UA67772C2 - Спосіб та пристрій для ідентифікації особи шляхом безконтактного розпізнавання ліній руки і пальців - Google Patents

Abstract

Спосіб формування зображення ліній руки і/або пальця за допомогою камери без контакту зі шкірою реєструвального пристрою. За рахунок використання лінійно поляризованого світла і світла з круговою поляризацією в траєкторії освітлюючих променів і формуючих зображення променів забезпечується роздільне зображення малюнка епідермісу і підшкірного шару. Завдяки цьому досягається, з одного боку, контрастна зйомка рельєфу шкіри, а з іншого боку, можна отримати інформацію про розташовані глибше, кровозабезпечені шари шкіри. Алгоритм досліджує малюнок шкіри долоні по елементах ліній різних товщини і напряму (векторах). Обчислений числовий код містить загальну повторюваність векторів, а також амплітуди і фази гармонічних складових проекцій зображень векторів обох малюнків. Спосіб забезпечує перевірку осіб на відстані, повний захист вимірювального пристрою і поліпшений захист від обману.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до способу і пристрою для оптичного зображення ліній руки і пальців без шкіряного 2 контакту для ідентифікації особи, а також до алгоритму розпізнавання.

Малюнки папілярних ліній пальців, що вже давно використовуються у вигляді відбитка пальця на предметах або на папері в криміналістиці або безграмотними людьми як підпис, набули останнім часом значення як контрольний код правомочності допуску до сейфів, банківських приміщень, комп'ютерів і інших захищених об'єктів. 70 Зберігання постійного колірного або жирового відбитка було б при цьому, однак, непрактичним, оскільки повинна відбуватися безпосередня швидка комп'ютерна обробка і передбачається часте використання відповідно одного і того ж аплікатора. Тому передусім розроблялися способи, які робили б на короткий час видимим зображення відбитка на скляній поверхні за допомогою оптичного зображення з використанням порушеного повного або порушеного часткового відображення на заломлюючій граничній поверхні. 12 Малюнки ліній руки також придатні для ідентифікації особи. Метод відбитків на скляній поверхні тут також може бути здійснений, однак не зарекомендував себе, вже оскільки обладнання повинно бути істотно більше і складніше. Тому алгоритми обробки для цього ще не розроблялися.

Якщо при певних обставинах велике число людей непомітно і анонімно використовує систему контролю доступу, працюючу по методу відбитків ліній руки, то виникають наступні недоліки. 1. Відбувається забруднення вимірювальної або притискної поверхні, що не допускається більше алгоритмом обробки. Забруднення можна було б, правда, відносно просто усунути шляхом стирання, при необхідності засобами для догляду. Недолік, однак, в тому, що від осіб, які беруть участь потрібна кооперація і ретельність, що не завжди можна передбачити, або користувач здійснює відповідний догляд або обслуговування системи, що вимагає великого числа персоналу і пов'язане з великими витратами. с 29 2. Контактна поверхня датчика є частиною траєкторії вимірювального променя, яка повинна завжди мати Ге) вільний доступ, так що при актах вандалізму або терористичних актах можуть бути пошкоджені істотні компоненти системи. 3. Через притискну поверхню аплікатора непрямим образом відбувається контакт з багатьма особами, якого необхідно уникати з гігієнічної точки зору. Це відноситься, зокрема, до лікарняних приміщень, а також до сч 30 медичних і біологічних зон безпеки. - 4. Через притискну поверхню аплікатора може передаватися хімічне або радіоактивне зараження. 5. Методи шкіряного контакту за психологічними причинами менш прийнятні, ніж інші методи, наприклад, - через асоціацію з "картотекою злочинців", страх зараження або несхильність до шкіряного контакту, останнє, ча наприклад, будучи зумовлено також етнічними причинами. 3о 6. Велике число відомих оптичних методів відбитків зображає зовнішню поверхню шкіри як порушення ее, відображення від скляної поверхні. Недолік при цьому полягає в тому, що лежачі глибше неоднорідність шкіри і малюнки кровопостачання, що також містять індивідуальну інформацію, так просто недоступні. За рахунок цього точність ідентифікації цим способом обмежена. « 7. Багато які відомі методи ідентифікації по малюнку шкіри направлені на визначення дійсної поверхні З 50 шкіри (рельєф). Недолік при цьому полягає в тому, що рельєфи можна легко відтворити методами пластичних с відбитків, за рахунок чого існують можливості обману.

Із» 8. У всіх методів шкіряного контакту на поверхні обладнання залишається майже невидимий відбиток, класичний відбиток ліній пальця або ліній руки. Недолік при цьому в тому, що цей відбиток можна зробити видимим засобами виявлення слідів і використати в цілях обману і що його при високих вимогах до безпеки 45 довелося б усунути, наприклад, шляхом стирання. б 9. Слідує, звичайно, назвати і традиційно простий метод зображення ліній руки камерою без контакту з -І об'єктом. Оскільки шкіра при традиційному освітленні завжди трохи прозора і світло певною мірою має дифузне розсіяння і оскільки в той же час самий верхній шар папілярних ліній відображає більш-менш з блиском, камера, це. як і людське око, бачить звичайно невизначене накладення зображень епідермісу і підшкірної тканини. -і 20 У принципі, можна за допомогою направленого косого освітлення підвищити контраст папілярних ліній і борозенок шкіри, з тим, щоб виділити зображення епідермісу. Недолік при цьому полягає в тому, що метод діє не із у всьому полі зору, а залежить від напряму малюнка ліній відносно освітлення (тіньові ефекти), а також від хвилястості поверхні об'єкта (глянцеві ефекти). Косе освітлення з усіх сторін або дифузне освітлення оптично компенсує, правда, хвилястість, однак погіршує контраст перемичок, оскільки частка дифузного відображення зростає.

ГФ) Відносно сильні глянцевий і контрастний ефекти досягаються при косому освітленні і косому напрямі зйомки (згідно із законом відображення), особливо при великих кутах падіння і зйомки відповідно. Недолік при цьому о полягає в тому, що при криво встановленому об'єкті необхідна корекція, наприклад по Шаймпфлюгу, яка вимагає великих витрат на обладнання, і ту обставину, що хвилястість шкіри сильно заважає (спотворення зображення). бо З патенту США Мо4936680 відомо, що для поліпшення відображення деталей відбитка пальця під окремим поляризаційним фільтром розташовують лампову пару, вісь з'єднання якої паралельна вектору поляризації поляризаційного фільтра, і передбачають додаткову лампову пару, вісь з'єднання якої перпендикулярна вектору поляризації. Через електродвигун і привідний ремінь поляризаційний фільтр разом з лампами приводять у обертання, в той час як за допомогою лампової пари освітлюють окремий палень, що знаходиться над бо поляризаційним фільтром. Під час обертання поляризаційного фільтра по куту обертання 3" кожний раз камерою знімають один кадр і вводять його у блок пам'яті. По закінченні обертання одну лампову пару вимикають, а іншу включають, причому услід за цим здійснюють додатковий поворот на 90" з тим, щоб стартове положення другої лампової пари повністю співпадало зі стартовим положенням попередньо використаної лампової пари. По досягненні цього стартового положення знов під час обертання поляризаційного фільтра інтервалами по 3" камерою знімають один кадр і вводять у другий блок пам'яті. По закінченні цього додаткового обертання можна використати дані з першого і другого блоків пам'яті з тим, щоб, зокрема, за рахунок утворення різниці отримати чітке зображення відбитка пальця. Слід, правда, відзначити, що необхідне обертання поляризаційного фільтра за допомогою електродвигуна робить цей пристрій схильним до збоїв і, крім того, здорожувати його 7/0 Виготовлення. Загальний час вимірювань дуже великий, оскільки відбиток пальця знімають камерою з багатьма окремими кадрами, причому не гарантовано, що умови під час другої серії вимірювань точно співпадуть з умовами першої серії вимірювань, оскільки, як правило, палець під час всіх 2,25 оборотів не утримується в спокійному стані.

Описані недоліки відомих методів меншають або усуваються, згідно з винаходом, за допомогою методу /5 ідентифікації особи за допомогою ліній її руки і/або пальця, при якому ці лінії руки і/або пальця оптично безконтактно реєструють за допомогою першого поляризаційного фільтра, розташованого в траєкторії освітлюючих променів, другого поляризаційного фільтра, розташованого в траєкторії формуючих зображення променів, і камери з відмовою від механічних рухів пристрою.

Принцип роботи поліпшується при цьому за рахунок використання поляризованого світла. З одного боку, за го рахунок цього (а) завдяки переважному зображенню глянцевих структур істотно посилюється контраст папілярних ліній. Папілярні лінії можуть бути, з іншого боку, зроблені невидимими також (б) за рахунок відфільтровування глянцевих структур, так що малюнок підшкірної тканини стає видимим. Зокрема, за рахунок використання поляризованого світла на траєкторії освітлюючих променів і формуючих зображення променів стає можливим певне розділення малюнків епідермісу і підшкірного шару. Можливо прекрасне зображення тільки сч об глянцевого епідермісу, прекрасне зображення тільки дифузно відбиваючого підшкірного шару або зображення обох малюнків шкіри в комбінації, наприклад, відразу один за одним. Малюнок підшкірного шару утворений і) переважно лежачими глибше структурами, зокрема, що межують, вже кровозабезпеченими шарами шкіри. У випадку лінійно поляризованого світла малюнок епідермісу зображається при поляризаційних пристроях, встановлених паралельно на траєкторії освітлюючих променів і формуючих зображення променів, а малюнок с зо підшкірного шару - при перпендикулярно встановлених поляризаційних пристроях.

У випадку світла з круговою поляризацією малюнок епідермісу зображається при поляризаційному пристрої, - встановленому на траєкторії освітлюючих променів і формуючих зображення променів різноспрямовано, М причому напрям обертання (праве або ліве обертання) тут визначений як напрям обертання Е-вектора, якщо дивитися в напрямі поширення світла. Окремі переваги наступні. ї- 1. Сенсорна система, оскільки вона безконтактна, захищена від забруднення користувачами, що робить со зайвим часті догляд і контроль. 2. Система може бути повністю розміщена за захисною перегородкою, наприклад, з броньованого скла, так що вона захищена від вандалізму або терористичного акту.

З. Пристрої можуть бути виконані так, що для забезпечення гігієни непрямі контакти з іншими особами « Виключені. з с 4. Пристрої можуть бути виконані так, що хімічне або радіоактивне зараження не передається. . 5. Психологічні причини, такі як асоціація з "картотекою злочинців", страх перед зараженням або шкіряним а контактом, відпадають, оскільки пристрій працює безконтактно. 6. На противагу методам оптичного контакту даний винахід робить доступним структури підшкірного шару з додатковим інформаційним змістом.

Ге» 7. Захист від обману підвищується, оскільки структури підшкірного шару, як у водяного знаку, не так легко скопіювати або підробити і оскільки, зокрема, комбінація обох різних видів контрасту з метою обману не так - легко вдалася 6. -І 8. На обладнанні не виникає відбитка ліній пальця або руки, який можна було б використати з метою обману, наприклад, для виготовлення дубліката шкіри, наприклад, з гуми. ш- 9. У протилежність традиційному зображенню за допомогою камери завдяки даному винаходу зображення

Ге епідермісу і підшкірного шару можна розділяти і обробляти окремо.

Спосіб, згідно з винаходом, забезпечує в полі зору єдину дію і незалежність від напряму ліній і хвилястості поверхні. Косе положення об'єкта для виконання умови кута ковзання і пов'язана з цим корекція ов необов'язкові.

Подробиці винаходу описані нижче за допомогою прикладів виконання в поєднанні з відповідними (Ф, кресленнями, на яких зображають: ка фіг.1: вигляд збоку першого пристрою для безконтактного розпізнавання ліній пальця; фіг.2 і 3: траєкторія освітлюючих променів пристрою за фіг.1 при вигляді зверху і спереду; во фіг.4-6: приклади виконання сенсорної системи для розпізнавання ліній епідермісу і підшкірного шару; фіг.7: позиціонуючий шаблон для руки.

На фіг.1-3 як приклад показаний пристрій для зображення ліній пальця, виконаний у вигляді настільної моделі. Воно постійно настроєне на зображення епідермісу. Палець 1 кладуть на опору 2 так, щоб він знаходився в площині З об'єкта або в зоні її різкості і його можна було знімати через фільтр 4 паразитного 65 світла, несучу плиту 5 (наприклад, з акрилового скла), призму 6 і поляризаційний фільтр 7 камерою 10, яка містить об'єктив 8 і приймач зображення (наприклад, 1С на ПЗС) в площині 9 зображення і може містити тут далі компоненти (не показані) для обробки зображення. Деталі 4, 5, 6, 7 з конструктивних причин оптично пов'язані між собою, причому несуча плита 5 міцно сполучена з чашею 11 корпусу. Кришка 12, яка повинна сприймати і відводити певні зусилля, що впливають на опору 1, також сполучена на краю з чашею 11 корпусу (а не з несучою плитою 5). Чаша 11 корпусу має отвір 13 для виходу світла. Чаша 11 корпусу і камера 10 міцно сполучені між собою основою 14.

На фіг.2 і З зображена траєкторія освітлюючих променів. Джерела 15 світла, встановлені двома строєними групами збоку від призми 6 (в площині розрізу на фіг.1 не видні), виконані, наприклад, у вигляді світлодіодів з фокусуючими лінзами і орієнтовані головною пелюсткою діаграми спрямованості випромінювання на об'єкт 1. 7/0 При цьому проміжно включені відповідно розсіювачі 16 з прямою характеристикою і поляризаційні фільтри 17.

Для виходу світла з чаші 11 корпусу два прорізи 18 виконані в кришці 12 і відповідні прорізи в несучій плиті 5. Замість окремих поляризаційних фільтрів 17 можуть використовуватися також дві суцільні поляризаційний плівки, що закривають відповідно три джерела світла.

З метою юстирування датчика для окремого зображення малюнка епідермісу необхідно у разі використання лінійно поляризованого світла встановити всі поляризаційні фільтри 17 і поляризаційний фільтр 7 на траєкторії формуючих зображення променів в одному напрямі. Найкращий ефект для відбору епідермісу досягається тоді, коли загальний напрям поляризації (Е-вектор) паралельний площині креслення на фіг.1 і 2 або перпендикулярний площині креслення на фіг.3. Названа останньою площина є площиною відображення, в якій шкіра при косому освітленні і дотриманні умови відображення (наприклад, кута Брюстера) має поляризуючу дію.

При приблизно вертикальному освітленні загальний напрям поляризації довільний. У разі використання світла з круговою поляризацією фільтри 17 і 7 не повинні юстируватися відносно положення обертання.

На фіг.4-6 зображені приклади виконання сенсорної системи для розпізнавання ліній руки на епідермісі і підшкірному шарі. Ці пристрої можуть бути виконані переважно у вигляді настінного вбудованого блоку. Система розміщена в корпусі 25, що має на одній стороні вікно 20 з броньованого скла. Згідно з винаходом, корпус сч ов разом з сенсорною системою може бути змонтований також перед більшою перегородкою з броньованого скла.

Поляризаційні фільтри і фільтри паразитного світла розташовані на фіг.4 у вигляді камерних фільтрів 7 і 4 і) перед об'єктивом 8. Камера 10 направлена на площину З об'єкта, яка знаходиться в навколишньому просторі на відстані приблизно 4см перед склом 20. Освітлення складається з чотирьох ламп 15, з яких показані дві, виконані у вигляді направлених випромінювачів, наприклад, невеликих галогенних фар, і направлені на площину су зо З об'єкта. Попередньо включені відповідно розсіювач 16, який в залежності від типу ламп може бути і не потрібен, і поляризаційний фільтр 17. -

Установку поляризаційних фільтрів здійснюють у разі використання лінійно поляризованого світла так, щоб М зображена в площині креслення лампова пара була поляризована перпендикулярно площині креслення. Якщо камерний фільтр 7 встановлений також перпендикулярно площині креслення, то за допомогою цього пристрою - зв отримують зображення епідермісу (як в попередньому прикладі на фіг.1). «о

Для отримання зображення підшкірного шару камерний фільтр 7 можна повернути на 907 за допомогою електроприводу, що передбачає дві точки фіксації. Більш жорстким є, однак, пристрій, в якого механічні рухи відсутні. Для цього у нерухомого фільтра 7 необхідна додаткова лампова пара того ж виконання, яка, включаючи і юстировані фільтри, повернена відносно зображеної на фіг.4 на оптичній осі на 90". Обидві лампові пари для « зйомки зображень епідермісу і підшкірного шару включають і вимикають відразу одну за одною. з с При використанні світла з круговою поляризацією можна поступати так само, однак тут юстирування фільтрів . необов'язкове, і на обертання площини поляризації фільтрів 7, 17 і поверненого пристрою 17 потрібно звертати и? увагу у відповідності до попередніх пояснень.

Особа, що ідентифікується повинна вкласти свою руку долонею уперед в зону З різкості, не торкаючись скла.

В якості пристосування для позиціонування служить при цьому зображений на фіг.7 шаблон 27, що знаходиться

Ге» на склі. На шаблоні, наприклад в спрощеному і стилізованому вигляді, зображені контури руки з розчепіреними пальцями. Малюнок ліній руки потрібно завжди знімати при розчепірених пальцях, оскільки тоді виникає менше ш- спотворень через складки шкіри. Зображення повинно спонукати особистість, що ідентифікується також -І розчепірити пальці, оскільки, згідно з винаходом, відповідні вказівки в керівництві по експлуатації не завжди дотримуються. ш- Траєкторію променів можна заломити за допомогою дзеркала або призми (не показано), з тим, щоб отримати

Із більш компактний блок.

На фіг.5 зображений варіант попереднього прикладу виконання, причому площина З об'єкта знаходиться на деякій відстані від стіни. Віддалення може становити також декілька метрів. Це виконання представляє інтерес

В тому випадку, коли доступ і контроль відбуваються не в одному місці, сенсорна система знаходиться в захищеній зоні (за броньованим склом) і є візуальний зв'язок з нею. Елементи 15, 16, 17 освітлення

Ф) знаходяться при цьому поблизу камери 10, а об'єм корпусу 25 за рахунок цього стає відносно невеликим. У ка цьому випадку пристосування для позиціонування виконане у вигляді рамки 22, яка має всередині спрощені або стилізовані контури руки з розчепіреними пальцями і змонтована на стіновому кронштейні або при більшому бо видаленні - на вільно розташованій колоні або в іншому місці. Особа, що ідентифікується повинна вкласти свою руку в рамку і сумістити з малюнком. Розміри внутрішнього простору рамки вибрані так, що можна без великих зусиль уникнути зіткнення.

На фіг.б6 зображений інший варіант, в якому позиціонуюча плита 23 закріплена в похилому положенні на стіні. Цим забезпечуються більш зручне маніпулювання і компактна конструкція за рахунок заломленої на 65 дзеркалі 24 траєкторії променів. Похиле проходження променів через броньоване скло 20 спричиняє певне спотворення зображення, яке не приводить до негативних наслідків і може бути пізніше відкоректоване. Інший варіант (не показаний) передбачає, що корпус з камерою і освітленням змонтований, наприклад, на недосяжній висоті, наприклад, на стелі, і направлений оглядовим вікном вниз і що як пристосування для позиціонування використовують рамку по типу рамки 22 або 23, яка, однак, встановлена горизонтально і в яку вкладають руку долонею вгору. Подібна рамка може складатися повністю або частково з пластику, причому в неї, при необхідності, може бути вбудована також антена.

Інше пристосування для позиціонування до названого останнім пристрою є повітряним зображенням, проєкованим зверху в площину об'єкта камери. Згідно з винаходом, це повітряне зображення являє собою подвійне зображення, що створюється двома розташованими поруч один з одним проекторами так, що обидва 70 зображення точно співпадають між собою тільки в площині об'єкта камери і при точному положенні руки з'являються на ній конгруентно.

Як пристосування для позиціонування руки розглядаються також створені голографічно повітряні зображення, наприклад, міток, ліній контуру руки або рук. Голограмну плиту розміщують при цьому переважно всередині перед броньованим склом. Для зйомки камерою може служити маленький отвір в голограмі.

У названих останніми варіантів виконання пристроїв, в яких повітряні зображення використовуються як пристосування для позиціонування, можна також виключити випадкове торкання яких-небудь частин установки.

Для того, щоб навколишнє світло, зокрема, денне світло, не заважало вимірюванню і щоб було досить простих засобів, таких як усунення джерел перешкод, закриття екраном і т.д., пристрій може бути зроблений несприйнятливим до паразитного світла таким чином. 1. Кришка 12 і опора 2 для пальця в першому прикладі виконання повинні бути виконані темними, найкраще чорними, а поверхня повинна бути шершавою, з тим, щоб менше відображати стороннє світло. 2. Потрібно використовувати вузькополосне світло, наприклад, за допомогою вузькополосних фільтрів або за рахунок використання кольорових світлодіодів або лазерів на стороні освітлення і відповідних фільтрів з вузькополосним проходженням на стороні зображення. с

З. Імпульсне освітлення, таке як спалах, імпульсні світлодіоди (ЕС) або імпульсні лазерні діоди, потрібно комбінувати з відповідно коротким часом діафрагмування знімальної камери. і)

Нарешті потрібно ще згадати, що в кришці 12, опорі 2 для пальця, шаблоні 21, а також рамках 22 і 23 є місце для антени безконтактного (електромагнітного) пристрой для читання посвідчень (ргохітійу геадег), так що можлива комбінація з цим методом читання посвідчень. с зо Програмний алгоритм для розпізнавання ліній руки

Порівняння двох малюнків ліній руки з метою прийняття рішення про ідентичність є в ідеальному випадку - формально кореляцією повних малюнків. Коефіцієнт кореляції при збігу, якщо передбачити хорошу якість М відтворення, становить тоді практично 10090.

Якщо зображення особи, що ідентифікується необхідно порівняти таким чином з великим числом ї-

З5 накопичених комплексних зображень, то витрати на обробку зображення, зокрема, час обчислень, були 6, однак, со дуже великі. Більш оптимальним є накопичення і порівняння характеристичних параметрів, які містять необхідні для прийняття рішення ознаки. Необхідно, отже, стиснення даних зображення і кодування. Вони повинні мати можливість адаптації простим образом до потрібних умов, зокрема, до точності рішення. Вибрана тут стратегія обробки зображення представлена на діаграмі і пояснюється нижче. При цьому в тексті для розрізнення « здійснене посилання на різні блоки діаграми. з с Крім можливого придушення дуже високих і відносно низьких просторових частот шляхом фільтрації (не показано) перший крок обробки полягає в сегментуванні зображень епідермісу і підшкірного шару. Це - ;» розділення на субелементи, наприклад в блоках, яке здійснюють так, що число сегментів зображення, по можливості, сильно зменшують в порівнянні з числом пікселів початкового зображення в значенні стиснення даних, однак розрізнення дрібних деталей в зображенні сегментів для представленої тут задачі недостатньо.

Ге» При подальшому аналізі ліній вміст сегментів досліджують по елементах ліній різних товщини з і напряму г приблизно із 2-3 значеннями для 5 і максимум приблизно до 8 значень для г. Декілька однакових векторів

Ш- (паралельні елементи ліній однакової товщини) в одному сегменті підсумовують. Кожний сегмент можна, отже, -І описати певним числом різних видів векторів. При розгляді кожний раз тільки одного виду вектора, тобто комбінації г і 5, виникають зображення різних видів векторів. У рамках оптимізації алгоритму може бути ш- переважним об'єднання зображень різних векторів, наприклад, з метою уникнення дуже малих числових

Із значень.

Подальше стиснення даних відбувається за рахунок проекції зображень векторів, тобто підсумовування значень пікселів а різних напрямах. Це відповідає зйомці площини перетину методом комп'ютерної томографії, ов причому об'єкт в цьому випадку являє собою вже перетворене в цифрову форму поле зображення з цілочисельними значеннями пікселів менше приблизно 5, а значення нуль зустрічається відносно часто. (Ф, За допомогою досить великого числа проекцій вдається, як відомо, за допомогою СТ-алгоритму ка реконструювати шар об'єкта, оскільки сукупність проекцій містить повну інформацію про об'єкт.

Реконструкцію зображення (Васк Рго|есіоп) тут не проводять. Однак інформацію проектуючих функцій бо використовують для характеристики "зображення "ліній" руки. Число проекцій залежить від потрібної точності характеристики зображення. Перевага способу в тому, що необхідну і достатню точність можна встановити простим розпорядженням, а саме за рахунок вибору числа проекцій. У порівнянні з відомою комп'ютерною томографією при цьому потрібно лише декілька проекцій.

З проектуючих функцій спочатку простим образом слідують загальні повторюваності кожного виду вектора. 65 Загальна повторюваність або їх відносини вже придатні для грубої характеристики малюнка ліній.

Наступним кроком є визначення напряму головної проекції. Для цього розглянемо сумарне зображення всіх зображень векторів з найбільшою товщиною 5 ліній, без урахування напряму г, і проекції цього сумарного зображення. Пара проекцій з напрямами приблизно плюс або мінус 457 до подовжньої осі руки є при цьому переважною парою, оскільки три найбільш виражені очні лінії - лінія великого пальця, лінія мізинця і лінія середнього пальця - в одній з обох проекцій, а це залежить від того, чи йде мова про праву або ліву руку, виникають як максимуми з великою амплітудою. Максимум, що добре ідентифікується, наприклад, лінія мізинця, може бути використаний для визначення віднесеної до об'єкта нульової точки шкали. В інших проекцій, якщо виявляється дуже помітний максимум, він також може служити для встановлення нульової точки шкали. В іншому випадку нульову точку встановлюють довільно, наприклад, на лівому краю зображення. 70 Пошук напряму головної проекції здійснюється програмою за допомогою вияву максимумів в області під кутом плюс або мінус 45". Він служить тоді також в якості еталонного напряму для інших напрямів. Таким чином, отримують певну обертальну інваріантність вимірювального способу.

Для подальшого стиснення даних проектуючі функції піддають гармонічному аналізу, причому для зображення гармонічних складових вибирають найкоротшу форму - амплітуду і, при необхідності, фазу. /5 Характеристика всіх проекцій в головному напрямі може здійснюватися за допомогою значень амплітуди і фази.

В інших проекцій фазові дані лише в деяких випадках стосуються об'єкта і придатні для характеристики, як правило, непрямо.

Потрібно згадати ще одну можливість того, як фазову інформацію, що не стосується об'єкта можна використати для ідентифікації малюнка. Можна проектуючі функції реконструювати по амплітудах, що містяться

В коді і фазах і зробити порівняння форм кривих за допомогою кореляції. Ця можливість на діаграмі не показана.

Числовий код із зображень епідермісу і підшкірного шару містить відношення загальної повторюваності видів векторів, блоків амплітуд гармонічних складаючих проекцій, а також фази амплітуд головних проекцій. Скільки проекцій або блоків амплітуд/фаз створюється, необхідно визначати емпірично. Цей вигляд характеристики малюнків ліній руки є трансляційно інваріантним по відношенню до руки. сч

Ознаки можуть бути розташовані в числовому коді на зразок ієрархії, що починається з глобальних даних і що закінчується при високорозрізнювальних малюнках, тобто при амплітудах і фазах гармонічних складових для і) високих просторових частот. Процес порівняння ознак починають при загальній повторюваності і переривають при неспівпадінні. Якість збігу зображень ліній руки тим вище, ніж далі слідують по ієрархії, не отримуючи негативного повідомлення. с зо Аналіз зображення підшкірного шару, яке структуроване не так сильно (однак іншим образом), чим зображення епідермісу, відбувається таким же чином, причому нульові точки шкали для головних проекцій - беруть з відповідних зображень епідермісу. Число товщини з ліній може бути у підшкірного шару менше. М

Якщо код обчислений, то його при першій реєстрації особи заносять в банк даних. Якщо повинно бути зроблене порівняння малюнків ліній руки, то ознаки коду, що перевіряється порівнюють з тими кодами, що є в - банку даних відповідно до ієрархії, так що можна ухвалити позитивне або негативне рішення, як це показане на «о діаграмі внизу.

У протилежність алгоритмам розпізнавання відбитка пальця, при якому визначають число або розташування мінуцій - це особливості малюнка папілярних ліній, при запропонованому тут розпізнаванні ліній руки реєструють (синусоподібні) малюнки розподілу "нормальних" лінійних елементів. Інформаційний зміст лежить « при цьому не стільки в трьох названих головних лініях, які індивідуально не дуже сильно варіюються, а в сітці з с небагато більш тонких допоміжних ліній.

Claims (38)

1. ;» Формула винаходу с, , Щі , що , , ФО 1. Спосіб ідентифікації особи з використанням джерела (15) світла, поляризаційного фільтра і камери (10) шляхом оптичного безконтактного реєстрування ліній руки і/або пальця, який відрізняється тим, що для зйомки - зображення лінії руки і/або пальця малюнок папілярних ліній і малюнок підшкірного шару реєструють за -І допомогою першого поляризаційного фільтра (17), розташованого в траєкторії освітлювальних променів, другого поляризаційного фільтра (7), розташованого в траєкторії формуючих зображення променів, і камери (10), при - Цьому реєстрація даних проводиться без відносних переміщень елементів пристрою або його ГК переналагодження.
2. 2. Спосіб ідентифікації особи за п. 1, який відрізняється тим, що за допомогою цифрової обробки даних обчислюють числовий код, який забезпечує порівняння з такими ж даними, що зберігаються.
3. 3. Спосіб ідентифікації особи за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що передбачають додаткове джерело (15) світла з третім поляризаційним фільтром (17) в траєкторії освітлювальних променів, який, включаючи (Ф) юстирований поляризаційний фільтр, повернутий відносно першого поляризаційного фільтра на оптичній осі на ГІ 90".
4. 4. Спосіб ідентифікації особи за п. 3, який відрізняється тим, що обидва джерела (15) світла для зйомки во зображень епідермісу і підшкірного шару перемикають відразу один за одним.
5. 5. Спосіб ідентифікації особи за п. З або 4, який відрізняється тим, що для окремого зображення епідермісу і підшкірного шару працюють як з лінійно поляризованим світлом, так і зі світлом з круговою поляризацією.
6. 6. Спосіб ідентифікації особи за п. 5, який відрізняється тим, що відбір малюнка епідермісу здійснюють при обертанні площини поляризації, встановленій в траєкторії освітлювальних променів і формуючих зображення 65 променів різноспрямовано, а відбір малюнка підшкірного шару - при обертанні площини поляризації, встановленій односпрямовано, причому напрям обертання (праве або ліве обертання) тут визначений як напрям обертання Е-вектора, якщо дивитися у напрямку поширення світла.
7. 7. Спосіб ідентифікації особи за одним із пп. 3-5, який відрізняється тим, що відбір малюнка епідермісу здійснюють при поляризаційних пристроях, встановлених паралельно в траєкторії освітлювальних променів і формуючих зображення променів, а відбір малюнка підшкірного шару - при перпендикулярних напрямках поляризації.
8. 8. Спосіб ідентифікації особи за п. 7, який відрізняється тим, що обидва малюнки знімають з однаковими координатами однією камерою відразу один за одним.
9. 9. Спосіб ідентифікації особи за п. 7, який відрізняється тим, що кожний малюнок знімають відповідно однією /о камерою.
10. 10. Спосіб ідентифікації особи щонайменше за одним із пп. 3-9, який відрізняється тим, що комбінують придатний для цього інформаційний зміст обох малюнків шкіри, що є у розпорядженні з однаковими координатами.
11. 11. Спосіб ідентифікації особи щонайменше за одним із пп. 1-10, який відрізняється тим, що реєстрацію 7/5 Ліній руки і/або пальця здійснюють з великої відстані.
12. 12. Спосіб ідентифікації особи щонайменше за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що для розпізнавання ліній пальця за допомогою алгоритму розпізнавання визначають відносне положення мінуцій і оцінюють у напрямку ідентифікації (код Генрі).
13. 13. Спосіб ідентифікації особи щонайменше за одним із пп. 1-12, який відрізняється тим, що для 2о розпізнавання лінії малюнка епідермісу пальця за допомогою алгоритму розпізнавання визначають повторюваність ортогональних ознак і оцінюють у напрямку ідентифікації.
14. 14. Спосіб ідентифікації особи щонайменше за одним із пп. 1-13, який відрізняється тим, що для розпізнавання ліній руки початкове зображення розділяють на сегменти і у сегментах визначають відрізки ліній різних товщини і напрямку. сч
15. 15. Спосіб ідентифікації особи за п. 14, який відрізняється тим, що у зображенні сегментів відрізки ліній (вектори) підсумовують по типу комп'ютерно-томографічної зйомки зображення перетину у вигляді значень і) пікселів у різних напрямках у розподілах повторюваностей (проекцій).
16. 16. Спосіб ідентифікації особи за п. 13, який відрізняється тим, що проекції характеризують амплітудами і, при необхідності, також фазами складових їх гармонічної апроксимації (наприклад, по Хартлі), при цьому с зо амплітуди з вказівкою або без вказівки бази залучають для числової характеристики малюнка.
17. 17. Пристрій для здійснення способу щонайменше за одним із пп. 1-16 з використанням джерела світла, - поляризаційного фільтра і камери, який відрізняється тим, що містить перше джерело (15) світла, розташоване М в траєкторії освітлювальних променів і направлене на лінії руки і/або пальця, малюнок папілярних ліній, малюнок підшкірного шару, а також проміжно включений перший поляризаційний фільтр (17) і другий ї- поляризаційний фільтр (7), розташований у траєкторії формуючих зображення променів перед камерою (10) з «о приймачем (9) зображення, об'єктив (3) якої наведений на площину (3) об'єкта.
18. 18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що в траєкторії формуючих зображення променів розташована відхиляюча призма (6).
19. 19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що джерело (15) світла утворено розташованою з обох сторін « Від відхиляючої призми (6) ламповою парою. з с
20. 20. Пристрій за п. 18 або 19, який відрізняється тим, що з обох сторін від відхиляючої призми (6) розташована друга лампова пара з третім відповідним поляризаційний фільтром (17). ;»
21. 21. Пристрій за одним з пп. 17-20, який відрізняється тим, що пристрій виконаний без можливості механічного руху.
22. 22. Пристрій за п. 20, який відрізняється тим, що в траєкторії освітлювальних променів і формуючих Ге» зображення променів розташовані перехрещені під кутом 90" лінійні поляризаційні фільтри (17) або (7).
23. 23. Пристрій щонайменше за одним із попередніх пунктів 17-22, який відрізняється тим, що джерела (15) Ш- світла виконані з можливістю включення і вимкнення залежно від напрямку поляризації відповідних ним -І поляризаційних фільтрів (17).
24. 24. Пристрій за одним із пп. 17-23, який відрізняється тим, що приймач (9) зображення являє собою ІС на це. пас. Ге
25. 25. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що джерело (15) світла являє собою діодний лазер.
26. 26. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що джерело (15) світла являє собою лампу з розжареними металевими поверхнями під косим кутом спостереження.
27. 27. Пристрій щонайменше за одним з попередніх пунктів 17-26, який відрізняється тим, що при однаково поляризованих джерелах (15) світла в траєкторії формуючих зображення променів передбачені два Ф) поляризаційних фільтри з взаємно перпендикулярними напрямками поляризації, які можуть бути окремо на вибір ка зміщені в неї.
28. 28. Пристрій за пп. 17-27, який відрізняється тим, що камера (10), освітлювальний пристрій (15, 16, 17), а бо також, при необхідності, інші додаткові оптичні пристрої наприклад відхиляюча призма (6), далекомір, пристрій для освітлення голограми, розміщені у механічно закритому корпусі (11, 12) і оптично доступні тільки через скло (20), наприклад броньоване.
29. 29. Пристрій за п. 28, який відрізняється тим, що ідентифікаційний пристрій виконаний у вигляді настінного вбудованого блока. 65
30. 30. Пристрій щонайменше за одним із попередніх пунктів 17-29, який відрізняється тим, що рука і/або палець можуть бути позиціоновані за допомогою шаблона (21), рамки (22, 23) у полі зору і у зоні різкості камери (10).
31. 31. Пристрій за п. ЗО, який відрізняється тим, що внутрішній контур шаблона (21), рамки (22, 23) має схематичну форму контуру руки з розчепіреними пальцями по типу позиціонуючого шаблона (27).
32. 32. Пристрій за п. 30 або 31, який відрізняється тим, що рамка (22, 23) виконана у вигляді голографічно створеного повітряного зображення.
33. 33. Пристрій за п. 30, який відрізняється тим, що рамка (22, 23) частково або повністю складається з металу і виконана і пристосована по високій частоті так, що має функцію антени безконтактно працюючого пристрою для читання посвідчень. 70
34. 34. Пристрій щонайменше за одним із пп. 30-33, який відрізняється тим, що до рамки (22, 23) доданий настроєний на постійну відстань оптичний далекомір, за допомогою якого можна керувати зйомкою зображення.
35. 35. Пристрій за п. 34, який відрізняється тим, що далекомір працює оптично за принципом тріангуляції.
36. 36. Пристрій щонайменше за одним із попередніх пунктів 17-35, який відрізняється тим, що включення пристрою у стан готовності і/або запуск процесу вимірювання відбувається за рахунок створення ємнісного зв'язку з підлогою, на якій знаходиться особа, яка ідентифікується, Через її тіло або за рахунок ємнісного розузгодження працюючої як ВЧ-антена позиціонуючої рамки або вбудованої у рамку антени, коли рука попадає у правильне положення у позиціонуючій рамці.
37. 37. Пристрій щонайменше за одним із попередніх пунктів 17-36, який відрізняється тим, що в опору (2) для пальця або у кришку (12) вбудована антена безконтактно працюючого пристрою для читання посвідчень.
38. 38. Пристрій за одним із пп. 17-37, який відрізняється тим, що на траєкторії освітлювальних променів і формуючих зображення променів передбачені фільтри (17, 7) з круговою поляризацією, які у відповідності зі своїми властивостями придатні для представлення зображення епідермісу і підшкірного шару. с щі 6) с ча ча ча (Се) -

    с . и? (о) -І -І -І Ко) іме) 60 б5