Система идентификации изображений

Система идентификации изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предшествующий уровень техники

Настоящее изобретение, в целом, относится к системам идентификации изображений. В частности, настоящее изобретение относится к способам и процедурам для повышения производительности и надежности систем идентификации изображений.

Системы идентификации изображений использовались ранее, в частности, как системы идентификации биометрических изображений. Один тип системы идентификации биометрических изображений представляет собой систему идентификации отпечатков пальцев. В системе идентификации отпечатков пальцев пользователь помещает подушечку пальца на сканирующую поверхность устройства считывания изображения отпечатка пальца. Каждый гребешковый вырост эпидермиса (кожного покрова) усеян потовыми железами, которые создают увлажнение, которое, в сочетании с маслянистыми выделениями и другими веществами, обычно присутствующими на подушечке пальца, позволяют сканировать изображение отпечатка пальца. (Настоящее изобретение можно также успешно применять к изображениям, генерируемым считывающими устройствами, которые не используют влагосодержание кожи для восприятия (захвата) изображения). Устройство считывания изображения отпечатка пальца создает сканированное изображение, воспринимая картину характеристик папиллярных выростов отпечатка пальца, присутствующих на подушечке пальца. Многие системы предусматривают сравнение изображения с базой данных других сохраненных изображений отпечатков пальцев или моделей изображения отпечатка пальца для проверки, аутентификации или некоторой другой формы анализа.

Реализация технологии идентификации отпечатков пальцев в защитных системах позволяет обеспечить их надежность и простоту применения. Эти преимущества проистекают из того факта, что технология не требует, чтобы пользователь системы хранил какой-либо фрагмент информации, например пароль, личный идентификационный номер, их комбинацию или какой-либо другой код. Также пользователь не обязан иметь карту, ключ или какое-либо другое физическое устройство для получения доступа к защищенной среде. Защитный ключ аутентификации отпечатка пальца, в отличие от защитного ключа аутентификации на основе информации или владения, почти невозможно потерять, украсть или забыть.

Развитию практических приложений системы безопасности, в которой используется технология идентификации изображения, препятствует отсутствие, в целом, повторяемости данных от одного сканированного изображения к другому. В частности, физические изменения, присутствующие в среде устройства считывания отпечатков пальцев, могут приводить к существенным несовпадениям между одним сканированным изображением отпечатка пальца и последующим сканированным изображением того же самого отпечатка пальца. Различия в температуре, величине давления, приложенного к сканирующей поверхности, влагосодержания пальца, а также влияние лекарств и различия в кровяном давлении могут способствовать существенным несовпадениям между сканированными изображениями. Эти несовпадающие результаты препятствуют развитию большинства приложений технологии идентификации отпечатков пальцев, поскольку несоответствующие данные приводят к неприемлемо высокому количеству ложных признаний (множественные идентификации, включающие в себя совпадения с посторонними лицами) и ложных отказов (отсутствие распознавания зарегистрированного пользователя) для приложений, где может требоваться осуществление мгновенных и неконтролируемых сравнений сканированных изображений отпечатка пальца с базой данных изображений отпечатков пальцев или моделей отпечатков пальцев. Другая проблема, связанная со многими системами идентификации изображений, состоит в малом объеме данных, собираемых обычной системой из каждого изображения. Например, большинство систем идентификации отпечатков пальцев являются подетальными, что обычно означает, что каталогизируются и доступны для анализа только мостики, островки и раздвоения. Идеальное сканирование изображения, осуществляемое подетальной системой, будет обычно собирать максимум, приблизительно, 50 полезных точек данных, и это количество может дополнительно снижаться за счет точек данных, которые могут не появляться в сканированном изображении в силу рассмотренных ранее помех в среде устройств считывания изображения. Различительная способность обычной системы подетальной идентификации не подходит для приложений, требующих мгновенных и точных сравнений, которые нужно делать между изображением, сканированным в режиме реального времени, и базой данных потенциально совпадающих изображений или моделей. Кроме того, системы, которые собирают только малое количество полезных точек данных, более восприимчивы к мошеннически созданным поддельным отпечаткам пальцев.

Еще одна проблема, связанная с системой идентификации усредненного изображения, состоит в том, что она обеспечивает неэффективную модель для осуществления сравнений между изображением, сканированным в режиме реального времени, и базой данных потенциально совпадающих изображений или моделей. Большинство систем сравнивают изображение, сканированное в режиме реального времени, или модель, построенную на основании этого сканирования, с каждым изображением или каждой моделью из базы данных изображений или моделей, по принципу «одно с одним», пока не будет обнаружена совпадающая пара. В зависимости от размера базы данных время, необходимое для отыскания совпадающей пары, может быть значительным.

В силу этих классических ограничений технологии идентификации изображений приложения идентификации изображений обычно ограничивались использованием в средах с низким уровнем защиты и/или контроля, в которых быстрая обработка не является приоритетной. Например, многие правоохранительные органы, которые в настоящее время используют системы идентификации отпечатков пальцев, действуют в рамках подетального совпадения. Подетальная система может быть пригодна в такой среде, где специалист по дактилоскопии имеет достаточно времени для того, чтобы контролировать систему и действовать как арбитр в случаях множественных совпадений с оперативной базой данных.

Подетальные системы и другие традиционные системы идентификации отпечатков пальцев непригодны для неконтролируемых приложений массового потребления, например банкоматов, которые содержат систему идентификации отпечатков пальцев и требуют от пользователя предоставить действительное сканированное изображение отпечатка пальца при использовании банковской карты для осуществления финансовой транзакции. Кроме того, традиционные системы не пригодны в качестве систем аутентификации, предназначенных для избирательного и мгновенного предоставления доступа к местам и устройствам, например компьютерам, компьютерным сетям, промышленным установкам, автомобилям и бытовым приборам, на основании получения авторизованного изображения. Экономичное и эффективное функционирование этих типов приложений зависит от уровня быстроты и точности анализа, который, по существу, не достижим для традиционной системы идентификации изображений отпечатков пальцев.

Другое преимущество, связанное с системой аутентификации, которая включает в себя идентификацию изображений, состоит в регулируемости системы, т.е. возможности регулировать уровень различения или критерии совпадения в зависимости от характера охраняемой среды и соответствующего требуемого уровня безопасности. Вследствие неповторяемости данных, ложных признаний совпадения и ложных отклонений совпадения диапазон и количество уровней, в которых можно регулировать традиционную систему идентификации изображений, весьма ограничены. Такая система может вообще не подлежать регулировке. Даже наивысший уровень различения в традиционной системе обеспечивает существенно ограниченную степень различения.

Сущность изобретения

Способы и процедуры для повышения производительности и надежности анализа изображения в системе идентификации изображении включают в себя ряд функций оценки изображений, предназначенных для быстрой обработки части имеющихся данных сканированного изображения и обеспечения обратной связи с пользователем системы в отношении качества и аутентичности изображения. Согласно одному варианту осуществления, если оценка изображения приводит к заключению о том, что сканированное изображение является мошенническим или имеет недостаточное качество, то обработка изображения прерывается.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает функции, предназначенные для создания моделей изображения на основании исходных данных изображения и для внесения таких моделей изображения в поисковую базу данных. Согласно одному варианту осуществления создание модели изображения предусматривает анализ данных изображения, принятых от устройства считывания изображения, и происходящих из них новых наборов данных и манипулирование ими. Модели изображения, зарегистрированные в поисковой базе данных, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, можно получать из одной операции сканирования объекта или из двух или более операций сканирования того же объекта.

Настоящее изобретение также предусматривает функции сравнения одной модели изображения с другой. Согласно одному варианту осуществления, ряд алгоритмов сдвига и поворота применяют к, по меньшей мере, одной модели изображения, пока не идентифицируют позицию наилучшего сравнения двух моделей. Вычисляют оценку, выражающую соотношение между двумя моделями изображения, или долю элементов данных, являющихся общими для них. Согласно одному варианту осуществления уровень подобия, необходимый, чтобы две модели изображения можно было считать совпадающими, является регулируемым.

Наконец, настоящее изобретение предусматривает функции для осуществления быстрого определения, какая, если таковая имеется, из возможных тысяч (или более, т.е. миллионов и даже сотен миллионов) моделей изображения в поисковой базе данных проявляет нужный уровень подобия при сравнении с целевой моделью изображения. Согласно одному варианту осуществления, вместо того, чтобы конкретно сравнивать модели, задают набор индексных ключей базы данных, описывающих характеристики другой модели изображения, что позволяет производить общие, а не конкретные, сравнения. Согласно одному варианту осуществления, уровни различения могут быть регулируемыми.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема системы формирования изображения отпечатка пальца.

Фиг. 2 - блок-схема операций алгоритма, выполняемых в системе формирования изображения отпечатка пальца, отвечающей настоящему изобретению.

Фиг. 3 - наглядное представление иллюстративного набора параметров сканирования изображения.

Фиг. 4 - блок-схема набора процедурных компонентов, соответствующих операциям оценивания изображения, показанным на фиг. 2.

Фиг. 5 - иллюстрация первичного сканированного изображения.

Фиг. 6 - иллюстрация промежуточного изображения, полученного в соответствии с операциями предварительной обработки, показанным на фиг. 4.

Фиг. 7 - иллюстрация монохромного изображения, полученного в соответствии с операциями предварительной обработки, показанными на фиг. 4.

Фиг. 8А - иллюстрация монохромного изображения, полученного с источника в виде лавсановой пленки с использованием светодиодного источника света в устройстве считывания изображения.

Фиг. 8В - иллюстрация монохромного изображения, полученного с бумажного источника с использованием светодиодного источника света в устройстве считывания изображения.

Фиг. 9А - иллюстрация монохромного изображения, полученного с источника в виде лавсановой пленки с использованием инфракрасного источника света в устройстве считывания изображения.

Фиг. 9В - иллюстрация монохромного изображения, полученного с бумажного источника с использованием инфракрасного источника света в устройстве считывания изображения.

Фиг. 9С - иллюстрация монохромного изображения, полученного с источника в виде живого пальца с использованием инфракрасного источника света в устройстве считывания изображения.

Фиг. 10 - иллюстрация монохромного изображения после выполнения контурной трассировки в соответствии с операциями генерации таблицы крутизны, показанными на фиг. 4.

Фиг. 11 - иллюстрация монохромного изображения с наложением крутизны на основании таблицы крутизны, созданной в соответствии с операциями генерации таблицы крутизны, показанными на фиг. 4.

Фиг. 12 - иллюстрация гистограммы, созданной в соответствии с операциями генерации гистограммы, показанными на фиг. 4.

Фиг. 13 - иллюстрация гистограммы, перекрывающей первичное сканированное изображение, из которого получена гистограмма.

Фиг. 14 - иллюстрация ячейки гистограммы.

Фиг. 15 - блок-схема набора процедурных компонентов, соответствующих операциям создания модели, показанным на фиг. 2.

Фиг. 16 - блок-схема набора процедурных компонентов, соответствующих операциям предварительной обработки, показанным на фиг. 15.

Фиг. 17 - иллюстрация скорректированного первичного сканированного изображения.

Фиг. 18 - иллюстрация промежуточного изображения, полученного в соответствии с операциями предварительной обработки, показанными на фиг. 15.

Фиг. 19 - иллюстрация улучшенного изображения.

Фиг. 20 - иллюстрация монохромного изображения, полученного в соответствии с операциями предварительной обработки, показанными на фиг. 15.

Фиг. 21 - иллюстрация монохромного изображения после обнаружения и заливки иррегулярностей в изображении.

Фиг. 22 - иллюстрация залитого монохромного изображения.

Фиг. 23 - иллюстрация сглаженного и залитого монохромного изображения.

Фиг. 24 - наглядное представление альтернативного набора иллюстративных параметров сканирования изображения.

Фиг. 25 - иллюстрация монохромного изображения после выполнения контурной трассировки в соответствии с операциями генерации таблицы крутизны, показанными на фиг. 15.

Фиг. 26 - иллюстрация монохромного изображения с наложением крутизны на основании таблицы крутизны, созданной в соответствии с операциями генерации таблицы крутизны, показанными на фиг. 15.

Фиг. 27 - блок-схема набора процедурных компонентов, соответствующих операциям генерации каркаса, показанным на фиг. 15.

Фиг. 28 - иллюстрация монохромного изображения после первого удаления пикселей из папиллярных линий изображения.

Фиг. 29 - иллюстрация монохромного изображения с исчерпывающим представлением проходов удаления пикселей, произведенных в ходе утончения монохромного изображения до самых центральных пикселей папиллярных линий.

Фиг. 30 - иллюстрация фиг. 29, дополнительно включающая в себя наложение утоненного монохромного изображения, имеющего первичные линии каркаса.

Фиг. 31 - иллюстрация утоненного монохромного изображения с первичными линиями каркаса.

Фиг. 32 - иллюстрация утоненного монохромного изображения после удаления избыточных пикселей из первичных линий каркаса.

Фиг. 33 - иллюстрация соотношения между утоненным монохромным изображением после удаления избыточных пикселей и соответствующим монохромным изображением.

Фиг. 34 - иллюстрация утоненного монохромного изображения с удаленными избыточными пикселями, которое содержит представление данных из таблицы концевых точек.

Фиг. 35 - иллюстрация утоненного монохромного изображения с удаленными избыточными пикселями, которое содержит представление данных из таблицы центральных точек.

Фиг. 36 - иллюстрация очищенного набора линий каркаса.

Фиг. 37 - иллюстрация, демонстрирующая соотношение между очищенным набором линий каркаса и соответствующим монохромным изображением.

Фиг. 38 - иллюстрация, демонстрирующая соотношение между дополнительно очищенным набором линий каркаса, включающим в себя фиксированные концевые точки, и соответствующим монохромным изображением.

Фиг. 39 - иллюстрация, демонстрирующая соотношение между дополнительно очищенным набором линий каркаса, включающим в себя фиксированные и соединенные концевые точки, и соответствующим монохромным изображением.

Фиг. 40 - графическое представление элемента изображения, относящегося к раздвоению в отпечатке пальца.

Фиг. 41 - графическое представление элемента изображения, относящегося к мостику в отпечатке пальца.

Фиг. 42 - иллюстрация каркасного изображения отпечатка пальца, где оцененные мостики и раздвоения обведены кружками.

Фиг. 43 - иллюстрация каркасного изображения отпечатка пальца, где оцененные мостики и раздвоения обведены кружками и сегменты векторов трассированы.

Фиг. 44 - блок-схема набора процедурных компонентов, связанных с процессом сравнения изображений по принципу «одно с одним».

Фиг. 45 - блок-схема набора процедурных компонентов, связанных с процессом сравнения изображений по принципу «одно со многими» с помощью базы данных.

Фиг. 46 - блок-схема набора процедурных компонентов, связанных с другим процессом сравнения изображений по принципу «одно со многими» с помощью базы данных.

Подробное описание иллюстративных вариантов осуществления

Настоящее изобретение, в целом, относится к способом и процедурам для повышения производительности и надежности систем идентификации изображения. Принципы изобретения применимы в системах, предназначенных для работы с широким диапазоном типов изображений, в том числе, но не исключительно, изображениями автомобильных номерных знаков, графическими изображениями и текстовыми изображениями. Кроме того, настоящее изобретение предусматривает способы и процедуры, особенно пригодные для повышения производительности и надежности систем идентификации изображений отпечатков пальцев. Хотя в оставшейся части подробного описания настоящее изобретение будет рассмотрено в отношении систем идентификации изображений отпечатков пальцев, следует понимать, что принципы настоящего изобретения с тем же успехом применимы к другим типам систем идентификации изображений.

На фиг. 1 показана блок-схема системы 10 формирования изображения отпечатка пальца, в которой применимы способы и процедуры согласно настоящему изобретению. Система 10 формирования изображения содержит считывающий модуль 12, анализатор/обработчик 14 изображения и поисковую базу данных 16, которая дополнительно содержит выход 15. Считывающий модуль 12 может представлять собой любую из ряда известных систем, способных сканировать изображение отпечатка пальца и переносить данные, относящиеся к изображению, на анализатор изображений, например анализатор/обработчик 14 изображений.

Во многих случаях считывающий модуль 12 содержит оптическое устройство, содержащее отражающую поверхность, предназначенную для приема пальца, изображение которого нужно создать. Свет поступает в оптическое устройство от излучателя света, и оптическое изображение пальца отражается от оптического устройства в модуль формирования изображения, который принимает изображение и создает аналоговый сигнал изображения, соответствующий полученному оптическому сигналу. Во многих системах аналоговый сигнал поступает на традиционный аналого-цифровой преобразователь, который создает цифровое представление аналогового сигнала. Цифровой сигнал переформатируется в оцифрованное изображение, которое можно сохранять, и которым, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, можно манипулировать. Наконец, оцифрованное изображение поступает от считывающего модуля на анализатор/обработчик 14 изображений. Конкретный вид анализатора/обработчика 14 изображений зависит от приложений, но в целом он анализирует принятые данные изображения для широкого круга целей и приложений.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, как будет более подробно рассмотрено ниже, анализатор/обработчик 14 изображений создает модель изображения на основании конкретных особенностей и характеристик каждого изображения, принятого от считывающего модуля 12. Эти модели изображений являются более чем факсимиле связанных с ними изображений отпечатков пальцев и включают в себя уникальный диапазон элементов данных, которые обеспечивают аналитические возможности, составляющие часть настоящего изобретения.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения анализатор/обработчик 14 изображений сравнивает элементы данных одной модели изображения с элементами данных, по меньшей мере, одной другой модели изображения, хранящейся в поисковой базе данных 16. Модели изображения, содержащиеся в базе данных 16, соответствуют ранее полученным сканированным изображениям, тогда как сравниваемая модель изображения обычно соответствует сканируемому в данный момент изображению. Система 10 формирования изображения отпечатка пальца благодаря использованию этого процесса способна быстро и эффективно определять, подобна ли по существу модель изображения, соответствующая сканируемому в данный момент отпечатку пальца, какой-либо из моделей изображения, включенных в поисковую базу данных 16. Как будет более подробно рассмотрено ниже, для признания совпадения системе 10 требуется конкретный уровень подобия. Согласно одному варианту осуществления необходимый уровень подобия является регулируемым, и его можно регулировать в зависимости от характера среды, для обеспечения защиты которой предназначена система 10. Таким образом, система 10 формирования изображения отпечатка пальца обеспечивает эффективную и точную систему идентификации изображения отпечатка пальца, которую можно использовать, например, как меру защиты, чтобы определить, следует ли авторизовать человека, поместившего палец на считывающий модуль 12, для входа в комнату, для доступа к банковскому счету или для осуществления каких-либо других действий.

Согласно фиг. 1, поисковая база данных 16 включает в себя выход 15. Точный характер выхода 15 зависит от контекста применения системы 10 формирования изображений. Например, выход 15 может представлять собой указатель идентификации изображения, содержащегося в поисковой базе данных 16, которое по существу совпадает с изображением, отсканированным считывающим модулем 12. Это всего лишь один пример из многих возможных форм выхода 15.

На фиг. 2 показана блок-схема последовательности операций, производимых в системе 10, в частности в анализаторе/обработчике 14, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Процесс начинается, когда анализатор/обработчик 14 принимает данные изображения от считывающего модуля 12. Приняв данные изображения, анализатор/обработчик 14 изображений сначала выполняет ряд функций оценивания изображения, обозначенные блоком 18 на фиг. 2.

Подробности, относящиеся к оцениванию 18 изображения, будут рассмотрены более подробно со ссылкой на фиг. 4. В целом, оценивание 18 изображения предусматривает быструю обработку части доступных данных изображения, позволяющую гарантировать, что принятое изображение создано путем сканирования реального отпечатка пальца (в отличие от мошеннического отпечатка пальца) и имеет достаточное качество для обработки. Согласно одному варианту осуществления, если в результате процесса оценивания изображения оказывается, что сканированное изображение является мошенническим или имеет недостаточное качество, то обработка изображения останавливается или прерывается. В этом случае пользователю системы предоставляется обратная связь, относящаяся к идентифицированным несоответствиям, и он может продолжать обработку только после исправления несоответствий. В процессе оценивания 18 изображения обрабатывается лишь часть имеющихся данных изображения, что ускоряет обработку и обеспечивает обратную связь с пользователем системы, по существу, в режиме реального времени.

На этапе, следующим за оцениванием изображения, который обозначен блоком 20 на фиг. 2, создается модель изображения. Создание 20 модели описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 15. В целом, создание 20 модели предусматривает анализ данных изображения, принятых от считывающего модуля 12, и манипулирование ими. В силу возрастающей потребности в точности данные изображения, обрабатываемые в процессе создания 20 модели, являются полным набором данных изображения, в отличие от частичного набора, обрабатываемого в процессе оценивания 18 изображения. Хотя процедура создания и сборки модели изображения будет более подробно описана ниже, подчеркнем, что модель изображения является совокупностью данных, основанной на исходном изображении отпечатка, и не является факсимиле исходного изображения отпечатка.

После создания модели изображения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения модель изображения используется для одной из двух целей. Первая, как указано на фиг. 2, это регистрация 22 модели. Регистрация 22 модели - это процесс ввода модели в поисковую базу данных 16 и каталогизация в ней. Модели изображений, регистрируемые в базе данных 16, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, можно получать либо из одного сканированного изображения отпечатка пальца, либо из двух или более сканированных изображений одного и того же отпечатка пальца. Когда для создания модели изображения используются два или более сканированных изображения, в модели изображения выявляются согласующиеся элементы модели, наблюдаемые от сканирования к сканированию. Несогласующиеся элементы модели, например расхождения в данных изображения, являющиеся результатом вышеупомянутых изменений среды считывающего модуля, исключаются.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, когда в процессе регистрации 22 модели используются два или более сканированных изображения, палец удаляют из считывающего модуля 12 после каждой операции сканирования, а затем опять помещают на место перед следующей операцией сканирования. Согласно другому варианту осуществления, между операциями сканирования может пройти значительное время. Поскольку внешние факторы, как то давление пальца, влажность пальца и размещение пальца, могут изменяться от сканирования к сканированию, удаление пальца со считывающего модуля 12 между операциями сканирования повышает вероятность того, что несогласованности среды будут устранены, поскольку они не проявляются в каждой отдельной операции сканирования.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения другая цель, для которой можно использовать модель изображения, это сравнение 24 моделей, обозначенное блоком 24 на фиг. 2. Сравнение 24 моделей более подробно описано ниже. В целом, сравнение 24 моделей - это процесс, который можно использовать для сравнения одной модели изображения с другой. Сравнение 24 моделей осуществляется путем применения ряда алгоритмов сдвига и поворота к, по меньшей мере, одной из моделей изображения, пока не будет найдена позиция, в которой две модели можно сравнивать наилучшим образом. Затем вычисляют оценку, выражающую соотношение или долю элементов данных, которые являются общими между двумя моделями изображения.

Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, вместо сравнения 24 моделей или совместно с ним можно осуществлять поиск 26 в базе данных, что обозначено блоком 26 на фиг. 2. Поиск 26 в базе данных более подробно описан ниже. В целом, поиск 26 в базе данных предусматривает быстрое и эффективное определение, какая, если таковая существует, из, возможно, тысяч или даже миллионов моделей изображения в базе данных 16 проявляет требуемый уровень подобия при сравнении с целевой моделью изображения. Согласно одному варианту осуществления, целевая модель изображения - это модель изображения, связанная со сканируемым данный момент изображением. Вместо того, чтобы сравнивать модели изображений конкретно, задают набор ключей базы данных, которые описывают различные характеристики модели изображения, что позволяет производить общие, а не конкретные сравнения в процессе поиска 26 в базе данных. Нужный уровень подобия является регулируемым, и его можно выбирать на основании требуемой скорости обработки, требуемого уровня безопасности и других характеристик среды, для защиты которой предназначена система 10.

Подчеркнем, что почти все способы и процедуры, согласно настоящему изобретению, за исключением процедуры антиспуфинга (получения доступа путем обмена), рассмотренной ниже в этой заявке, не зависят от конкретного вида считывающего модуля 12 и могут быть настроены для работы с использованием любой технологии считывания. Однако в целях иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения будет рассмотрен иллюстративный набор параметров сканирования изображения, соответствующих иллюстративному считывающему модулю 12. В частности, иллюстративные параметры будут соответствовать устройству считывания отпечатков пальцев SACcat™, предлагаемому и продаваемому фирмой Secured Access Control Technologies (работающей под названием BIO-key International), Иган, Миннесота.

На фиг. 3 наглядно представлены детали, относящиеся к иллюстративному набору параметров сканирования изображения. Иллюстративные параметры указаны в целом позицией 28 и не критичны для настоящего изобретения. Иллюстративный считывающий модуль 12, который выдает иллюстративные параметры 28, в данном примере включает в себя камеру, имеющую характеристическое (форматное) отношение 4 к 3, и обеспечивает 64 уровня серого, хотя ни одно из значений не критично для настоящего изобретения. Согласно фиг. 3, параметры 28 сканирования изображения включают в себя область 30 сканирования, которая больше области 32 обработки. Область 32 обработки является частью области 30 сканирования и единственной частью области 30 сканирования, которая обеспечивает данные, фактически воспринимаемые для анализа. В области 30 сканирования имеется 510 строк и 488 пикселей на строку. В целях упрощения объяснения настоящего изобретения предполагается, что считывающий модуль 12 не создает линейного искажения, обусловленного оптикой (предполагается плоское изображение).

На фиг. 4 представлена блок-схема набора процедурных компонентов, соответствующих операциям оценивания 18 изображения, показанным на фиг. 2. Подчеркнем, что основная цель оценивания 18 изображения состоит в том, чтобы гарантировать, что данные изображения, принятые анализатором/обработчиком 14 изображения от считывающего модуля 12, являются результатом сканирования не мошеннического отпечатка пальца и имеют достаточное качество для дальнейшей обработки изображения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, о чем было сказано выше, все функции оценивания 18 изображения выполняются с использованием части данных изображения, потенциально доступных для анализа. Согласно одному варианту осуществления, анализатор/процессор 14 принимает полный набор данных изображения от считывающего модуля 12, но использует для анализа при оценивании 18 изображения только каждую вторую строку и каждый второй пиксель информации. Иными словами, в ходе оценивания 18 изображения анализируется только четверть данных в области обработки 32. Цель обработки только части имеющихся данных состоит в ускорении обработки и, таким образом, в обеспечении обратной связи в отношении качества и аутентичности изображения, предоставляемой пользователю системы, по существу, в режиме реального времени. Получив обратную связь в режиме реального времени, пользователь системы может регулировать параметры (изменять давление, приложенное к сканирующей поверхности, создавать не мошеннический источник изображения, вытирать избыточную влагу с пальца и т.д.), пока не исправит всю негативную обратную связь, и результат сканирования изображения не приобретет достаточное качество для дальнейшей обработки изображения.

В частности, оценивание 18 изображения начинается с предварительной обработки 34 (см. фиг. 4). Когда анализатор/обработчик 14 получает данные изображения от считывающего модуля 12, они представляют собой первичный результат сканирования, который также именуют форматом шкалы уровней серого. Главной целью предварительной обработки 34 является уменьшение объема данных. В частности, целью является преобразование первичного сканированного изображения в монохромное изображение или двоичное изображение, что желательно для последующей обработки оценивания 18 изображения. Согласно одному варианту осуществления, предварительная обработка 34 применяется для преобразования первичного сканированного изображения в изображение, отдельные биты которого выражают белый или черный цвет.

В ходе предварительной обработки 34 от считывающего модуля 12 принимается первичное сканированное изображение, аналогичное первичному сканированному изображению 46 на фиг. 5, которое сначала преобразуется в промежуточное изображение, аналогичное промежуточному изображению 48 на фиг. 6. Согласно чертежам, промежуточное изображение 48 аналогично первичному сканированному изображению 46, но содержит улучшения основных особенностей. Для осуществления преобразования изображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, каждый пиксель промежуточного изображения 48 создают путем усреднения массива n×n пикселей (где n больше 1), взятого из первичного сканированного изображения 46. Согласно одному варианту осуществления применяются массивы 3×3 пикселей. Пиксель (новое значение пикселя) в строке y и столбце x промежуточного изображения 48 задают следующим образом:

Уравнение 1

Задать новое значение пикселя равным нулю.

Цикл по значениям х1 от х-1 до х+1

Цикл по значениям y1 от y-1 до y+1

Прибавить к новому значению пикселя значение пикселя с координатами х1 и y1 в первичном сканированном изображении

Разделить новое значение пикселя на 9.

Сохранить новое значение пикселя в буфере промежуточного изображения в строке y и столбце х.

Следующий этап предварительной обработки 34, согласно одному варианту осуществления, состоит в преобразовании промежуточного изображения 48 (фиг. 6) в монохромное изображение 50, показанное на фиг. 7. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения преобразование из промежуточного изображения 48 (фиг. 6) в монохромное изображение 50 (фиг. 7) осуществляется следующим образом. Каждый пиксель монохромного изображения создают, сравнивания среднее значение 5×5 для пикселя, взятого из промежуточного изображения 48, со средним значением 3×3 для того же местоположения пикселя. Следует указать, что, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, можно использовать другие размеры пиксельных массивов. Пиксель (новое значение пикселя) в строке y и столбце х монохромного изображения задают следующим образом:

Уравнение 2.

Установить значение среднее_1 равным нулю.

Цикл по значениям х1 от х-2 до х+2

Цикл по значениям y1 от y-2 до y+2

Прибавить к значению среднее_1 значение пикселя с координатами х1 и y1 в улучшенном изображении

Разделить значение среднее_1 на 25 (5, умноженное на 5).

Установить значение среднее_2 равным нулю.

Цикл по значениям х1 от х-1 до х+1

Цикл по значениям y1 от y-1 до y+1

Прибавить к значению average_2 значение пикселя с координатами х1 и y1 в улучшенном изображении

Разделить значение среднее_2 на 9 (3, умноженное на 3)

Если значение среднее_2 больше значения среднее_1

То установить значение пикселя равным нулю

Иначе, установить значение пикселя равным 255.

Сохранить значение пикселя в строке y и столбце х монохромного изображения.

Согласно фиг. 4, другим процессом, входящим в оценивание 18 изображения, является антиспуфинг 36. Чтобы использовать описанные здесь методы антиспуфинга в системе 10 формирования изображения отпечатка пальца, в состав системы должен входить считывающий модуль 12, содержащий как инфракрасный источник света, так и светодиодный источник света для освещения оптического устройства. Конечно, с помощью других считывающих устройств можно реализовать другие технологии антиспуфинга. Антиспуфинг 36 - это способ обнаружения неживого пальца, на