EP0640933A2

Method and device for pattern recognition.

Abstract

Bei bekannten Fingerabdruckaufnahmevorrichtungen wird der Start der Bildaufnahme durch aufwendige softwaretechnische Lösungen realisiert. Auch die Täuschung durch aufgelegte Fingerabdruckfotografien wird nicht verhindert. In der vorgestellten Fingerabdruckaufnahmevorrichtung wird der Aufnahmestart durch eine Fingerauflagedrucküberwachung realisiert. Die Täuschung durch Fotografien wird durch eine Veränderung im optischen System verhindert. Eine tatsächliche Identifizierung erfolgt über die Erfassung der Disloziierung eindeutiger subjektiver Merkmale. Die Fingerabdruckaufnahmevorrichtung (2) wird beweglich angeordnet und mit einem elastischen Element (10) in der Ruhelage gehalten. Der mit dem elastischen Element (10) gekoppelte Drucksensor (11) erzeugt das Aufnahmestartsignal. Die Täuschung durch Fotografien wird durch eine stärkere Kippung des Prismas (7) verhindert. Die Fingerabdruckaufnahmevorrichtung wird in Hochsicherheitebereichen eingesetzt, um nur zugelassenen Personen den Zugang zu Räumen und die Nutzung von speziellen Geräten zu ermöglichen.

EP0640933A2, drawing sheet 1
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6 claims: 3 independent, 3 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Mustererkennung, insbesondere Fingerabdruck-Identifikation durch Auflage des Musters auf eine Bildaufnahmevorrichtung zur optischen Aufbereitung des zu erkennenden Musters, Erzeugung eines Aufnahmestartsignals bei Auflage des Musters, Bildaufnahmevorrichtung mit Prisma, Objektiv mit optischem Sensor, insbesondere eines CCD-Sensors zur Wandlung der Bildinformationen in analoge, elektrische Signale, Umwandlung der analogen, elektrischen Signale in digitale Grauwertinformationen, Speicherung und mathematische Bewertung der digitalen Grauwertinformationen sowie Speicherung der Bewertungsergebnisse und Vergleich dieser Informationen mit entsprechenden Referenzinformationen in einer elektronischen Verarbeitungseinheit und Auswertung des Vergleiches hinsichtlich Übereinstimmung sowie Erzeugung eines vom Vergleichsergebnis abhängigen elektrischen Signals gekennzeichnet dadurch, daß ein fehlertoleranter Mustervergleich insbesondere durch unterschiedliche Positionierung des Musters auf der Bildaufnahmevorrichtung derart erfolgt, daß in der Ebene des CCD-Sensors ein gleichmäßig scharfes Bild erzeugt wird durch Kippen des CCD-Elementes unter Einhaltung der Scheimpflug-Bedingung und die dadurch entstehende optische Verzerrung des Bildes in der elektronischen Verarbeitungseinheit nach der Wandlung in digitale Grauwertinformationen mathematisch aufgehoben wird, zur optimalen Fälschungssicherheit das Aufnahmestartsignal aus einer UND-verknüpften Abfrage eines Signals (S1), erzeugt durch die Erkennung der Auflage des Musters auf die Bildaufnahmevorrichtung, mit mindestens einem Signal (S2) zur erfolgreichen Lebenderkennung, erzeugt durch eine Elektronikeinheit zur Bewertung bestimmter relevanter Lebensfunktionen, z. B. eines Fingers, und mindestens einem Signal (S3), erzeugt durch eine Elektronikeinheit zur Bewertung mindestens eines Parameters des elektrischen Bildsignals des CCD-Sensors erfolgt sowie eine begrenzte Zahl n als Abfragewiederholung für die mindestens 3 Signale (S1) bis (S3) existiert, falls ein oder mehrere Signale keine erfolgreiche Bewertung signalisieren und nach Überschreitung der Zahl n eine Sperrung der Bildaufnahmefunktion durch die elektronische Verarbeitungseinheit und deren optische und/oder akustische Signalisation erfolgt.
  2. 2
    Verfahren zur Mustererkennung, insbesondere Fingerabdruck-Identifikation nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Signale (S1) bis (S3) in analoger Form vorliegen und eine gemeinsame unscharfe Bewertung über einen Fuzzy-Algorithmus derart erfolgt, daß nur bei Erreichung bestimmter, über die elektronische Verarbeitungseinheit vorgebbarer Mindestanforderungen die Freigabe eines Aufnahmestartsignals erfolgt.
  3. 3
    Anordnung zur Mustererkennung, insbesondere Fingerabdruck-Identifikation, aus Bildaufnahmevorrichtung (1) zur optischen Aufbereitung des zu erkennenden Musters sowie zur Wandlung der optischen Bildinformation in analoge, elektrische Bildsignale mittels optischem Sensor (9), insbesondere CCD-Sensor, Umwandlung der analogen, elektrischen Bildsignale in digitale Bildsignale mittels Analog-Digital-Wandler (3), Speicherung dieser Signale in Halbleiterspeichern (3a), elektronische Verarbeitungseinheit (4) mit Speicher (4a) zur Bewertung der digitalen Bildinformation mit Referenzinformationen aus dem Speicher (4a) mittels installierter Software sowie Bewertung des Erkennungsprozesses mit Signalausgabeeinheit (5) gekennzeichnet dadurch, daß die Bildaufnahmeeinheit (2) besteht aus einem Dreikantenprisma (7), bei dem die Prismenfläche (F3) als Auflage für das zu erkennende Muster dient, einer Lichtquelle (6) deren Lichtstrahlen durch die Fläche (F1) in das Dreikantenprisma (7) eintreten, einer Objektivlinse (8), welche die aus der Fläche (F1) austretenden und von der Prismenfläche (F3) reflektieren und parallel zur optischen Achse (OA) verlaufenden Lichtstrahlen bündelt und das Musterbild in der Abbildungsebene (BE) der dahinter angeordneten CCD-Matrix (9) scharf abbildet, wobei die CCD-Matrix (9) mit ihrer Abbildungsebene (BE) nicht senkrecht zur optischen Achse (OA) des optischen Systems steht. sondern unter Einhaltung der Scheimpflug-Bedingung im Winkel delta < 90°, einer Auflagesensorik (1) zur Erkennung der Auflage des Musters auf die Fläche (F3) des Dreikantenprismas (7) und einer Sensorik (15) zur Lebenderkennung des aufgelegten Musters mit Elektronikeinheit (14) zu deren Signalbewertung und daß die Fläche (F3) des Dreikantenprismas (7) in einem Winkel alpha = 25° bis 44° zur optischen Achse (OA) des optischen Systems angeordnet ist.
  4. 4
    Anordnung nach Anspruch 3 ,wobei die Fingerauflage im Winkel von 15 Grad zur Gehäuseoberfläche angeordnet ist.
  5. 5
    Aufnahmemodul bestehend aus Prisma mit Prismaträger,Objektiv mit Objektivträger,Beleuchtungseinrichtung,Haltewinkeln,dem Kameraelelment sowie der Streuscheibe dadurch gekennzeichnet,daß Leuchtdioden rot zur Hinterleuchtung eingesetzt werden.
  6. 6
    Aufnahmemodul nach Anspruch 5 ,wobei die Streuscheibe aus einem lichtdurchlässigem ,die Färbung des Lichts streuenden Material besteht.