseinrichtung 18. Fingerabdruckbilder des Teils eines Fingers, der in Kontakt mit der aufnehmenden Oberfläche 40 des Fingerprismas 14 gebracht wird, werden von der Bildaufzeichungseinrichtung 18 abgebildet. Die Bildaufzeichnungseinrichtung 18 beinhaltet eine Linse und einen Blendenmechanismus (nicht separat dargestellt). Von der Fingerabdruckabtasteinrichtung 12 erzeugte Fingerabdruckbilder können auf dem Videomonitor 26 angezeigt und durch den Sender 30 zur weiteren Verarbeitung an eine mobile Einheit (nicht separat dargestellt) weitergeleitet werden. Die Videokamera 20 erzeugt ein Videobild oder eine Abbildung des Gesichts der Person, deren Fingerabdrücke genommen werden. Das von der Videokamera 20 erzeugte Videobild kann auf dem Videomonitor 26 dargestellt und durch den drahtlosen Sender 30 zu einer mobilen Einheit (nicht separat dargestellt) zum Betrachten oder Aufzeichnen übertragen werden. Die Anschalteinrichtung 28 steuert ebenfalls, ob das Bild der Fingerabdruckabtasteinrichtung 12 oder der Videokamera 20 auf dem Videomonitor 26 dargestellt wird. Die Anschalteinrichtung 28 steuert ebenfalls, ob das Bild der Fingerabdruckabtasteinrichtung 12 oder der Videokamera 20 über den drahtlosen Sender 30 zu der mobilen Einheit übertragen wird. Die Anschalteinrichtung 28 überträgt auch Steuerungssignale über den drahtlosen Sender 30 zu der mobilen Einheit, um die Verarbeitung und Digitalisierung der Bilder in der mobilen Einheit einzuleiten.
Optische Vorrichtungen wie das Fingerprisma 14 sind bekannt und zum Beispiel bei McMahon, U.S. Patent Nr.3,975,711; White, U.S. Patent Nr.3,200,701 und Fishbine et al., U.S. Patent Nrn. 4,792,226, 4,811,414 und 4,933,976, offenbart. Diese Geräte nutzen das optische Prinzip der inneren Totalreflektion. Wenn ein Finger auf der aufnehmenden Oberfläche 40 positioniert wird (eine ebenere Oberfläche in der bevorzugten Ausführungsform; es kann aber auch eine gewölbte Oberfläche verwendet werden) wird ein optisches Bild des Papillarleisten- und -rillen-Musters auf der Oberfläche des Fingers (also der Fingerabdruck) durch die bildvergrößernde Oberfläche 42 vergrößert. Das Fingerprisma 14 wird am besten anhand der Figuren 2-4 beschrieben. Das Fingerprisma 14 ist eine optische Vorrichtung, die aus einem leicht vergrößernden Material wie zum Beispiel Kunststoff, Glas oder einer Kombination daraus hergestellt wurde, welche durch einen Brechungsindex gekennzeichnet ist. Wie dargestellt, hat das Fingerprisma 14 eine schräge Oberfläche, oder den Finger aufnehmende Oberfläche 40 und eine hintere, bildvergrößernde Oberfläche 42. Das Fingerprisma 14 umfaßt auch eine Bodenfläche 44 und zwei Seitenflächen 46. Eine Beleuchtung ist an den Seitenflächen 46 durch eine Lichtquelle 16 vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Lichtquelle 16 aus Licht emittierenden Dioden, die an den Seitenflächen 46 des Fingerprismas 14 angebracht sind. Die Bodenfläche 44 ist mit einem lichtundurchlässigen Material wie schwarzer Farbe überzogen. Das Fingerprisma 14 hat solche Gesamtabmessungen, daß die den Finger aufnehmende Oberfläche 40 mindestens einen Finger 50 aufnehmen und abbilden kann. Die bildvergrößernde Oberfläche 42 verläuft senkrecht zur Bodenfläche 44. In einer bevorzugten Ausführungsform, in der das Fingerprisma 14 aus Acryl-Material hergestellt ist, beträgt Al 45º und A2 beträgt 20º. Das Fingerprisma 14 ist so ausgebildet, daß es das optische Prinzip der Störung der inneren Totalreflektion nutzt. Dieses optische Prinzip wird bei Fishbine et al., U.S. Patent Nr.4,811,414 beschrieben, auf welches hier Bezug genommen wird. Diese Eigenschaften ergeben ein visuelles Fingerabdruckbild eines auf der das Bild aufnehmenden Oberfläche 40 plazierten Fingers, das durch die bildvergrößernde Oberfläche 42 vergrößert wird. Das Fingerabdruckbild hat "helle" Bereiche, die Papillarleisten des Fingerabdruckbildes entsprechen, und "dunkle" Bereiche, die Papillarrillen des Fingerabdruckbildes entsprechen. Andere Einrichtungen oder optische Geräte, die Fingerabdruckbilder bereitstellen, können ebenfalls verwendet werden.
Die Bildaufzeichnungseinrichtung 18 ist in Bezug auf das Fingerprisma 14 derart angebracht, daß ihr Bildfeld die gesamte bildvergrößernde Oberfläche 42 umfaßt. Die Bildaufzeichnungseinrichtung 18 zeichnet kontinuierlich Fingerabdruckbilder durch ihre Objektivlinse auf ihrem Aufnahmemedium auf, so daß ein Bild entsteht, daß das von den Teilen des Fingers 50 reflektierte Licht darstellt, die in Kontakt mit der das Bild aufnehmenden Oberfläche 40 sind. Das aufgezeichnete Bild sieht aus, wie das fotografische Negativ des Fingerabdruckbildes. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bildaufzeichnungsvorrichtung 18 eine Videokamera, die kontinuierlich Fingerabdruckbilder durch ihre Objektivlinse aufzeichnet und diese darstellende Videosignale erzeugt. Jede handelsübliche Videokamera kann verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bildaufzeichnungseinrichtung 18 eine Videokamera des von der Sony Corporation hergestellten Modells XC-77. Alternativ kann jede Art elektronischer Kamera oder Aufnahmevorrichtung wie eine CCD-Matrix mit elektronischer Blende oder eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung verwendet werden.
Die Videosignalausgabe der Bildaufzeichnungseinrichtung 18 kann auf dem Videomonitor 26 betrachtet werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Videomonitor 26 ein 3Inch-Casio-LCD-Monitor. Die Videosignalausgabe der Bildaufzeichnungseinrichtung 18 wird außerdem durch den Sender 30 drahtlos zu einer mobilen Einheit (nicht separat dargestellt) übertragen. Wenn der Bediener ein auf dem Videomonitor 26 vorab abgebildetes Fingerabdruckbild erfassen möchte, wird er eine Taste auf der Anschalteinrichtung 28 betätigen, welche ein Signal erzeugt, daß das Erfassen und Verarbeiten des Fingerabdruckbildes eingeleitet werden soll, das von dem Sender 30 zu der mobilen Einheit übertragen wird. In der bevorzugten Ausführungsform hat die Anschalteinrichtung 28 eine Zweiton-Mehrfrequenz- Tastatur (DTMF). Sobald die mobile Einheit das Signal von der Anschalteinrichtung 28 erhält, digitalisiert und verarbeitet sie das Fingerabdruckbild entsprechend den in den U.S. Patenten Nr.4,811,41 4 und 4,933,976 beschriebenen Verfahren. Nach der Bildverarbeitung und Kompression in der mobilen Einheit kann das Bild drahtlos zu einer Basiseinheit in einer zentralen Einrichtung, wie einer Polizeistelle, zur Identifikationsüberprüfung unter Verwendung eines automatisierten Fingerabdruckidentifikationssystems, wie des National Crime Information Center Network des FBI, übertragen werden.
Die Videokamera 20 ist eine normale Videokamera, die laufend Bilder über ihre Objektivlinse aufnimmt und diese darstellende Videobilder erzeugt. Dabei können handelsübliche Videokameras, die bekannte Raster und Abtastraten verwenden, verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform des Systems 10 ist die Videokamera 20 eine 8mm-Standard-Videokamera, Modell XC-77, hergestellt von der Sony Corporation. Jede handelsübliche Videokamera, die ein vollständiges Gesicht oder eine Abbildung eines Gesichts erfassen kann, ist geeignet. Die von der Videokamera 20 erzeugten Videosignale können auf dem Videomonitor 26 vorab betrachtet und durch den Sender 30 drahtlos zu der mobilen Einheit (nicht separat dargestellt) übertragen werden. Wenn der Bediener, der das Bild auf dem Videomonitor 26 betrachtet, eine Abbildung des Gesichts erfassen möchte, betätigt er eine Taste auf der Anschalteinrichtung 28, welche ein Signal über den Sender 30 zu der mobilen Einheit sendet und die mobile Einheit anweist, das Bild unter Verwendung der Standarddigitalisierung oder Frame-grabbing-Technik zu erfassen. Die Videokamera 20 kann außerdem mit einem Mikrofon 24 verbunden und mit einer Beleuchtungsquelle 22 ausgestattet sein. Die Videokamera 20 kann ebenfalls wahlweise dazu verwendet werden, eine Person aufzunehmen, die sich des Fahrens unter Alkohol- oder Drogeneinfluß verdächtig gemacht hat. In dieser Situation kann das durch den Sender 30 zu der mobilen Einheit übertragene Videosignal auf einem Videorecorder aufgezeichnet werden, der an die mobile Einheit angeschlossen ist.
In der bevorzugten Ausführungsform verwendet der drahtlose Sender 30 und der entsprechende Empfänger in der mobilen Einheit eine Hochfrequenzübertragung. Es kann auch jede andere drahtlose Übertragungsmöglichkeit wie Mikrowellen oder Infrarotübertragung verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, daß Änderungen in der Gestaltung in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Tragbare Vorrichtung zur Identifikationsüberprüfung, mit:

einer Fingerabdruckabtasteinrichtung (12) zum Erfassen frisch abgetasteter Fingerabdruckbilder, wobei die Abtasteinrichtung eine Vergrößerungseinrichtung (14) zum Vergrößern des Fingerabdruckbildes und einer Aufzeichnungseinrichtung (18) zum Festhalten des vergrößerten Fingerabdruckbildes umfaßt;

einer Videokamera (20) zum Erhalten eines Videobildes der Person, deren Fingerabdruck genommen wird;

einem Videomonitor (26) zum Betrachten eines Bildes aus einer Gruppe von Bildern, einschließlich des Bildes der Person, deren Fingerabdruck genommen wurde und des festgehaltenen Fingerabdruckbildes; und

einer Anschalteinrichtung (28), welche an die Fingerabdruckabtasteinrichtung, die Videokamera und den Videomonitor angeschlossen ist, zum Selektieren des zu betrachtenden Bildes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Fingerabdruckabtasteinrichtung (12) weiterhin eine Berührungsfläche (40) umfaßt, welche zum Aufnehmen eines Fingers darauf ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Fingerabdruckabtasteinrichtung (12) weiterhin ein Prisma (14) zum Aufnehmen einer Berührung von einem oder mehreren Fingern und zum Vergrößern von Bildern der Finger umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher das Prisma (14) eine reflektierende Beschichtung auf allen Oberflächen mit Ausnahme der den Finger aufnehmenden Oberfläche (40), der bildvergrößernden Oberfläche (42) und Teilen der anderen Oberflächen (46), welche zum Beleuchten des Fingers verwendet werden, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Identifikationsprüfungsvorrichtung (10) weiterhin eine Übertragungseinrichtung (30) umfaßt, welche an die Anschlußeinrichtung (28) angeschlossen ist, zum Übertragen der Abbildung des Gesichtes und der aufgezeichneten Fingerabdruckbilder zu einer mobilen Einheit.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Übertragungseinrichtung (30) eine Einrichtung zur drahtlosen Übertragung der Abbildung des Gesichtes und der aufgezeichneten Fingerabdruckbilder umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bilderfassungseinrichtung (20) ein Mikrofon (24) beinhaltet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bilderfassungseinrichtung (20) eine Lichtquelle (22) beinhaltet.

9. Verfahren zum Überprüfen der Identität einer Person, mit den Schritten:

a) Bereitstellen einer tragbaren Personenidentifikationseinheit (10), welche zur Feldidentifikation einer Person verwendet werden kann, wobei die tragbare Einheit (10) umfaßt:

eine erste Videokamera (20) zum Aufzeichnen einer Abbildung des Gesichtes der zu identifizierenden Person;

eine Fingerabdruckerfassungseinrichtung (14) zum Vergrößern eines Fingerabdruckbildes;

eine zweite Kamera (18) zum Aufzeichnen des vergrößerten Fingerabdruckbildes;

einen Sender (30); und

eine Anschalteeinrichtung (28), welche an den Sender und an die erste und zweite Kamera angeschlossen ist, um das Erfassen und die Übertragung der Bilder durch die erste und zweite Kamera zu steuern;

b) die Einheit (10) wird zu einem ersten Ort befördert;

c) mit der ersten Kamera (20) wird eine Abbildung des Gesichtes der zu identifizierenden Person aufgezeichnet;

d) die zweite Kamera (18) hält ein Fingerabdruckbild fest, das repräsentativ für ein Fingerabdruckmuster von einem der Finger der Person ist;

e) über die Anschalteinrichtung wird ein zu übertragendes Bild aus einer Gruppe von Bildern einschließlich der Abbildung des Gesichtes und des Fingerabdruckbildes selektiert; und

f) das selektierte Bild wird zu einem zweiten Ort gesendet.

10. Verfahren zum Überprüfen der Identität nach Anspruch 9, bei welchem das Verfahren weiterhin den Schritt umfaßt, in dem die übertragenen Fingerabdruckbilder mit gespeicherten Fingerabdruckbildern in einem automatisierten Fingerabdruckidentifikationssystem verglichen werden.