DE69909997T2

DE69909997T2 - Individualisierter fingerabdruckabtaster

Info

Publication number: DE69909997T2
Application number: DE69909997T
Authority: DE
Inventors: Guy Walter SCOTT; J. Dean FEDELE
Original assignee: Cross Match Technologies Inc
Current assignee: Cross Match Technologies Inc
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2019-04-29
Also published as: US20010033677A1; US7103201B2; EP1345159A3; ATE246379T1; DE69909997D1; WO1999056236A1; EP1073987A1; US6178255B1; EP1345159A2; AU3767799A; US20050100196A1; US6628813B2; EP1073987B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet einer Sicherheitskontrolle und insbesondere die elektronische Erfassung von optischen Fingerabdruckbildern und deren genaues und wiederholbares Speichern.
Hintergrund der Erfindung
Techniken gemäß dem Stand der Technik zum Erzielen von Fingerabdrücken haben das Aufbringen einer Farbe auf die Fingerspitzen einer Person und das Abrollen oder einfach das Drücken der Spitzen der einzelnen Finger einer Person auf geeignete Stellen auf einer Aufzeichnungskarte beinhaltet. Dieses System weist schwerwiegende Beschränkungen auf, von denen die schwerwiegendste die Verwendung eines Farbstoffs darstellt, der oftmals mehrere Versuche erforderlich machen kann, bevor man ein verwendbares Bild erhält. Außerdem erfordert die Verwendung eines farbstoffbasierten Systems die Kooperation der Person, deren Abdrücke gerade genommen werden, weil eine Unschärfe oder ein Verschmieren der Abdrücke oftmals auftritt, wenn man versucht, Fingerabdrücke von einer feindlich eingestellten Person zu erhalten. Außerdem ist es schwierig, mit Farbstoff erhaltene Abdrücke für ein computerbasiertes Abspeichern und einen Zugriff in einfacher Weise anzupassen; was es somit für verschiedene Regierungsbehörden schwierig macht, Daten zuverlässig zu übermitteln und gemeinsam zu nutzen.
Verschiedene Anläufe sind gemacht worden, um Fingerabdruckbilder optisch zu erfassen, bekannte Systeme weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Um Daten korrekt aufzuzeichnen, ist es erforderlich geschultes Personal einzusetzen, um der Person beim Führen ihrer Finger über den optischen Lesebereich behilflich zu sein. Die Finger müssen akkurat positioniert sein und die Abrollgeschwindigkeit der Finger darf die Aufzeichnungsfähigkeiten der Vorrichtung nicht überfordern. Falls die Finger nicht mit der richtigen Geschwindigkeit abgerollt werden, werden Daten verloren gehen, was eine Wiederholung der gesamten Prozedur notwendig macht.
Einige dieser Systeme erzeugen ein optisches Bild in Echtzeit, leiden jedoch an Fehlern, die durch deren Notwendigkeit bedingt und, das vollständige Fingerabdruckbild durch elektronisches Kombinieren einer Mehrzahl von kleineren Bildern oder "Schnitten bzw. Scheiben" und durch Glätten der Ränder der Schnitte zu approximieren, um gemeinsam ein Bild auszubilden, welches das Aussehen eines vollständigen Fingerabdrucks aufweist. Beim Ausführen der Glättungsoperation wird ein zusammengesetztes Bild erzeugt, welches die Daten mittelt, die in den benachbarten Bildschnitten enthalten sind, wobei Diskontinuitäten und Artefakte nicht berücksichtigt werden, um so etwas zu erhalten, was man als Bild eines "besten Versuchs" beschreiben kann.
Man hat nach Verbesserungen an diesem so genannten "bester Versuch"-Szenario gesucht, um überlappende Schnitte bereitzustellen, wobei das Bild dadurch ausgebildet wird, dass eine zusammengesetzte Matrix als mathematische Funktion eines Vergleichs und einer Mittelung der überlappenden Daten erzeugt wird, welche die miteinander überlappenden Bereiche von benachbarten Schnitten ausbilden. Während dieses Verfahren Übergänge zwischen den Grenzen von benachbarten Bildschnitten genauer charakterisiert, verhindert die Mittelung von Diskontinuitäten und das Verwerfen von Artefakten weiterhin, dass man Bilde erhalten kann, welche den gewünschten Grad an Genauigkeit und Auflösung aufweisen. Solche Bilder beinhalten dennoch ein Maß an Ungenauigkeit, das, wenn es mit den Grenzen der Auflösung und der Aufzeichnung gekoppelt wird, die der zur Verfügung stehenden Hardware inhärent sind, diese inakzeptabel machen.
US-Patent 4,933,976 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen von Daten, die charakteristisch für ein abgerolltes Fingerabdruckbild sind. Das Verfahren erfordert das Abspeichern von Feldern bzw. Matrizen von digitalen Daten, die charakteristisch für benachbarte und überlappende Fingerabdruckbilder von Abschnitten des Fingers sind, wenn der Finger über eine optische Vorrichtung abgerollt wird, wobei die optische Vorrichtung das Bild erfasst und ein zusammengesetztes Feld von digitalen Daten erzeugt, die charakteristisch für ein abgerolltes Fingerabdruckbild sind, und zwar als mathematische Funktion von überlappenden Bildbereichen des Fingerabdrucks.
Was im Stand der Technik fehlt, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, um elektronische optische Bilder von Fingerabdrücken zuverlässig, genau und mit hoher Auflösung, ohne die Notwendigkeit aufzuzeichnen, dass man sich an kritischen Abtast- bzw. Erfassungsprozeduren hält. Eine solche Erfindung würde es einer ungeschulten Person ermöglichen, Fingerabdruckbilder genau aufzuzeichnen, welche inhärent keine inakzeptablen Fehler auf Grund einer Mittelung des Bildes während der Verarbeitung enthalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung dar, wie in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt, um ein elektronisches optisches Bild von Fingerabdrücken mit hoher Auflösung zu erfassen. Diese Bilder werden dann abgespeichert und in einer Datenbank indexiert, in welcher auf diese von Regierungsbehörden in einfacher Weise zugegriffen werden kann, so dass ein Individuum in einfacher Weise identifiziert werden kann. Die Erfindung verwendet das Konzept eines Bewegens eines Fingerabdrucks über einem Sichtbereich und eines Zusammenfügens des Bildes, und zwar in Übereinstimmung mit einem gleichzeitig abgetasteten und eindeutig ausgelegten Barcodes bzw. Balkencodes.
Durch Verwendung des Barcodes als Referenz ist es nun möglich, optische Bilder von Fingerabdrücken ohne erkennbaren Verlust an Genauigkeit auf Grund des elektronischen Zusammenfügungsprozesses genau und wiederholbar aufzuzeichnen und abzuspeichern. Die Referenz ermöglicht es der Mikroprozessorvorrichtung, jeden der individuellen Schnitte, welche das schlussendliche Bild ausbilden, positiv zu identifizieren und zu organisieren. Es wird dann möglich, dass ein Individuum seine Fingerspitze bzw. Fingerkuppe in einer Hin- und Herbewegung rotieren bzw. abrollen kann, ohne sich um die Abrollgeschwindigkeit zu kümmern, und zwar bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu welchem die Vorrichtung genaue Daten für sämtliche der benötigten Schnitte bzw. Scheiben erfasst hat. Die Mikroprozessorvorrichtung ist dann in der Lage, die aufgezeichneten Daten durch Anpassen der Daten an spezielle Segmente erneut zusammenzufügen, welche durch die festen Referenz-Abstufungen abgegrenzt sind, und die geeigneten Schnitte bzw. Scheiben zusammenzufügen, um so ein vollständiges Bild des Fingerabdrucks mit minimalem Verlust an Auflösung auszubilden.
Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, womit eine ungeschulte Person elektronische optische Bilder von ihren Fingerabdrücken genau aufzeichnen kann.
Ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, so dass ein Fingerabdruckverifizierer über einen Mechanismus verfügt, um ein Prisma über einen Bildbereich einer Kamera zu gleiten bzw. zu schieben. Die Position des Prismas wird von einem binären, absoluten Linearcode auf einem Gleitmechanismus bestimmt, der von derselben Kame ra auf der Seite des Fingerabdrucks abgebildet wird, wobei die Bilder zusammengefügt werden, um eine große CCD zu simulieren.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, womit einzelne Segmente von Daten, welche die Attribute bzw. Eigenschaften von Abschnitten des Bildes einer Fingerkuppe aufweisen, in zufälliger Weise genau aufgezeichnet werden können und dann erneut zusammengefügt werden können, um so ein genaues und zusammenhängendes Bild des ursprünglichen Fingerabdrucks zu erzeugen.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die in zwei Betriebsarten arbeiten wird, nämlich a) Abrollabdruck und b) 4 Finger flach (was zwei Daumen bzw. Daumenabdrücke abdeckt).
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche kein Echtzeitelement aufweist, um einem Nutzer zu ermöglichen, so rasch oder so langsam, wie dieser es gerne mag, abzurollen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der die Person den Scanner- bzw. Abtastmechanismus antreibt bzw. betätigt, um so die Kosten eines Motors oder eines vergleichbaren Antriebsmechanismus zum Bewegen von Fingern über den Scanner oder des Scanners an den Fingern entlang zu eliminieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht der Komponenten und des Netzwerks, die von der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2 ist eine herkömmliche Fingerabdruckkarte;
3 ist eine Querschnittsansicht des Fingerabdrucklesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Perspektivansicht des Fingerabdrucklesegeräts;
5 ist eine Draufsicht des Fingerabdruchlesegeräts;
6 ist eine Perspektivansicht einer Rückseite des Fingerabdrucklesegeräts;
7 ist eine Querschnitts-Seitenansicht des Fingerabdrucklesegeräts;
8 ist eine Seitenansicht des Fingerabdrucklesegeräts;
9 ist eine schematische Darstellung des Bild- bzw. Bilderfassungsprozesses;
10 ist eine Pixeldarstellung;
11 ist eine Darstellung des Referenzlayouts;
12 ist eine Darstellung des Bildes und des Layouts;
13 ist eine Darstellung der Bildbewegung;
14 ist ein vergrößertes Bild des Ausrichtungsabschnittes des Referenzlayouts.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
Bezugnehmend nun auf die 1 ist eine schematische Ansicht der Erfindung und des Systems dargestellt, welches einen Scanner 10 umfasst, der mit einem Computer 12 mit einer PCI-Framegrabber-Karte und dem Monitor 14 verbunden ist. Das System kann einen Laserdrucker zur lokalen Erstellung von Ausdrucken beinhalten. Eine optionale Kamera 16 kann zur Identitätsverifikation verwendet werden. Außerdem sorgt ein Unterschriftstablett 20 für eine andere optionale Identitätsverifikation.
Der Scanner gemäß der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich zur Verwendung von einem Kriminalbehördensystem ausgelegt, um Bilder von sämtlichen zehn Abdrücken eines Individuums zu sammeln, die von Fingernagel zu Fingernagel abge rollt worden sind. Der Zweck des Sammelns bzw. Erfassens der Abdrücke besteht darin, diese in einer Datenbank 22 zu platzieren, wo das Individuum erkannt (identifiziert) werden kann. Dies wird als ein AFIS-(automatisches Fingerabdruck-Identifikationssystem) oder IAFIS-(integriertes AFIS)-System bezeichnet. Ein lokales AFIS 24 kann auch für Bundesstaaten, Städte, Gerichte oder sogar Geschäfte verwendet werden.
Um das Individuum bzw. die Person in der Datenbank zu platzieren bzw. abzulegen, so dass es später gefunden werden kann, wird ein Klassifikationssystem verwendet. Jeder Abdruck wird als gekrümmter Bogenbereich (loop arch) etc. klassifiziert, wie von dem NIS (National Institute of Standards; nationales Institut für Normen) festgelegt und in der Reihenfolge der Finger und deren Klassifikation abgespeichert. Es ist somit sehr wichtig, dass die Klassifikationen in der richtigen Fingerabdrucksequenz vorliegen, so dass die Bilder von den beiden vier flach anliegenden Fingern und den beiden Daumen genommen bzw. erfasst werden und mit den abgerollten Abdrücken auf Übereinstimmungen hin verglichen werden, um eine Sequenz zu gewährleisten. Wie in der 2 gezeigt, beinhaltet eine typische Fingerabdruckkarte 26 die individuellen Zahlen 28 und ein Bild von den beiden vier flach abgelegten Fingern 30, 32 und den beiden Daumen 34. Dies ermöglicht eine Durchsuchung nach Übereinstimmungen zwischen der Hand und den individuellen Zahlen.
Existierende Scanner verwenden entweder 1 oder zwei Platten bzw. Andruckplatten. Eine Platte mit den Abmessungen 1,5 × 2 Inch wird von einer 1000 × 800 Pixel-CCD-Kamera abgetastet, welche für die benötigte 500 dpi-Auflösung, die von dem FBI spezifiziert ist, bereitstellt. Eine zweite Platte mit 1,6 bis 2 Inch × 4 Inch wird mit einer geringeren Auflösung abgetastet, um die vier flach abgelegten Finger abzubilden, oder durch Bewegen einer linearen CCD, um 500 dpi zu erzielen. Die Kosten der existierenden 10 Abdruckscanner werden somit durch eine 1000 × 800 Pixel-CCD, die Mechanik und die Wartung erhöht. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung einer kostengünstigeren CCD-Kamera mit einer Platte von 1,5 Inch × 4 Inch bei 500 dpi durch Verwendung der Konzepte eines Zusammenfügens von Bildern unter Verwendung eines bewegten Prismas.
Bezugnehmend allgemein auf die 3 bis 9 ist der Scanner 10 eine elektrooptische Vorrichtung, die bevorzugt in einer stabilen Metallbox 20 mit den ungefähren Abmessungen von 17 Inch Breite, 8 Inch Tiefe und 4 Inch Höhe untergebracht ist. Die Vorrichtung kann für eine sichere Positionierung beschwert sein, um an einer Tischoberseite befestigt zu sein. Der Scanner 10 wird ferner von einem Scannerkörper 52 mit einer darauf befindlichen Fingerführungshalterung 54 und einer Abrollabdruckfingerführung 56 festgelegt. Ein bewegbarer Plattenaufbau 58 gleitet entlang von Führungsstangen 60, 62 und wird von Plattenträgern 64 und 66 abgestützt. Die Anordnung der Fingerpositionsstange 56 erfolgt in einer nach außen gerichteten Position, wie dargestellt, um einen Atirollabdruck eines einzelnen Fingers zu ermöglichen. Der Scannerkörper 52 beinhaltet ein Prisma 70, das unterhalb der optischen Platte bzw. Ablage 72 angeordnet ist. Die optische Platte wird einen aktiven Abtastbereich von 1,5 Inch × 4 Inch aufweisen, bei 500 dpi mit 256 Grauabstufungen und in Entsprechung zu den Anforderungen des FBI. Ein Näherungssensor 74 löst einen Betrieb der CCD- oder CMOS-Kamera 76 aus, um das Fingerabdruckbild durch Verwendung einer ersten asphärischen Linse 78, die durch bzw. über eine zweite asphärische Linse 80 aus Kunststoff zur Reflexion gerichtet ist, einer Spiegelfaltoptik 82 zur Abbildung über eine dritte asphärische Linse 84 aus Kunststoff zu fokussieren. Das Prisma 70 wird betrieben, um den Fokus des Fingerabdrucks zu ändern, was die Auswertung mittels des CCD- oder CMOS-Kamerabefestigungsabschnittes 76 in einfacher Weise ermöglicht, wobei die Kamera in diesem Satz von Figuren nicht dargestellt ist, weil diese herkömmlich von Fingerabdruckerkennungsvorrichtungen ausgeführt wird.
Im Betrieb wird der Scanner in zwei Betriebsarten betrieben werden, die verschieden sind zu den aktuellen Industrieprotokollen. Für einen Abrollabdruck wird der Nutzer seinen Finger auf der Platte bzw. Andruckplatte 72 in nächster Nähe zu der Abrollstange 56 platzieren und den Finger verdrehen und ihn dabei in den Hohlraum zwischen der Stange und dem Glas drücken. Es gibt kein Echtzeitelement und der Nutzer kann so schnell oder so langsam, wie er dies wünscht, abrollen. Die Platte wird eine Höhe von 1,5 Inch und eine Länge (Umfang) von bis zu 1,6 Inch aufnehmen. Eine XC DLL wird das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des Abdrucks fühlen, um den Prozess zu beginnen und zu beenden, und wird in Echtzeit zusammenfügen, um zu bestimmen, ob der Finger abgerollt wird und mit welcher Geschwindigkeit. Das resultierende integrierte Bild kann in Echtzeit auf einem VGA-Bildschirm angezeigt werden.
Nach Beenden des Fingerabrollens wird eine XC DLL2 die Einzelheiten extrahieren und einen Qualitätswert des Abdrucks ausgehen. Falls der Qualitätswert akzeptabel sein sollte, wird eine GUI-Schnittstelle den Nutzer zum nächsten Abdruck auffordern oder ihn bitten, den Abrollvorgang zu wiederholen.
Nachdem zehn Abrollabdrücke mit ausreichender Qualität erfasst bzw. gesammelt worden sind, geht die Prozedur zu flachen Abdrücken über. Die Bedienungsperson wird die Fingerführung 54 zu einer Parkstellung bewegen und der Nutzer wird seine vier flachen Abdrücke bzw. Fingerkuppen auf der Platte 72 ablegen und mit seinen Fingern über die Sichtfläche (die leicht anhand eines roten Glühens unterschieden werden kann) gleiten lassen. Der XC DLL wird die Bilder zu einem 4 Inch × 1,5 Inch Bild, das in Form von 750 × 2000 Pixeln abgespeichert wird, zusammenfügen. Der XC DLL2 wird die vier Fingerabdruckbilder trennen und extrahieren und diese an die abgerollten Bilder anpassen, um nach einer Sequenz zu suchen. Falls die Übereinstimmungen akzeptabel sind und in der korrekten Sequenz vorliegen, wird der Nutzer von der GUI zur nächsten Hand aufgefordert und werden die Erfassung, die Extraktion und die Übereinstimmungs- und Sequenzüberprüfungen wiederholt. Falls diese erfolgreich sind, wird der Nutzer zum Vorlegen seiner beiden Daumen aufgefordert und wird die Prozedur wiederholt. Falls diese erfolgreich ist, werden die 14 Bilder an die vorhandene Software übermittelt, um zum Speichern und/oder Heraufladen in eine ISO/ANSII-NIST-Vorlage eingebaut zu werden.
Der Scanner ist mit einer grafischen Nutzerschnittstelle (GUI) verbunden und wird dazu verwendet, um einen abgerollten Abdruck zu erfassen und beim Zusammensetzen des Bitmaps von 3000 × 3200 Pixeln mit einer Auflösung von 2000 dpi in 4196 Grauabstufungen und um 256 auf 750 × 800 (DLL1) reduziert. Ein Flachabdruck wird dazu verwendet, um ein Bitmap von 750 × 2000 Pixeln mit einer Auflösung von 500 dpi und 4196 Grauabstufungen und reduziert auf 256 Grauabstufungen (DLL1) zu erfassen und auszugeben. Die Dinge werden extrahiert und die Qualität des Bildes wird berichtet, um eine Akzeptanz auszulösen, die in einem Konfigurationsmenü in INI (DLL2) eingestellt ist. Die Abdrücke werden angepasst bzw. auf Übereinstimmungen überprüft und eine Qualität der Anpassung wird berichtet, um eine Akzeptanz auszulösen, die in einem Konfigurationsmenü in INI (DLL2) eingestellt ist.
Bezugnehmend auf die 10 bis 12 wird die Absolutposition einer Platte bzw. Andruckplatte durch Betrachten eines Barcodes (nachfolgend als "Referenzmuster" bezeichnet) bestimmt, der an der Platte angebracht ist. Das Barcode-Referenzmuster 90 erscheint am unteren Rand des CCD-Sichtbereichs 92. Das CCD-Bild wird mit etwa 420 Zeilen für den Fingerabdruck und 60 Zeilen für das Referenzmuster unterteilt. Die Referenzzeile in dem Bild, wo auf das Referenzmuster zugegriffen wird, ist die Adresse 450. Dies ergibt plus und minus 30 Zeilen, um diese Funktion auszuführen. Die Auflösung der Optik in der CCD beträgt etwa 3–5 Pixel und die Helligkeit und der Kontrast variieren die Markierungsplatzverhältnisse.
Vier Inch Verstellweg müssen mit einer Genauigkeit von besser als einem Pixel bei 500 dpi abgedeckt werden. Somit werden 2048 Adressen zugeordnet, was 12 Bit eines binären Codes erfordern würde. Weil die Auflösung der Optik/Kamera diese Auflösung nicht zulässt, wird eine doppelte Diagonale hinzugefügt, um die niedrigstwertigen Bits zu bestimmen.
Die Diagonalen decken 32 Pixel in der horizontalen Richtung und 32 Pixel in der vertikalen Richtung ab und die zweite Reihe wird um 16 Pixel zu der ersten Reihe versetzt. Die LSB-Theorie ist diejenige, mit welcher wir die Videozeilen 442 bis 460 in dem Bereich der ersten Diagonalen durchsuchen, was die x-Position der minimalen Grauabstufung einspart. Wir mitteln die x-Positionen, was uns die x-Position bei 450 ergeben wird. Dieser Wert wird die niedrigstwertigen 5 Bits der Position darstellen. Falls sich herausstellt, dass die Position nahe bei den Enden der Diagonale liegt, bewegen wir die zweite Reihe der Diagonalen, um einen besseren Auslesewert zu erhalten.
Die MSB-Theorie ist diejenige, mit welcher wir eine ausreichende Auflösung haben, um nachzusehen, ob ein schwarzer Balken sich an seiner zugeordneten Position befindet. Falls wir die Farbe schwarz an der zugeordneten Stelle detektieren, haben wir eine 1 (Eins), falls wir weiß erhalten, haben wir eine Null. Das einzige Problem besteht darin, dass bei den Enden der Balken unbestimmte Grauwerte vorliegen, wo wir festlegen müssen, ob wir von schwarz zu weiß oder von weiß zu schwarz übergehen, so dass wir wissen, auf welchem Rand bzw. welcher Kante wir uns befinden, und so dass wir die niedrigstwertigen Bits verwenden können, die bereits anhand der LSB-Theorie bestimmt wurden, um festzulegen, auf welchem Rand bzw. welcher Kante wir uns befinden. Wir scannen dann den Bereich der binären Balken (200.442–500.449) "Fläche C" und (200.450–500.559) "Fläche D" für die binäre Information. Eine Kombination der niedrigstwertigen Bits und der Grauwerte in den Flächen C und D wird den binären Wert festlegen.
Der Wert wird dann dazu verwendet, um die nutzbare Fläche und Position auszuwählen, um den Bereich von Bildern anzuordnen, der während eines Abrollens oder Abdrückens erfasst worden ist, um das zusammengefügte Bild zu erzeugen.
Der von jedem Bild ausgewählte Bereich wird um Zeile 240 herum zentriert sein und wird eine Breite aufweisen, die der Hälfte der Verschiebung relativ zu dem vorhergehenden Bild und der Hälfte der Verschiebung des nächsten Bildes entspricht, was eine minimale Breite ergibt, die abgelegt werden muss, um einen Schräglauf und eine mögliche Verzerrung zu minimieren. Eine minimale Verschiebung von 4 Pixeln relativ zu dem letzten Bild wird benötigt, bevor ein Bild dazu qualifiziert ist, hinzugefügt zu werden. Somit kann das zusammengesetzte Bild aus Scheiben bzw. Schnitten von Bildern mit einer Breite von 8 bis 420 Pixeln ausgebildet werden.
Das angezeigte zusammengesetzte Bild wird dann während einer Erfassung angezeigt, um den Nutzer bei dessen Ausbildung zu unterstützen, und wird auf der VGA-Anzeige gedreht werden. Falls Schwarz = 1 gilt und Weiß = 0, wenn die linke Seite des Referenzziels betrachtet wird, wird das Referenzmuster mit 2048 und wird die rechte Seite mit 0 ausgelesen. Die rechte Seite des Referenzziels wird betrachtet, wenn sich die Andruckplatte auf der linken Seite (der Startposition) befindet. Zielbereiche C und D werden definiert, um zu bestimmen, ob die binären Balken von weiß in schwarz oder umgekehrt übergehen und werden in der Logik verwendet. Der Zielbereich C befindet sich oberhalb des Zielbereichs D in dem Videobild und C sieht einen Bereich vor D, wenn das Bild von oben nach unten bewegt wird, wenn sich die Andruckplatte von links nach rechts bewegt. Absolutadressen in dem Bitmap werden aus Gründen der Übersichtlichkeit zugewiesen, diese müssen jedoch als Parameter behandelt werden, die in den Kalibrierungsprozeduren geändert werden können.
Bezugnehmend auf die 13–14 werden die Fehler in den binären Balken abgeschätzt, um von den 5 LSB der Diagonalen entfernt zu werden. Der Fehler in der Diagonalen muss dadurch kalibriert werden, dass die Position einer "Zeile 1" eines Schnittes, der x-Schnitt der Diagonalen, und die Position "Zeile 2" eines Schnittes aufgefunden wird. Der Abstand zwischen Zeile 1 und Zeile zwei beträgt 100% von 32 Pixeln. Die Position der diagonalen Kreuzungsstelle entspricht dem Verhältnis der 32 Pixel, welche das LSB(5) darstellt bzw. darstellen. Dies wird sich selbst kalibrieren. Falls der Schnitt der Diagonalen innerhalb von sagen wir "8 Pixeln von Zeile 1 oder Zeile 2 auftritt, sollte die Position anhand der zweiten Zeile von Diagonalen bestimmt werden.
Einzelheiten des Prozesses sind wie folgt:

1.0 die niedrigstwertigen 5 Bits auffinden
1.01 den minimalen Grauwert in Zeile 442 von x = 500 bis x = 570 auffinden und den Wert von x zu einem vorübergehenden Summenwert "Diag_upper_Sum" addieren
1.02 1.01 für Zeilen 441 bis 449 wiederholen, die Summe in "Diag_upper_Sum" akkumulieren
1.03 den minimalen Grauwert in Zeile 450 von x = 500 bis x = 570 auffinden und den Wert von x zu einem vorübergehenden Summenwert "Diag_lower_Sum" addieren
1.03 wiederhole 1.03 für die Zeilen 451 bis 457, wobei Summe "Diag_lower_Sum" akkumuliert wird
1.04 "Diag_upper_Sum" durch 10 dividieren und dann "Diag_L_Left edge" subtrahieren, um Ergebnis zu erhalten, um "Diag_upper_average" zu erhalten
1.05 "Diag_lower_Sum" durch 10 dividieren und dann "Diag_L_Left edge" subtrahieren, um Ergebnis zu erhalten, um "Diag_lower_average" zu erhalten
1.06 falls "Diag_upper_average" oder "Diag_lower_average" nicht kleiner sind als 8 oder nicht größer sind als 24, summiere "Diag_upper_average" und "Diag_lower_average" auf und dividiere durch 2 und speichere als "Least_sig_5 Bits"
1.07 andernfalls suche nach "Least sig_5_Bits" auf der zweiten Reihe von Diagonalen, welche besser zentriert sein werden durch die nachfolgenden Schritte:
1.08 den minimalen Grauwert in Zeile 442 von x = 580 bis x = 640 finden und den Wert von x zu einem vorübergehenden Summenwert "Diag_upper_Sum" addieren
1.09 wiederhole 1.01 für die Zeilen 441 bis 449 und akkumuliere die Summe in "Diag_upper_Sum"
1.10 den minimalen Grauwert in Zeile 450 von x = 580 bis x = 640 auffinden und den Wert von x zu einem vorübergehenden Summenwert "Diag_lower_Sum" addieren
1.11 wiederhole 1.03 für Zeilen 451 bis 457 und akkumuliere die Summe "Diag_lower_Sum"
1.12 dividiere "Diag_upper_Sum" durch 10 und subtrahiere dann "Diag_L_Left_edge", um Ergebnis zu erhalten, um "Diag_upper_average" zu erhalten
1.13 dividiere "Diag_lower_Sum" durch 10 und subtrahiere dann "Diag_L_Left_edge", um Ergebnis zu erhalten, um "Diag_lower_average" zu erhalten
1.13.1 falls "Diag_upper_average" oder "Diag_lower_average" nicht kleiner sind als 8 oder nicht größer sind als 24, summiere "Diag_upper_average" und "Diag_lower_average" und dividiere durch 2 und speichere als "Least_sig_5_Bits"
1.14 andernfalls einen weichen Diag-Suche-Fehler anzeigen bzw. kennzeichnen.
2.01 finde msb (Bit 11, eine Markierung hat einen Wert von 1024) (Fall 4) durch: Summe (220.442 bis 220.449) als C speichern Summe (220.450 bis 220.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.02 finde Nsb (Bit 10, eine Markierung hat einen Wert von 512) (Fall 3) durch: Summe (240.442 bis 240.449) als C speichern Summe (240.450 bis 240.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.03 finde Nsb (Bit 9, eine Markierung hat einen Wert von 256) (Fall 3) durch: Summe (260.442 bis 260.449) als C speichern Summe (260.450 bis 260.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.04 finde Nsb (Bit 8, eine Markierung hat einen Wert von 128) (Fall 3) durch: Summe (280.442 bis 280.449) als C speichern Summe (280.450 bis 280.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.05 finde Nsb (Bit 7, eine Markierung hat einen Wert von 64) (Fall 3) durch: Summe (300.442 bis 300.449) als C speichern Summe (300.450 bis 300.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5 Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5 Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.06 finde Nsb (Bit 6, eine Markierung hat einen Wert von 32) (Fall 3) durch: Summe (320.442 bis 320.449) als C speichern Summe (320.450 bis 320.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least_sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.07 finde Nsb (Bit 5, eine Markierung hat einen Wert von 16) (Fall 2) durch: Summe (340.442 bis 340.449) als C speichern Summe (340.450 bis 340.457) als D speichern falls sowohl C als auch D > Weiß-Schwellenwert (WT), Bitwert als 0 speichern falls sowohl C als auch D < Schwarz-Schwellenwert (BT), Bitwert als 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C > D und "Least_sig_5 Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least sig_5_Bits" < 16, als Bitwert 1 speichern falls entweder C oder D grau ist und C < D und "Least sig_5_Bits" > 16, als Bitwert 0 speichern
2.08 finde Nsb (Bit 4, eine Markierung hat einen Wert von 8) (Fall 1) durch: binärer Balken wird ignoriert und Wert eines Bits wird von LSB genommen (Diagonalalgorithmus)

Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl eine gewisse Form der Erfindung dargelegt wurde, diese nicht auf die spezielle Form oder Auslegung der hierin beschriebenen und gezeigten Elemente beschränkt ist. Es wird dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein, dass zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, und die Erfindung soll nicht auf das beschränkt werden, was in den Zeichnungen gezeigt und in der Patentbeschreibung beschrieben ist.

Claims

Ein Verfahren zum elektronischen Erfassen der Eigenschaften bzw. Attribute des Bilds einer Fingerspitze bzw. Fingerkuppe welches aufweist: Einrichten bzw. Vorsehen einer optischen Platte bzw. Andruckplatte (72) mit einem transparenten Abtastbereich und benachbart dazu Anzeichen bzw. Kennzeichen (90), welche darauf gedruckt sind; Vorsehen einer elektrooptischen Vorrichtung (10), welche so konstruiert und angeordnet ist, dass sie abgetastete Daten von der besagten Platte bzw. Andruckplatte erhält; Abtasten der Fingerspitze bzw. -kuppe durch drehende Bewegung der besagten Fingerspitze bzw. Fingerkuppe über den Abtastbereich der besagten Platte bzw. Abtastplatte; zufällige Erfassung bzw. Aufzeichnung von Segmenten der besagten abgetasteten Daten während der Drehung der besagten Fingerspitze bzw. -kuppe einschließlich der benachbarten Anzeichen bzw. Kennzeichen; Archivierung der besagten zufällig erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente, wenn deren Qualität auf einem akzeptablen Niveau ist; und Zusammenfügen eines integrierten Bilds der besagten Fingerspitze bzw. -kuppe unter Verwendung der erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente; wodurch die absolute Positionierung der besagten erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente in Bezug auf die besagte Platte bzw. Andruckplatte durch Betrachten der benachbarten damit aufgezeichneten Anzeichen bzw. Kennzeichen definiert wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anzeichen bzw. Kennzeichen ein Barcode ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt der Abtastung den Schritt des Erlangens eines gerollten Abdrucks und des Ausgehens einer zusammengefügten Bitmap von 3000 zu 3200 Pixel mit einer Auflösung von 2000 dpi in 4196 Grauabstufungen und reduziert auf 750 zu 800 zu 256 aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Abtastens den Schritt des Erhaltens eines flachen Abdrucks und der Ausgabe einer Bitmap von 750 zu 2000 Pixeln mit einer Auflösung von 500 dpi und 4196 Grauabstufungen und reduziert auf 256 Grauabstufungen aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, einschließlich des Schritts der Abfrage bzw. Gewinnung und des Berichtens der Qualität des Bilds, um die in einem Konfigurationsmenü festgelegte Akzeptanz zu triggern bzw. auszulösen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 enthaltend den Schritt der Anpassung bzw. Angleichung und des Berichtens der Qualität der Anpassung bzw. Angleichung um die in einem Konfigurationsmenü festgelegte Akzeptanz zu triggern, einschließt.
Eine Vorrichtung zum elektronischen Erfassen der Eigenschaften bzw. Attribute des Bilds einer Fingerspitze bzw. Fingerkuppe, welche aufweist: eine optische Platte bzw. Andruckplatte (72) mit einem transparenten Abtastbereich und benachbart dazu Anzeichen bzw. Kennzeichen (90), welche darauf gedruckt sind; eine elektrooptische Vorrichtung (10), welche so konstruiert und angeordnet ist, dass sie abgetastete Daten von der besagten Platte bzw. Andruckplatte erhält; eine Einrichtung zur zufälligen Erfassung bzw. Aufzeichnung des Bildes der Fingerspitze bzw. -kuppe, welches durch drehende Bewegung der besagten Fingerspitze bzw. -kuppe über den Abtastbereich der besagten Platte bzw. Abtastplatte erzeugt wird; eine Einrichtung zur Archivierung der besagten zufällig erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente, wenn deren Qualität auf einem akzeptablen Niveau ist; und eine Einrichtung zum Zusammenfügen eines integrierten Bilds der besagten Fingerspitze bzw. -kuppe unter Verwendung der erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente; wodurch die absolute Positionierung der besagten erfassten bzw. aufgezeichneten Segmente in Bezug auf die besagte Platte bzw. Andruckplatte durch Betrachten der benachbarten damit aufgezeichneten Anzeichen bzw. Kennzeichen bestimmt wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die besagte elektrooptische Vorrichtung einen Leser für Fingerspitzen bzw. Fingerkuppen mit einem Prisma aufweist, wobei das besagte Prisma mit der besagten Platte bzw. Andruckplatte gekoppelt ist; eine Mehrzahl von asphärischen Linsen, welche optisch an das besagte Prisma zum Kollimieren eines Fingerabdruckbildes gekoppelt sind; eine Kamera zur Erfassung des Fingerabdruckbildes, welches durch die besagte Mehrzahl von asphärischen Linsen fokussiert ist; und einen Mikroprozessor zum Kodieren des Fingerabdruckbildes, welches durch die besagte Kamera erfasst ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die besagte elektrooptische Vorrichtung weiter eine von Hand bewegbare Platte bzw. Andruckplatte aufweist, wobei ein Benutzer die Platte bzw. Andruckplatte an dem Scanner bzw. der Abtasteinrichtung vorbei bewegt.
Ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, welches weiterhin individuelles Rollen der Finger von jeder Hand über den Abtastbereich aufweist, welcher benachbart darauf aufgedruckte Anzeichen bzw. Kennzeichen aufweist; Platzieren von vier Fingern jeder Hand auf der besagten Abtastvorrichtung nach dem Erhalten eines geeigneten Signals, wodurch die Verifikation der Reihenfolge der besagten einzelnen Finger verifiziert wird; und nach Komplettierung des Verifikationsvorgangs das Archivieren der gesammelten Daten in einem automatisierten Fingerabdruck-Identifikationssystem.
Ein Verfahren wie es in Anspruch 1 beansprucht worden ist, wobei die besagte Platte bzw. Andruckplatte bewegbar ist und wobei die besagte Platte bzw. Andruckplatte sich seitlich an der besagten elektrooptischen Vorrichtung vorbei bewegt.
Ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die besagten Segmente dadurch zusammengesetzt werden, dass sie angepasst bzw. angeglichen werden und die Qualität der Anpassung bzw. Angleichung berichtet wird, um die Akzeptanz in einem Konfigurationsmenü zu triggern bzw. auszulösen.