專利名稱：指紋認證算法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于指紋認證算法和系統(tǒng)的。詳細地說，本發(fā)明是關(guān)于利用從指紋灰度圖中的脊、谷形狀內(nèi)得到的指紋的特征信息，將待對比的指紋畫像信息與指紋的模式進行對比的指紋認證算法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
指紋認證算法和系統(tǒng)是利用人的指紋的不同進而進行個人識別的系統(tǒng)。指紋認證算法和系統(tǒng)，詳細的說就是利用傳感器等指紋讀取方法，讀取對比人的指紋信息，并與預(yù)先提取、登記的指紋模板比對，進行個人識別的系統(tǒng)。
本指紋認證系統(tǒng)的匹配操作，是根據(jù)規(guī)定的算法進行的。這里所說的算法，根據(jù)規(guī)定的規(guī)則對輸入的畫像數(shù)值化，例如，作為特征信息記憶，根據(jù)判斷對比人的指紋信息里包含的這個特征信息是否在規(guī)定數(shù)目以上來進行本人確認。
圖1是傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)(提取特征點類型)的構(gòu)成的大致說明圖。如圖1所示，傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)1包含有，如，將指紋信息(從識別指紋的指紋傳感器2輸入的，根據(jù)沒有圖示的A/D變換回路被數(shù)字化的東西)變換為白(“0”)和黑(“1”)二值的二值化回路3、從利用二值化回路變換的指紋信息中提取特征信息的特征信息提取部4、記憶從特征信息提取部提取的特征信息的特征信息記憶部5、對比輸入的指紋信息和特征信息記憶部記憶的指紋信息，進行本人確認的對比部6。
指紋認證算法和系統(tǒng)通過比較已登錄的指紋與讀取的指紋，進行本人確認。下面說明利用如圖1所示的傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)的指紋對比方法。圖2是說明傳統(tǒng)特征信息例子的說明圖。
首先，說明利用如圖1所示的傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)進行指紋登錄的工程。指紋登錄者將指紋接近指紋傳感器2。然后，指紋傳感器2讀取指紋登錄者的指紋信息。沒有圖示的A/D變換回路，將指紋傳感器2讀取的指紋信息變換為數(shù)字信息。二值化回路3將A/D變換回路變換為數(shù)字信息的指紋信息，以規(guī)定的臨界值為基準，變換為白(“0”)和黑(“1”)二值。特征信息提取部4從指紋信息中提取特征信息。這時，所謂的特征信息可以是有關(guān)如圖2(a)所示的分支點8和，圖2(b)所示的端點9的位置和脊線的形狀的信息等。特征信息記憶部5將同時記憶特征信息提取部4提取的幾個到十幾個特征信息，例如登錄者的ID號碼、登錄者的姓名等有關(guān)登錄者的信息。這樣，向指紋信息記錄部的登錄就結(jié)束了。上述的操作可為多個人反復(fù)進行，多個人的指紋特征信息就分別同有關(guān)登錄人的信息一同被登錄了。
接下來，用圖1所示的傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)，說明為了進行本人確認的個人指紋對比工程。對比者向沒有圖示的指示裝置里輸入對比者的ID號碼和姓名等有關(guān)登錄人的信息。根據(jù)這一輸入的信息，對比部7就可進行如，根據(jù)ID號碼，決定指紋信息記錄部5的檢索范圍，讀取與ID號碼相關(guān)的登錄信息。
對比者，將預(yù)先登錄的手指(如中指)按在指紋傳感器2上。于是，該指紋將與已登錄的指紋的特征信息一樣，沒有圖示的A/D變換回路將指紋傳感器讀取的指紋信息變換為數(shù)字信息。二值化回路3將A/D變換回路變換為數(shù)字信息的指紋信息，以規(guī)定的臨界值為基準，變換為的白(“0”)和黑(“1”)二值。特征信息提取部4從指紋信息中提取特征信息。
對比部6讀取對比者的指紋信息和指紋信息記憶部5記憶的登錄者的特征情報，然后進行雙方的模式匹配。其結(jié)果，如果在對比者的指紋信息中包含有特征信息在10個以上等規(guī)定的基準值之上，則判定為指紋一致。其結(jié)果將在表示部7處顯示確認為本人。
以下，說明如圖1所示的傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)中的模式匹配的方法的例子。特征信息提取部4提取分支點和端點等的特征點，然后以特征點為中心將指紋畫像分割成復(fù)數(shù)的窗狀，準備復(fù)數(shù)的窗。特征信息提取部4記憶和特定的窗以外的窗的位置關(guān)系。
對比部6在對比時，在要對比的指紋信息上掃描上述的特定的窗。這個掃描，不僅使特定的窗進行縱向、橫向的變位，也進行規(guī)定的回轉(zhuǎn)移動掃描操作。并且，在特定的窗與要對比的指紋信息一致的情況下，記憶移動距離和與規(guī)定的回轉(zhuǎn)角有關(guān)的信息。然后，根據(jù)移動距離和有關(guān)規(guī)定的回轉(zhuǎn)角的信息，再現(xiàn)特定的窗和已登錄的指紋的特征點的復(fù)數(shù)窗。并且，判斷這個被再現(xiàn)的復(fù)數(shù)窗與要對比的指紋情報的類似性，進行本人確認對比。
在如圖1所示的傳統(tǒng)的對比系統(tǒng)中，特征信息記憶部5記憶的特征信息，有不適用于如圖2(a)及圖2(b)所示的不同點較少的手指的問題。
另外，如圖1所示的傳統(tǒng)的對比系統(tǒng)中，因為用于指紋對比的信息是二值化數(shù)據(jù)，在指紋有薄的隆線情況下，在一定條件下是以線段來表示的，或者在某時也存在什么也沒有的指紋，所以存在不能正確判斷的問題。
還有，在指紋對比方法中，無論用任何一種方法都不能達到100％的指紋識別。因此，希望開發(fā)混合的指紋對比方法(算法)，可增加指紋對比可能對象的指紋對比方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供迅速的高精度的指紋識別系統(tǒng)。另外本發(fā)明除了為解決上述的課題外，還為了提供與其它的系統(tǒng)(算法)能夠共用的系統(tǒng)(算法)。
為了解決上述的課題，本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，是通過將識別指紋的指紋傳感器輸入的指紋信息變換為二值的二值化方法；從利用前記的二值化方法變換的指紋信息里提取有關(guān)被指定形狀的特征信息的特征信息提取方法；記憶從利用前記特征信息提取方法提取的特征信息的特征信息記憶方法；利用前記的特征信息記憶方法記憶的特征信息多值化的多值化方法，將輸入的指紋信息和根據(jù)前記多值化方法得到的多值化的特征信息進行對比，進而進行本人確認的指紋認證算法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)提取有關(guān)被指定的形狀的特征信息，為了記憶，與傳統(tǒng)的對比分支點和端點的不同的系統(tǒng)比較起來，只需單純操作和很小的記憶容量就能記憶特征信息。另外，因為進行比較的特征信息的容量較小，所以能迅速對比指紋。
還有，本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，不進行傳統(tǒng)的白黑的二值模式配比，而是進行多值化后模式配比，所以能夠進行高精度指紋識別。在本發(fā)明中，提取有關(guān)被指定形狀的特征信息，為了記憶，用特征信息記憶方法記憶的信息量比傳統(tǒng)的結(jié)果少，因為傳統(tǒng)的信息量太多，不能形成灰色標度，進行指紋對比。
另外，根據(jù)本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，能夠提供與傳統(tǒng)不同的對比方法，所以可以與提供傳統(tǒng)的對比方法系統(tǒng)一起使用，在提高指紋對比精度的同時，可以擴大指紋對比對象的范圍。
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明。


圖1表示的是傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)(提取特征點類型)的構(gòu)成說明圖。
圖2是表示指紋的傳統(tǒng)的特征信息的例子的示意圖。圖2(a)是分支點9、圖2(b)是以端點為特點的指紋的一部分的示意圖。
圖3是本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的實施樣式的整體圖。
圖4是為了說明本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的特征信息的示意圖。
圖4(a)是垂直方向的特征點11、圖4(b)是水平方向的特征點12a、12b是成為特征信息的指紋的一部分的示意圖。
圖5是說明用于本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的指紋信息登錄工程例子的流程圖。
圖6是用于本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的指紋信息對比工程的例子的流程圖。
圖中符號的說明圖12---指紋傳感器3---二值化回路4---特征信息提取部5---指紋信息記憶部6---對比部7---表示部圖2(a)指紋的分支點(b)指紋的端點圖32---指紋傳感器3---二值化回路4---特征信息提取部5---指紋信息記憶部6---對比部7---表示部10---多值化回路圖4(a)垂直方向的特征點(b)水平方向的特征點圖5開始S101---指紋信息讀取工程S102---指紋信息二值化工程S103---二值化信息記憶工程結(jié)束圖6

開始S201---指紋信息讀取工程S202---指紋信息二值化工程S203---二值化信息記憶工程S204---特征情報多值化工程S205---指紋信息對比工程結(jié)束具體實施方式
(1.指紋認證算法和系統(tǒng)的構(gòu)成與操作)圖3是本發(fā)明指紋認證算法和系統(tǒng)的實施樣式流程圖。如圖3所示，本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)1，包括如，從識別指紋的指紋傳感器2輸入，利用沒有圖示的A/D變換回路將已數(shù)字化的指紋信息變換為“0”和“1”的二值的二值化回路3、根據(jù)二值化回路從已變換的指紋信息里提取特征信息的特征信息提取部4、記憶特征信息提取部提取的特征信息的特征信息記憶部5、多值化(灰色標度)特征信息記憶方法記憶的特征信息的多值化回路10、將輸入的指紋信息與多值化回路多值化的特征信息對比，進行本人確認的對比部6。另外，圖中的7是表示任意構(gòu)成要素的表示方法的表示部，例如，表示本人確認的結(jié)果。還有，圖3中的二值化回路3是相當于本發(fā)明的二值化方法，特征信息提取部4相當于本發(fā)明的特征信息提取方法，特征信息記憶部5相當于本發(fā)明的特征信息記憶方法，多值化回路10相當于本發(fā)明的多值化方法，對比部6相當于本發(fā)明的對比方法。
(1.1指紋傳感器)指紋傳感器2是讀取指紋的方法，也是讀取指紋之后，進行數(shù)字化處理等規(guī)定處理的方法。也就是，指紋傳感器上包含有A/D變換回路，將有關(guān)指紋傳感器讀取的指紋的畫像的模擬信息變換為數(shù)字信息是本發(fā)明的理想的實施樣式。所謂指紋傳感器可以使用光學(xué)式、靜電容量式、感壓式、感熱式、電解式、超音波式的傳感器等能夠用于指紋認證算法和系統(tǒng)的眾所周知的傳感器。
(1.2二值化回路)二值化回路3將沒有圖示的A/D變換回路變換的數(shù)字信息的指紋信息，以規(guī)定的臨界值為基準，變?yōu)椤?”和“1”。所謂的二值化回路是針對指紋畫像，從復(fù)數(shù)的臨界值選擇合適的臨界值，能將指紋畫像二值化的令人滿意的回路。
二值化回路的理想狀態(tài)就是宏觀上是縝密的，微觀上是將具有規(guī)定間隔的、規(guī)則地排列的復(fù)數(shù)的像素上的指紋信息進行白“0”和黑“1”的二值化處理。這樣的二值化回路可將如具有256層的格子的格子點的指紋畫像的像素值根據(jù)臨界值變成“0”、“1”的二值化信息。
(1.3特征信息提取部)特征信息提取部4進行從指紋信息里提取有關(guān)被指定形狀的特征信息處理。這時，傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)，作為特征信息，提取有關(guān)如圖2(a)所示分支點8，圖2(b)所示端點9的位置和周邊的隆線形狀的信息。然而這樣的特征信息，難以適用于指紋很少的情況。但是，本發(fā)明具有可以適應(yīng)所有從有關(guān)被指定的形狀里提取的特征信息的特點。
特征信息提取部從利用二值化回路二值化的指紋信息里提取包含有被指定形狀的像素值群和形狀的位置數(shù)據(jù)的數(shù)值群的過程是本發(fā)明的理想的實施樣式。因為如果用這樣的特征信息提取部，被提取的信息量少，所以可以準確地進行指紋對比，與傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)相比，能夠迅速高精度地對比指紋。
圖4是本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的特征信息說明示意圖。圖4(a)是垂直方向的特征點，圖4(b)是水平方向的特征點13a、13b是說明變成特征信息的例子的示意圖。參照圖4，說明本發(fā)明的特征信息提取處理的例子。對于圖4(a)所示的指紋的一部分，有如圖中的12的部分的垂直方向的特征點。在這種情況下，作為特征信息，提取12的始點位置(X1、Y1)和這個領(lǐng)域里包含的二值(“0”和“1”)。進一步地說，在特征信息里，如果能包含圖中的12的一部分的長度11最好。另外，從12的自身的一部分提取記憶是本發(fā)明的特別的實施樣式。還有，關(guān)于圖4(b)所示的指紋的一部分，有如圖中的13a和13b的水平方向的特征點。這時，作為特征信息，提取13a和13b的始點的位置以及這個領(lǐng)域里包含的二值(“0”和“1”)。另外，從13a和13b的自身的一部分提取記憶是本發(fā)明的特別的實施樣式。
(1.3.1被指定的形狀)本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)中的所謂的被指定的形狀，如圖4(a)、圖4(b)所示的水平方向、垂直方向的線段沒有特別用圖表示出來，交叉于水平方向和垂直方向段的線段、具有規(guī)定極率的橢圓形、三角形等以及這樣的1或者2以上的組合。在這里，作為本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)中的被指定的形狀的理想的狀態(tài)應(yīng)該在水平方向、垂直方向線段、水平方向和垂直方向線段交叉的線段的任何或者是2個以上的組合處，特別是更理想的應(yīng)該選擇在水平方向和垂直方向線段的交叉線段以及2根水平方向的線段是復(fù)數(shù)的不同的場所處的形狀。這樣，實際上得到了復(fù)數(shù)的樣本，如果經(jīng)實驗驗證，則顯示適合本人的正確對比率。另外，通常特征是因為一個指紋上包含多個地方，在本發(fā)明中，應(yīng)該采取多個屬于被指定形狀的指紋部分。本發(fā)明中，“作為被指定的形狀”因為選擇了與傳統(tǒng)的特征點不同的樣本形狀，能夠減少特征信息的信息量，可迅速對比指紋。
特征信息提取部的理想狀態(tài)是，提取各種被指定的形狀領(lǐng)域里包含的白點(取得“0”值部分)和黑點(取得“1”值部分)的比在特定范圍里的特征信息。另外，作為上述比的特定范圍，最好(白/(黑+白)在0.2～0.4、或者0.6～0.8的范圍內(nèi)，在0.25～0.35或者在0.65～0.75之間更好。這樣實際上得到了復(fù)數(shù)的樣本，經(jīng)實驗驗證，如果在這個范圍內(nèi)，可以得到最合適的本人對比正確率。還有，(白/(黑+白))的范圍達不到0.2的情況下，根據(jù)汗和傳感器的干凈程度等，可引起得到的作為指紋畫像會錯變成全黑的指紋畫像。在(白/(黑+白))的范圍比0.8大的情況下，由于指紋露于傳感器框的外邊，也可能得到錯誤的指紋畫像。
(1.4特征信息記憶部)特征信息記憶部5是將由特征信息提取部4提取的幾個～十幾個特征信息，如，登錄人的ID號碼、登錄人的姓名、密碼等與登錄人有關(guān)的信息一起進行記憶處理。在這個特征信息記憶部，構(gòu)筑了公認的有關(guān)的數(shù)據(jù)庫，隨著ID號碼的輸入，本發(fā)明具有可以將特征信息階層化地記憶的理想的實施樣式。特征信息記憶部5，可用公認的ROM和RAM等存儲，也可安裝適用的數(shù)據(jù)庫等軟件。
(1.5多值化回路)多值化回路10是將特征信息記憶方法記憶的特征信息進行多值化(灰色標度)處理。所謂的多值化處理，將特征信息中有關(guān)各像素的白(0)及黑(1)的信息逐個地變換為-1及1，并對變換后的信息進行灰色標度過濾處理，得到灰色標度畫像信息。所謂的灰色標度過濾處理是將各像素上的數(shù)值和與各像素相鄰的像素上的數(shù)值的和做像素上的數(shù)值的過濾處理。
(1.5.1多值化處理的例子)表1是多值化處理的例子。
表1表1是本發(fā)明的指紋對照系統(tǒng)的多值化處理的例子。
B[手指(i)]0 1 1 1 0 0 1B’[手指(i)]-1 1 1 1 -1 -1 1手指(i)0 1 3 1 -1 -1 0
表1中，B[手指(i)]表示的是，在特征信息記憶部記憶的特征信息里，包含被指定形狀的二值化信息的例子。該表中，B’[手指(i)]表示的是變換后的B[手指(i)]的值。該表中，手指(i)表示的是各像素上的數(shù)值和與各像素相鄰像素上的數(shù)值的和經(jīng)過灰色標度處理后的值，被多值化在最大-3～3的七個值范圍內(nèi)。
(1.6對比部)對比部6，讀取指紋信息記憶部5記憶的登錄者的特征信息，根據(jù)上述多值化回路將特征信息多值化，為了對比，將從指紋傳感器輸入的對比人的指紋信息與被多值化的特征信息進行樣式匹配。其結(jié)果，在對比人的指紋畫像的特征信息中，如果包括10個以上規(guī)定的基準值，指紋即被認為一致。另外，對比部還包含有取得被多值化的特征信息與對比人的之間信息的類似度的類似度判定回路的類似度判定部，得到被多值化的特征信息與對比人之間信息的類似度，如果該類似度在規(guī)定的類似度以上的話，即判斷為是本人，這是本發(fā)明的理想的實施樣式。
(1.6.1類似度)類似度如，下列公式計算得出。
Σn=0N-1finger(n)temp(n)Σn=0N-1finger(n)2Σn=0N-1temp(n)2]]>···(公式1)圖5是用本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)進行指紋信息登錄工程的例子的流程圖。另外，圖5中，S表示工程。下面，用圖5說明用本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)進行指紋信息登錄工程的例子。
(2.1指紋信息讀取工程)指紋信息讀取工程(S101)是讀取指紋登錄人的指紋信息的工程。指紋登錄人將指紋接近指紋傳感器2。于是，指紋傳感器2讀取指紋登錄人的指紋。這時，沒有圖示的A/D變換回路即使將指紋傳感器讀取的指紋信息變換為數(shù)字信息也可以。
(2.2指紋信息二值化工程)指紋信息二值化工程(S102)是將指紋傳感器讀取的指紋信息二值化的工程。將利用A/D變換回路變換為數(shù)字信息的指紋信息、在宏觀上縝密，在微觀上具有規(guī)定間隔的、規(guī)則地排列的復(fù)數(shù)的像素上的指紋信息進行白(“0”)和黑(“1”)的二值化處理。對于指紋信息，從復(fù)數(shù)的臨界值選擇理想的臨界值進行指紋畫像二值化是本發(fā)明的理想的實施樣式。另外，在根據(jù)臨界值進行二值化之前，加強指紋畫像的對比，以這樣得到的指紋信息為臨界值，是本發(fā)明的理想的特別的實施樣式。
(2.3二值化信息的記憶工程)二值化信息記憶工程(S103)是從利用前記的指紋信息二值化工程二值化的指紋信息里提取有關(guān)被指定形狀的特征信息的工程。首先說明提取的特征信息。提取的特征信息因為是僅由如被指定形狀部分的二值化信息和有關(guān)該部分的位置信息組成的，所以與傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)比較起來，需要記憶的信息量非常少。另外，根據(jù)這種方法，因為能夠提供與傳統(tǒng)不同的對比方法，可以與傳統(tǒng)的對比方法組合使用，所以在能高精度地進行指紋對比的同時，還能夠擴大指紋對比的對象。通過將上述的各工程應(yīng)用于復(fù)數(shù)的登錄者，將有關(guān)復(fù)數(shù)登錄者的指紋的特征信息記憶到本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)上。
(3.指紋信息對比工程)圖6是用本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)進行指紋對比工程的例子的流程圖。另外，圖6中，S表示工程。下面，用圖6說明用本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)進行指紋信息對比工程的例子。
(3.1指紋信息讀取工程)指紋信息讀取工程(S201)是讀取指紋登錄人的指紋信息的工程。指紋登錄人將指紋接近指紋傳感器2。于是，指紋傳感器2讀取指紋登錄人的指紋。這時，沒有圖示的A/D變換回路即使將指紋傳感器讀取的指紋信息變換為數(shù)字信息也可以。
(3.2指紋信息二值化工程)指紋信息二值化工程(S102)是將指紋傳感器讀取的指紋信息二值化的工程。本工程的理想狀態(tài)是利用與在指紋信息登錄工程中進行的指紋信息二值化工程(S201)一樣的方法將指紋信息二值化。
(3.3二值化信息的記憶工程)二值化信息記憶工程(S203)是從利用前記的指紋信息二值化工程二值化的指紋信息記憶到ROM和RAM等存儲里并記憶的工程。
(3.4特征信息多值化工程)特征信息多值化工程(S204)是如通過沒有圖示的指示裝置，根據(jù)輸入的ID號碼等有關(guān)登錄人的信息，多值化要對比的登錄者的被登錄的指紋的特征信息，得到灰色標度畫像的工程。對比人以指紋信息讀取工程(S201)為前提，向沒有圖示的指示裝置輸入對比人的ID號碼和姓名等有關(guān)登錄者的信息。以這個輸入信息為基準，對比部6根據(jù)ID號碼，決定指紋信息記錄部5的檢索范圍，讀取與ID號碼相關(guān)的登錄信息。根據(jù)該特征信息多值化工程，因為不將特征信息二值化，而是在多值化狀態(tài)下進行對比，與傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)比較起來，可以進行高精度的指紋對比，也可以對比傳統(tǒng)的指紋認證算法和系統(tǒng)不能判斷的指紋。
(3.5指紋信息對比工程)指紋信息對比工程(S205)是讀取前記二值化信息記憶工程(S203)記憶的對比者的指紋信息，將前記的特征信息多值化工程(S204)多值化的登錄者的有關(guān)指紋的特征信息與對比者的指紋信息進行對比的工程。在指紋信息對比工程中，根據(jù)公式I可以算出指紋信息的類似度。如果類似度在規(guī)定的類似度以上，則判定為本人，是本發(fā)明的理想的實施樣式。
下面根據(jù)下面的公式I說明判定的類似度。
Σn=0N-1finger(n)temp(n)Σn=0N-1finger(n)2Σn=0N-1temp(n)2]]>(公式I)(公式I中，手指(n)表示的是前記輸入的指紋信息，模板(n)表示的是根據(jù)前記多值化方法被多值化的特征信息，N是像素的數(shù)目。)將根據(jù)多值化方法被多值化的特征信息(輸入數(shù)據(jù))作為手指(i)，其變換值作為手指(n)，輸入的指紋信息(輸出數(shù)據(jù))作為模板(j)，變換值作為模板(m)形成下面的公式(II)。
Finger(n)=Σi=0N-1finger(i)W-inTemp(m)=Σj=0N-1temp(j)W-jmfinger(i)=1NΣn=0N-1Finger(n)Wintemp(j)=1NΣm=0N-1Temp(j)Wjm]]>···(公式II)另外，輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)的自己相關(guān)函數(shù)如下面的公式(III)所示。
Σn=0N-1Finger(n)Temp(n)*]]>···(公式III)上面的公式(III)可做下面的公式(IV)的變形。
Σn=0N-1Finger(n)Temp(n)*=Σn=0N-1[(Σi=0N-1finger(i)W-in)(Σj=0N-1temp(j)Wjn)]=Σi=0N-1Σj=0N-1finger(i)temp(j)[Σn=0N-1W-n(i-j)]=Σi=0N-1Σj=0N-1finger(i)temp(j)[Nδ(i-j)]]]>=NΣi=0N-1finger(i)temp(i)]]>···(公式IV)公式IV表示的是求得自己相關(guān)函數(shù)的空間軸的樣本匹配。利用公式IV表示的關(guān)系，能夠求出如下面的公式V的類似度函數(shù)。
Σn=0N-1Finger(n)Temp(n)*Σn=0N-1Finger(n)Finger(n)*Σn=0N-1Temp(n)Temp(n)*=Σn=0N-1finger(n)temp(n)Σn=0N-1finger(n)2Σn=0N-1temp(n)2]]>經(jīng)上述可知，利用公式I可以算出類似度。本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)的理想狀態(tài)是用公式I表示的函數(shù)算出類似度。
在產(chǎn)業(yè)上的可能利用性本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，因為可以迅速高精度地對比指紋，所以可以用在出入管理、記時器、計算機外設(shè)、手機、現(xiàn)金卡、信用卡、IC卡等公用的指紋對比裝置的指紋對比體統(tǒng)中。
另外，本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，因為有關(guān)記憶指紋特征信息的信息量很少，作為存儲與記憶手段的容量也很少，就很容易解決，所以可以有效用于特制的現(xiàn)金卡等隨身攜帶的卡、手機等個人對比系統(tǒng)上。
還有，本發(fā)明的指紋認證算法和系統(tǒng)，因為能提供與傳統(tǒng)不同的對比方法，公用的提供對比方法的系統(tǒng)的算法和本發(fā)明指紋認證算法和系統(tǒng)的算法可以兼容。所以，指紋對比的精度高，指紋對比對象的范圍大。
權(quán)利要求
1.一種指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是為了比較，通過以識別指紋的指紋傳感器輸入的指紋信息作為規(guī)定的臨界值為基準進行變換為二值的二值化方法；從利用前記的二值化方法變換的指紋信息中提取特征信息的特征信息提取方法；從利用前記特征信息提取方法提取的特征信息中記憶特征信息的特征信息記憶方法；將利用前記的特征信息記憶方法記憶的特征信息多值化的多值化方法，將從指紋傳感器輸入的指紋信息和根據(jù)前記多值化方法得到的被多值化的特征信息進行對比，進而進行本人確認的指紋認證算法和系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的二值化方法是在宏觀上縝密，在微觀上對有規(guī)定間隔的、規(guī)則地排列的像素上的指紋信息進行二值化處理的方法。
3.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的特征信息提取方法是利用所說的二值化方法從已二值化的指紋信息里提取含有被指定形狀的像素值群和形狀的位置數(shù)據(jù)的數(shù)值群的方法。
4.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的被指定的形狀是在水平方向及垂直方向的任何一個方向或雙向方向的線段。
5.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的被指定的形狀是在水平段及垂直段上所形成的十字交叉的形狀。
6.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的特征信息提取方法是作為前記特征信息，提取在特定的范圍內(nèi)，在各種被指定的形狀領(lǐng)域里所包含的白點和黑點的比。
7.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的特征信息提取方法是從各種被指定的形狀領(lǐng)域里所包含的白點數(shù)是在那一領(lǐng)域里所包含的白點和黑點數(shù)和的0.2～0.4、或者0.6～0.8的范圍內(nèi)提取特征信息的方法。
8.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的多值化方法是將利用特征信息記憶方法記憶的二值的特征信息中的有關(guān)各像素的白“0”及黑“1”的信息分別變換為-1及1，再對變換后的特征信息進行灰色標度過濾處理，而得到灰色標度畫像信息。
9.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的灰色標度過濾處理就是對各像素上的數(shù)值和與各像素相鄰的像素上的數(shù)值的和作為像素上的數(shù)值的過濾處理。
10.按照權(quán)利要求1所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說對比方法具有包含可以求出根據(jù)前記的多值化方法得出的多值化特征信息與對比人的指紋信息之間的類似度的類似度判斷回路的類似度判斷部，得出被多值化的特征信息與對比人的指紋信息之間的類似度，如果結(jié)果在規(guī)定的類似度以上，即可判定是對比者本人。
11.按照權(quán)利要求10所述的指紋認證算法和系統(tǒng)，其特征是所說的類似度可以根據(jù)下列公式計算得出。公式1Σn=0N-1finger(n)temp(n)Σn=0N-1finger(n)2Σn=0N-1temp(n)2]]>…(公式1)
全文摘要
本發(fā)明以提供迅速、高精度的指紋識別系統(tǒng)以及能與其它系統(tǒng)(算法)兼容的系統(tǒng)為目的。它利用具有將從識別指紋的指紋傳感器輸入的指紋信息變換為二值的二值化方法、根據(jù)前記二值化方法變換的指紋信息儲存起來的存儲，根據(jù)從前記存儲里儲存的指紋信息里提取有關(guān)被指定形狀的特征信息的特征信息提取方法、根據(jù)記憶利用前記特征信息提取方法提取的特征信息的特征信息記憶方法、根據(jù)將前記特征信息記憶方法記憶的特征信息多值化的多值化方法，為了對比，將從指紋傳感器輸入的指紋信息和前記利用多值化方法多值化的特征信息進行對比，進行本人確認的對比方法的指紋認證算法和系統(tǒng)等解決以上的課題。
文檔編號G06K9/00GK1716275SQ20041006220
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者國枝博昭, 一色剛, 李冬菊, 戚金清 申請人:沈陽上方電子有限公司