(57)【要約】  指紋標本入力装置、指紋照合装置、指紋標本位置合わせ方法、および指紋照合方法が開示されている。指紋標本入力装置は指紋読み取り機、指紋テンプレートの公開部分用受信機、位置合わせ整合装置、行列生成器、および閾値比較器を含む。指紋照合装置はメモリ、送信機、受信機、プロセッサ、行列生成器、および閾値比較器を含む。指紋標本位置合わせ方法は、指紋標本を読み取り、指紋テンプレートの公開部分を受信し、標本とテンプレートとの間の整合位置を検索して決定し、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成し、それを指紋照合装置へ送信することを含む。指紋照合方法は、テンプレートの公開部分を送信し、位置合わせされたスペクトル・データ行列を受信し、スペクトル・テンプレート行列と位置合わせされたスペクトル・データ行列の間の行列差分を決定し、行列差分と閾値とを比較し、１つの結果を出力することを含む。
2008529156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋標本入力装置であって、
指紋標本を読み取るように構成された指紋読み取り機；
指紋テンプレートの公開部分を受信するように構成された受信機；
前記指紋テンプレートの前記公開部分と前記指紋標本から、回転角度と平行移動距離とを決定するように構成された、位置合わせ整合装置；
前記平行移動距離、前記回転角度および前記指紋標本から、位置合わせされたスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列発生器；
前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を指紋照合装置へ送るように構成された送信機を含む、前記装置。
【請求項２】
請求項１記載の指紋標本入力装置において、前記位置合わせ整合装置が更に、割り込み信号を出力するように構成されている、前記装置。
【請求項３】
指紋照合装置であって、
スペクトル・テンプレート行列と指紋テンプレートの公開部分を格納するように構成されたメモリ；
前記指紋標本の前記公開部分を指紋標本入力装置へ送信するように構成された送信機；
前記指紋標本入力装置から位置合わせされたスペクトル・データ行列を受信するように構成された受信機；
前記スペクトル・テンプレート行列および前記位置合わせされたスペクトル・データ行列からスペクトル比較結果を決定するように構成され、
前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列と比較し、比較値を出力するように構成された行列比較器と；
前記比較値を比較閾値と比較し、比較結果を出力するように構成された閾値比較器とを含む、プロセッサ；
前記比較結果の出力を含む、前記装置。
【請求項４】
請求項３記載の指紋照合装置において、前記行列比較器が前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列から引き算して差分行列と成すように構成された行列減算器と、前記差分行列を合計するように構成された加算器を含む、前記装置。
【請求項５】
請求項４記載の指紋照合装置において、前記差分行列にオフセットを加算するように構成された行列オフセット変更器を含む、前記装置。
【請求項６】
請求項４記載の指紋照合装置において、前記差分行列に重み行列に基づいて重みを付けるように構成された行列重み付け器を含む、前記装置。
【請求項７】
請求項４記載の指紋照合装置において、前記行列比較器が差分行列の各要素に対して点数を決定するように構成された点数発生器を含む、前記装置。
【請求項８】
指紋標本の位置合わせ方法であって：
指紋標本を読み取り；
指紋テンプレートの公開部分を受信し；
前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分との間の整合平行移動および整合回転を検索し；
前記整合回転の回転角および前記整合平行移動の平行移動値を決定し；
前記平行移動値、前記回転角、および前記指紋標本から位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成し；
前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を指紋照合装置に送信する、以上のステップを含む前記方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、整合平行移動および回転の前記検索が、複数の平行移動および回転に対して前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分の画像を比較することを含む、前記方法。
【請求項１０】
請求項８または９記載の方法において、整合平行移動および回転の前記検索が、複数の平行移動および回転に対して、前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分の変換を比較することを含む、前記方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかに記載の方法において、整合平行移動および回転の前記検索が、複数の平行移動および回転に対して、前記指紋標本の決定された細部点と前記指紋テンプレートの公開部分を比較することを含む、前記方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかに記載の方法が更に
何らかの整合一致が見出されたかを判定する；
整合一致が見出されない場合、この方法を終了する、以上のステップを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づき調整し；
前記調整された指紋標本を１つの行列の複数の要素に分割し；
前記要素の各々を周波数領域に変換して変換行列を生成し；
前記変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に対してパラメータ値の組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本を、１つの行列の複数の要素に分割して変換行列を形成し；
前記変換行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整された変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に対してパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１５】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記変換された指紋標本を行列の複数の要素に分割して変換行列を形成し；
前記指紋標本行列を、決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整された指紋標本行列を周波数領域に変換し；
前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１６】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づき調整し；
前記調整された指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換され調整された指紋標本を複数の行列要素に分割し、変換され調整された指紋標本行列を形成し；
前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１７】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整され変換された指紋標本を複数の行列要素に分割して変換され調整された指紋標本行列を形成し；
前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１８】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法において、位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップが更に：
前記指紋標本を複数の行列要素に分割して指紋標本行列を形成し；
前記指紋標本行列を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整され変換された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む、前記方法。
【請求項１９】
指紋照合方法であって：
指紋テンプレートの公開部分を送信し；
前記指紋テンプレートの前記公開部分の前記送信に応答して、１つの指紋標本に対応する１つの位置合わせされたスペクトル・データ行列を受信し；
指紋テンプレートに対応するスペクトル・テンプレート行列と前記位置合わせされたスペクトル・データ行列との間の行列差分測度を決定し；
前記行列差分測度を閾値と比較し；
前記比較に基づき１つの出力を提供するステップを含む、前記方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、差分を決定する前記ステップが更に：
１つのパラメータに対して、前記位置合わせされたスペクトル・データ行列と前記スペクトル・データ行列の各々対応する要素の間の要素差分測度を計算し；
前記要素差分測度を総計し；
前記行列差分測度に前記総計された要素差分測度を割り当てる、ことを含む前記方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、前記パラメータが位相、周波数、または方向、またはそれらのいずれかの複合組み合わせである、前記方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１記載の方法が更に、前記位置合わせされたスペクトル行列、または前記テンプレート行列のいずれかの要素値、またはその両方が不確かな場合に前記要素差分測度を無効に設定することを含む、前記方法。
【請求項２３】
請求項２０−２２のいずれかに記載の方法が更に、それぞれの要素位置に依存する前記要素差分測度の重み付けを含む、前記方法。
【請求項２４】
請求項２０−２２のいずれかに記載の方法が更に、前記要素差分測度にオフセットを追加することを含み、ここで前記オフセットは基本的に前記差分測度のダイナミック・レンジの半分である、前記方法。
【請求項２５】
請求項１９−２４のいずれかに記載の方法において、前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが、第１差分パラメータを第１閾値と比較することを含み、
前記比較が前記第１閾値よりも大きな差を示す場合、第２差分パラメータを第２閾値と比較し；
前記比較が前記第１閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを表示すること含む、前記方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが更に、前記第２パラメータと前記第２閾値の比較が前記第２閾値よりも小さな差を示す場合、
前記第１および第２パラメータから合同差分値を計算し；
前記合同差分値を第３閾値と比較し；
前記合同差分値と前記第３閾値の前記比較が、前記第３閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを指示することを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指紋標本入力装置、指紋照合装置、指紋標本位置合わせ方法、および指紋照合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日々高い安全が保障されたアクセス方法に対する要望が増しており、このため、より高速でかつ更に使用者に優しい技術的なアクセス方法の要望も同様に増している。
【０００３】
１つの良く知られている安全なアクセスのための技術は、指紋照合技術である。この技術の基本的な発想は、おそらくデジタル的に使用者から採取した指紋標本を登録し、その後これを予め記憶されているテンプレートと比較するものである。比較結果が正しい場合、アクセスは許可され、それ以外の場合は拒否される。
【０００４】
これは単純に見えるが、多くの難しさがある。主な２つの難しさは、そのテンプレートが正しく保護されることを保証すること、また信頼性の高い比較を行うことである。
【０００５】
このテンプレートはその使用者のデジタル身分証明書と見なされるので、これが失われると、何者かがそれを悪用する危険は明らかである。従って、物理的にまたはデジタル的に正しく保護されたテンプレートは、安全確実な比較を行うための前提条件である。
【０００６】
指紋に関して３つの主な比較方法がある：パターン比較、細部比較、およびスペクトル・データ比較である。第１の方法、パターン比較は一般的に言うと入力指紋の一部を格納されているテンプレートと比較することを含む。細部比較は、簡単に言うと、入力指紋の中に特徴点を見つけ出し、これらを予め格納されているテンプレートの細部点と比較するものである。第３の方法、スペクトル・データ比較は、登録された指紋を多数の副画像に分割し、その後各々の副画像に対して多数のスペクトル・パラメータ、たとえば方向、これは副画像内の指紋隆線の平均方向として計算することが可能であり、周波数、これは副画像内の隣接する２本の隆線の平均間隔として計算可能であり、また位相、これは副画像内の指紋隆線の位相オフセットとして計算可能である、を計算することを含む。
【０００７】
これら２つの困難さを解決するために、いくつかの指紋照合用スマートカード・システムが開発されてきている。もっとも普及しているシステムの１つで使用されている１つの共通スマートカードは、クレジットカードの大きさで、プロセッサ、メモリおよび何らかの通信インタフェースが組み込まれているカードと言うことができる。スマートカードに加えて、このシステムは外部指紋読み取り機を含む。
【０００８】
このようなスマートカード・システムのやり方は、使用者が彼または彼女の指紋を外部読み取り機の上に差し出す。その後、その指紋はスマートカード・メモリに記憶されているテンプレートと比較され、その比較結果に応じて比較回答が出力される。今までのところそのようなスマートカード・システムでの比較はパターン比較または細部比較手法に基づいて行われている。
【０００９】
本特許出願ＷＯ  ２００４／０１５６１５「パターンに基づく相互交換フォーマット」は上記のスペクトル・データ・パラメータを表現し計算するフォーマットを記述している。
【００１０】
修士論文「スペクトル指紋照合」（２００４：Ｅ４０）、マグナス・ヴェナグレン（Ｍａｇｎｕｓ  Ｗｅｎｎｅｒｇｒｅｎ）著、ルンド工科大学（Ｌｕｎｄ  Ｕｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）はスペクトル・データ比較の一般的実現方法を記述している。
【００１１】
しかしながら、異なるいくつかの方法は異なる長所を有するので、スペクトル・データ比較を用いた実現可能な安全保障手法を得るために、いくつかの考慮が払われなければならない。従って、スペクトル・データ比較を用いた安全保障手法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の１つの目的は、従って指紋照合のためのスペクトル・データ比較を用いた安全保障手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的は本発明の第１の特徴によれば、指紋標本を読み取るように構成された指紋読み取り装置；指紋テンプレートの公開部分を受信するように構成された受信機；前記指紋テンプレートの前記公開部分と前記指紋標本から、回転角度と平行移動距離とを決定するように構成された、位置合わせ整合装置；前記平行移動距離、前記回転角度および前記指紋標本から、位置合わせされたスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列発生器；および前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を指紋照合装置へ送るように構成された送信機を含む、指紋標本入力装置で提供される。
【００１４】
この第１の特徴の利点は処理時間を、指紋照合装置上の組込みプロセッサが指紋標本を前処理することにより、短縮出来ることである。
【００１５】
この第１の特徴の別の利点は、スペクトル・データ行列は指紋標本よりもメモリ使用量が少ないことである。
【００１６】
指紋標本入力装置のこの第１の特徴により、前記位置合わせ装置は割り込み信号を出力するように構成できる。
【００１７】
この利点は、早い段階で中止することが可能なので指紋照合装置の電力を節約できることである。
【００１８】
これの別の利点は、使用者に対して彼の指を指紋読み取り装置の上に置き直すように指示を出せることである。
【００１９】
これの更に別の利点は、指紋照合装置がロックされる前に連続して発生する不一致の回数を制限するように構成されている場合、また一時的に品質の悪い指紋標本入力条件のせいで、指紋照合装置が不必要にロックされる危険を冒さないために、受け入れ難い品質の指紋標本は既にこの段階で廃棄されるので、一番起こりそうな不一致を回避できる。
【００２０】
上記の目的は本発明の第２の特徴に基づき、スペクトル・テンプレート行列と指紋テンプレートの公開部分とを格納するように構成されたメモリと；前記指紋テンプレートの前記公開部分を指紋標本入力装置に送るように構成された送信機と；前記標本入力装置から位置合わせされたスペクトル・データ行列を受け取るように構成された受信機と；前記スペクトル・テンプレート行列と前記位置合わせされたスペクトル・データ行列からスペクトル比較結果を出力するように構成され、前記位置合わせされたスペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列とを比較し、比較値を出力するように構成された行列比較器を含むプロセッサと；前記比較値を比較閾値と比較し、比較結果を出力するように構成された閾値比較器と；を含む指紋照合装置と前記比較結果の出力により提供される。
【００２１】
この第２の特徴の利点はメモリ容量要求量が少ないことであり、それは計算の実質的な部分が既に指紋標本入力装置の中で行われているため、スペクトル・テンプレート行列が効率的に記憶されているからである。
【００２２】
この第２の特徴の別の利点は、プロセッサの容量が少なくて済むことであり、それは位置合わせされたスペクトル・データ行列とスペクトル・テンプレート行列との比較が効率的に行われるからである。
【００２３】
行列比較器は、前記位置合わせされたスペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列とを引き算するように構成された行列引き算器と、前記差分行列を合計するように構成された行列加算器とを含む。
【００２４】
これの利点は、引き算および加算は少ない計算能力で行え、時間も掛からないので、効率的で高速な比較を意味している。別の利点は、行列引き算および行列加算用の特化された集積回路を、効率的システムを実現するために使用できる点である。
【００２５】
指紋照合装置は前記差分行列にオフセットを加えるように構成された行列オフセット変更器を含む。
【００２６】
これの利点は、負数を避けることで更に効率的なシステムを実現し、また値の表示を改善するために特化された行列オフセット変更器を含むことである。
【００２７】
これの別の利点は、差分行列でのデータ表現が更に効率的な方法で記憶されることである。
【００２８】
指紋照合装置は前記差分行列に重み行列に基づく重み付けを行うように構成された行列重み付け器を含む。
【００２９】
これの利点は、異なる要素の重要度に重みを付けられる点である。
【００３０】
前記行列比較器は差分行列の各要素の点数を決定するように構成された点数発生器を含む。
【００３１】
これの利点はスペクトル・データ行列とスペクトル・テンプレート行列との間の対応を示す比較値が、点数システムに基づいて計算され、そこではたとえば、一致が十分な場合高い合計点を生成し、一致が不十分な場合低い合計点を生成し、スペクトル・データ行列とスペクトル・テンプレート行列の対応する要素のいずれかが定義されない場合、合計点は保持される。
【００３２】
上記の目的は、本発明の第３の特徴に基づき、以下のステップ：指紋標本を読み取り；指紋テンプレートの公開部分を受け取り；前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分との間の位置合わせ平行移動および位置合わせ回転とを探索し；前記位置合わせ回転の回転角と前記位置合わせ平行移動の平行移動値を決定し；前記平行移動値、前記回転角、および前記指紋標本から位置合わせ済みスペクトル・データ行列を生成し；前記位置合わせ済みスペクトル・データ行列を指紋照合装置へ送信することを含む指紋標本位置合わせ方法により提供される。
【００３３】
本発明のこの第３の特徴の利点は、指紋照合装置上で位置合わせを行う必要が無いことである。
【００３４】
本発明のこの第３の特徴の別の利点は、指紋標本がスペクトル・データ行列に前処理されており、これは必要なメモリ使用量が少なく指紋照合装置のスペクトル・テンプレート行列と容易に比較できることである。
【００３５】
前記位置合わせ平行移動および回転の探索は、複数の平行移動および回転に対して、前記指紋標本および前記指紋テンプレートの公開部分の画像を比較することを含む。
【００３６】
これの利点は、指紋が読み取られると直ちに指紋標本入力装置で、複数の異なる回転角および平行移動値の指紋標本の版が計算されることである。その後、指紋テンプレートの公開部分が受信されると、指紋標本のこの公開部分がこの複数の版と、再構成されることなく異なる回転角および平行移動値に基づいて比較される。これは結果的に位置合わせ時間を少なくするが、それは異なる版の計算が指紋が読み取られると直ちに計算されるからである。
【００３７】
前記位置合わせ平行移動および回転の探索は、複数の平行移動および回転に対して、前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分の変形を比較することを含む。
【００３８】
本発明のこの第３の特徴の利点は、上記の画像の比較が不確かな場合、複数の異なる版と指紋テンプレートの公開部分が、たとえばフーリエ変換で変形され、その後更に信頼性のある結果を得るために再び互いに比較されることである。
【００３９】
これの別の利点は、変形前の画像の比較と変形後の画像の比較が同時に行われ、その後総合的一致の推定が二つの組の比較に対して行われる点である。
【００４０】
前記位置合わせ平行移動および回転の探索は、複数の平行移動および回転に対して、前記指紋標本の決定された細部点と前記指紋テンプレートの公開部分を比較することを含む。
【００４１】
これの利点は、上記のいずれかの比較または複数の比較の組み合わせが不確かの場合、更に信頼性の高い結果を得るために細部点が用いられることである。
【００４２】
この方法は更に、以下のステップ：何れかの一致が見つかったか否かを判定すること；もしいずれの一致も見いだされなかった場合、この方法を終了すること、を含む。
【００４３】
これの利点は、一致が見いだされなかった場合処理が中止され、従って更なる不必要な計算が節約されることである。
【００４４】
これの別の利点は、使用者に対して彼の指紋読み取り装置上での彼の指の位置を変えるように指示を送れることである。
【００４５】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップは：前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づき調整し；前記指紋標本を行列の複数の要素に分割し；前記要素の各々を周波数領域に変換して変換行列を生成し；前記変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に対してパラメータ値の組を割り当てる、ことを含む。
【００４６】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するためのステップは：前記指紋標本を周波数領域に変換し；前記変換された指紋標本を、行列の複数の要素に分割して変換行列を形成し；前記変換行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；前記調整された変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に対してパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む。
【００４７】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：前記変換された指紋標本を行列の複数の要素に分割して変換行列を形成し；前記指紋標本行列を、決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；前記調整された指紋標本行列を周波数領域に変換し；前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む。
【００４８】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づき調整し；前記調整された指紋標本を周波数領域に変換し；前記変換され調整された指紋標本を複数の行列要素に分割し、変換され調整された指紋標本行列を形成し；前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む。
【００４９】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：前記指紋標本を周波数領域に変換し；前記変換された指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；前記調整され変換された指紋標本を複数の行列要素に分割して変換され調整された指紋標本行列を形成し；前記変換され調整された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む。
【００５０】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：前記指紋標本を複数の行列要素に分割して指紋標本行列を形成し；前記指紋標本行列を周波数領域に変換し；前記変換された指紋標本行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；前記調整され変換された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素にパラメータ値の１つの組を割り当てることを含む。
【００５１】
この利点は位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素が不変の特徴の組を含むことである。
【００５２】
これの別の利点は、前記スペクトル・データ行列が必要とするメモリ容量が少ないことである。
【００５３】
上記の目的は本発明の第４の特徴に基づき、以下のステップを含む指紋照合方法により提供される：指紋テンプレートの公開部分を送信し；前記指紋テンプレートの前記公開部分の前記送信に応答して、１つの指紋標本に対応する１つの位置合わせされたスペクトル・データ行列を受信し；指紋テンプレートに対応するスペクトル・テンプレート行列と前記位置合わせされたスペクトル・データ行列との間の行列差分測度を決定し；前記行列差分測度を閾値と比較し；前記比較に基づき１つの出力を提供する。
【００５４】
これの利点は、不正使用するには余りにも小さな部分の、テンプレートの一部のみが公開されることである。
【００５５】
これの別の利点は、位置合わせされたスペクトル・データ行列が受信されるので、指紋照合装置では引き算と加算演算のみで良いことである。
【００５６】
差を決定する前記ステップは以下のステップ：１つのパラメータに対して、前記位置合わせされたスペクトル・データ行列と前記スペクトル・データ行列の各々対応する要素の間の要素差分測度を計算し；前記要素差分測度を総計し；前記行列差分測度に前記総計された要素差分測度を割り当てることを含む。
【００５７】
これの利点は、前記差が引き算のみを用いて計算されることであり、これはプロセッサの演算が少ないことを意味する。
【００５８】
前記パラメータは、位相、周波数または方向、またそれらの任意の複合組み合わせが可能である。
【００５９】
これの利点は位相、周波数および方向が変換行列から容易に計算されることである。
【００６０】
これの別の利点は、位相、周波数および方向の間の相関が十分に小さいことである。
【００６１】
この方法は更に、前記位置合わせされたスペクトル行列、または前記テンプレート行列のいずれかの要素値、またはその両方が不確かな場合に前記要素差分測度を無効に設定することを含む。
【００６２】
これの１つの利点は、照合の不確かを２つのステップに分割出来ることであり、ここで第１ステップは、先に述べたように要素レベルでの不確かさであり、第２ステップは総合レベルであって、ここでは合計値が閾値と比較される。
【００６３】
この方法は更に、それぞれの要素位置に依存する前記要素差分測度の重み付けを含む。
【００６４】
これの１つの利点は、不確かさが経験的により高いと見なされる領域には、不確かさが経験的に低いと見なされる領域よりも低い重みを付けることである。
【００６５】
この方法は更に、前記要素差分測度にオフセットを追加することを含み、ここで前記オフセットは基本的に前記差分測度のダイナミック・レンジの半分である。
【００６６】
これの１つの利点は、差分測度を更にメモリ効率の良い方法で記憶できることである。前記行列差分を閾値と比較する前記ステップは、第１差分パラメータを第１閾値と比較し、前記比較が前記第１閾値よりも大きな差を示す場合、第２差分パラメータを第２閾値と比較することを含む；または前記比較が前記第１閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを表示することを含む。
【００６７】
これの１つの利点は、より高速な照合方法が得られることである。
【００６８】
前記行列差分を閾値と比較する前記ステップは更に、前記第２差分パラメータと前記第２閾値の比較が前記第２閾値よりも小さな差を示す場合、前記第１および第２パラメータから合同差分値を計算し；前記合同差分値を第３閾値と比較し；前記合同差分値と前記第３閾値の前記比較が前記第３閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを指示することを含む。
【００６９】
これの１つの利点は、いくつかの大きさの閾値を使用できることである。
【実施例】
【００７０】
上記、および本発明の更に別の目的、特徴および利点は本発明の好適な実施例の、以下の添付図を参照した、図示を目的とした非限定的説明を通して更に良く理解できよう。
【００７１】
図１は本発明の１つの実施例に基づく指紋標本入力装置を図式的に示す。本発明の核心に触れない部品は、本発明の特徴を不明瞭にしないために除かれていることに注意されたい。
【００７２】
指紋標本入力装置１００は指紋標本を読み取るための指紋読み取り機１０１を含む。指紋読み取り機は指紋標本入力装置の他の部分と一体化することも、また別のユニットとしてそこに接続することも可能である。指紋読み取り機は好適にキャパシタ型式のセンサであるが、また光学式、熱式または感圧式、更にまたはその他の市販の指紋センサも可能である。
【００７３】
指紋標本入力装置は更に、指紋テンプレートの公開部分を受信するための受信機１０２を含む。受信機１０２は指紋テンプレートの公開部分を１つまたは複数の金属接続、または無線信号経由の無線を介して受信するように構成されている。
【００７４】
指紋読み取り機１０１で読み取られた指紋標本および受信機１０２で受信された指紋テンプレートの公開部分は位置合わせ機１０３に転送される。プロセッサである位置合わせ機１０３は指紋標本と指紋テンプレートの公開部分との間の適切な位置合わせを見出し、この適切な位置合わせを表す平行移動値および回転角を出力するように構成される。適切な位置合わせが見出されない場合、その出力は割り込み信号となる。
【００７５】
位置合わせ機内で決定された平行移動値および回転角、および指紋標本は行列生成機１０５に転送される。行列生成機１０５もまたプロセッサであり、最も簡便な方法は位置合わせ機１０３と行列生成機１０５を同一のプロセッサに含めることである。更に、行列生成機は指紋標本を受信した回転角および受信した平行移動値に関して位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するように構成することが可能である。
【００７６】
位置合わせされたスペクトル・データ行列は送信機１０６へ転送される。送信機１０６は指紋テンプレートの公開部分を１つまたは複数の金属接続、またはたとえば無線信号経由の無線を介して受信するように構成されている。
【００７７】
図２は本発明の１つの実施例に基づく指紋照合装置２００を図式的に示す。本発明の核心に触れない部品は、本発明の特徴を不明瞭にしないために除かれていることに注意されたい。
【００７８】
指紋照合装置は受信機２０１を含み、これはスペクトル・データ行列を１つまたは複数の金属接続、またはたとえば無線信号経由の無線を介して受信するように構成されている。
【００７９】
スペクトル・データ行列はプロセッサ２０２へ転送される。プロセッサ２０２はまたスペクトル・テンプレート行列をメモリ２０３から受け取るように構成されている。更に、プロセッサはスペクトル・データ行列とスペクトル・テンプレート行列とを比較し、この比較の答えを指紋照合装置の内部アプリケーションへ、またはたとえば指紋標本入力装置１００へ、または１つまたはいくつかの使用者認証を必要とする外部ユニット、たとえば入力扉（図示せず）の制御ユニットへ出力するように構成されている。
【００８０】
前記比較の答えを指紋標本入力装置へ送信する代わりに、その答えをたとえばメモリ内の鍵を掛けられたデータを開いてアクセスするためのカードの上に内部的に転送し、これによってたとえば復号化鍵へのアクセスを獲得するようにもできる。
【００８１】
メモリ２０３は指紋の公開部分、スペクトル・テンプレート行列、同様にたとえばスペクトル・データ行列とスペクトル・テンプレート行列との比較を制御するためのソフトウェアを格納するように構成されている。
【００８２】
指紋照合装置は更に、送信機２０４を含み、これは指紋テンプレートの公開部分を１つまたは複数の金属接続、または無線信号経由の無線を介して受信するように構成されている。
【００８３】
指紋照合装置は最も好適にはスマートカードであるが、またプロセッサ、メモリ、受信機および送信機を有するその他の装置、たとえば移動通信端末、を指紋照合装置として使用可能である。
【００８４】
図３は指紋標本位置あわせ方法を図示する流れ図である。指紋読み取りステップ３００において、指紋標本が、たとえば指紋スキャナまたは指紋読み取り機から読み取られる。たとえば電導率、容量、指の熱的または光学的画像を用いた多数の利用可能な指紋読み取り技術が存在しており、そこから指紋標本が採られる。テンプレート受信ステップ３０２において、指紋テンプレートの公開部分が受信される。指紋テンプレートおよび公開データはメモリ上、たとえばスマートカード、または携帯電話機、好適に加入者識別モジュール上に格納されていて、これは外部からアクセスすることは出来ず、指紋テンプレートの公開部分のみがアクセス可能である。指紋読み取りステップ３００およびテンプレート受信ステップ３０２は、どちらが先でもまた平行に実施することも可能である。
【００８５】
受信した指紋テンプレートの公開部分と指紋標本との間の位置合わせ、すなわち位置合わせ回転および平行移動は、整合位置検索ステップ３０４で実行される。位置合わせは指紋標本と指紋テンプレートの公開部分の画像上に対して実施され、ここで位置合わせのために複数の回転および平行移動が試される。更に、同様の方法で位置合わせを指紋標本および指紋テンプレートの公開部分の変換に基づいて実施すること、または位置合わせを指紋標本および指紋テンプレートの公開部分の細部点に基づいて実施することも可能である。オプションとして、整合位置が見つからなかった場合、整合チェック・ステップ３０６において、計算能力を節約するためにまたは、あまりに多数の位置合わせ不良が連続的に発生して、指紋照合装置が不必要にロックされる危険を提言するために、この方法を終了すべきか否かが、先に説明したように決定される。整合位置が発見されると、回転角および平行移動値が、回転および平行移動決定ステップ３０８で決定される。実際の平行移動値は決定できるが、それは指紋テンプレートの公開部分の、指紋標本に対する位置が知られているためである。決定された回転および平行移動値から、位置合わせされたスペクトル・データ行列が位置合わせされたスペクトル・データ行列生成ステップ３１０の中で生成される。位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するために、一言で言えば、位置を調整し、行列に分割し、周波数領域に変換し、位置合わせされたスペクトル・データ行列へパラメータを割り当てることが実施される。位置の調整、行列への分割、および周波数領域への変換の実行は、種々の順序で実施することが可能であり、各々の順序は実行に際してそれぞれ利点と欠点を有する。
【００８６】
１例は、指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し、調整済み指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割し、前記要素の各々を周波数領域に変換することである。変換された行列から一組のパラメータ値、たとえば此処で各パラメータ値はバイトで表されている、が位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に割り当てられる。これらのパラメータは、周波数、位相、そして／または方向である。
【００８７】
別の例は、指紋標本を周波数領域に変換し、変換済み指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割し、前記要素の各々を決定された回転各および平行移動値に基づいて調整することである。調整済み行列から一組のパラメータ値、たとえば此処で各パラメータ値はバイトで表されている、が位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に割り当てられる。これらのパラメータは、周波数、位相、そして／または方向である。
【００８８】
この位置合わせされたスペクトル・データ行列は指紋照合装置に送信ステップ３１２で送られる。
【００８９】
図４は指紋照合方法を図示する流れ図である。送信ステップ４００で、指紋テンプレートの公開部分が、たとえば指紋読み取り装置へ送られる。送信された指紋テンプレートの公開部分の応答として、１つの指紋標本に対応する位置合わせされたスペクトル・データ行列が、位置合わせされたスペクトル・データ行列ステップ４０２で受信される。行列差分決定ステップ４０４において、スペクトル・テンプレート行列と受信された位置合わせされたスペクトル・データ行列の間の、行列差分測度が決定される。行列差分測度の決定は、１つまたは複数のパラメータの要素毎の差分計算を含む。これらのパラメータは、周波数、位相、そして／または方向である。パラメータ値が未定義であるかまたは、スペクトル・テンプレート行列、または位置合わせされたスペクトル・データ行列のいずれか、またはその両方に対して不確かであると考えられる要素に対して、その差分測度には無効値が割り当てられる。差分測度には実際の要素の位置、または実際の要素のパラメータ値の確信度に応じて重み付けがなされる。オフセットを素分測度に加算して、差分測度の値の表現を容易に、すなわち負数を回避、することも可能である。このために、オフセットを差分測度のダイナミック・レンジの基本的に半分にすることが、実現可能な実施方法である。たとえば、差分測度値がバイトで表現される場合、オフセットは１２７とするのが妥当である。
【００９０】
図５は、本発明の１つの実施例に基づく行列差分を決定する方法を図示する流れ図である。スペクトル・テンプレート行列と位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素の間の差分は、要素差分計算ステップ５００で計算される。図４に関連して先に説明した、重み付け、オフセットおよび無効値の割り当てが適用可能である。次に計算された要素差分は、要素差分総計ステップ５０２で総計されて、行列差分が決定される。行列差分は多次元値であり得る。
【００９１】
図４に戻ると、指紋照合の出力は結果出力ステップ４０６で提供される。この結果は複数の方法で決定可能であり、各々は確度要求、測度要求および利用可能な計算能力に依存する。
【００９２】
図６は本発明の１つの実施例に基づく、指紋照合の追加的改善方法を図示する流れ図である。スペクトル行列の第１パラメータ、たとえば方向に対して、行列差分が第１差分パラメータ計算ステップ６００で計算される。第１差分パラメータは１つの閾値と、第１差分パラメータ比較ステップ６０２で比較され、この第１差分パラメータが、閾値より差分が少ない、すなわちより良く一致している、ことを示すとその結果は指紋が照合されたこととして設定される。この第１差分パラメータが、閾値より差分が大きい、すなわち余り一致していない、ことを示すと第２差分パラメータ、たとえば周波数が、第２差分パラメータ計算ステップ６０４で計算される。第２差分パラメータは第２差分パラメータ比較ステップ６０６で比較され、この第２差分パラメータが、閾値より差分が少ない、すなわちより良く一致している、ことを示すとその結果は指紋が照合されたこととして設定される。この第２差分パラメータが、閾値より差分が大きい、すなわち余り一致していない、ことを示すと合同差分値が第１および第２差分パラメータから、合同差分値計算ステップ６０８で計算され、たとえば第１および第２差分パラメータを直交ベクトルと見なし、ベクトルの合計の絶対値を割り当てて合同差分値を得る。合同差分値は合同差分値比較ステップ６１０で比較され、この合同差分値が、閾値より差分が少ない、すなわちより良く一致している、ことを示すとその結果は指紋が照合されたこととして設定される。それ以外の場合、この指紋は認証されないと見なされる。この方法により、ただ１つのパラメータで良好な一致が得られる場合、多くの計算能力が節約され、しかも照合のより追加的改善も必要であれば可能である。指紋が照合されなかったと見なす代わりに、上記の最終ステップ６１０の後に、更なる改善ステップ（図示せず）が可能である、たとえば、第３パラメータ、たとえば位相、更に別のパラメータのベクトル合計を考慮したり、そして／または細部点を用いた照合方法を開始する。各々の差分パラメータ比較に対して複数の閾値、すなわち更に別の改善に向けて上限および下限を設定する、を用いて更に別の改善を行うか否か、またはその指紋を照合されないものと考えるかの判断を行うことができる。
【００９３】
この結果出力は指紋照合装置内での内部アクセスを提供するために使用できるし、または照合結果を更に処理するために、たとえばアプリケーション、位置、システムなどにアクセスを提供するために、指紋読み取り装置に送信することも、またはアクセス制御装置、たとえば扉に直接送信することも可能である。
【００９４】
上記のように通信、送信および受信は、有線そして／または無線が可能である。有線通信では、接続手段が具備される必要があり、無線通信では無線インタフェース、たとえば無線または光、が具備される必要がある。
【００９５】
スペクトル・データ行列の生成は多くの方法で実施可能であり、それぞれの実現手段毎に各々の利点を有する。位置合わせされたスペクトル・データ行列は指紋標本入力装置、指紋照合装置、またはこれらに接続された任意の装置内で生成することが可能である。位置合わせされたスペクトル・データ行列の生成はまた、これらの中に分散させることも可能である。
【００９６】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；前記指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割し；前記要素の各々を周波数領域に変換して変換行列を形成し；前記変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【００９７】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割して変換行列を形成し；
変換行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整済み変換行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【００９８】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記変換された指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割して指紋標本行列を形成し；
前記指紋標本行列を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整済み指紋標本行列を周波数領域に変換し；
前記変換された調整済み指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【００９９】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整済み指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換され調整された指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割して、変換され調整された指紋標本行列を形成し；
前記変換された調整済み指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【０１００】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記指紋標本を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整され変換された指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割して、変換され調整された指紋標本行列を形成し；
前記変換された調整済み指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【０１０１】
位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成するステップは：
前記指紋標本を１つの行列の多数の要素に分割して、指紋標本行列を形成し；
前記指紋標本行列を周波数領域に変換し；
前記変換された指紋標本を決定された回転角および平行移動値に基づいて調整し；
前記調整され変換された指紋標本行列に対応する前記位置合わせされたスペクトル・データ行列の各要素に１組のパラメータ値を割り当てる、ことを含む。
【０１０２】
本発明の別の実施例によれば、指紋標本入力装置が提供されており：
指紋標本を読み取るように構成された指紋読み取り機；
前記指紋標本からスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列生成機；
前記スペクトル・データ行列を指紋照合装置に送信するように構成された送信機を含む。
【０１０３】
前記行列生成機は割り込み信号を出力するように構成される。
【０１０４】
本発明の別の実施例によれば、指紋照合装置が提供されており：
指紋テンプレートのスペクトル・テンプレート行列を格納するように構成されたメモリ；
指紋標本入力装置からスペクトル・データ行列を受信するように構成された受信機；
前記スペクトル・テンプレート行列および前記スペクトル・データ行列からスペクトル比較結果を決定するように構成され、
前記スペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列と比較し、比較値を出力するように構成された行列比較器と；
前記比較値を比較閾値と比較し、比較結果を出力するように構成された閾値比較器とを含む、プロセッサ；
前記比較結果の出力を含む。
【０１０５】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は前記スペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列から引き算して差分行列と成すように構成された行列減算器と、前記差分行列を合計するように構成された加算器を含む。
【０１０６】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列にオフセットを加算するように構成された行列オフセット変更器を含む。
【０１０７】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列に重み行列に基づいて重みを付けるように構成された行列重み付け器を含む。
【０１０８】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は差分行列の各要素に対して点数を決定するように構成された点数発生器を含む。
【０１０９】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、更にスペクトル行列位置合わせ機を含み、ここで該スペクトル行列位置合わせ機は、
前記スペクトル・テンプレート行列および前記スペクトル・データ行列の少なくとも１部から回転角と平行移動値とを決定するように構成された位置合わせ整合装置；
前記平行移動値、前記回転角および前記指紋標本から、位置合わせされたスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列生成機を含む。前記位置合わせされたスペクトル・データ行列は前記行列比較器内で、前記スペクトル・テンプレート行列と比較するために使用される。
【０１１０】
指紋照合装置の上記実施例は種々の組み合わせで提供可能である。
【０１１１】
本発明の別の実施例によれば、指紋標本を提供するための方法が提示されており：
指紋標本を読み取り；
前記指紋標本からスペクトル・データ行列を生成し；
該スペクトル・データ行列を指紋照合装置に送信する、以上のステップを含む。
【０１１２】
本発明の別の実施例によれば、指紋照合方法が提示されており：
指紋標本に対応するスペクトル・データ行列を受信し；
指紋テンプレートに対応するスペクトル・テンプレート行列と前記スペクトル・データ行列との間の行列差分測度を決定し；
前記行列差分測度を閾値と比較し；
前記比較に基づいて出力を提供する、以上のステップを含む。
【０１１３】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記差分を決定するステップが更に：
１つのパラメータに関して、前記スペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列の各々対応する要素間の要素差分測度を計算し；
前記要素差分測度を総計し；
前記行列差分測度に前記総計された要素差分測度を割り当てる、以上のステップを含む。
【０１１４】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記パラメータが位相、周波数、または方向、またはそれらの任意の複合組み合わせである。
【０１１５】
この方法は更に、前記スペクトル行列または前記テンプレート行列の要素値のいずれか、またはそれらの両方が不確かな場合、前記差分測度に無効を設定することを含むことも可能である。
【０１１６】
この方法は更に前記要素差分測度に対して、それぞれの要素位置に応じて重みを付けることを含むことも可能である。
【０１１７】
この方法は更にオフセットを前記要素差分測度に加算することを含み、前記オフセットを前記差分測度のダイナミック・レンジの基本的に半分とすることも可能である。
【０１１８】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが第１差分パラメータを第１閾値と比較し、
該比較が前記第１閾値よりも大きな差を示す場合、第２差分パラメータを第２閾値と比較するか；または
前記比較が前記第１閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１１９】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが更に、前記第２パラメータと前記第２閾値との間の前記比較が前記第２閾値よりも小さな差を示す場合、
前記第１および第２パラメータから合同差分値を計算し；
該合同差分値を第３閾値と比較し；
前記合同差分値と前記第３閾値との前記比較が、前記第３閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１２０】
この方法は更に、前記スペクトル・データ行列の整合平行移動および回転を検索することを含み、複数の平行移動および回転に対して、前記スペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列の少なくとも１部を比較することで行う。
【０１２１】
この方法は更に：
何らかの整合一致が見出されたかを判定する；
整合一致が見出されない場合、この方法を終了する、以上のステップを含む。
【０１２２】
指紋照合方法の上記実施例は任意の組み合わせで提供出来る。
【０１２３】
本発明の別の実施例によれば、指紋標本入力装置が提供されており、
指紋標本を読み取るように構成された指紋読み取り機；
前記指紋標本を指紋照合装置に送信するように構成された送信機を含む。
【０１２４】
本発明の別の実施例によれば、指紋照合装置が提供されており：
指紋テンプレートのスペクトル・テンプレート行列を格納するように構成されたメモリ；
指紋標本入力装置から指紋標本を受信するように構成された受信機；
前記指紋標本からスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列生成機；
前記スペクトル・テンプレート行列および前記スペクトル・データ行列からスペクトル比較結果を決定するように構成され、
前記スペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列と比較し、比較値を出力するように構成された行列比較器と；
前記比較値を比較閾値と比較し、比較結果を出力するように構成された閾値比較器とを含む、プロセッサ；
前記比較結果の出力を含む。
【０１２５】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は前記スペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列から引き算して差分行列と成すように構成された行列減算器と、前記差分行列を合計するように構成された加算器を含む。
【０１２６】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列にオフセットを加算するように構成された行列オフセット変更器を含む。
【０１２７】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列に重み行列に基づいて重みを付けるように構成された行列重み付け器を含む。
【０１２８】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は差分行列の各要素に対して点数を決定するように構成された点数発生器を含む。
【０１２９】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、更にスペクトル行列位置合わせ機を含み、ここで該スペクトル行列位置合わせ機は、
前記スペクトル・テンプレート行列および前記スペクトル・データ行列の少なくとも１部から回転角と平行移動値とを決定するように構成された位置合わせ整合装置；
前記平行移動値、前記回転角および前記指紋標本から、位置合わせされたスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列生成機を含む。前記位置合わせされたスペクトル・データ行列は前記行列比較器内で、前記スペクトル・テンプレート行列と比較するために使用される。
【０１３０】
指紋照合装置の上記実施例は種々の組み合わせで提供可能である。
【０１３１】
本発明の別の実施例によれば、指紋標本を提供するための方法が提示されており：
指紋標本を読み取り；
該指紋標本を指紋照合装置に送信する、以上のステップを含む。
【０１３２】
本発明の別の実施例によれば、指紋照合方法が提示されており：
指紋標本を受信し；
該指紋標本からスペクトル・データ行列を生成し；
指紋テンプレートに対応するスペクトル・テンプレート行列と前記スペクトル・データ行列との間の行列差分測度を決定し；
前記行列差分測度を閾値と比較し；
前記比較に基づいて出力を提供する、以上のステップを含む。
【０１３３】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記差分を決定するステップが更に：
１つのパラメータに関して、前記スペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列の各々対応する要素間の要素差分測度を計算し；
前記要素差分測度を総計し；
前記行列差分測度に前記総計された要素差分測度を割り当てる、以上のステップを含む。
【０１３４】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記パラメータが位相、周波数、または方向、またはそれらの任意の複合組み合わせである。
【０１３５】
この方法は更に、前記スペクトル行列または前記テンプレート行列の要素値のいずれか、またはそれらの両方が不確かな場合、前記差分測度に無効を設定することを含むことも可能である。
【０１３６】
この方法は更に前記要素差分測度に対して、それぞれの要素位置に応じて重みを付けることを含むことも可能である。
【０１３７】
この方法は更にオフセットを前記要素差分測度に加算することを含み、前記オフセットを前記差分測度のダイナミック・レンジの基本的に半分とすることも可能である。
【０１３８】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが第１差分パラメータを第１閾値と比較し、
該比較が前記第１閾値よりも大きな差を示す場合、第２差分パラメータを第２閾値と比較するか；または
前記比較が前記第１閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１３９】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが更に、前記第２パラメータと前記第２閾値との間の前記比較が前記第２閾値よりも小さな差を示す場合、
前記第１および第２パラメータから合同差分値を計算し；
該合同差分値を第３閾値と比較し；
前記合同差分値と前記第３閾値との前記比較が、前記第３閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１４０】
この方法は更に、前記スペクトル・データ行列の整合平行移動および回転を検索することを含み、複数の平行移動および回転に対して、前記スペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列の少なくとも１部を比較することで行う。
【０１４１】
この方法は更に：
何らかの整合一致が見出されたかを判定する；
整合一致が見出されない場合、この方法を終了する、以上のステップを含む。
【０１４２】
指紋照合方法の上記実施例は任意の組み合わせで提供出来る。
【０１４３】
本発明の別の実施例によれば、指紋標本入力装置が提供されており、
指紋標本を読み取るように構成された指紋読み取り機；
指紋テンプレートの公開部分を受信するように構成された受信機；
前記指紋テンプレートの前記公開部分と前記指紋標本から、回転角および平行移動値を決定するように構成された位置合わせ整合装置；
前記平行移動値、前記回転角および前記指紋標本から、位置合わせされたデータの組を決定するように構成されたデータ生成器；
前記位置合わせされたデータの組を指紋照合装置に送信するように構成された送信機を含む。
【０１４４】
指紋標本入力装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記位置合わせ整合装置が更に、割り込み信号を出力するように構成されている。
【０１４５】
指紋標本入力装置の上記実施例は組み合わせて提供することが可能である。
【０１４６】
本発明の別の実施例によれば、指紋照合装置が提供されており：
スペクトル・テンプレート行列および指紋テンプレートの公開部分を格納するように構成されたメモリ；
指紋標本入力装置から前記指紋テンプレートの前記公開部分を指紋標本入力装置に送信するように構成された送信機；
前記指紋標本入力装置から位置合わせされたデータの組を受信するように構成された受信機；
前記位置合わせされたデータの組から位置合わせされたスペクトル・データ行列を決定するように構成された行列生成機；
前記スペクトル・テンプレート行列および前記位置合わせされたスペクトル・データ行列からスペクトル比較結果を決定するように構成され、
前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列と比較し、比較値を出力するように構成された行列比較器と；
前記比較値を比較閾値と比較し、比較結果を出力するように構成された閾値比較器とを含む、プロセッサ；
前記比較結果の出力を含む。
【０１４７】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は前記位置合わせされたスペクトル・データ行列を前記スペクトル・テンプレート行列から引き算して差分行列と成すように構成された行列減算器と、前記差分行列を合計するように構成された加算器を含む。
【０１４８】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列にオフセットを加算するように構成された行列オフセット変更器を含む。
【０１４９】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、前記差分行列に重み行列に基づいて重みを付けるように構成された行列重み付け器を含む。
【０１５０】
指紋照合装置の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列比較器は差分行列の各要素に対して点数を決定するように構成された点数発生器を含む。
【０１５１】
指紋照合装置の上記実施例は組み合わせて提供することが可能である。
【０１５２】
本発明の１つの実施例によれば、指紋標本の位置合わせ方法が提供されており：
指紋標本を読み取り；
指紋テンプレートの公開部分を受信し；
前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分との間の整合平行移動および整合回転を検索し；
前記整合回転の回転角および前記整合平行移動の平行移動値を決定し；
前記平行移動値、前記回転角、および前記指紋標本から位置合わせされたデータの組を生成し；
前記位置合わせされたデータの組を指紋照合装置に送信する、以上のステップを含む。
【０１５３】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで整合平行移動および回転の前記検索が更に、複数の平行移動および回転に対して前記指紋標本と前記指紋テンプレートの公開部分の画像を比較することを含む。
【０１５４】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで整合平行移動および回転の前記検索が更に、複数の平行移動および回転に対して前記指紋標本の決定された細部点と前記指紋テンプレートの公開部分を比較することを含む。
【０１５５】
この方法は更に：
何らかの整合一致が見出されたかを判定する；
整合一致が見出されない場合、この方法を終了する、以上のステップを含む。
【０１５６】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで位置合わせされたデータの組を生成するステップが、前記指紋標本を決定された回転および平行移動値に基づいて調整することを含む。
【０１５７】
指紋標本の位置合わせ方法の上記実施例は任意の組み合わせで提供出来る。
【０１５８】
本発明の１つの実施例によれば、指紋照合方法が提供されており：
指紋テンプレートの公開部分を送信し；
前記指紋テンプレートの前記公開部分の前記送信の返答として、１つの指紋標本に対応する位置合わせされたデータの組を受信し；
前記位置合わせされたデータの組から、１つの位置合わせされたスペクトル・データ行列を生成し；
指紋テンプレートに対応するスペクトル・テンプレート行列と前記位置合わせされたスペクトル・データ行列との間の行列差分測度を決定し；
前記行列差分測度を閾値と比較し；
前記比較に基づき１つの出力を提供する、以上のステップを含む。
【０１５９】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで差分を決定する前記ステップが更に：
１つのパラメータに関して、前記位置合わせされたスペクトル・データ行列と前記スペクトル・テンプレート行列の各々対応する要素間の要素差分測度を計算し；
前記要素差分測度を総計し；
前記行列差分測度に前記総計された要素差分測度を割り当てる、以上のステップを含む。
【０１６０】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記パラメータが位相、周波数、または方向、またはそれらの任意の複合組み合わせである。
【０１６１】
この方法の１つの実施例が提供されており更に、前記位置合わせされたスペクトル行列または前記テンプレート行列の要素値のいずれか、またはそれらの両方が不確かな場合、前記差分測度に無効を設定することを含む。
【０１６２】
この方法は更に前記要素差分測度に対して、それぞれの要素位置に応じて重みを付けることを含むことも可能である。
【０１６３】
この方法は更にオフセットを前記要素差分測度に加算することを含み、ここで前記オフセットを前記差分測度のダイナミック・レンジの基本的に半分とすることも可能である。
【０１６４】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが第１差分パラメータを第１閾値と比較し、
該比較が前記第１閾値よりも大きな差を示す場合、第２差分パラメータを第２閾値と比較するか；または
前記比較が前記第１閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１６５】
この方法の１つの実施例が提供されており、ここで前記行列差分を閾値と比較する前記ステップが更に、前記第２パラメータと前記第２閾値との間の前記比較が前記第２閾値よりも小さな差を示す場合、
前記第１および第２パラメータから合同差分値を計算し；
該合同差分値を第３閾値と比較し；
前記合同差分値と前記第３閾値との前記比較が、前記第３閾値よりも小さな差を示す場合、前記指紋標本が照合されたことを示すことを含む。
【０１６６】
指紋照合方法の上記実施例は任意の組み合わせで提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】図１は指紋入力装置を図式的に示す。
【図２】図２は指紋照合装置を図式的に示す。
【図３】図３は指紋標本位置あわせ方法を図示する流れ図。
【図４】図４は指紋標本照合方法を図示する流れ図。
【図５】図５は行列差分を決定する手順を図示する流れ図。
【図６】図６は指紋照合の精度向上手順を図示する流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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