Способ и устройство для улучшенного сличения отпечатков пальцев

Способ и устройство для улучшенного сличения отпечатков пальцев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 диапа