ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Концепция настоящего изобретения относится к устройству ввода образца отпечатка пальца, устройству проверки отпечатка пальца, способу выравнивания образцов отпечатков пальцев и способу проверки отпечатка пальца.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Спрос на решения, обеспечивающие высокую защищенность доступа, увеличивается с каждым днем, и благодаря этому растет также спрос на более быстрые и более дружественные для пользователя технические решения для доступа.
Одним из хорошо известных способов защищенного доступа является способ проверки отпечатка пальца. Основная идея этого способа состоит в том, чтобы зарегистрировать образец отпечатка пальца пользователя, предпочтительно в цифровой форме, и после этого сравнивать его с ранее запомненным эталоном. Если результат сравнения положителен, доступ предоставляется, в противном случае в доступе отказывается.
Это может казаться простым, но при этом существует множество трудностей. Две главные трудности состоят в том, что необходимо быть уверенным, что образец хорошо защищен, и сделать надежное сравнение.
Эталон должен рассматриваться как цифровая идентификация пользователя, и, следовательно, если он потеряется, то риск, что кто-то злоупотребит этим, очевиден. Поэтому хорошо защищенный эталон, физически или в цифровой форме, является предпосылкой надежного сравнения.
Существуют три основных способа сравнения отпечатков пальцев: сравнение с шаблоном, сравнение мелких подробностей и сравнение спектральных данных. Первый способ, сравнение с шаблоном, содержит, в общих чертах, сравнение отдельных участков введенного отпечатка пальца с запомненным эталоном. Сравнение мелких подробностей, говоря коротко, означает нахождение характерных точек на введенном отпечатке пальца и сравнение их с заранее запомненными точками мелких подробностей на эталоне. Третий способ, сравнение спектральных данных, состоит в разделении зарегистрированного отпечатка пальца на множество более мелких участков изображения отпечатка пальца с последующим вычислением множества спектральных параметров для каждого участка изображения, например, направления, которое может быть рассчитано как среднее значение направлений возвышений отпечатка пальца на участке изображения, частоты, которая может быть рассчитана как среднее расстояние между двумя последовательными возвышениями отпечатка пальца на участке изображения, и фазы, которая может быть рассчитана как фазовое смещение возвышений отпечатка пальца на участке изображения.
Чтобы преодолеть эти две трудности, были разработаны несколько систем со смарт-картами для проверки отпечатков пальцев. Обычная смарт-карта, используемая в одной из наиболее распространенных систем, может быть описана как карта размером в кредитную карточку, со встроенным процессором, запоминающим устройством и некоторого рода интерфейсом связи. В дополнение к смарт-карте система содержит внешнее устройство считывания отпечатка пальца.
Процедура работы такой системы со смарт-картой состоит в том, что человек представляет свой отпечаток пальца на внешнее устройство считывания отпечатка пальца. После этого отпечаток пальца передается на смарт-карту, где введенный отпечаток пальца сравнивается с эталоном, хранящимся в памяти смарт-карты, и, в зависимости от результата сравнения, выводится результат сравнения. Таким образом, сравнение в такой смарт-карте делается в соответствии со способом сравнения с шаблоном или способом сравнения мелких подробностей.
Патентная заявка WO 2004/015615 "Pattern-based-interchange format" (Формат взаимного обмена на основе шаблона) описывает формат для представления и вычисления параметров спектральных данных, описанных выше.
Диссертация на соискание степени магистра "Спектральное сличение отпечатков пальцев" (2004:E40) Магнуса Веннергрена в Технологическом Институте Лунда описывает общую реализацию способа сравнения спектральных данных.
Однако разные способы имеют разные преимущества, и для достижения реализуемого защищенного решения, использующего сравнение спектральных данных, следует принять во внимание несколько соображений. Поэтому имеется необходимость в защищенном решении, использующем сравнение спектральных данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит, следовательно, в том, чтобы обеспечить надежное решение, используя сравнение спектральных данных для проверки отпечатка пальца.
Упомянутая выше задача решается в соответствии с первым аспектом концепции настоящего изобретения с помощью устройства ввода образца отпечатка пальца, содержащего устройство считывания отпечатка пальца, выполненное с возможностью считывания образца отпечатка пальца; приемник, выполненный с возможностью приема открытой части эталона отпечатка пальца; обнаружитель совпадений выравниваний, выполненный с возможностью определения значения поворота и значения сдвига по упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца; матричный генератор, выполненный с возможностью определения выровненной матрицы спектральных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца; и передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой выровненной матрицы спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
Преимущество этого первого аспекта состоит в том, что время обработки во встроенном процессоре устройства проверки отпечатка пальца может быть уменьшено за счет предварительной обработки образца отпечатка пальца.
Другое преимущество этого первого аспекта состоит в том, что матрица спектральных данных требует меньшего объема запоминающего устройства, чем образец отпечатка пальца.
В этом первом аспекте устройства ввода образца отпечатка пальца упомянутый обнаружитель совпадений выравниваний может быть выполнен с возможностью вывода сигнала прерывания.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что процесс можно прервать на этом раннем этапе и, следовательно, сэкономить энергию в устройстве проверки отпечатка пальца.
Другое преимущество этого состоит в том, что пользователю может быть послан признак необходимости поместить его палец в устройство считывания отпечатка пальца другим способом.
Еще одно преимущество этого состоит в том, когда устройство проверки отпечатка пальца может быть выполнено с возможностью обеспечения некоторого ограниченного количества последовательных несовпадений, прежде чем блокироваться, и чтобы не рисковать ненужным блокированием устройства проверки отпечатка пальца из-за временного плохого состояния введенного образца отпечатка пальца, образец отпечатка пальца неприемлемого качества может быть исключен уже на этом этапе, таким образом, отказываясь от весьма вероятного несоответствия.
Вышеупомянутая задача решается в соответствии со вторым аспектом концепции настоящего изобретения с помощью устройства проверки отпечатка пальца, содержащего запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения матрицы спектральных данных эталона и открытой части эталона отпечатка пальца; передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца на устройство ввода образца отпечатка пальца; приемник, выполненный с возможностью приема выровненной матрицы спектральных данных от упомянутого устройства ввода образца отпечатка пальца; процессор, выполненный с возможностью определения результата спектрального сравнения упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, содержащий матричный компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутой выровненной матрицы спектральных данных с упомянутой матрицей спектральных данных эталона и вывода значения сравнения, и пороговый компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутого значения сравнения с пороговым значением сравнения и вывода результата сравнения, и устройство вывода упомянутого результата сравнения.
Преимущество этого второго аспекта состоит в том, что требования к объему запоминающего устройства являются более низкими, так как матрица спектральных данных эталона может быть эффективно запомнена благодаря тому факту, что существенная часть вычислений была сделана в устройстве ввода образца отпечатка пальца.
Другое преимущество этого второго аспекта состоит в том, что процессор может иметь более низкую производительность, так как сравнение между выровненной матрицей спектральных данных и матрицей спектральных данных эталона может быть сделано эффективно.
Матричный компаратор может содержать устройство вычитания матриц, выполненное с возможностью вычитания упомянутой выровненной матрицы спектральных данных из упомянутой матрицы спектральных данных эталона с получением матрицы разности, и устройство суммирования матриц, выполненное с возможностью суммирования упомянутой матрицы разности.
Преимущество этого аспекта заключается в том, что вычитание и сложение требуют меньшей вычислительной мощности и времени, тем самым, подразумевая более эффективное и быстрое сравнение. Другое преимущество состоит в том, что для получения эффективной системы могут использоваться специализированные интегральные схемы для вычитания матриц и сложения матриц.
Устройство проверки отпечатка пальца может содержать преобразователь смещения матрицы, выполненный с возможностью прибавления смещения сдвига к упомянутой матрице разности.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что может использоваться специализированный преобразователь смещения матрицы, чтобы получить более эффективную систему, избегая отрицательных чисел и, таким образом, получая улучшенное представление значений.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что представление данных в матрице разности может запоминаться более эффективным способом.
Устройство проверки отпечатка пальца может содержать устройство взвешивания матрицы, выполненное с возможностью взвешивания упомянутой матрицы разности в соответствии с матрицей весов.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что важности различных элементов может присваиваться вес.
Упомянутый матричный компаратор может содержать генератор количественных показателей, выполненный с возможностью определения количественного показателя для каждого элемента матрицы разности.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что значение сравнения, указывающее соответствие между матрицей спектральных данных и матрицей спектральных данных эталона, может быть рассчитано в соответствии с системой точек, в которой, например, достаточное совпадение производит увеличение общего количественного показателя, недостаточное совпадение производит уменьшение общего количественного показателя, и если любой из соответствующих элементов в матрице спектральных данных и в матрице спектральных данных эталона является неопределенным, то общий количественный показатель сохраняется.
Вышеупомянутая задача решается в соответствии с третьим аспектом концепции настоящего изобретения способом выравнивания образца отпечатка пальца, содержащим этапы, на которых считывают образец отпечатка пальца, принимают открытую часть эталона отпечатка пальца; осуществляют поиск совпадающего сдвига и совпадающего поворота между упомянутым образцом отпечатка пальца и упомянутой открытой частью эталона отпечатка пальца, определяют значение поворота для упомянутого совпадающего поворота и значение сдвига для упомянутого совпадающего сдвига, находят выровненную матрицу спектральных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образа отпечатка пальца и отправляют упомянутую выровненную матрицу спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
Преимущество этого третьего аспекта концепции изобретения состоит в том, что может не существовать никаких требований к выравниванию в устройстве проверки отпечатка пальца.
Другое преимущество этого третьего аспекта концепции изобретения состоит в том, что образец отпечатка пальца может быть предварительно преобразован в матрицу спектральных данных, которая может требовать меньшего объема запоминающего устройства, и может легко сравниваться с матрицей спектральных данных эталона в устройстве проверки отпечатка пальца.
Упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота может для множества сдвигов и поворотов содержать сравнение изображения упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что множество версий образца отпечатка пальца с различными значениями поворота и сдвига могут быть рассчитаны устройством ввода образца отпечатка пальца, как только отпечаток пальца считан. После этого, когда принята открытая часть эталона отпечатка пальца, эта открытая часть эталона отпечатка пальца может быть сравнена с этим множеством версий без проведения переконфигурации в соответствии с различными значениями поворота и сдвига. Это может приводить в результате к снижению времени сличения, поскольку вычисление других версий может начинаться, как только считан отпечаток пальца.
Упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота может для множества сдвигов и поворотов содержать сравнение преобразований упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
Преимущество этого третьего аспекта концепции настоящего изобретения состоит в том, что если сравнение изображений, описанное выше, является неопределенным, другие версии и открытая часть эталона отпечатка пальца могут быть преобразованы, например, с помощью преобразования Фурье, и после этого могут быть снова сравнены друг с другом, чтобы достигнуть более надежного результата.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что сравнение непреобразованных изображений и сравнение преобразованных изображений делаются одновременно, и после этого может быть сделана полная оценка совпадения по двум наборам сравнений.
Упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота может для множества сдвигов и поворотов содержать сравнение определенных точек мелких подробностей упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что если любое из сравнений или комбинаций сравнений, описанных выше, является неопределенным, то могут использоваться точки мелких подробностей, чтобы достигнуть более надежного результата.
Способ может дополнительно содержать этапы, на которых определяют, найдено ли какое-либо совпадение, и прекращают использование способа, если никакое совпадение не найдено.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что процесс может быть прерван, если никакое совпадение не найдено, и, следовательно, можно сэкономить на дальнейших ненужных вычислениях.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что пользователю может быть отправлен признак необходимости поместить его палец в устройстве считывания отпечатка пальца другим способом.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать упорядочивание упомянутого образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига, деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, преобразование каждого из упомянутых элементов в частотную область для формирования преобразованной матрицы и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной матрице.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать преобразование упомянутого образца отпечатка пальца в частотную область, деление упомянутого преобразованного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной матрицы, упорядочивание упомянутой преобразованной матрицы в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упорядоченной преобразованной матрице.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, чтобы сформировать матрицу изображений образца отпечатка пальца, упорядочивание упомянутой матрицы образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига, преобразование упомянутой упорядоченной матрицы образца отпечатка пальца в частотную область и присвоение набора значения параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать упорядочивание упомянутого образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига, преобразование упомянутого упорядоченного образца отпечатка пальца в частотную область, деление упомянутого преобразованного упорядоченного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной упорядоченной матрицы изображений отпечатка пальца и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать преобразование упомянутого образца отпечатка пальца в частотную область, упорядочивание упомянутого преобразованного образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига, деление упомянутого упорядоченного преобразованного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной упорядоченной матрицы образца отпечатка пальца и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап нахождения выровненной матрицы спектральных данных может содержать деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, чтобы сформировать матрицу образца отпечатка пальца, преобразование упомянутой матрицы образца отпечатка пальца в частотную область, упорядочивание преобразованной матрицы образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой упорядоченной преобразованной матрице образца отпечатка пальца.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что каждый элемент выровненной матрицы спектральных данных содержит набор инвариантных признаков.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что упомянутая матрица спектральных данных требует меньшего объема запоминающего устройства.
Вышеупомянутая задача решается в соответствии с четвертым аспектом концепции настоящего изобретения способом для проверки отпечатка пальца, содержащим этапы, на которых отправляют открытую часть эталона отпечатка пальца, принимают в качестве ответа на упомянутую отправку упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца выровненную матрицу спектральных данных, соответствующую образцу отпечатка пальца, определяют меру разности между матрицей спектральных данных эталона, соответствующей эталону отпечатка пальца, и упомянутой выровненной матрицей спектральных данных, сравнивают упомянутую меру разности матриц с пороговым значением и обеспечивают выходной сигнал, зависящий от упомянутого сравнения.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что открытой может быть сделана только часть эталона, которая может быть слишком малой частью, чтобы неправильно с ней обращаться.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что принимается выровненная матрица спектральных данных, с которой в устройстве проверки отпечатка пальца делаются только необходимые операции вычитания и сложения.
Упомянутый этап определения разности может содержать этапы, на которых вычисляют для параметра меру разности элементов между каждым соответствующим элементом упомянутой выровненной матрицы спектральных данных и упомянутой матрицы спектральных данных эталона, объединяют упомянутые меры разности элементов и присваивают упомянутую меру разности матриц упомянутым объединенным мерам разности элементов.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что упомянутые разности могут вычисляться, используя только вычитание, которое подразумевает всего несколько операций процессора.
Упомянутый параметр может быть фазой, частотой, или направлением, или любой их сложной комбинацией.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что фаза, частота и направление могут быть легко вычислены из матрицы преобразований.
Другое преимущество этого аспекта состоит в том, что может иметься достаточно низкая корреляция между фазой, частотой и направлением.
Способ может дополнительно содержать установку упомянутой меры разности элементов на ноль, когда значение элемента упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, или упомянутой матрицы эталона, или их обоих, является неопределенным.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что снижение неопределенности проверки может быть разделено на два этапа, на которых первый этап может быть неопределенностью на уровне элементов, как описано выше, и второй этап является общим уровнем, на котором сумма сравнивается с пороговым значением.
Способ может дополнительно содержать взвешивание упомянутой меры разности элементов в зависимости от соответствующего положения элемента.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что зоны, для которых опытным путем найдено, что неопределенность должна быть выше, обладают более низким весом, чем зоны, где опытным путем найдено, что неопределенность должна быть ниже.
Способ может дополнительно содержать прибавление смещения к упомянутым мерам разности элементов, в котором упомянутое смещение является, по существу, половиной динамического диапазона упомянутых мер разности.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что меры разности могут быть запомнены более эффективным для запоминающего устройства путем. Упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением может содержать сравнение первого параметра разности с первым пороговым значением, и если упомянутое сравнение указывает разность, большую, чем упомянутое первое пороговое значение, то второй параметр разности сравнивается со вторым пороговым значением, или если сравнение указывает меньшее различие, чем упомянутое первое пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что может быть достигнута более быстрая процедура проверки.
Упомянутый этап сравнения упомянутой матрицы разности с пороговым значением может, если упомянутое сравнение между упомянутым вторым параметром разности и упомянутым вторым пороговым значением указывает разницу, меньшую, чем упомянутое второе пороговое значение, дополнительно содержать вычисление объединенного значения разности по упомянутым первому и второму параметрам, сравнение упомянутого объединенного значения разности с третьим пороговым значением и, если упомянутое сравнение упомянутого объединенного значения разности с упомянутым третьим пороговым значением указывает значение разности, меньшее, чем упомянутое третье пороговое значение, указание упомянутого образца отпечатка пальца как прошедшего проверку.
Преимущество этого аспекта состоит в том, что могут использоваться пороговые значения в нескольких измерениях.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведенное выше, а также дополнительные задачи, признаки и преимущества концепции настоящего изобретения будут поняты лучше при использовании следующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления концепции настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
Фиг.1 - схематичное изображение устройства ввода отпечатка пальца;
Фиг.2 - схематичное изображение устройства проверки отпечатка пальца;
Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа, демонстрирующая способ выравнивания образца отпечатка пальца;
Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа, демонстрирующая способ проверки отпечатка пальца;
Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа, демонстрирующая процедуру определения разности матриц; и
Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, демонстрирующая процедуру поэтапного уточнения проверки отпечатка пальца.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг.1 схематично представлено устройство ввода образца отпечатка пальца согласно варианту осуществления концепции настоящего изобретения. Следует отметить, что части, не вносящие какой-либо вклад в существо концепции изобретения, не указываются, чтобы не заслонять собой признаки концепции настоящего изобретения.
Устройство 100 ввода образца отпечатка пальца содержит устройство 101 считывания отпечатка пальца для считывания образца отпечатка пальца. Устройство считывания отпечатка пальца может быть объединено с остальной частью устройства ввода образца отпечатка пальца или присоединяться к нему в качестве отдельного блока. Устройство считывания отпечатка пальца предпочтительно является датчиком емкостного типа, но оно может быть также оптическим, чувствительным к теплу или давлению или любым другим коммерчески доступным датчиком отпечатка пальца.
Устройство ввода образца отпечатка пальца дополнительно содержит приемник 102 для приема открытой части эталона отпечатка пальца. Приемник 102 может быть выполнен с возможностью приема открытой части эталона отпечатка пальца через один или несколько металлических контактов или беспроводным способом с помощью радиосигналов.
Образец отпечатка пальца, считанный в устройстве 101 считывания отпечатка пальца, и открытая часть эталона отпечатка пальца, принятая приемником 102, передаются на обнаружитель 103 совпадений выравниваний. Обнаружитель 103 совпадений выравниваний, который может быть процессором, может быть выполнен с возможностью нахождения надлежащего выравнивания между образцом отпечатка пальца и открытой частью эталона отпечатка пальца и вывода значения сдвига и значения поворота, описывающих это надлежащее выравнивание. Если никакое надлежащее выравнивание не найдено, выходным сигналом может быть сигнал прерывания.
Значения сдвига и поворота, определенные в обнаружителе совпадений выравниваний, и образец отпечатка пальца передаются в генератор 105 матриц. Генератор 105 матриц также может быть процессором, и наиболее традиционный способ должен включать в себя обнаружитель 103 совпадений выравниваний и генератор 105 матриц в одном и том же процессоре. Дополнительно, генератор матриц может быть выполнен с возможностью нахождения матрицы спектральных данных образца отпечатка пальца, выровненной относительно полученного значения поворота и полученного значения сдвига.
Выровненная матрица спектральных данных передается на передатчик 106. Передатчик 106 может быть выполнен с возможностью передачи открытой части эталона отпечатка пальца через один или несколько металлических контактов или беспроводным способом, например, с помощью радиосигналов.
На фиг.2 схематично показано устройство 200 проверки отпечатка пальца, соответствующее варианту осуществления концепции настоящего изобретения. Следует отметить, что части, не вносящие какой-либо вклад в существо концепции изобретения, не указываются, чтобы не заслонять собой признаки концепции настоящего изобретения.
Устройство проверки отпечатка пальца содержит приемник 201, который может быть выполнен с возможностью приема матрицы спектральных данных через один или несколько металлических контактов или беспроводным способом, например, с помощью радиосигналов.
Матрица спектральных данных передается на процессор 202. Процессор 202 также выполнен с возможностью приема матрицы спектральных данных эталона от запоминающего устройства 203. Дополнительно, процессор выполнен с возможностью сравнения матрицы спектральных данных и матрицы спектральных данных эталона и вывода результата этого сравнения для внутренних применений устройства проверки отпечатка пальца или, например, на устройство 100 ввода образца отпечатка пальца, или на один или несколько внешних блоков, запрашивающих проверку пользователя, таких как блок управления входной дверью (не показан).
Вместо передачи результата упомянутого сравнения на устройство ввода отпечатка пальца результат может быть передан внутри устройства на карту, чтобы, например, открыть доступ к заблокированным данным в запоминающем устройстве и, таким образом, например, получить доступ к шифровальному ключу.
Запоминающее устройство 203 выполнено с возможностью хранения открытой части отпечатка пальца, матрицы спектральных данных эталона, а также программного обеспечения, которое управляет, например, сравнением матрицы спектральных данных и матрицы спектральных данных эталона.
Устройство проверки отпечатка пальца дополнительно содержит передатчик 204, который может быть выполнен с возможностью передачи открытой части эталона отпечатка пальца через одни или несколько металлических контактов или беспроводным способом, например, с помощью радиосигналов.
Устройство проверки отпечатка пальца наиболее удобно может быть смарт-картой, но также и другим устройством, имеющим в своем составе процессор, запоминающее устройство, приемник и передатчик, таким как мобильный терминал связи, который может использоваться как устройство проверки отпечатка пальца.
На фиг.3 показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ для выравнивания образца отпечатка пальца. На этапе 300 считывания отпечатка пальца образец отпечатка пальца считывается, например, сканером отпечатка пальца или устройством считывания отпечатка пальца. Имеется множество доступных способов считывания отпечатка пальца, использующих, например, проводимость, емкость, тепловое или оптическое изображение пальца, с помощью которых принимается образец отпечатка пальца. На этапе 302 приема эталона принимается открытая часть эталона отпечатка пальца. Данные эталона отпечатка пальца и открытой части хранятся в запоминающем устройстве, например, на смарт-карте или в мобильном телефоне, предпочтительно на модуле идентификации абонента, к которому нельзя получить доступ извне и можно получить доступ только к открытой части эталона отпечатка пальца. Этап 300 считывания отпечатка пальца и этап 302 приема эталона могут быть выполняться в любом порядке или параллельно.
Положение совпадения, то есть определение совпадения поворота и сдвига между принятой открытой частью эталона отпечатка пальца и образцом отпечатка пальца выполняется на этапе 304 поиска положения совпадения. Нахождение совпадения может быть выполнено для изображений образца отпечатка пальца и открытой части эталона отпечатка пальца, когда множество поворотов и сдвигов проверяются на совпадение. Дополнительно, существует возможность подобным способом выполнить определение совпадения на основе преобразований образца отпечатка пальца и открытой части эталона отпечатка пальца или выполнить определение совпадения на основе точек с мелкими подробностями образца отпечатка пальца и открытой части эталона отпечатка пальца. Как вариант, если никакое совпадение не найдено, на этапе 306 проверки совпадения определяется, что выполнение способа должно быть прекращено, чтобы сэкономить вычислительные мощности или уменьшить риск ненужной блокировки устройства проверки отпечатка пальца из-за слишком большого количества последовательных ложных совпадений, как описано выше. Когда совпадение найдено, на этапе 308 определения поворота и сдвига определяются значение поворота и значение сдвига. Может быть определен фактический сдвиг, поскольку известно положение открытой части эталона отпечатка пальца относительно эталона отпечатка пальца. По определенным значениям поворота и сдвига на этапе 310 нахождения выровненной матрицы спектральных данных находят выровненную матрицу спектральных данных. Чтобы произвести нахождение выровненной матрицы спектральных данных, говоря коротко, выполняются упорядочивание положения, деление на матрицу, преобразование в частотную область и присвоение параметров выровненной матрице спектральных данных. Выполнение упорядочивания положения, деления на матрицу и преобразования в частотную область могут быть выполнены в самом разном порядке, причем каждый порядок при осуществлении имеет свои преимущества и недостатки.
Пример состоит в упорядочивании образца отпечатка пальца согласно определенным значениям поворота и сдвига, делении упорядоченного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы и преобразовании каждого из упомянутых элементов в частотную область. Полученный из преобразованной матрицы набор значений параметра, например, когда каждое значение параметра представлено байтом, присваивается каждому элементу выровненной матрицы спектральных данных. Параметрами могут быть частота, фаза и/или направление.
Другой пример состоит в преобразовании образца отпечатка пальца в частотную область, делении преобразованного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы и упорядочивании каждого из упомянутых элементов в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига. Из упорядоченной матрицы набор значений параметра, например, когда каждое значение параметра представляется байтом, присваивается каждому элементу выровненной матрицы спектральных данных. Параметрами могут быть частота, фаза и/или направление.
Выровненная матрица спектральных данных отправляется на устройство проверки отпечатка пальца на этапе 312 отправки.
На фиг.4 показана блок-схема последовательности операций способа, демонстрирующая способ проверки отпечатка пальца. На этапе 400 отправки открытая часть эталона отпечатка пальца отправляется, например, на устройство считывания отпечатка пальца. В ответ на посланную открытую часть эталона отпечатка пальца выровненная матрица спектральных данных, соответствующая образцу отпечатка пальца, принимается на этапе 402 в выровненной матрице спектральных данных. На этапе 404 определения матриц разности определяется мера разности между матрицей спектральных данных эталона и полученной выровненной матрицей спектральных данных. Определение меры разности матриц может содержать поэлементное вычисление разностей для одного или более параметров. Параметрами могут быть частота, фаза и/или направление. Для элементов, для которых значение параметра не определено или считается неопределенным в матрице спектрального эталона, или в выровненной матрице спектральных данных, или в обеих матрицах, мере разности может быть присвоено нулевое значение. Меры разности могут быть взвешены в зависимости от положения реального элемента или от степени доверия значениям параметра реального элемента. Смещение может быть добавлено к мерам разности, чтобы облегчить представление значений мер разности, то есть избежать отрицательных чисел. Для этого смещение, являющееся, по существу, половиной динамического диапазона мер разности, может быть осуществимой реализацией. Например, если значения меры разности представлены байтом, смещение 127 может быть реализуемо.
На фиг.5 показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру определения разности матриц согласно варианту осуществления существующей концепции изобретения. Разности между каждым из элементов в матрице спектральных данных эталона и выровненной матрице спектральных данных вычисляются на этапе 500 вычисления разности элементов. Может применяться взвешивание и присвоение значений смещения и нулевых значений, как описано выше в связи с фиг.4. Вычисленные разности элементов затем объединяются на этапе 502 объединения разностей элементов, чтобы определить разность матриц. Разность матриц может быть многомерным значением.
Возвращаясь к фиг.4, увидим, что выходной результат проверки отпечатка пальца обеспечивается на этапе 406 вывода результата. Результат может определяться множеством способов, всякий раз в зависимости от требований к определенности, требований к скорости и доступной вычислительной мощности.
На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру поэтапного уточнения проверки отпечатка пальца в соответствии с одним вариантом осуществления концепции настоящего изобретения. Разность матриц вычисляется для первого параметра матрицы спектральных данных, например, направления, на первом этапе 600 вычисления параметра разности. Первый параметр разности сравнивается с пороговым значением на первом этапе 602 сравнения параметра разности, и, если первый параметр разности указывает разность, меньшую, чем пороговое значение, то есть лучшее совпадение, результат выводится, как то, что отпечаток пальца прошел проверку. Если первый параметр разности указывает значение разности, большее, чем пороговое значение, то есть меньшее совпадение, на втором этапе 604 вычисления параметра разности вычисляется второй параметр разности, например, частота. Второй параметр разности сравнивается с пороговым значением на этапе 606 сравнения второго параметра разности, и, если второй параметр разности указывает разность, меньшую, чем пороговое значение, то есть лучшее совпадение, результат выводится, как то, что отпечаток пальца прошел проверку. Если второй параметр разности указывает разность, большую, чем пороговое значение, то есть меньшее совпадение, то на этапе 608 вычисления значения объединенной разности по первому и второму параметрам разности вычисляется объединенное значение разности, например, относительно первого и второго параметров разности как перпендикулярных векторов и присваивается абсолютное значение суммы векторов, чтобы получить объединенное значение разности. Объединенное значение разности сравнивается с пороговым значением на этапе 610 сравнения объединенного значения разности, и, если объединенное значение разности по сравнению с пороговым значением указывает меньшую разность, то есть лучшее совпадение, то результат выводится, как то, что отпечаток пальца прошел проверку. В противном случае отпечаток пальца рассматривается как не прошедший проверку. Таким образом, если хорошее совпадение определено только с одним параметром, большой объем вычислительных ресурсов экономится, но дополнительное поэтапное уточнение, если необходимо, возможно. Вместо того, чтобы считать отпечаток пальца не прошедшим проверку, после последнего этапа 610, описанного выше, возможны этапы дополнительного уточнения (не показаны), например, рассмотрение третьего параметра, например, фазы, векторной суммы или дополнительных параметров, и/или запуск процедуры определения совпадения, используя точки мелких подробностей. Для определения того, должны ли делаться дальнейшие уточнения или, если отпечаток пальца должен рассматриваться как не прошедший проверку, для дальнейшего уточнения могут использоваться более одного порогового значения для каждого сравнения параметра разности, то есть установка более высокой и более низкой границ для дальнейшего уточнения.
Выходной результат может использоваться для обеспечения внутреннего доступа в устройстве проверки отпечатка пальца или отправляться на устройство считывания отпечатка пальца для дополнительной обработки результата проверки, например, для обеспечения доступа к прикладной программе, местоположению, системе и т.д., или быть послан непосредственно на устройство управления доступом, например, дверь.
Связь, такая как передача и прием, как описано выше, может быть проводной и/или беспроводной. Для проводной связи необходимо обеспечить соединительное средство, а для беспроводной связи необходимо обеспечить беспроводные интерфейсы, такие как радио- или световые интерфейсы.
Создание матрицы спектральных данных может быть выполнено самыми разными способами, каждый из которых имеет свои выгоды в определенных реализациях. Выровненная матрица спектральных данных может быть создана в устройстве ввода образца отпечатка пальца, в устройстве проверки отпечатка пальца или в любом средстве, присоединенном к ним. Создание выровненной матрицы спектральных данных может также быть распределено между ними.
Этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных может содержать упорядочивание упомянутого образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига, деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, преобразование каждого из упомянутых элементов в частотную область, чтобы сформировать преобразованную матрицу, и присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей преобразованной матрице.
Этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных может содержать:
преобразование упомянутого образца отпечатка пальца в частотную область;
деление упомянутого преобразованного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной матрицы;
упорядочивание преобразованной матрицы согласно определенным значениям поворота и сдвига и
присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой упорядоченной преобразованной матрице.
Этап генерирования упорядоченной матрицы спектральных данных может содержать:
деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования матрицы образца отпечатка пальца;
упорядочивание упомянутой матрицы образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
преобразование упомянутой упорядоченной матрицы образца отпечатка пальца в частотную область и
присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап генерирования матрицы спектральных данных может содержать:
упорядочивание упомянутого образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
преобразование упомянутого упорядоченного образца отпечатка пальца в частотную область;
деление упомянутого преобразованного упорядоченного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, чтобы сформировать преобразованную упорядоченную матрицу образца отпечатка пальца; и
присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап генерирования упорядоченной матрицы спектральных данных может содержать:
преобразование упомянутого образца отпечатков пальца в частотную область;
упорядочивание упомянутого преобразованного образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
деление упомянутого упорядоченного преобразованного образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, чтобы сформировать преобразованную упорядоченную матрицу образца отпечатка пальца; и
присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
Этап генерирования упорядоченной матрицы спектральных данных может содержать:
деление упомянутого образца отпечатка пальца на множество элементов матрицы, чтобы сформировать матрицу образца отпечатка пальца;
преобразование упомянутой матрицы образца отпечатков пальца в частотную область;
упорядочивание упомянутой преобразованной матрицы образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига и
присвоение набора значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой упорядоченной преобразованной матрице образца отпечатка пальца.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство ввода образца отпечатка пальца, содержащее
устройство считывания отпечатка пальца, выполненное с возможностью считывания образца отпечатка пальца;
генератор матриц, выполненный с возможностью формирования матрицы спектральных данных из упомянутого образца отпечатка пальца; и
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой матрицы спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
Упомянутый генератор матриц может быть выполнен с возможностью вывода сигнала прерывания.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство проверки отпечатка пальца, содержащее
запоминающее устройство, выполненное с возможностью запоминания матрицы спектральных данных эталона для эталона отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема матрицы спектральных данных от устройства ввода образца отпечатка пальца;
процессор, выполненный с возможностью определения выходного сигнала спектрального сравнения из упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой матрицы спектральных данных, содержащий
матричный компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутой матрицы спектральных данных с упомянутой матрицей спектральных данных эталона и вывода значения результата сравнения; и
пороговый компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутого значения сравнения с пороговым значением сравнения и вывода результата сравнения; и устройство вывода упомянутого результата сравнения.
Может быть обеспечен вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор содержит устройство вычитания матриц, выполненное с возможностью вычитания упомянутой матрицы спектральных данных из упомянутой матрицы спектральных данных эталона для получения матрицы разности, и устройство суммирования матриц, выполненное с возможностью суммирования упомянутой матрицы разности.
Может быть обеспечен вариант осуществления устройства проверки отпечатка, содержащий преобразователь смещения матрицы, выполненный с возможностью прибавления смещения к упомянутой матрице разности.
Может быть обеспечен вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, содержащий устройство взвешивания матрицы, выполненное с возможностью взвешивания упомянутой матрицы разности в соответствии с матрицей весов.
Может быть обеспечен вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор содержит генератор количественных показателей, выполненный с возможностью определения количественного показателя для каждого элемента матрицы разности.
Может быть обеспечен вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, дополнительно содержащий устройство выравнивания матрицы спектральных данных, в котором упомянутое устройство выравнивания матрицы спектральных данных содержит
обнаружитель совпадений выравниваний, выполненный с возможностью определения значения поворота и значения сдвига из, по меньшей мере, части упомянутой матрицы спектральных данных эталонов и упомянутой матрицы спектральных данных;
генератор матриц, выполненный с возможностью нахождения выровненной матрицы спектральных данных из упомянутого значения поворота, упомянутого значения сдвига и упомянутого образца отпечатка пальца. Упомянутая выровненная матрица спектральных данных используется в упомянутом матричном компараторе для сравнения с упомянутой матрицей спектральных данных эталона.
Вышеупомянутые варианты осуществления устройства проверки отпечатка пальца могут быть обеспечены в любой комбинации.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ получения образца отпечатка пальца, включающий этапы, на которых:
считывают образец отпечатка пальца;
находят матрицу спектральных данных из упомянутого образца отпечатка пальца и
отправляют упомянутую матрицу спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ проверки отпечатка пальца, включающий этапы, на которых:
принимают матрицу спектральных данных, соответствующую образцу отпечатка пальца;
определяют меру разности между матрицей спектральных данных эталона, соответствующей эталону отпечатка пальца, и упомянутой матрицей спектральных данных;
сравнивают упомянутую меру разности матриц с пороговым значением и
обеспечивают выходной результат, зависящий от упомянутого сравнения.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап определения разности дополнительно содержит этапы, на которых:
вычисляют для параметра меру разности элементов между каждым соответствующим элементом упомянутой матрицы спектральных данных и упомянутой матрицы спектральных данных эталона;
объединяют упомянутые меры разности элементов и
присваивают упомянутую меру разности матриц, которая должна упоминаться как объединенные меры разности элементов.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутым параметром является фаза, частота, или направление, или любая сложная их комбинация.
Способ может дополнительно содержать установку упомянутой меры разности элементов на ноль, когда значение элемента упомянутой матрицы спектральных данных или упомянутой матрицы эталона или и то и другое являются неопределенными.
Способ может дополнительно содержать взвешивание упомянутых мер разности элементов в зависимости от соответствующего положения элемента.
Способ может дополнительно содержать прибавление смещения к упомянутым мерам разности элементов, при котором упомянутое смещение является, по существу, половиной динамического диапазона упомянутых мер разности.
Может быть обеспечен вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением содержит сравнение первого параметра разности с первым пороговым значением, и,
если упомянутое сравнение указывает разность, большую, чем упомянутое первое пороговое значение, второй параметр разности сравнивается со вторым пороговым значением; или
если упомянутое сравнение указывает разность, меньшую, чем упомянутое первое пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Может быть обеспечен вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением, если упомянутое сравнение между упомянутым вторым параметром и упомянутым вторым пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое второе пороговое значение, дополнительно содержит
вычисление объединенного значения разности по упомянутым первому и второму параметрам;
сравнение упомянутого объединенного значения разности с третьим пороговым значением; и
если упомянутое сравнение упомянутого объединенного значения разности с упомянутым третьим пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое третье пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Способ может дополнительно содержать поиск совпадения сдвига и поворота упомянутой матрицы спектральных данных путем сравнения для множества сдвигов и поворотов упомянутой матрицы спектральных данных и, по меньшей мере, части упомянутого эталона спектральных данных.
Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:
определяют, найдено ли какое-либо совпадение; и
прекращают использование способа, если никакое совпадение не найдено.
Вышеупомянутые варианты осуществления способа проверки отпечатка пальца могут обеспечиваться в любой комбинации.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство ввода образца отпечатка пальца, содержащее
устройство считывания отпечатка пальца, выполненное с возможностью считывания образца отпечатка пальца; и
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутого образца отпечатка пальца на устройство проверки отпечатка пальца.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство проверки отпечатка пальца, содержащее
запоминающее устройство, выполненное с возможностью запоминания матрицы спектральных данных эталона для эталона отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема образца отпечатка пальца от устройства ввода образца отпечатка пальца;
генератор матриц, выполненный с возможностью нахождения матрицы спектральных данных из упомянутого образца отпечатка пальца;
процессор, выполненный с возможностью определения выходного сигнала спектрального сравнения упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой матрицы спектральных данных, содержащий
матричный компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутой матрицы спектральных данных с упомянутой матрицей спектральных данных эталона и вывода значения результата сравнения; и пороговый компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутого значения сравнения с пороговым значением сравнения и вывода результата сравнения; и
устройство вывода упомянутого результата сравнения.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор содержит устройство вычитания матриц, выполненное с возможностью вычитания упомянутой матрицы спектральных данных из упомянутой матрицей спектральных данных эталона для получения матрицы разности, и устройство суммирования матрицы, выполненное с возможностью суммирования упомянутой матрицы разности.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, содержащий преобразователь смещения матрицы, выполненный с возможностью прибавления смещения к упомянутой матрице разности.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, содержащий устройство взвешивания матрицы, выполненное с возможностью взвешивания упомянутой матрицы разности в соответствии с матрицей весов.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор содержит генератор количественных показателей, выполненный с возможностью определения количественного показателя для каждого элемента матрицы разности.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, дополнительно содержащий устройство выравнивания матрицы спектральных данных, в котором упомянутое устройство выравнивания матрицы спектральных данных содержит:
обнаружитель совпадений выравниваний, выполненный с возможностью определения значения поворота и значения сдвига из, по меньшей мере, части упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой матрицы спектральных данных;
генератор матриц, выполненный с возможностью нахождения выровненной матрицы спектральных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца. Упомянутая выровненная матрица спектральных данных используется в упомянутом матричном компараторе для сравнения с упомянутой матрицей спектральных данных эталона.
Вышеупомянутые варианты осуществления устройства проверки отпечатка пальца могут быть обеспечены в любой комбинации.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ обеспечения образца отпечатка пальца, содержащий этапы, на которых:
считывают образец отпечатка пальца и
отправляют упомянутый образец отпечатка пальца на устройство проверки отпечатка пальца.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ проверки отпечатка пальца, включающий этапы, на которых:
принимают образец отпечатка пальца;
находят матрицу спектральных данных из упомянутого образца отпечатка пальца и
определяют меру разности матриц между матрицей спектральных данных эталона, соответствующей эталону отпечатка пальца, и упомянутой матрицей спектральных данных;
сравнивают упомянутую меру разности матриц с пороговым значением и
обеспечивают выходной сигнал, зависящий от упомянутого сравнения.
Может быть обеспечен вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап определения разности дополнительно содержит этапы, на которых:
вычисляют для параметра меры разности элементов между каждым соответствующим элементом упомянутой матрицы спектральных данных и упомянутой матрицы спектральных данных эталона;
объединяют упомянутые меры разности элементов и
присваивают упомянутую меру разности матриц упомянутым объединенным мерам разности элементов.
Может быть обеспечен вариант осуществления способа, в котором упомянутым параметром является фаза, частота, или направление, или любая сложная их комбинация.
Способ может дополнительно содержать установку упомянутой меры разности элементов на ноль, когда значение элемента упомянутой спектральной матрицы, или упомянутой матрицы эталона, или их обеих является неопределенным.
Способ может дополнительно содержать взвешивание упомянутых мер разности элементов в зависимости от соответствующего положения элемента.
Способ может дополнительно содержать прибавление смещения к упомянутым мерам разности элементов, при котором упомянутое смещение является, по существу, половиной динамического диапазона упомянутых мер разности.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением содержит сравнение первого параметра разности с первым пороговым значением, и,
если упомянутое сравнение указывает разность, большую, чем упомянутое первое пороговое значение, второй параметр разности сравнивается со вторым пороговым значением; или
если упомянутое сравнение указывает разность, меньшую, чем упомянутое первое пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением, если упомянутое сравнение между упомянутым вторым параметром и упомянутым вторым пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое второе пороговое значение, дополнительно содержит
вычисление объединенного значения разности по упомянутым первому и второму параметрам;
сравнение упомянутого объединенного значения разности с третьим пороговым значением; и
если упомянутое сравнение упомянутого объединенного значения разности с упомянутым третьим пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое третье пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Способ может дополнительно содержать поиск совпадения сдвига и поворота упомянутой матрицы спектральных данных путем сравнения для множества сдвигов и поворотов упомянутой матрицы спектральных данных и, по меньшей мере, части упомянутого эталона спектральных данных.
Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:
определяют, найдено ли какое-либо совпадение; и
прекращают использование способа, если никакое совпадение не найдено.
Вышеупомянутые варианты осуществления способа проверки отпечатка пальца могут обеспечиваться в любой их комбинации.
Согласно варианту осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство ввода образца отпечатка пальца, содержащее
устройство считывания отпечатка пальца, выполненное с возможностью считывания образца отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема открытой части эталона отпечатка пальца;
обнаружитель совпадений выравниваний, выполненный с возможностью определения значения поворота и значения сдвига из открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца и упомянутого образца отпечатка пальца;
генератор данных, выполненный с возможностью нахождения выровненного набора данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца; и
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутого выровненного набора данных на устройство проверки отпечатка пальца.
Обеспечивается вариант осуществления устройства ввода образца отпечатка пальца, в котором упомянутый обнаружитель совпадений выравниваний дополнительно выполняется с возможностью вывода сигнала прерывания.
Вышеупомянутые варианты осуществления устройства ввода образца отпечатка пальца могут обеспечиваться в комбинации.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается устройство проверки отпечатка пальца, содержащее
запоминающее устройство, выполненное с возможностью запоминания матрицы спектральных данных эталона и открытой части эталона отпечатка пальца;
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца на устройство ввода образца отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема выровненного набора данных от упомянутого устройства ввода образца отпечатка пальца;
генератор матриц, выполненный с возможностью нахождения матрицы спектральных данных из упомянутого выровненного набора данных;
процессор, выполненный с возможностью определения выходного сигнала спектрального сравнения упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, содержащий
матричный компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутой матрицы спектральных данных с упомянутой матрицей спектральных данных эталона и вывода значения результата сравнения; и
пороговый компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутого значения сравнения с пороговым значением сравнения и вывода результата сравнения; и устройство вывода упомянутого результата сравнения.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор, содержащий устройство вычитания матриц, выполненное с возможностью вычитания упомянутой выровненной матрицы спектральных данных из упомянутой матрицы спектральных данных эталона для получения матрицы разности, и устройство суммирования матриц, выполненное с возможностью суммирования упомянутой матрицы разности.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка, содержащий преобразователь смещения матрицы, выполненный с возможностью прибавления смещения к упомянутой матрице разности.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, содержащий устройство взвешивания матрицы, выполненное с возможностью взвешивания упомянутой матрицы разности в соответствии с матрицей весов.
Обеспечивается вариант осуществления устройства проверки отпечатка пальца, в котором упомянутый матричный компаратор содержит генератор количественных показателей, выполненный с возможностью определения количественного показателя для каждого элемента матрицы разности.
Вышеупомянутые варианты осуществления устройства проверки отпечатка пальца могут обеспечиваться в любой комбинации.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ выравнивания образца отпечатка пальца, содержащий этапы, на которых:
считывают образец отпечатка пальца;
принимают открытую часть эталона отпечатка пальца;
осуществляют поиск совпадения сдвига и совпадения поворота между упомянутым образцом отпечатка пальца и упомянутой открытой частью эталона отпечатка пальца;
определяют значение поворота для упомянутого совпадения поворота и значение сдвига для упомянутого совпадения сдвига;
создают набор выровненных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца и
отправляют упомянутый выровненный набор данных на устройство проверки отпечатка пальца.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота дополнительно содержит сравнение для множества сдвигов и поворотов изображений упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота дополнительно содержит сравнение для множества сдвигов и поворотов определенных точек мелких подробностей упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:
определяют, найдено ли какое-либо совпадение; и
прекращают выполнение способа, если никакое совпадение не найдено.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором этап создания выровненного набора данных содержит упорядочивание упомянутого образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига.
Вышеупомянутые варианты осуществления способа выравнивания образца отпечатка пальца могут обеспечиваться в любой комбинации.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения обеспечивается способ проверки отпечатка пальца, содержащий этапы, на которых:
отправляют открытую часть эталона отпечатка пальца;
принимают в качестве ответа на упомянутую отправку упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца выровненный набор данных, соответствующий образцу отпечатка пальца;
находят выровненную матрицу спектральных данных из упомянутого выровненного набора данных;
определяют меры разности между матрицей спектральных данных эталона, соответствующей эталону отпечатка пальца, и упомянутой выровненной матрицей спектральных данных;
сравнивают упомянутую матрицу разности с пороговым значением и
обеспечивают выходной сигнал, зависящий от упомянутого сравнения.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап определения разности дополнительно содержит этапы, на которых:
вычисляют для параметра меру разности элементов между каждым соответствующим элементом упомянутой выровненной матрицы спектральных данных и упомянутой матрицей спектральных данных эталона;
объединяют упомянутые меры разности элементов и
присваивают упомянутую меру разности матриц, которая должна упоминаться как объединенные меры разности элементов.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутым параметром является фаза, частота, или направление, или любая сложная их комбинация.
Вариант осуществления способа может дополнительно содержать установку упомянутой меры разности элементов на ноль, когда значение элемента упомянутой выровненной матрицы спектральных данных или упомянутой матрицы эталона или и то и другое являются неопределенными.
Способ может дополнительно содержать взвешивание упомянутых мер разности элементов в зависимости от соответствующего положения элемента.
Способ может дополнительно содержать прибавление смещения к упомянутым мерам разности элементов, в котором упомянутое смещение является, по существу, половиной динамического диапазона упомянутых мер разности.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значениями содержит сравнение первого параметра разности с первым пороговым значением, и,
если упомянутое сравнение указывает разность, большую, чем упомянутое первое пороговое значение, второй параметр разности сравнивается со вторым пороговым значением; или
если упомянутое сравнение указывает разность, меньшую, чем упомянутое первое пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Обеспечивается вариант осуществления способа, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением, если упомянутое сравнение между упомянутым вторым параметром и упомянутым вторым пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое второе пороговое значение, дополнительно содержит этапы, на которых вычисляют объединенное значение разности по упомянутым первому и второму параметрам; сравнивают упомянутое объединенное значение разности с третьим пороговым значением; и
если упомянутое сравнение упомянутого объединенного значения разности с упомянутым третьим пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое третье пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
Вышеупомянутые варианты осуществления способа проверки отпечатка пальца способа могут обеспечиваться в любой комбинации.
Раскрыты устройство ввода образца отпечатка пальца, устройство проверки отпечатка пальца, способ выравнивания образцов отпечатков пальцев и способ проверки отпечатка пальца. Устройство ввода образца отпечатка пальца содержит устройство считывания отпечатка пальца, приемник открытой части эталона отпечатка пальца, обнаружитель совпадений выравниваний, генератор матриц и передатчик. Устройство проверки отпечатка пальца содержит запоминающее устройство, передатчик, приемник, процессор, матричный компаратор и пороговый компаратор. Способ выравнивания образца отпечатка пальца содержит этапы, на которых считывают образец отпечатка пальца, принимают открытую часть эталона отпечатка пальца, осуществляют поиск и определяют положения совпадения между образцом и эталоном, находят выровненную матрицу спектральных данных и отправляют ее на устройство проверки отпечатка пальца. Способ проверки отпечатка пальца содержит этапы, на которых отправляют открытую часть эталона, принимают выровненную матрицу спектральных данных, определяют разницу матриц между матрицей спектральных данных эталона и выровненной матрицей спектральных данных, сравнивают разность матриц с пороговым значением и выводят результат. Технический результат - повышение безопасности и достоверности проведения операции идентификации. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Устройство ввода образца отпечатка пальца, содержащее
устройство считывания отпечатка пальца, выполненное с возможностью считывания образца отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема открытой части эталона отпечатка пальца;
обнаружитель совпадений выравниваний, выполненный с возможностью определения значения поворота и значения сдвига из упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца и упомянутого образца отпечатка пальца;
генератор матриц, выполненный с возможностью нахождения выровненной матрицы спектральных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца; и
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой выровненной матрицы спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
2. Устройство ввода образца отпечатка пальца по п.1, в котором упомянутый обнаружитель совпадений выравниваний дополнительно выполнен с возможностью вывода сигнала прерывания.
3. Устройство проверки отпечатка пальца, содержащее запоминающее устройство, выполненное с возможностью запоминания матрицы спектральных данных эталона и открытой части эталона отпечатка пальца;
передатчик, выполненный с возможностью отправки упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца на устройство ввода образца отпечатка пальца;
приемник, выполненный с возможностью приема выровненной матрицы спектральных данных от упомянутого устройства ввода образца отпечатка пальца;
процессор, выполненный с возможностью определения выходного сигнала спектрального сравнения упомянутой матрицы спектральных данных эталона и упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, содержащий
матричный компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутой выровненной матрицы спектральных данных с упомянутой матрицей спектральных данных эталона и вывода значения результата сравнения; и
пороговый компаратор, выполненный с возможностью сравнения упомянутого значения сравнения с пороговым значением сравнения и вывода результата сравнения; и
устройство вывода упомянутого результата сравнения.
4. Устройство проверки отпечатка пальца по п.3, в котором упомянутый матричный компаратор содержит устройство вычитания матриц, выполненное с возможностью вычитания упомянутой выровненной матрицы спектральных данных из упомянутой матрицы спектральных данных эталона для получения матрицы разности, и устройство суммирования матриц, выполненное с возможностью суммирования упомянутой матрицы разности.
5. Устройство проверки отпечатка пальца по п.4, содержащее преобразователь смещения матрицы, выполненный с возможностью прибавления смещения к упомянутой матрице разности.
6. Устройство проверки отпечатка пальца по п.4, содержащее устройство взвешивания матрицы, выполненное с возможностью взвешивания упомянутой матрицы разности в соответствии с матрицей весов.
7. Устройство проверки отпечатка пальца по п.4, в котором упомянутый матричный компаратор содержит генератор количественных показателей, выполненный с возможностью определения количественного показателя для каждого элемента матрицы разности.
8. Способ выравнивания образца отпечатка пальца, содержащий этапы, на которых:
считывают образец отпечатка пальца;
принимают открытую часть эталона отпечатка пальца;
осуществляют поиск совпадения сдвига и совпадения поворота между упомянутым образцом отпечатка пальца и упомянутой открытой частью эталона отпечатка пальца;
определяют значение поворота для упомянутого совпадения поворота и значение сдвига для упомянутого совпадения сдвига;
генерируют выровненную матрицу спектральных данных из упомянутого значения сдвига, упомянутого значения поворота и упомянутого образца отпечатка пальца и
отправляют упомянутую выровненную матрицу спектральных данных на устройство проверки отпечатка пальца.
9. Способ по п.8, в котором упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота содержит этапы, на которых для множества сдвигов и поворотов сравнивают изображения упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
10. Способ по п.8, в котором упомянутый поиск совпадений сдвига и поворота содержит этапы, на которых для множества сдвигов и поворотов сравнивают преобразования упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
11. Способ по п.8, в котором упомянутый поиск совпадения сдвига и поворота содержит этапы, на которых для множества сдвигов и поворотов сравнивают точки мелких подробностей упомянутого образца отпечатка пальца и упомянутой открытой части эталона отпечатка пальца.
12. Способ по п.8, дополнительно содержащий этапы, на которых
определяют, найдено ли какое-либо совпадение, и прекращают выполнение способа, если никакое совпадение не найдено.
13. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
упорядочивают упомянутый образец отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
разделяют упомянутый упорядоченный образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы;
преобразовывают каждый из элементов в частотную область для формирования преобразованной матрицы и присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной матрице.
14. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
преобразовывают упомянутый образец отпечатка пальца в частотную область;
разделяют упомянутый преобразованный образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной матрицы;
упорядочивают упомянутую преобразованную матрицу в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига и
присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой упорядоченной преобразованной матрице.
15. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
разделяют упомянутый образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования матрицы образца отпечатка пальца;
упорядочивают упомянутую матрицу образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
преобразовывают упомянутый образец отпечатка пальца в частотную область и
присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
16. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
упорядочивают упомянутый образец отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
преобразовывают упомянутый упорядоченный образец отпечатка пальца в частотную область;
разделяют упомянутый преобразованный упорядоченный образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной упорядоченной матрицы образца отпечатка пальца и присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
17. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
преобразовывают упомянутый образец отпечатка пальца в частотную область;
упорядочивают упомянутый преобразованный образец отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига;
разделяют упомянутый упорядоченный преобразованный образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования преобразованной упорядоченной матрицы образца отпечатка пальца и присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой преобразованной упорядоченной матрице образца отпечатка пальца.
18. Способ по п.8, в котором этап генерирования выровненной матрицы спектральных данных дополнительно содержит этапы, на которых:
разделяют упомянутый образец отпечатка пальца на множество элементов матрицы для формирования матрицы образца отпечатка пальца;
преобразовывают упомянутую матрицу образца отпечатка пальца в частотную область;
упорядочивают упомянутую преобразованную матрицу образца отпечатка пальца в соответствии с определенными значениями поворота и сдвига и присваивают набор значений параметра каждому элементу упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, соответствующей упомянутой упорядоченной преобразованной матрице образца отпечатка пальца.
19. Способ проверки отпечатка пальца, включающий в себя этапы, на которых:
отправляют открытую часть эталона отпечатка пальца;
принимают, в качестве ответа на упомянутую отправку упомянутой открытой части упомянутого эталона отпечатка пальца, выровненную матрицу спектральных данных, соответствующую образцу отпечатка пальца;
определяют меру разности между матрицей спектральных данных эталона, соответствующей эталону отпечатка пальца, и упомянутой выровненной матрицей спектральных данных;
сравнивают упомянутую меру разности матриц с пороговым значением и обеспечивают выходной сигнал, зависящий от упомянутого сравнения.
20. Способ по п.19, в котором упомянутый этап определения разности дополнительно содержит этапы, на которых:
вычисляют для параметра меру разности элементов между каждым соответствующим элементом упомянутой выровненной матрицы спектральных данных и упомянутой матрицей спектральных данных эталона;
объединяют упомянутые меры разности элементов и
назначают упомянутую меру разности матриц в качестве объединенных
мер разности элементов.
21. Способ по п.20, в котором упомянутым параметром являются фаза, частота или направление, или любая сложная их комбинация.
22. Способ по п.20, дополнительно содержащий этап, на котором устанавливают упорядоченные меры разности элементов на ноль, когда значение элемента упомянутой выровненной матрицы спектральных данных, либо упомянутой матрицы эталона, либо и той и другой является неопределенным.
23. Способ по п.20, дополнительно содержащий этап, на котором взвешивают упомянутые меры разности элементов в зависимости от соответствующего положения элемента.
24. Способ по п.20, дополнительно содержащий этапы, на которых прибавляют смещение к упомянутым мерам разности элементов, причем упомянутое смещение равно, по существу, половине динамического диапазона упомянутых мер разности.
25. Способ по п.19, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением содержит этап, на котором сравнивают разности для первого параметра с первым пороговым значением, и,
если упомянутое сравнение указывает разность, большую, чем упомянутое первое пороговое значение, разность для второго параметра сравнивается со вторым пороговым значением; или
если упомянутое сравнение указывает разность, меньшую, чем упомянутое первое пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как прошедший проверку.
26. Способ по п.25, в котором упомянутый этап сравнения упомянутой разности матриц с пороговым значением, если упомянутое сравнение между упомянутым вторым параметром и упомянутым вторым пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое второе пороговое значение, дополнительно содержит этапы, на которых
вычисляют объединенное значение разности из упомянутых первого и второго параметров;
сравнивают упомянутое объединенное значение разности с третьим пороговым значением и
если упомянутое сравнение упомянутого объединенного значения разности с упомянутым третьим пороговым значением указывает разность, меньшую, чем упомянутое третье пороговое значение, то упомянутый образец отпечатка пальца указывается как проверенный.
| US 20010016055 A1, 23.08.2001 | |||
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
| US 6718052 В1, 06.04.2004 | |||
| US 4817183 А, 28.03.1989 | |||
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПАПИЛЛЯРНОГО УЗОРА | 1993 |
|
RU2051415C1 |
| СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ | 1997 |
|
RU2213998C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЕМКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ | 1998 |
|
RU2207626C2 |
