自動驗證對象的身份的系統和方法

2023-06-04 03:57:01

專利名稱：自動驗證對象的身份的系統和方法
技術領域：
本發明一般地涉及自動身份驗證系統，更具體地涉及利用指紋圖象自動驗證對象的身份的身份驗證系統。
利用指紋圖象的身份驗證是一門多年來持續研究的科學。傳統上，指紋圖象匹配是一項人工地把一組對象的指紋圖象(「搜查」印片)和多組「檔案」指紋圖案進行比較的辛苦工作。典型檔案指紋組包括一組油墨指紋，例如執法機構在一次逮捕後得到的或者在申請市政服務職位過程中得到的油墨指紋。在試圖把某搜查指紋圖案和某現有的檔案圖案匹配中，帶有放大器件的指紋專家會對數百個檔案指紋圖案耗費數小時。
容易理解，人工指紋匹配處理是特別耗時的和易出錯的。而且，粗劣的或不完整的搜查和檔案指紋圖象使這種處理更為困難。為了解決這些問題，開發了一些人工指紋圖象匹配技術。最常用的技術涉及到識別每個指紋圖象中主現的某些鑑別性的特徵，即細節。常見的細節包括諸如分枝和脊尾之類的指紋印片特徵。典型地用三個坐標記錄細節二個坐標「x」和「y」代表細節相對於坐標系統的位置，而角「v」表示該細節的鄰區中諸線的平均方向。每個人的細節集合及其位置是獨一無二的。從而，為了以後更容易驗證和分類，用多組細節及其位置表示指紋圖象。儘管這種進展改進了驗證的精度和速度，但人工匹配細節仍是一項慢而艱巨的工作。
另外，不那麼常用的指紋分類技術涉及利用模式類型對指紋分類。各種模式類型包括弧、突偏的弧、環和渦。模式是用數量、相對位置和方向匹配的。
在1960年代計算機革命之後不久，進行了自動指紋驗證的各種嘗試。由於計算密集性過強，很快就放棄了匹配整個指紋圖象的方案。替代地，通過細節分類指紋圖象的技術得到計算機化，和人工處理相比速度和精度大為改善。多年後，計算機處理能力以及細節識別算法的改進進一步提高了處理的速度和精度。
自動指紋細節識別的進展使得時實地用來驗證對象的身份的自動指紋圖象驗證系統的應用成為可行。從而，已引入新的安全處理，利用指紋圖案限制，只讓特許的人進入保護區。這是通過掃描特許人的選定指紋圖案並且在計算機系統存儲器中的細節記錄中定位並記錄指紋細節的坐標，從而在計算機系統中存儲的指紋記錄資料庫中登記特許人實現的。典型地，指紋掃描器和門的電子鎖定結構相連，從而需要從外面進入該區域的人必須把指定的手指放在掃描器以得到搜查指紋圖象。然後把搜查指紋圖象和多個檔案指紋圖象比較以確定是否允許該人進入該區。
為了加速識別處理，在以後的系統中對特許人授予其它標識要素，例如個人標識號(PIN)或嵌有標識數據的磁條卡。這些要素和特許人的細節記錄相關。這些改進型的系統典型地按如下工作。想進入某區的人首先向識別系統輸入標識要素，例如在小鍵盤上輸入PIN碼或刷磁條卡。接著，該人把指定的手指放在掃描器上以把搜查指紋圖象輸入到系統中。然後系統檢索和該人提供的識別要素相關的指紋圖象，並且通過相互比較搜查和檔案指紋圖象來驗證該人的身份。若檔案圖象和搜索圖象上的細節坐標及角度匹配，則允許該人進入保護區；反之，拒絕進入。
出於一些原因該方法是有問題的。在事例數量大的情況下顯然難以識別細節。此外，甚至可能由於手指上指紋部分的汙物或者劃痕而造成搜查指紋圖象丟失少量的細節，也會使系統不提供肯定的識別。在掃描搜查指紋圖象過程期間，即使人的手指的相對輕微的角運動也可能產生出錯。而且，由於細節是大量的而且由於存儲每個細節需要幾個坐標，故細節記錄消耗存儲其的計算機系統的相當多的數據存儲空間。
更為重要的是，識別並定位搜查指紋圖象中的細節而且接著把該細節和其檔案指紋圖象的某細節圖象匹配的工作是計算特別密集的，並且需要非常多的計算機處理能力和資源。在安裝於多個保護區的情況下，即使高速計算機系統，若同時出現數個識別處理，它也會遭受明顯的延緩。典型地，即使採用強大的計算機系統，對識別的等待會長達數秒，在帶有許多指紋識別安全進入點的大型裝置情況下等待時間會長得多。例如若該人在獲取搜查圖象期間移動手指，則為了最終克服以等待到肯定的識別，可能會要求他數次反覆該處理過程。
在Driscoll，Jr等人的美國5,067,162號專利(以下稱為「Driscoll」)中公開了解決上述問題的最新嘗試。Driscoll提出，代替識別指紋圖象上的細節，應識別多個各包括指紋圖象數據的一部分的指紋小「參考段」以及它們的坐標位置，並且在二元化圖象(即，轉換成黑白數字形式)後存儲在參考記錄中。按如下進行驗證首先掃描提出批准的人們的搜查指紋圖象，形成帶有多個各和一個參考段的位置對應的驗證區的驗證圖象，確定和各驗證區處的參考段對應的最佳匹配位置，然後通過判定(1)各最佳匹配位置和對應的參考段之間的和(2)最佳匹配定位的相對位置和對應的參考段之間的相似程度，判定是否存在匹配。
雖然Driscoll方法解決了傳統細節識別中的一些固有問題、改進了精度並且取消了使搜查指紋圖象近乎完美的要求，但它帶有明顯的缺點。儘管和典型的細節驗證系統相比Driscoll系統不那樣易於出錯，但若包含一個或多個參考部分的人指紋的一部分因灰塵或因擦傷等而模糊或受損，則驗證精度會明顯下降，造成拒絕特許人，因為Driscoll方法要求相當大數量的獨立參考段和搜查指紋圖象上的各具體驗證區相匹配，以及因為Driscoll方法在匹配判定上依賴於參考段的相對定位。
從而需要提供一種高速度和高精度下的利用指紋圖象自動驗證對象的身份的系統和方法。還需要即使因受損或沾汙而只能部分地看到對象的指紋圖象時仍可保證高精度。
通過本發明克服上面討論的缺點和限制。本發明提供一種用於驗證試圖進入保護區或訪問保護體的用戶的身份的系統和方法。本發明的系統運行於二個獨立的階段——登記階段和驗證階段。本發明的系統包括一個控制單元，用於在登記階段期間執行登記控制程序和在驗證階段期間執行驗證控制程序；一個存儲器，用於存儲數據和各控制程序；一個圖象掃描器，用於獲取參考圖象和驗證圖象；以及一些任選輸入輸出部件。
在登記階段期間，得到要作為該系統的特許用戶而登記的人的參考指紋圖象。接著對該參考圖象濾波並二元化。接著控制單元選擇預定數量的候選參考段，其中通過順序地對每個參考段檢查每個可能位置的唯一性以及保存最唯一定位的參考段的圖象數據而從參考圖象的預定區域內選擇每個段，並且這些段中的一個指定為主要段和把其它段指定成次要段。還存儲各次要參考段相對於主要參考段的位置。最後，由控制單元得到作為每個參考段的唯一性的函數的一個動態閾值。
在驗證階段期間，得到要求成為該系統的一個特許用戶的人的驗證指紋圖象。接著隨意地濾波和二元化該驗證圖象。接著控制單元檢索該登記人的參考圖象數據，使主要參考段和該驗證圖象的預定區匹配以確定至少一個最佳匹配位置，使各次要參考段和驗證圖象中分別規定的搜索區匹配，這些搜索區的位置是通過主要段的至少一個匹配位置確定的，並且通過計算所有參考段在它們各自的最佳匹配位置處的第一總計象素值，和計算由各參考段在其最佳匹配位置處復蓋的驗證圖象的所有象素的第二總計象素值，來驗證要求登記人員的身份，並把各總計象素值根據該動態閾值相互比較。若對主要參考段找到多於一個最佳匹配位置，則根據下一最近匹配位置重新定位次要參考段並重複該比較處理。為了加快最佳匹配位置的判定，可通過預定因子暫時粗化驗證圖象和主要參考段。
從下面的連帶著附圖的詳細說明，本發明的其它目的和特性將變為清楚。然而，應理解，僅是出於說明的目的設計這些附圖的，而不是用於規定本發明的限制，關於本發明的限制應參照附屬的權利要求書。
附圖中相同的參照字符代表全部幾張圖中的相同元部件


圖1是利用指紋圖象自動驗證對象的身份的系統的示意方塊圖；圖2到5B是表示依據本發明的圖1系統的功能操作的邏輯流程圖；以及圖6到10是表示依據本發明的圖1系統的操作期間執行的各子例程的示例結果圖。
雖然本發明是相對於識別、比較和驗證指紋圖象來說明的，但應理解本發明的系統和方法可應用於其它形式的圖象識別和圖象比較應用，例如醫用成象系統。
先參照圖1，其中示出用於安全地訪問某區或某物體的身份驗證系統10。例如，身份驗證系統10可以和門致動機構連接，以便把通過該門的通道限制成允許使用該身份驗證系統10的用戶。在另一個例子中，該身份驗證系統10可用於限制訪問諸如計算機終端的物體，其只允許被批准使用該身份驗證系統10的用戶訪問該計算機終端。
總起來說，身份驗證系統10運行於二個獨立的階段。在第一登記階段期間，通過提供永久存儲在身份驗證系統10中的指紋圖象和其它標識數據，用戶在身份驗證系統10中登記。晚些時候，在第二驗證階段，試圖訪問身份驗證系統10所保護的區域或對象的用戶提供指紋圖象和其它標識數據，以便和已存儲在身份驗證系統10中的其它標識數據以及指紋圖象進行比較，若新提供的其它標識數據和身份驗證系統10中存儲的其它標識數據匹配，並且若通過由身份驗證系統10計算出的或由操作員提供的驗證閾值判定新提供的指紋圖象和身份驗證系統10中存儲的指紋圖象基本匹配，則準許該用戶訪問保密區或保密對象。反之，身份驗證系統10拒絕該用戶的訪問請求。
身份驗證系統10的運行是由控制單元12控制的，後者最好包含用於執行存儲器16中存儲的控制程序指令的控制電路和微處理器(未示出)。存儲器16最好包括用於存儲數據和控制程序的長期存儲器(未示出)和用於暫時存儲控制單元12執行控制程序期間的控制程序指令和變量的短期程序存儲器。可以在個人或便攜計算機中或在專有部件中一起實現控制單元12和存儲器16。控制單元12可以和諸如鎖或通/斷開關的致動器(未示出)連接，以便選擇性地由控制單元12激勵。
用於從用戶獲取指紋圖象的圖象掃描器14和控制部件12連接。圖象掃描器14可以是任何適用於得到指紋圖象的掃描器，例如光的或者電荷耦合器件的掃描器。選用的輸入部件18可和控制單元12連接，以從對圖象掃描器14提供掃描的指紋的用戶獲取其它標識數據；控制單元12把該其它數據和圖象掃描器14得到的指紋圖象關聯起來並隨後存儲在存儲器16中。輸入部件18最好是鍵盤或小鍵盤，但可以是任何用於獲取字母數據的部件，例如語音識別系統或磁卡讀出器。此外，輸入部件18可包括用於獲取用戶的圖象的圖象捕獲部件。
選用的輸出部件20可和控制部件12連接，以向用戶和/或身份驗證系統10的操作員顯示獲得的指紋圖象和其它標識數據。該輸出部件還可用於由身份驗證系統10的操作員監視控制單元12對控制程序指令的執行。輸出部件最好是視頻顯示監視器，其可包括標準CRT或LCD面板。
在詳細說明本發明之前，說明一下圖象處理領域中判定二個相等尺寸圖象間的相似度的已知技術是有幫助的。每個圖象典型地由一些均勻的象素帶組成。例如，1位的黑白圖象由二條均勻帶，黑象素帶和白象素帶，組成。每個均勻帶典型地具有不同數量的象素。依據本發明，在比較二個圖象時，通過比較各個圖象的對應均勻帶，得到指示第一圖象和第二圖象之間的相似度的響應函數(以下稱為「RF」)值。高RF值表示二個圖象之間的高相似度，而低RF表示低相似度。最好歸一化RF值以使最小的RF為0，表示這二個被比較的圖象完全不同(例如比較一個全黑圖象和一個全白圖象)，並且最大的RF為1，以表示二個被比較的圖象相同(例如一個全黑圖象和另一個全黑圖象比較)。RF還可用於通過把某特定圖象和一些其它圖象比較，以判定該特定圖象的唯一性，其中當比較操作的RF值一致低時，該特定圖象具有相對高的唯一性度。利用圖象處理領域中已知一些技術中的一種技術可計算RF的歸一化值。
現參照圖2，圖中示出表示依據本發明的一種優選實施例的圖1控制單元12的登記控制程序的邏輯流程圖。在操作員於步驟100開始該程序並指示要登記的用戶把預定手指放在圖象掃描器14後，控制單元12在步驟102從圖象掃描器14獲取指紋參考圖象(以下稱為「參考圖象」)。典型地，參考圖象是在通常具有256個灰度的半色調形式下得到的。
在選用的步驟104中，可對參考圖象濾波，例如利用從圖象處理技術中周知的各種濾波器中選擇的移動窗口濾波器，以便遏制隨機噪聲。在該步驟還可對該參考圖象進行其它的圖象處理濾波操作。在步驟106，最好二元化參考圖象。在二元化的初始階段涉及根據動態確定的閾值去掉參考圖象中的大尺度的亮度變化。動態閾值可在由控制單元12在整個參考圖象上移動的預定尺寸的窗口中設置。對該窗口的每個位置，計算該參考圖象在窗口中的所有象素值的累積分布函數(以下稱為「CDF」)。並且確定CDF的中值。可以以一些技術中周知的技術確定CDF。該CDF中值充當窗口的當前中央象素的動態二元化閾值。對原始圖象上的移動窗口的所有可能位置重複該處理。最好按下式重新計算移動窗口的當前中央象素z=zMoM]]>其中z是中央象素的原始值(即，亮度)，z′是新值，M是移動窗口的當前位置的CDF中值，而Mo是根據設計選擇選取的一個預先規定的常數值。從而，事實上，經過這種處理的新參考圖象在所有的位置上具有相同的CDF中值。該處理去掉圖象中的任何大尺度的亮度變化。
在第二二元化階段，為減少表示每個象素的位數，粗糙地量化參考圖象，掃描得到的參考圖象中每個象素的典型位數為8，以允許256個不同的灰度。其每個象素具有更多位數的圖象使圖象處理系統負擔成比便增加的存儲要求和處理要求。從而，在象指紋圖象那樣的圖象的半色調等級不重要的情況中，為了減少存儲及處理要求，希望減少圖象中每個象素的位素。每個象素位數的減少相對容易實現。例如，為了把8位的參考圖象減少到4位的或16個灰度的圖象，就把原始參考圖象中每16個相繼的灰度合併成新參考圖象中的單個灰度。具體地，0到15的灰度合併成新的0灰度、16到31合併成新的1灰度、依此類推，並把240到255的灰度合併成新的灰度15。在第二二元化階段最好把參考圖象從8位圖象減小到1位圖象，即把灰度0到127合併成新灰度0和把灰度128到255合併成新灰度1。為了在丟失信息的最小可能性下二元化參考圖象，最好把初始二元化階段中的Mo設定為128。
在步驟108，控制單元定義預定數量的定位在並復蓋著參考圖象上的候選參考段(以下稱「RSC」)。現參照圖6，其中示出五個RSC 502-510復蓋一個示例的二元化的參考圖象500。所定義的RSC的具體數量、大小以及初始位置只是設計選擇的事情；圖6中示出的五個502-510以及它們的初始位置純粹是示例選擇的。
四個RSC504-510佔據示例參考圖象500的中央部分的相鄰但不迭加的位置並形成一個較大的矩形，而第五個RSC 502佔據該矩形的中央位置。可把中央RSC 502指定為主要RSC，並且最好把其它的RSC504-510指定為次要RSC。當然可把RSC 502之外的任一個RSC指定成主要的，而包括RSC 502的其它RSC可相應地指定成次要的。
合起來看，RSC最好復蓋整個參考圖象的基本部分，以確保在後面連同圖4A和4B說明的以後的驗證階段期間出錯的可能性非常低。然而，每個RSC在尺寸上足夠小，以使控制單元12能承受圖象的非線性失真，在參考圖象獲取步驟102期間若以不均勻的力把手指的不同部分按在圖象掃描器14上或者斜向地把手指按在圖象掃描器14上會出現失真。
現回到圖2，在步驟110，控制單元12從RSC502開始對每個RSC502-510執行「參考段及閾值選擇」(以下稱「RS/TS)子程序。計算機編程技術中周知，可把子程序作為設計成執行主控程序請求的特定任務的子例程。採用子程序的一個好處是二個或多個程序可使用相同的子程序執行某特定功能。現代編程技術還包括功能類似於子程序的可編程「目標」。可編程「目標」的主要優點是一旦開發出執行某特定功能的某「目標」，它便可使用於任何希望使用該功能的程序中。
現參照圖3，控制單元12從RSC 502開始為每個RSC 502-510執行RS/TS子程序，以確定復蓋著參考圖象的各最獨特部分的各RSC502-510最佳位置。在完成子程序執行後由各個RSC 502-510復蓋的參考圖象的各部分被稱為參考段1至5(以下稱為「RS_1」至「RS_5」)。RS/TS子程序還可確定一組驗證閾值(以下稱為「VER_THRES」)，每個VER_THRES對應於RS_1到RS_5中的一個特定RS。在後面利用各VER_THERS值確定後面連同圖4A～4B說明的驗證階段期間中所使用的總閾值。
在詳細說明RS/TS子程序之前，首先請注意出於更大的簡明性，把該子程序得到的當前RS表達成RS_X，並且還把對應的當前VER_THRES表達成VER_THRES_X，其中X的取值範圍從1到5，X的每個值對應於某特定RSC。
RS/TS子程序開始於步驟112，並進入一個其中控制單元12定義一個以當前被處理的RSC(例如，RSC 502)為中心的第一選定區的步驟114。在步驟116到124實現的RS/TS子程序的的主要目的中的一個是定位第一選定區中的參考圖象的最獨特部分，其大小和繞其定義第一選定區的RSC的大小相同。只要第一選定區大於當前的RSC，第一選定區的大小只是一個設計選擇事項。
在步驟116，控制部件12把第一選擇區中初始位置上的被定尺寸RSC區定義成RS_X的一個可能候選。該定尺寸RSC區的初始位置只是一項設計選擇事項。例如，該定尺寸RSC的初始位置可以在當前RSC的位置上或者可在第一選擇區的左上部上。在步驟118，控制單元定義以當前定義好的該定尺寸RSC區為中心的第二選擇區。只要第二選手驅大於該定尺寸RSC區，第二選擇區的尺寸只是一項設計選擇事項。請參照圖7，其中示例示出帶有以其為中心的第一選擇區512的RSC 502，定尺寸的RSC區514以及以區514為中心的第二選擇區516。
現回到圖3，在步驟120，通過順序地把當前定義的定尺寸RSC區和所有其它的位於第二選擇區中但又不和其直接鄰接的定尺寸RSC區進行比較，為第二選擇區中的所有定尺寸RSC區計算一組RF值，接著把這組RF值存儲到存儲器16。在步驟122，通過從1減去在步驟120中確定並存儲的該組RF值中的最大RF值(以下稱為「RF_HIGH」)，確定用於該當前定尺寸RSC區的唯一性因子(以下稱「UN_FACT」)。接著把UN_FACT、RF_HIGH和該當前定尺寸RSC區的位置關聯起來並暫時存儲在存儲器16中。在判定步驟124，控制單元12判定該當前定尺寸的RSC區是否是第一選擇區中最後一個要確定的定尺寸RSC區。若該當前的定尺寸RSC區不是第一選擇區中的最後一個要確定的定尺寸RSC區，則控制單元12進入步驟126，在其中選擇第一選擇區中的一個新的定尺寸區，並且接著返回步驟118以確定新選擇的定尺寸RSC區的唯一性。反之，控制部件12進入步驟128。在步驟128，控制單元12從存儲器16的暫時存儲中選擇具有最大UN_FACT的定尺寸RSC區，並且在存儲器16中把由該選定尺寸RSC區包圍的參考圖象部分按RS_X存儲，而且還存儲UN_FACT和RF_HIGH。
在步驟130，根據下式計算VER_THRES_XVER_THRES_X＝RF_HIGH+A(UN_FACT)其中「A」是一個取值範圍從略大於0到1的預定常數，並且做為一個設計選擇項選取。從上式可看出，較大的A增加VER_THRES_X的大小。在步驟132，把該VER_THRES_X存儲到存儲器16中。在步驟134，控制單元12結束RS/TS子程序。在控制單元12為每個RSC執行RS/TS子程序後，在帶有RS_1至RS_5以及VER_THRES_1至VER_THRES_5值下控制單元12返回圖2的登記控制程序中的步驟136。請注意，由於RS/TS子程序的目的是對參考圖象的最獨特部分定位，故RS_1到RS_5的位置可能很不同於圖6中所示的RSC 502至510的初始位置。現參照圖8，其中示出示例參考圖象500上的RS_1518至RS_5524的示例定位。
現回到圖2，在步驟136，對於VER_THRES_1至VER_THRES_5進行數字組合以形成一個取值範圍和各VER_THRES的範圍相同的總閾值(以下稱為「TOT_THRES」)。TOT_THRES最好是值VER_THRES_1至VER_THRES_5的平均值。但是，可通過其它數學運算得到TOT_THRES，例如VER_THRES_1至VER_THRES-5各值的加權平均值或平均值。
如後面連同圖4B說明那樣，在以後的驗證階段把TOT_THRES值作為接收或拒絕某用戶的判定因子。TOT_THRES是動態確定的值並且隨每個指紋圖象變化。例如，具有少量獨特部分的指紋圖象將具有相對低的TOT_THRES，而具有數量多的獨特部分的指紋圖象將具有相對高的TOT_THRES。從而，依據本發明，TOT_THRES值和各用戶指紋的唯一性度相適應。備擇地，代替計算VER_THRES-1至VER_THRES_5值和從中確定TOT_THRES值，而可以作為一個設計選擇項根據經驗選擇TOT_THRES值。例如，可把TOT_THRES值設置成範圍從0.6接近「1」之間的一個單值。熟練的技術人員可理解，通過提高參考圖象和驗證圖象之間的相似性要求，較大的TOT_THRES提供更高的安全性。
在步驟138，把步驟110得到的RS_1至RS_5存入在存儲器16中存儲的參考文件(以下稱為「REF_FILE」)裡。控制單元12最好為身份驗證系統10的每個登記用戶建立獨立的REF_FILE，用於存儲在登記階段期間從該用戶得到的參考數據以及其它數據。還在REF_FILE中存儲一組RS_2至RS_5相對於RS_1的象素坐標，供驗證階段期間使用。
在步驟140，控制單元12從正在登記的用戶得到其它標識數據(以下稱為「ID_DATA」)。可由用戶輸入或者另由輸入部件18獲得ID_DATA，它最好包括並不限於由用戶或操作員選擇的個人標識碼、用戶的個人信息以及用戶圖象。替代地，可由控制單元12生成至少一部分的ID_DATA。例如，控制單元可為正在登記的用戶隨機生成並分配一個個人標識碼。在步驟142，ID_DATA和REF_FILE關聯並存入REF_FILE中，從而當以後用戶通過輸入部件18輸入其個人標識碼時，可由控制單元12從存儲器16檢索和該個人標識碼關聯的(若存在)REF_FILE。供選用地，可把至少一部分的ID_DATA嵌入到給用戶的磁條卡(未示出)上。然後控制單元12在步驟144結束登記控制程序。
現參照圖4A，其中示出依據本發明的優選實施例表示用於圖1的控制單元12的驗證控制程序的邏輯流程圖。在某用戶試圖訪問身份驗證系統10保護的物體或區域的驗證階段期間，由控制單元12執行該驗證控制程序。當例如試圖訪問的用戶把手指放在圖象掃描器14上時，控制單元在步驟200開始該程序。在步驟202，控制單元12從圖象掃描器14得到指紋驗證圖象(以下稱為「驗證圖象」)。典型地，驗證圖象是以通常具有256個灰度的半色調形式得到的。
在選用步驟204中，驗證圖象可由控制單元12根據上面會同步驟104說明的圖象濾波技術(圖2)濾波。在選用步驟206中，驗證圖象可由控制單元12根據上面會同步驟106(圖2)說明的技術進行閾值二元化。儘管二元化驗證圖象不是必需的，但為了提高驗證控制程序的執行速度，最好對驗證圖象進行二元化。
在步驟208，經輸入部件18從用戶得到諸如個人標識碼的ID_DATA。例如，用戶可通過鍵盤輸入個人標識碼，或者，若已把個人標識碼嵌入到磁條卡上則通過讀卡機刷卡。在判定步驟210，所得到的ID_DATA和存儲器16中各REF_FILE中存儲的各ID_DATA匹配。若未找到匹配，則控制單元12進入步驟212，其中按不匹配拒絕該驗證圖象並終止驗證控制程序，以禁止該用戶訪問該保密體或保密區。若在判定步驟210找到匹配，則控制單元12進入步驟214，以檢索和步驟208中得到的ID_DATA關聯的REF_FILE。在步驟216，控制單元12從REF_FILE檢索RS_1圖象。在步驟218，控制單元12在驗證圖象的主要部分上定義一個驗證搜索區。在步驟220，控制單元12調用「最佳匹配隊列」(以下稱為「MBQ」子程序)以確定驗證圖象上與RS_1對應的至少一個的最佳匹配可能位置。例如，帶有幾個相似區的驗證圖象可具有多於一個的形似的最佳匹配位置，但其中只有一個正確的。BMQ子程序的用途是確定一個或多個這種可能的最佳匹配位置，以使控制單元12晚些時候能斷定其中的哪一個是正確位置(若存在的話)。
依據本發明，在圖5A中示出BMQ子程序的第一實施例，並在圖5B中示出BMQ子程序的第二實施例。
參照圖5A，其示出BMQ子程序的第一實施例。在步驟300控制單元12啟動BMQ子程序，並進入任選步驟302，其中通過按設計選擇項選擇的其範圍最好是4至8的一個偶數的預定解析度因子(以下稱為「RES_FACTOR」)，減小該驗證區復蓋的驗證圖象的解析度和RS_1的解析度。找到驗證搜索區中的一個或多個RS_1的最佳匹配位置是一項相對費時和費計算的任務。由於在減小尺寸的圖象下更容易定位最佳匹配位置，故通過RES_FACTOR暫時減小驗證圖象的驗證搜索區部分以及RS_1自身二者的解析度可減小圖象尺寸並且從而以正比於RES_FACTOR的幅值的比例提高處理速度。最好通過簡單地把原始圖象數量等於RES_FACTOR的相鄰象素合併成分辯率減小的圖象中的單個象素，減小圖象解析度。參照圖9，圖中示出RES_FACTOR為4的解析度減小的一個例子。原始圖象528中的象素a1-a4相組合以構成解析度減小圖象530中的單個象素b1，等等。若RES_FACTOR的幅值為8，則a1至a16的所有象素組合構成單個象素b1。在BMQ子程序結束時，在步驟318把驗證搜索區和RS_1恢復到原始解析度。對於BMQ子程序，步驟302和318不是必不可缺的，但明顯地減少了BMQ子程序的執行時間和所需的處理能力。
現回到圖5A，在步驟304，控制單元12把初始定尺寸的RS_1區定義成帶有驗證搜索區中相關坐標的第一驗證參考段(以下稱為「URS」)。最好最初把VRS定位在驗證搜索區的拐角處，例如在左上部。在步驟306，通過RS_1和當前定義的VRS的比較，控制單元定義和當前定義的VRS對應的具體驗證RF(以下稱「VER_RF)值。在步驟308，控制單元12把VER_RF和最佳匹配閾值(以下稱「BM_THRES」)比較。BM_THRES是一個設計選擇項，不過最好選為約在0.5和0.99之間。若VER_RF超過BM_THRES，則控制單元12進入步驟310，其中按遞減次序把VER_RF存儲到存儲器16中的最佳匹配隊列(以下稱「BM_QUEUE)，並且其中控制單元12還存儲和步驟306中確定的VER_RF值對應的當前定義的VRS的相關坐標。從而，若在該步驟的相繼執行期間在BM_QUEUE中存儲更多的VER_RF值，則所有的VER_RF值以幅值的遞減次序存儲。接著控制單元12進入判定步驟312。
若在判定步驟308確定VER_RF不大於BM_THRES，則控制單元12進入判定步驟312以判定當前定義的VRS是否是驗證搜索區中的最後一個唯一的定尺寸RS_1區。若該當前定義的VRS是驗證搜索區的最後一個唯一的定尺寸RS_1區，則控制單元12進入判定步驟314，反之控制單元12進入步驟322。在判定步驟314，控制單元12判定BM_QUEUE是否是空的。若數次執行判定步驟308後VER_RF值都不超過BM_THRES會出現這種情況。若BM_QUEUE不是空的，則控制單元12進入步驟318。若另一方面BM_QUEUE是空的，則在步驟316控制單元12在BM_QUEUE中存儲最高的VER_RF以及關聯的URS坐標，接著進入步驟318。
在步驟318，控制單元藉助RES_FACTOR存儲該驗證圖象的該驗證搜索區部分及RS_1的解析度，並在步驟320結束BMQ子程序。在步驟322，控制單元12選擇一個新的定尺寸RS_1區作為URS並且返回步驟306。通過對先前定義的VRS區偏離一個象素選擇一個定尺寸RS_1區，可選出新的VRS。
這樣，在檢驗驗證圖象區中的所有定尺寸RS_1區後，在BM_QUEUE中存儲至少一個可能的最佳匹配位置的坐標以及對應的VER_RF值。
參照示範性的圖10，其中示出示例的驗證搜索區532。VRS 534是最初定義的VRS，VRS 536是稍後定義的VRS，而VRS 538是在該示例驗證搜索區532中的最後一個VRS。
現參照圖5B，圖中示出BMQ子程序的第二實施例。控制單元12在步驟400開始BMQ子程序，並進入選用步驟402，在其中通過上面會同步驟302(圖5A)說明的RES_FACTOR，減小驗證區復蓋的驗證圖象的解析度以及RS_1的解析度。在步驟404，控制單元12把初始的定尺寸RS_1區定義為帶有驗證搜索區中關聯坐標的第一驗證參考段(以下稱「VRS」)。最好最初把VRS定位在驗證搜索區的拐角處，例如左上部。在步驟406，通過RS_1和當前定義的VRS的比較，控制單元確定和當前定義的VRS對應的VER_RF值。
在步驟408，控制單元12按幅值的遞減次序把VER_RF值存儲到存儲器16中的最佳匹配暫時緩衝器(以下稱「BM_TEMP」)裡，並且存儲和步驟406中確定的VER_RF值對應的當前定義的VRS的關聯坐標。這樣，隨著相繼地執行該步驟，在BM_TEMP中存儲更多的VER_RF值，並且所有的VER_RF值是以幅值的遞減次序存儲的。在判定步驟的410，控制單元判定當前定義的VRS是否是驗證搜索區中的最後一個唯一的定尺寸RS_1區。若該當前定義的VRS是驗證搜索區中的最後的唯一定尺寸RS_1區，則控制單元12進入步驟412，反之控制單元12進入步驟418。
在步驟412，控制單元12從BM_TEMP選出N個最大的VER_RF值以及關聯的VRS坐標並把它們存儲在BM_QUEUE中，其中N是一個按設計選擇項選擇的整數。在步驟414，控制單元藉助RES_FACTOR恢復驗證圖象的驗證搜索區部分以及RS_1的解析度，並在步驟416結束BMQ子程序。在步驟418，控制單元12選擇一個新的定尺寸的RS_1區作為VRS並返回到步驟406。可以在步驟418通過從原先定義的VRS區選擇偏離一個象素的定尺寸RS_1區，選擇新的VRS。
從而，在檢驗驗證圖象區的所有定尺寸RS_1區後，在BM_QUEUE中存儲N個可能的最佳匹配位置的坐標以及它們的相應VER_RF值。
在執行圖5A中或者圖5B中說明的BMQ子程序之後，控制單元12回到圖4A的步驟222，其中從BM_QUEUE檢索第一個(即，最大的)VER_RF值以及關聯的VRS坐標。在步驟224，控制單元12在驗證圖象上把RS_1定位到當前檢索到的VRS坐標上。在步驟226，控制單元12從REF_FILE檢索RS_2至RS_5，並在步驟228中在該驗證圖象上把RS_2至RS_5定位到先前在步驟138(圖2)存儲的相對於RS_1的當現位置的各自的象素坐標上。
在步驟230，控制單元12定義以各個RS_2至RS_5為中心的次要驗證區。各次要驗證區最好大於各自的RS_2至RS_5。在步驟232至236，控制單元12在各自的次要搜索區中為每個RS定位最可能(即，「最佳」)位置，並把每個RS移到其各自的最佳位置上。在步驟232，通過對每個單獨的RS和其各自的次要驗證區中的所有尺寸一樣的圖象段進行比較，控制單元12為RS_2至RS_5中的每個確定一組RF值。接著對每個RS_2至RS_5，確定一個在其各自的次要驗證區中具有最大RF值的等尺寸段的位置。在步驟234，控制單元12把步驟232所確定的各個等尺寸段位置設置為各對應RS的最佳位置。在步驟236，控制單元12在驗證圖象上把RS_2至RS_5中的每個移到其各自的最佳位置。
在步驟238，通過把RS_1至RS_5內的所有象素和由RS_1至RS_5的當前位置復蓋的驗證圖象部分中的所有象素進行比較，控制單元12確定總RF(以下稱「TOTAL_RF」)。從而該方法把由RS_1至RS_5代表的大部分原始參考圖象和經動態地確定RS_1至RS_5的最佳匹配位置而定義的區域組成的全局多段樣板所復蓋的大部分驗證圖象進行比較，以便確定表示參考圖象和驗證圖象之間的相似性的總RF。由於和先前已知系統不同，比較大部分的圖象並且從中得到一個全局RF，所以諸如因手指上的傷痕或汙物，不正確地斜著把手指放在圖象掃描器上或圖象掃描器本身上的汙物所造成的參考圖象的驗證圖象之間差異對比較處理精度的影響很小或沒有影響。
在判定步驟240，控制單元12對TOTAL_RF和步驟136(圖2)中確定的或另外選取的TOT_THRES進行比較。若TOTAL_RF大於TOT_THRES，則控制單元12進入步驟242，其中該驗證圖象由於基本上類似於參考圖象而被認可並準許該用戶訪問保密體或保密區。反之控制單元12進入判定步驟244，其中判定當前選取的VER_RF是否是BM_QUEUE中的最後一個。若當前的VER_RF不是最後一個，則控制單元12進入步驟246，其中從BM_QUEUE檢索下個最大的VER_RF值以及其關聯的VRS坐標並且接著返回到步驟224。反之控制單元12進入步驟212。
請注意，在少量修改下本發明的身份驗證系統10可實施各種指紋匹配應用。例如，替代得到用戶的ID_DATA和以後檢索關聯的REF_FILE，身份驗證系統10可以在驗證階段期間只從試圖訪問的用戶得到驗證圖象，並且接著相繼地把所得到的驗證圖象和存儲器16中各REF_FILE中存儲的所有參考圖象比較，直至或者找到匹配，或者最後一個參考圖象未成功地匹配所得到的驗證圖象而拒絕該用戶。這種修改還可以應用到執法機構上，其中自動地把嫌疑犯的驗證指紋圖象順序地和執法機構資料庫中存儲的所有參考指紋圖象進行比較。
然而，儘管按應用於其各優選實施例示出，說明並指出本發明的基本的新穎特性，但應理解，在不背離本發明的精神下業內人士可對所示出的各部件及各方法以及它們的操作在形式上和細節上作出各種刪略、替代和修改。例如，很明顯，以基本相同的方式達到相同結果的執行基本相同的功能的那些元部件和/或方法步驟的所有組合是在本發明的範圍之內的。從而，其意圖只由附屬權利要求書所指示的範圍來限制。
權利要求
1.一種用於把由多個第一象素組成的預定圖象分辯率的第一圖象和由多個第二象素組成的該預定圖象解析度的第二圖象進行比較以判定這二個圖象是否基本上相似的方法，所述方法在具有存儲器的數字處理系統中實現，其包括步驟(a)獲取第一圖象；(b)定義多個在第一圖象的基本部分上定位的相鄰參考樣板，其中每個所述參考樣板包圍第一圖象的不同部分；(c)把所述多個參考樣板中的一個參考樣板指定成主要參考樣板，並把所有其它的參考樣板指定成次要參考樣板；(d)在每個所述參考樣板的周圍定義一個以各參考樣板為中心的各對應的第一選擇區，每個所述第一選擇區大於各自的參考樣板；(e)在所述對應的第一選擇區對每個參考樣板確定最佳位置，其中每個參考樣板的所述最佳位置代表各個第一選擇區內第一圖象的最獨特部分，所述最獨特部分的尺寸和各自的參考樣板的尺寸相同；(f)把每個參考樣板移到其對應的最佳位置處；(g)在用作參考文件的存儲器中存儲各個第一選擇區的最獨特部分，其中把和所述主要參考樣板對應的最獨特部分指定成主要參考段，並且把和所述多個所述次要參考樣板中的具體一個對應的各最獨特部分指定成多個所述次要參考段；(h)在存儲器的所述參考文件中存儲每個次要參考段相對於所述主要參考段的坐標位置組；(i)定義一個由所述主要參考段以及所述多個次要參考段內的第一圖象的象素構成的參考區域；(j)得到第二圖象；(k)在第二圖象的基本部分上定義第一搜索區；(l)從存儲器的所述參考文件中檢索所述主要參考段和所述多個次要參考段；(m)把所述主要參考段和所述第一搜索區內第二圖象的所有主要參考段定尺寸部分進行比較，以確定所述主要參考段和第二圖象中的等尺寸部分之間的最接近匹配的位置，其中把所述等尺寸部分指定成最接近匹配位置；(n)把主要參考段定位在所述至少一個最為接近的匹配位置處，並且根據所述各個所述次要參考段相對於所述主要參考段的坐標位置組，在所述第二圖象上定位所述多個次要參考段；(o)定義多個第二搜索區樣板，每個第二搜索區樣板對應於所述次要參考段中的一個，每個第二搜索區樣板以一個所述對應的次要參考段為中心；(p)把每個次要參考段和其對應的第二搜索區內的第二圖象的所有次要參考段的定尺寸部分進行比較，以便為其對應的第二搜索區內的每個次要參考段確定最佳匹配位置，從而得到和所述多個次要參考段對應的多個第二圖象的最佳匹配部分；(q)定義由所述最接近匹配部分以及所述多個最佳匹配部分內的第二圖象的各象素構成的驗證區；以及(r)比較所述參考區和所述驗證區以確定總響應值，所述總響應值表示所述參考區和所述驗證區的相似度。
2.根據權利要求1的方法，還包括步驟(s)在所述步驟(r)後比較所述總響應值和預定的總閾值，並且當所述總響應值超過所述預定的閾值時，把第二圖象接受成基本上和第一圖象相似，反之則按基本上不和第一圖象相似而拒絕第二圖象。
3.根據權利要求1的方法，還包括步驟(t)在所述步驟(a)之後但在所述步驟(b)之前，對第一圖象濾波以至少去掉信號噪聲以及其上的亮度變化。
4.根據權利要求1的方法，還包括步驟(u)在所述步驟(a)之後但在所述步驟(b)之前，根據預定義的二元化閾值二元化第一圖象。
5.根據權利要求1的方法，還包括步驟(v)在所述步驟(j)之後但在所述步驟(k)之前，對第二圖象濾波以至少去掉信號噪聲以及其上的亮度變化。
6.根據權利要求1的方法，還包括步驟(w)在所述步驟(j)之後但所述步驟(k)之前，根據預定義的二元化閾值二元化第二圖象。
7.根據權利要求1的方法，其中所述步驟(e)還包括步驟(x)對每個所述參考樣板(1)對所述對應的第一搜索區中的每個參考樣板定尺寸的區域(A)定義一個以某個參考樣板定尺寸區域為中心的對應第二選擇區，所述第二選擇區大於所述參考樣板定尺寸區域；(B)把所述第一多個象素中由所述參考樣板定尺寸區域包圍的一組象素和所述第一多個象素中的由所述第二搜索區內的多個其它參考樣板定尺寸區域的每一個所包圍的其它象素組進行比較，以便為所述參考樣板定尺寸區域確定多個響應函數值，所述多個響應函數值中的每個響應函數值表示並且正比於所述參考樣板定尺寸區域和所述多個其它參考樣板定尺寸區域中的一個不同的區域之間的相似度，其中較低的響應函數值表示低相似度，而較高的響應函數值表示高相似度，並且其中響應函數的最大值為一；(C)根據下式確定所述參考樣板定尺寸區域的唯一性因子唯一性因子＝(1-RF_HIGH)其中RF_HIGH是所述多個響應函數值中的最大響應函數值；以及(2)把具有最大唯一性因子的參考樣板定尺寸區域的位置存儲為所述參考樣板的最佳匹配位置。
8.根據權利要求7的方法，其中所述步驟(x)還包括步驟(3)根據下式確定參考閾值參考閾值＝RF_HIGH+A(唯一性因子)其中A是一個預先定義的閾常數。
9.根據權利要求8的方法，還包括步驟(y)在所述步驟(e)後和所述步驟(f)前，通過下述之一確定總閾值確定所述步驟(x)(3)中獲得的所述各參考閾值的加權均值，和確定所述步驟(x)(3)中獲得的所述各參考閾值的平均值；以及(z)在所述步驟(h)後和所述步驟(j)前，把所述總閾值存儲到存儲器中的所述參考文件裡。
10.根據權利要求1的方法，還包括步驟(aa)在所述步驟(a)後和所述步驟(j)前，從用戶獲取構成所述用戶的個人標識碼的其它標識數據；以及(bb)存儲所述其它的標識數據，並把所述其它標識數據和存儲器中的所述參考文件相關聯。
11.根據權利要求10的方法，其中所述步驟(aa)包括隨機地選擇構成所述用戶的個人標識碼的其它標識數據的步驟。
12.根據權利要求10的方法，還包括步驟(cc)在所述步驟(k)後和所述步驟(l)前，從試圖驗證基本上相似於第一圖象的第二圖象的用戶獲取個人標識碼；以及(dd)判定在所述獲取的個人標識碼和存儲器中的所述參考文件中存儲的所述個人標識碼之間是否存在匹配，並且當存在匹配時進入所述步驟(l)，而反之則由於第二圖象基本上不同於第一圖象而被拒絕並且終止比較處理。
13.根據權利要求10的方法，其中所述其它標識數據還包括至少下述之一所述用戶的個人信息和所述用戶的圖象。
14.根據權利要求1的方法，其中所述主要參考段為預定的段解析度，該方法還包括步驟(ee)在所述步驟(l)後和所述步驟(m)之前，通過預定的解析度因子減小第二圖象和圖象解析度以及所述主要參考段的所述段解析度；以及(ff)在所述步驟(m)後和所述步驟(n)之前，通過所述預定的解析度因子增加第二圖象的圖象解析度以及所述主要參考段的所述段解析度。
15.根據權利要求2的方法，其中所述步驟(m)包括步驟(gg)把所述主要參考段和各個在所述第一搜索區中具有一組相關坐標的主要參考段定尺寸區域進行比較，以確定預定數量的最大驗證響應以及對應的具體的參考段定尺寸區域的所述相關坐標，每個驗證響應值表示並且幅值上正比於所述主要參考段和某對應的具體的主要參考段定尺寸區域之間的相似度；(hh)在存儲器中的最佳匹配隊列裡按幅值的遞減次序存儲所述預定數量的最大驗證響應值，並且存儲所述各組各和所述預定數量的最大驗證響應值中的某具體驗證響應值對應的所述具體主要參考段定尺寸區域的相關坐標；其中所述步驟(n)包括步驟(ii)從所述最佳匹配隊列檢索和所述預定數量和最大驗證響應值中的某最大驗證響應值對應的某第一主要參考段定尺寸區域的一組相關坐標；(jj)把所述主要參考段定位在所述第二圖象上的所述檢索出的相關坐標組處；(kk)根據每個所述次要參考段的坐標位置組在所述第二圖象上定位所述多個次要參考段；以及其中所述步驟(s)包括步驟(ll)比較所述總響應值和某預定的總閾值，並當所述總響值超過所述預定的總閾值時把第二圖象接受成和第一圖象基本相似，並且反之當所述最佳匹配隊列裡還有至少一個未檢索的主要參考段定尺寸區域的相關坐標組時，從所述最佳匹配隊列檢索和所述預定數量的最大驗證響應值的下一個最大驗證響應值對應的某第一主要參考段定尺寸區域的一組相關坐標並且返回到步驟(jj)，並且若反之則拒絕該基本上不和第一圖象相似的第二圖象和終止比較處理。
16.根據權利要求2的方法，其中所述步驟(m)包括所述步驟(mm)把所述主要參考段和各個在所述第一搜索區中具有一組相關坐標的主要參考段定尺寸區域進行比較，以確定多個驗證響應值以及對應的具體的參考段定尺寸區域的所述相關坐標，每個驗證響應值表示並且幅值上正比於所述主要參考段和某對應的具體的主要參考段定尺寸區域之間的相似度；(nn)比較所述多個驗證響應值中的每個驗證響應值和預先確定的驗證響應閾值，並在存儲器中的最佳匹配隊列裡按幅值的遞減次序存儲所有超過所述預先確定的驗證響應閾值的驗證響應值，而且存儲所述各組各和某超過所述預先確定的驗證響應閾值的具體驗證響應對應的所述具體主要參考段定尺寸區域的相關坐標，其中當所述多個驗證響應值都不超過所述預先確定的驗證響應閾值時，在存儲器中的所述最佳匹配隊列裡存儲最大驗證響應值以及和所述最大驗證響應值對應的某具體的主要參考段定尺寸區域的一組相關坐標；其中所述步驟(n)包括步驟(oo)從所述最佳匹配隊列檢索和所述最佳匹配隊列裡存儲的最大驗證響應值對應的某第一主要參考段定尺寸區域的一組相關坐標；(pp)把所述主要參考段定位在所述第二圖象上的所述檢索出的相關坐標組處；(qq)根據每個所述次要參考段的坐標位置組，在所述第二圖象上定位所述多個次要參考段；以及其中所述步驟(s)包括步驟(rr)比較所述總響應值和某預定的總閾值，並當所述總響應值超過所述預定的總閾值時把第二圖象接受成和第一圖象基本相似，並且反之當所述最佳匹配隊列裡還有至少一個未檢索的主要參考段定尺寸區域的相關坐標組時，從所述最佳匹配隊列檢索和所述最佳匹配隊列中存儲的下一個最大驗證響應值對應的某第一主要參考段定尺寸區的一組相關坐標並返回到所述步驟(pp)，並且反之則按基本上不和第一圖象相似而拒絕第二圖象而且終止比較處理。
17.一種數據處理系統，用於把由多個第一象素組成的第一圖象和多個第二象素組成的第二圖象進行比較以判定二個圖象是否基本相似，所述系統包括掃描裝置，用於獲取第一和第二圖象；存儲器裝置，用於存儲數據；以及和所述掃描裝置以及所述存儲器裝置連接的控制裝置，其可操作成用於使所述掃描裝置獲取第一圖象；定義多個在第一圖象的基本部分上定位的相鄰參考樣板，其中每個所述參考樣板包圍第一圖象的不同部分；把所述多個參考樣板中的一個參考樣板指定成主要參考樣板，並把所有其它的參考樣板指定成次要參考樣板；在每個所述參考樣板的周圍定義一個以各參考樣板為中心的各對應的第一選擇區，每個所述第一選擇區大於各自的參考樣板；在所述對應的第一選擇區對每個參考樣板確定最佳位置，其中每個參考樣板的所述最佳位置代表各個第一選擇區內第一圖象的最獨特部分，所述最獨特部分的尺寸和各自的參考樣板的尺寸相同；把每個參考樣板移到其對應的最佳位置處；在用作參考文件的所述存儲器裝置中存儲各個第一選擇區的最獨特部分，其中把和所述主要參考樣板對應的最獨特部分指定成主要參考段，並且其中把和所述多個所述次要參考樣板中的特定一個對應的各最獨特部分指定成多個所述次要參考段；在所述存儲器裝置中的參考文件裡存儲每個次要參考段相對於所述主要參考段的坐標位置組；定義一個由所述主要參考段以及所述多個次要參考段內的第一圖象的象素構成的參考區域；使所述掃描裝置獲取第二圖象；從所述存儲器裝置的所述參考文件中檢索所述主要參考段和所述多個次要參考段；把所述主要參考段和所述第一搜索區內第二圖象的所有主要參考段定尺寸部分進行比較，以確定所述主要參考段和第二圖象中的定尺寸部分之間的最接近匹配的位置，其中把所述定尺寸部分指定成最接近匹配位置；把主要參考段定位在所述至少一個最為接近的匹配的位置處，並且根據所述各個所述次要參考段相對於所述主要參考段的坐標位置組，在所述第二圖象上定位所述多個次要參考段；定義多個第一搜索區樣板，每個第二搜索區樣板對應於所述次要參考段中的一個，每個第二搜索區樣板以一個所述對應的次要參考段為中心；把每個次要參考段和其對應的第二搜索區內的第二圖象的所有次要參考段的定尺寸部分進行比較，以便為其對應的第二搜索區內的每個次要參考段確定最佳匹配位置，從而得到和所述多個次要參考段對應的多個第二圖象的最佳匹配部分；定義由所述最接近匹配部分以及所述多個最佳匹配部分內的第二圖象的各象素構成的驗證區；比較所述參考區和所述驗證區以確定總響應值，所述總響應值表示所述參考區和所述驗證區的相似度；以及比較所述總響應值和預定的總閾值，並且當所述總響應值超過所述預定的總閾值時，把第二圖象接受成基本上和第一圖象相似，反之則按基本上不和第一圖象相似而拒絕第二圖象。
全文摘要
提供一種用於驗證試圖訪問保護區或保護體的用戶的身份的系統(10)和方法。該系統採用全局圖象比較方法:通過首先在登記階段期間從用戶獲取參考指紋圖象(14)、從該參考圖象得到一組代表其各獨特部分的多個段、並在以後的驗證階段期間從試圖訪問的用戶得到驗證指紋圖象、在驗證圖象上確定多個參考段的各最相似部分,接著根據動態確定的閾值把由多個參考段包圍的參考圖象中的所有象素和驗證圖象上由當前位置下的多個參考段覆蓋的驗證圖象部分中的所有象素進行比較(12),其中該動態確定的閾值是在登記階段期間為提供參考圖象的用戶分別專制的以便驗證用戶的身份(20)。
文檔編號G06K9/00GK1268234SQ98808392
公開日2000年9月27日 申請日期1998年7月13日 優先權日1997年7月14日
發明者米克海爾·施龐特夫, 亞歷山大·普雷特尼夫, 米克海爾·貝雷斯蒂特斯基 申請人:貝斯系統公司