[发明专利]用于指纹对准的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于将输入指纹与参考指纹对准(aligning)的方法、用于将输入指纹与参考指纹相比较的方法、用于将输入指纹与参考指纹对准的计算机程序产品、用于将输入指纹与参考指纹相比较的计算机程序产品、用于将输入指纹与参考指纹对准的设备和系统以及用于将输入指纹与参考指纹相比较的设备和系统。

背景技术

现代社会中存在许多人的身份被验证的情形。这种情形的一个例子是卡支付。在卡支付中，实际上卡持有者有必要设法验证他是该卡的正当持有者，并且没有以不诚实的方式得到该卡。这种方式的一个例子是卡持有者指示连接到该卡的pin码来验证他是正当用户。

现代社会中还存在人被识别的情形。这种情形的一个例子是公司里的访问控制系统。该系统应当能够识别该公司的雇员，其后被识别的雇员被准许进入而非雇员不被准许进入。为此，每个雇员可以拥有具有所存储的唯一访问身份的塑料卡。为被准许进入，雇员让系统读取所存储的访问身份。这个读取的访问身份然后在系统中与若干参考访问身份比较。如果该雇员的访问身份包含于所述若干参考访问身份中，则该雇员被准许进入，如果不是则该雇员不被准许进入。

上述两种情形、验证和识别之间的区别是：第一种情况是比较两个数据集合以能够确定它们是否相同，而第二种情况是将特定数据集合与若干数据集合比较以能够确定该特定数据集合是否与所述若干数据集合之一相同。

为能够提供更安全的验证和识别情形，多种方法已被开发。用于此目的的方法中的一种是指纹识别。

指纹非常适于识别和验证的原因是指纹上的凸纹(papillary line)结构因不同的人而不同。

在用于识别指纹的现有技术中，存在若干不同的能够确定两个指纹之间是否存在匹配的比较方法。在许多情况下，这个匹配涉及将输入指纹与已存储的参考指纹比较。在验证的情况下仅进行一个比较，而在识别的情况下进行若干比较。

进行该比较的一种方式是匹配指纹中的点。这些点常常包括凸纹的终止和分叉并且通常称为特征点(minutiae point)。

为确保安全的系统，参考指纹不落入非人之手很重要。为此的一种好的解决方案是将参考指纹存储在智能卡中，该智能卡是一种具有存储和计算能力的卡。当指纹已被指纹读取器读取时，其被传输到智能卡。一旦在智能卡中，就将输入指纹与已存储的参考指纹相比较。

由于每个用户应当拥有他自己的智能卡，因此期望参考指纹包含小型数据集合，因为这意味着可以使用较小和较不昂贵的存储器。小型数据集合还意味着可以缩减读取器与卡之间的传输时间以及功率消耗。

类似地，希望拥有使用较少处理器时钟周期的比较算法，因为这意味着比较将更快，或者可选地使用具有较低工作频率的处理器。

缩减数据集合的一种方式是对于每个特征点仅存储指示该特征点位于指纹中何处的位置、指示当前特征点中的凸纹的方向的角度以及指示当前特征点是分叉还是终止的类型。由于仅该数据到达智能卡，因此参考指纹可以相应地被存储。

当将输入指纹与所述参考指纹比较时，在许多情况下首先进行对准。对准宽泛地说是指输入指纹和参考指纹被调整为它们都可以用相同坐标来表示。

如果指纹要被读取的人在不同的场合较重或较轻地将其手指压在读取器上，则在对准和比较时可能出现问题。特别地，如果人在输入参考指纹时和在其它输入中较重或较轻地压其手指则是不方便的。

同样地，如果人在不同的读取场合不同地旋转其手指或在不同的读取场合不同地放置其手指，则是不方便的。

因此，重点是创建一种在考虑输入指纹可以每次被不同地旋转和放置以及其指纹被输入的人可以每次较重或较轻地将其手指压在读取器上的情况下用于将输入指纹与参考指纹比较的快速可靠的方法。

为此的一种已知解决方案是将输入指纹中的特征点的坐标传输到智能卡中。其后，特征点中的一个被选作参考点。基于该参考点，至其他特征点的距离被计算。为使该解决方案有效，对应参考点必需被用于输入指纹和参考指纹中，这会成为问题，因为该唯一的参考点会是难以识别的。

另一种已知解决方案在瑞典专利申请No.0300478-5中被公开。该文件描述了这样一种解决方案，其中特征点被配对为两个一组。随后，组中两点之间的距离以及这些点的相对角度被计算。该解决方案的优点是不必确定任何参考点。然而，其缺点在于如果例如由于输入指纹相比于参考指纹被轻微地移动而使得几组特征点遗失，则指纹之间的相似性评估由于所有特征点组必需作为一个单元被评估而受到影响，这导致不同指纹之间较低的可分离性。

发明内容