專利名稱：生物統(tǒng)計識別的方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物統(tǒng)計信息光學(xué)讀出的生物統(tǒng)計識別，特別是涉及應(yīng)用到必須實現(xiàn)使用者識別的任何領(lǐng)域中的包括防護(hù)和通信系統(tǒng)，不同的處理系統(tǒng)的使用個人信用卡的財務(wù)手續(xù)、居民身份證系統(tǒng)和駕駛證類型的個人化文件等使用的生物統(tǒng)計識別的方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在已知的不與使用生物統(tǒng)計參數(shù)相關(guān)的使用者識別方法中，使用了直接記錄在信用卡上的或是記錄到位于信用卡中的接觸式芯片或非接觸式芯片或特種載體的含有個人識別號碼的信息。記錄在信用卡上的信息可以是一種不可重復(fù)的數(shù)字或是信息攜帶者同讀出系統(tǒng)之間交換被譯成密碼對話所支持的信息(見US6068184，US5991749)。這些方法和系統(tǒng)比較簡單，且工作可靠。但是在攜帶者遺失信用卡之后，可能被任何未經(jīng)批準(zhǔn)的人使用時，它卻沒有保護(hù)作用。
目前，已知一系列將生物統(tǒng)計指紋鑒別信息做為識別手段的使用者識別系統(tǒng)。大多數(shù)類似系統(tǒng)的工作原理是基于采用相應(yīng)的讀出裝置，光學(xué)讀出待識別使用者的生物統(tǒng)計信息。該讀出裝置將讀出到的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字電子碼，并在存放電子碼數(shù)據(jù)庫內(nèi)去尋找與該電子碼相符合的電子碼。如果相符合，則輸出使用者識別結(jié)果是正確的信號。在US4933976，US4932776，US4785171，US4690554，US4582985中描述了類似的系統(tǒng)，實現(xiàn)的識別方法以及信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)中采用的裝置。
在實現(xiàn)該工作原理的已知系統(tǒng)中，包含有不同的生物統(tǒng)計參數(shù)的讀出裝置，包括不同類型的光接收器和照明器的結(jié)構(gòu)。例如，在WO98/27509中，描述的使用者識別裝置，允許實現(xiàn)高質(zhì)量圖象人的手指圖象的輸入。該裝置還包括透過手指的光源和具有輸入纖維光學(xué)表面的傳感器，使用者的手指就置放在這個表面上。
光在手指中逸散，并以最小的損耗壓緊在輸入表面處穿過皮膚；而在槽內(nèi)沒壓緊的地方，光的損耗大得多。利用這一特征，產(chǎn)生出光圖象，再依據(jù)這一圖象，產(chǎn)生出指紋的電子圖象，接下來又將其轉(zhuǎn)換為讀出圖象的電子碼?？紤]到光在人的真實指紋中的漫散，該裝置的照明器結(jié)構(gòu)已被優(yōu)化，這就限制了該裝置和方法的應(yīng)用。因為在進(jìn)行識別時，該方法是根據(jù)真實指紋同存貯在數(shù)據(jù)庫的電子碼進(jìn)行比較的。
替代在數(shù)據(jù)庫中存貯使用者生物統(tǒng)計參數(shù)代碼，可以將這些參數(shù)代碼存貯到生物統(tǒng)計鎖上。鎖本身是一個發(fā)給使用者的信用卡，并從這些卡上讀出共同相應(yīng)讀出生物統(tǒng)計參數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果獲得的信號進(jìn)行比較。例如，在US4993086，US5598474和US6523552中，描述了這種方法。
已知的記錄信息的方法，包括在信用卡上可以利用二維條碼來記錄信息(US5548110，US6062481)，但是記錄指紋鑒別信息或指紋代碼的存貯量約為1Kbit，而這種尺寸的二維條碼將占據(jù)信用卡一半的容量。因此，在一張信用卡上記錄使用者兩個手指的信息，實際上是不可能的。因為除了指紋鑒別信息外，在信用卡上還應(yīng)記錄有使用者人口統(tǒng)計信息。此外，二維條碼的讀出也是相當(dāng)復(fù)雜，且成本也高。盡管這種卡本身成本很低，但同樣妨礙將這種條碼應(yīng)用到大量使用的信用卡中用于記錄指紋鑒別信息。
使用非接觸式芯片信用卡的已知信息記錄系統(tǒng)的共同缺點是費用很高，特別是大量個人使用者更加感覺到費用高的問題，例如發(fā)放居民身份證、駕駛證等文件。這些證件的價格，基本上是由芯片信用卡的成本決定的。例如，向1億居民發(fā)放每個價值15美元的芯片信用卡的身份證的價值約為15億美元。
接觸式芯片卡不可能用于身份證，盡管這種卡成本低得多(平均為3-5美元)，但因這種卡很容易受到損壞，故可靠性低。
由于有上面列舉的缺點，這些裝置和系統(tǒng)，暫時沒有得到廣泛應(yīng)用。
還有另外一種將手指印痕、光學(xué)圖象應(yīng)用于生物統(tǒng)計鎖中的信用卡信息系統(tǒng)(在US498036描述了這種系統(tǒng))。在該指紋識別過程中，將指紋的光學(xué)圖象通過信用卡上指紋圖象同手指印痕光學(xué)投影反射光圖象進(jìn)行自動校正的方法，同真實手指印痕的光學(xué)圖象進(jìn)行比較，類似的比較方法工作量很大，而且不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供在生物統(tǒng)計鎖上形成的生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象，以保證能簡單、方便和可靠地進(jìn)行使用者生物統(tǒng)計指紋識別。
本發(fā)明的另一目的是提供在生物統(tǒng)計鎖上形成生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象，以能簡單、方便和可靠地進(jìn)行使用者生物統(tǒng)計指紋識別，而無需使用檢驗電子碼數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明的再一個目的是共同使用至少一個在生物統(tǒng)計鎖上形成的生物統(tǒng)計參數(shù)光學(xué)圖象和用光學(xué)讀出器或讀出模塊直接讀出的類似生物統(tǒng)計參數(shù)獲得的信息，以確保簡單、方便和可靠地進(jìn)行使用者生物統(tǒng)計識別。
本發(fā)明的又一個目的是確保使用者生物統(tǒng)計指紋識別能保證實現(xiàn)雙重保護(hù)的可靠性。一重保護(hù)是基于檢驗用指紋鑒別信息，另一重保護(hù)是基于同一光學(xué)讀出器和讀出模塊讀出的來自生物統(tǒng)計鎖和類似“真實”生物統(tǒng)計參數(shù)的至少一個光學(xué)圖象。
本發(fā)明是以某些生物統(tǒng)計參數(shù)，首先是手指印痕光學(xué)圖象讀出可能性的實驗確定為基礎(chǔ)的。該光學(xué)圖象是從采用具有在靠近手指吸收的一個確定光譜范圍內(nèi)光輻射累積吸收的塑料載體表面上獲得的。相對應(yīng)的是本發(fā)明是利用記錄在一個塑料載體(以下稱之為生物統(tǒng)計鎖)中生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象為基礎(chǔ)的。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，考慮了生物統(tǒng)計鎖的制備階段，以及準(zhǔn)確進(jìn)行識別的使用者生物統(tǒng)計檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫的形成，本發(fā)明提供的生物統(tǒng)計識別的方法包括有步驟(a)選取單個使用者的生物統(tǒng)計參數(shù)，例如他的手指印痕；(b)從眾多使用者中，形成使用者被選生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象；(c)將形成的圖象以等于或接近1的比例，記錄在該使用者生物統(tǒng)計鎖毛坯的圖象區(qū)域中，該毛坯是用在選中光譜范圍內(nèi)是半透明的材料構(gòu)成，并使用在指定光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射的印刷工具，例如顏料，進(jìn)行印制；(d)在選取的用于長期保存格式中，至少形成和存貯一個選取生物統(tǒng)計參數(shù)的檢驗用電子碼，該檢驗用電子碼是數(shù)字信號組合，并單值地同選取生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)；(e)為了制備每個使用者的生物統(tǒng)計鎖并形成選取生物統(tǒng)計參數(shù)的檢驗用電子碼，應(yīng)對于眾多使用者中的其它使用者，重復(fù)步驟(b)、(c)、(d)。
本發(fā)明的使用者識別方法還包含有下列步驟
(f)將選中的使用者個人的生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，例如他的手指印痕，同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中的光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器構(gòu)成，同時上述圖象也成形在該使用者生物統(tǒng)計鎖的指定區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域是用在選中的光譜范圍內(nèi)半透明材料制成，并用印刷工具，例如用在上述光譜范圍內(nèi)半透明的顏料或反射輻射的顏色印制出圖象；(g)利用帶有形成圖象電子碼的讀出傳感器，讀出上述圖象；(j)將選中的生物統(tǒng)計參數(shù)同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器構(gòu)成；(k)讀出被識別使用者指定的生物統(tǒng)計參數(shù)，并在能確保這個電子碼同指定的讀出圖象電子碼可能進(jìn)行比較的格式中，形成讀出參數(shù)的電子碼；(l)尋找同讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼相重合的檢驗用電子碼；(m)將讀出生物統(tǒng)計參數(shù)的電子碼同讀出圖象的電子碼進(jìn)行比較；以及(n)在讀出生物統(tǒng)計參數(shù)的電子碼同讀出圖象的電子碼比較結(jié)果的基礎(chǔ)上，輸出識別的結(jié)果；同時，步驟(i)應(yīng)將步驟(l)結(jié)果的統(tǒng)計值補充進(jìn)去。
在該識別方法的實施例中，在生物統(tǒng)計鎖制備階段還包括如下步驟(o)供長期保存的全部使用者所有被選中生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼以數(shù)字信號組合形式的形成和存貯步驟，這些檢驗用電子碼單值地同生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)，以確保選中生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼同檢驗用電子碼可能進(jìn)行比較中，形成被選中生物統(tǒng)計檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫；同時步驟(m)是將讀出到的生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼和讀出到的圖象同檢驗用電子碼進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)檢驗用電子碼讀出到的生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼或讀出到的圖象相重合，則給出識別是正確的結(jié)果。
特別適合于制做生物統(tǒng)計鎖材料的例子是聚氯乙烯和聚酯，這些材料傳統(tǒng)上都是用來制做信用卡的。同時，在選擇的近紅外(0.75-1.0μm)光譜范圍內(nèi)，在透射光均勻照射光條圖象載體的情況下，獲得了讀出生物統(tǒng)計參數(shù)光譜圖象的最佳結(jié)果。在這種情況下，光學(xué)圖象載體的厚度約為0.8mm，即同信用卡標(biāo)準(zhǔn)厚度相符合。顯然，信用卡的背面(也就是在載有生物統(tǒng)計參數(shù)的光條圖象，例如手指印痕的背面)不應(yīng)含有在選取光譜范圍內(nèi)是不透明的圖象，因為這些圖象的存在可以導(dǎo)致在讀出的生物統(tǒng)計參數(shù)圖象上，出現(xiàn)明顯的干擾。
本發(fā)明人用實驗方法查明，用標(biāo)準(zhǔn)打印機和信用卡印制系統(tǒng)Data Card(Image Card Express Photo ID Printer，DataCord 9000)和Fargo(Pro-L，Quatro)印制的任意彩色和半透明黑白印痕，在選中的光譜中都是透明的。同時，來自黑帶上的印痕在上述光譜內(nèi)都是不透明的。
保證高質(zhì)量讀出的另一個條件是在生物統(tǒng)計鎖上制做生物統(tǒng)計參數(shù)圖象中比例尺的確定。在分辨率方面，讀出工具和制做圖象工具是不同的。例如，通常信用卡熱印制工具擁有的分辨率不大于300dpi，而圖象讀出工具的分辨率達(dá)3000dpi。分析了指紋識別圖象大量資料后，發(fā)明人查明隨著指紋識別掃描儀分辨率的提高，適合于識別的可見指紋識別特點也增加。例如，根據(jù)這個依存關(guān)系可以表明，同面積減小成比例的放大了的印痕或印痕圖象的一部分，以恒定分辨率進(jìn)行印刷時，可以在整個印痕或印痕的一部分上觀察到相同數(shù)量的特殊點。因此，將印痕中央部分放大了的圖象放置在信用卡上，乃是在識別過程中避免出錯的補充措施。因為在使用者每次放置手指時，出現(xiàn)印痕中間部分的概率總是比邊緣部分高。
在一個以信用卡形式完成的生物統(tǒng)計鎖上，至少可以形成兩個相應(yīng)生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象。在一個信用卡上可以放置若干個印痕的圖象，將提高正確識別的概率，同時印痕在信用卡上中央對稱的放置方式，允許在識別裝置的讀出模塊中不使用運動機械零件。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，為了保證可以實現(xiàn)本方法所有上述步驟，在制做使用者識別系統(tǒng)時，事先考慮到它應(yīng)包含如下部分至少應(yīng)有在眾多使用者中將某個使用者的一個生物統(tǒng)計參數(shù)光學(xué)圖象，存貯在生物統(tǒng)計鎖毛坯上的工具，鎖的圖象區(qū)域是用在選中光譜范圍內(nèi)半透明材料制成的，并利用在上述光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射的顏料等印制工具印制；從眾多使用者中每個使用者對每個上述生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫的形成和貯存子系統(tǒng)；以及至少有一個使用者識別裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還事先考慮了建立使用者識別裝置用的新裝置，它應(yīng)包括至少含有一個讀出傳感器的讀出模塊，并配有在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器，同時，讀出模塊可以從大量使用者的生物統(tǒng)計鎖上讀出圖象；每個生物鎖用來識別眾多使用者中的一個使用者，鎖上含有一個用在選中光譜范圍內(nèi)是透明的圖象區(qū)域，在這個區(qū)域中采用選中的比例尺寸形成了指定使用人生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象；能保證在選中光譜范圍內(nèi)，均勻照射讀出傳感器的照明器；用于放置和固定眾多生物統(tǒng)計鎖中任何一個生物統(tǒng)計鎖的支架，在支架上可以將讀出傳感器輸入敏感表面和生物統(tǒng)計鎖上的圖象接觸在一起；聯(lián)接到讀出模塊輸出端的處理器模塊，該模塊配備有讀出圖象電子碼形成工具和讀出圖象電子碼同其它電子碼相比較的工具，當(dāng)讀出圖象的電子碼同某一個電子碼相重合時，將發(fā)出第一個信號，如果這種重合不出現(xiàn)，將發(fā)出第二個信號。
除了上述指出的以外，還有一個保證高質(zhì)量讀出的優(yōu)先條件是應(yīng)用具有輸入光纖表面的讀出傳感器，被讀出的圖象就緊密地按壓在這個表面上。在完成這一條件以及其它上述條件時，還可以利用同一個光學(xué)讀出傳感器來讀出真實的生物統(tǒng)計參數(shù)(手指印痕，即立體的實物)，和信用卡上它的平面圖象。
利用同一個傳感器讀出真實手指圖象和信用卡上可見圖象，允許簡化識別裝置的結(jié)構(gòu)和簡化使用者采用本發(fā)明實現(xiàn)識別方法使用的步驟。此外，還大大提高了系統(tǒng)工作的可靠性。因為同芯片式信用卡不同的是，手指印痕以真實可見的圖象保存在用信用卡形式完成的生物統(tǒng)計鎖內(nèi)，它具有很強的抗干擾能力，對電磁場也不敏感。本系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是將來有可能進(jìn)一步改型和兼容。這是因為圖象識別的程序算法總是在不斷的完善，同時主要變化只涉及將圖象轉(zhuǎn)換為壓縮碼。在一般芯片中保存的僅是壓縮碼，在將來不允許改變，很難使用新的軟件。將信息以生物統(tǒng)計參數(shù)光學(xué)圖象的形式保存起來，允許在將來實現(xiàn)各種軟件的改進(jìn)而無需很多花費，同時既可從生物統(tǒng)計參數(shù)本身的讀出，也可從在生物統(tǒng)計鎖的圖象讀出。
上述優(yōu)點使得本發(fā)明具有廣泛應(yīng)用，它既可應(yīng)用局部領(lǐng)域，也可以全方位的領(lǐng)域，例如身份證，進(jìn)入因特網(wǎng)的許可或信用卡的附加保護(hù)。


圖1以框圖形式示出了本發(fā)明的使用者識別系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例；圖2示出了信用卡正面圖；
圖3A用示意圖方式示出了使用者輸入生物統(tǒng)計鎖的識別裝置；圖3B是在與圖3A同一識別裝置中以使用者本人的手指指紋輸入的輸入方式；圖4示出了使用本發(fā)明一個優(yōu)選方法的生物統(tǒng)計鎖的制造作階段的步驟；圖5A和5B示出未經(jīng)處理和經(jīng)過處理的同一個指紋圖象；圖6、7和8分別示出實現(xiàn)本發(fā)明的二個優(yōu)選方法的識別階段的步驟。
具體實施例方式
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，將會對本發(fā)明的上述目的和特征有更清楚地了解。
下面，為了更加清楚地了解本發(fā)明的實質(zhì)，在描述本發(fā)明時，主要是將本發(fā)明應(yīng)用到一個或若干個指紋生物統(tǒng)計參數(shù)的使用中。但是，本發(fā)明涵蓋了適于識別目的任何其它生物統(tǒng)計參數(shù)的使用，例如視網(wǎng)膜圖象或使用者的簽字圖象等。
圖1示出的用1標(biāo)識的系統(tǒng)方案是供具有7810-85標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和尺寸符合CR80生物統(tǒng)計鎖使用的。但是，它也供其它多種生物統(tǒng)計鎖使用。如圖1所示，該系統(tǒng)由若干個相互聯(lián)系的部分或是子系統(tǒng)組成，其中主要子系統(tǒng)為制做生物統(tǒng)計鎖20的子系統(tǒng)10，形成和存貯校驗用電子碼數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)30和識別系統(tǒng)40。
制做生物統(tǒng)計鎖子系統(tǒng)10包括了完成制做生物統(tǒng)計鎖必要技術(shù)裝置的各個部分。顯然，該各個部分的組成和完成形式同被使用的識別生物統(tǒng)計鎖的具體形式有密切關(guān)系。但是在任何一種方式中，子系統(tǒng)10是必不可少的，它將被選中的生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象記錄在生物統(tǒng)計鎖20上。上述存貯工具包括選中生物統(tǒng)計參數(shù)圖象的形成裝置12，它將該圖象轉(zhuǎn)換為圖象的電子碼，即轉(zhuǎn)換為一組電(或其它)信號，并單值地同形成的圖象相對應(yīng)。裝置12可以工作在任一波長范圍內(nèi)，和/或利用任何相應(yīng)的形成工具和圖象轉(zhuǎn)換工具，但條件是所得到的電子拷貝的質(zhì)量足以適合后面用來制做光學(xué)圖象的生物統(tǒng)計鎖，亦適合于完成使用者的識別功能。裝置12可以是工作在某一波段的指紋鑒別掃描儀，以獲得指紋圖象，或是攝象機以獲得使用者眼睛視網(wǎng)膜或面孔的圖象。
另一個不是子系統(tǒng)10必備的組成，但是最常用的是電子拷貝處理裝置14，在下面描述本發(fā)明識別方法時將會清楚說明該裝置進(jìn)行處理的特性。通常它是一個PC機，配有相應(yīng)的處理圖象的軟件。PC機配有必要的外圍設(shè)備，如鍵盤15，顯示器16以及圖中未示出的用于讀出來自圖象形成裝置12輸出端電子拷貝的接口。
將光學(xué)圖象繪制到生物鎖20上的裝置18是存貯設(shè)備的第3個部件，通常裝置18是專用于信用卡的打印機，它聯(lián)接到裝置14的輸出端，用于打印從裝置14得到的加工過的電子拷貝。
圖2示意地給出生物統(tǒng)計鎖的正面圖象，其參數(shù)符合ISO7810-85符合CR80(85mm×54mm×0.8mm)，在生物統(tǒng)計鎖20上有兩個使用專用材料制做的區(qū)域，在近紅外(0.75-1.0μm)范圍內(nèi)是半透明的，用于顯示指紋圖象。在生物統(tǒng)計鎖20中，除了生物統(tǒng)計參數(shù)和若干類似圖象(如雙指紋)；還可以包括文字、數(shù)字、符號、圖象、電子、磁或任何其他適當(dāng)形式的信息。
利用同一個裝置18可以在制做生物統(tǒng)計鎖的任一階段中，同時記錄進(jìn)生物統(tǒng)計參數(shù)和不同顏色的條碼等輔助信息。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員對這些工具很熟悉，沒有必要對它們進(jìn)行詳細(xì)的描述。利用薄的透明疊壓涂覆可以提高信用卡的使用壽命，亦不妨礙在反射光和透射光中從信用卡上生物統(tǒng)計圖象的讀出。信用卡可以制做成具有更強保護(hù)和保密的形式，如同US4999065描述的那樣。但是，使用者生物統(tǒng)計參數(shù)直接存在信用卡上，較之其他復(fù)雜的系統(tǒng)更能保證對信用卡的保護(hù)。因為實際上除使用者本人之外的其它人無法使用該信用卡。在生物統(tǒng)計鎖20上，可以補充存貯編碼信息，例如n位形式的條碼。此時，編碼信息記錄區(qū)域的尺寸，選擇為接近圖象的尺寸。例如，編碼信息可以包含關(guān)于使用者生物統(tǒng)計參數(shù)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，光學(xué)圖象和編碼信息，優(yōu)先用不同的印刷工具來記錄，例如用在不同光譜范圍內(nèi)不透明和/或反射輻射的不同顏料來記錄。最好是使用圖象和編碼信息放置在讀出的統(tǒng)一區(qū)域中，這一區(qū)域的尺寸是由讀出傳感器光敏表面的尺寸所決定的，但是它們之間在空間上應(yīng)是分開的，在這種情況下，圖象最好放在讀出區(qū)域的中央，而編碼信息放在這一區(qū)域的邊緣。
形成和貯存檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)30的基本部件是處理器32，它備有相應(yīng)的外圍設(shè)備34，并同電子拷貝處理裝置14的輸出端相聯(lián)，用于接收該裝置形成的光學(xué)圖象的電子拷貝，通常子系統(tǒng)30本身就是一臺PC機，它用于將來自電子拷貝處理系統(tǒng)14的電子拷貝，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)生物統(tǒng)計參數(shù)的校驗用電子碼，在實現(xiàn)子系統(tǒng)10和30可供選擇的方案(圖中未示出)中，可以將電子拷貝處理裝置14放在子系統(tǒng)30中，但必須同18聯(lián)系在一起。還可以用同一臺PC機實現(xiàn)子系統(tǒng)30和電子拷貝處理裝置14。
識別子系統(tǒng)40包括圖3示出的識別裝置42。它包括讀出模塊50和處理器模塊60，以及能同子系統(tǒng)30數(shù)據(jù)庫38交換數(shù)據(jù)庫的模塊44。讀出模塊42包括光源52，信用卡形式生物統(tǒng)計鎖20，支架54和帶有多個元件的光接收器58(矩陣式或線條式CCD)構(gòu)成的讀出傳感器57，光接收器在被選中光譜范圍內(nèi)是敏感的。
在近紅外光譜范圍內(nèi)，光接收器58是矩陣式接收器，光敏感表面不小于8×12mm，光敏象素不少于200×300，帶有光纖墊圈59。光纖墊圈是讀出傳感器57的輸入表面。Dactochip DC-21所用傳感器表面的表面積是10(H)×15(V)mm，光敏元件是512(H)×576(V)，并配有商標(biāo)為ИAШЮ200370002 Ty的光纖墊圈，光纖直徑為6μm。當(dāng)光接收器58是線條式CCD時，該裝置要配備掃描機制，以保證光接收器在平行光接收墊圈59的平面上做往復(fù)位移。
光源52是脈沖式，不少于一個光電二極管，例如兩個型號為ИPC-1-800/90的光電二極管，在選中光譜范圍內(nèi)(λ＝800nm，∠＝90°)發(fā)光。
以前曾經(jīng)假設(shè)為了在透過手指的光中獲得均勻的手指印痕圖象應(yīng)采用非均勻照射，即通過手指體積較大的部分應(yīng)照射較強的光。因為，大家都知道光在任何介質(zhì)，包括在手指中的散射，是同光通過的路程成比例的。
本發(fā)明人通過實驗方法確認(rèn)，當(dāng)用狹束光進(jìn)行局部照射時，這種擴散散射確實存在。但是，客觀上它在本發(fā)明中并不存在，因為這種狹束光不適于照射薄(同手指相比較)的信用卡。同時，本發(fā)明的作者還用實驗確認(rèn)，在使用工作在近紅外光譜范圍的光源時，在對傳感器表面進(jìn)行初始均勻擴散照射時，在信用卡中和在手指內(nèi)部都發(fā)生同樣均勻透光。
支架54應(yīng)緊密地將信用卡壓在傳感器57和輸入表面59上。同時在支架54和傳感器57表面之間機械移動信用卡時，不允許損傷信用卡20的表面。為了完成這一要求，支架54最好用金屬(例如鋁)制作，其內(nèi)表面(同信用卡接觸的表面)55粘有多絨材料層(光閂)。這種結(jié)構(gòu)能保證輕便和精確地將信用卡安放在傳感器57的上方，而無需在讀出模塊50的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用運動的機械部分。
在上述方案中，讀出模塊50的最大特點是既能保證在傳感器57輸入表面59讀出生物統(tǒng)計鎖20的數(shù)據(jù)，又能直接從使用者任何手指讀出數(shù)據(jù)，見圖3b。因此，支架54將兩個功能融合在一起固定信用卡和固定使用者的手指。為此，在支架54的中央備有一個凹口，可以方便的將手指固定在傳感器的輸入表面，通常手指支架緊密壓擠在指紋鑒別傳感器(傳感器57)上。本方面人提出的如圖3所示的固定支架下表面的方法，相對于傳感器輸入表面有一個信用卡的高度，但又能保證使用者手指和傳感器輸入表面實現(xiàn)良好接觸。顯然，在該支架中，透過手指的照明是從手指和光接收器58之間接觸的相反一側(cè)來保證的。也可以從上方或側(cè)向來實現(xiàn)。
處理器模塊60可使PII-400水平的任一型號的PC機，并配有相應(yīng)的外部設(shè)備(圖中未示出)。這臺計算機聯(lián)接到讀出模塊50的輸出端，例如利用相應(yīng)電纜，聯(lián)結(jié)到計算機的并行接口。處理器模塊60應(yīng)配有被讀出圖象或被讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼的形成裝置。以及將圖象電子碼同被讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼或檢驗用電子碼進(jìn)行比較的裝置。它通常是一個可編程的裝置(利用指紋識別標(biāo)準(zhǔn)程序)，這個裝置既可做為一個專用模塊成為計算機的一部分，也可獨立存在。
如果在生物統(tǒng)計鎖上附加了編碼信息，例如n位色條，讀出模塊50和處理器模塊60應(yīng)該有讀出上述信息和編碼的可能。由于用一個讀出傳感器57中讀出圖象和編碼信息，所以將準(zhǔn)備讀出的圖象和編碼信息放置在同一區(qū)域內(nèi)，將容易實現(xiàn)這一條件。
下面介紹一下采用本發(fā)明識別方法的主要階段。
第一階段是100，在本階段制做生物統(tǒng)計鎖和數(shù)據(jù)庫，由子系統(tǒng)10和30來完成，見圖1。如同圖4所示的那樣，完成該階段是從步驟102選取供系統(tǒng)1使用的1個(或若干個)生物統(tǒng)計參數(shù)開始的。第2個步驟104包括從眾多使用系統(tǒng)1的人員中找到一個使用者選中的生物統(tǒng)計參數(shù)，輸入到子系統(tǒng)10圖象形成裝置12的視場中。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案是使用者一個確定手指印痕。
步驟106是利用系統(tǒng)10相對應(yīng)的裝置12例如讀出模塊(類似于圖3B中的模塊50)(見圖1)。形成該使用者選中生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象，即獲得與該生物統(tǒng)計參數(shù)單值對應(yīng)的光學(xué)信息，該模塊還完成后續(xù)步驟108，即獲得單值的與該生物統(tǒng)計參數(shù)對應(yīng)的光學(xué)信息，該模塊還完成后續(xù)步驟108，即將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電信息，并得到生物統(tǒng)計參數(shù)的電子拷貝，即得相對應(yīng)的一組電信號，這些電信號同具體的生物統(tǒng)計參數(shù)是單值對照的。
隨后的步驟110是編碼，即將電子拷貝轉(zhuǎn)換為被選中生物統(tǒng)計參數(shù)的數(shù)字碼。如圖1所示，完成這一步驟的是電子拷貝處理裝置14，它聯(lián)接到裝置12的輸出端。
利用裝置14還可以完成步驟112，對電子拷貝進(jìn)行處理，從中分離出用于生物統(tǒng)計參數(shù)識別用的必要和足夠的信息。先將手指印痕黑白點圖象轉(zhuǎn)化成二元化電子相似物(見圖5A)并得到加工過的指紋“輪廓”(見圖5B)，該“輪廓”具有恒定厚度的線條，它僅反映出進(jìn)行識別時要考慮圖象的所有特征。利用子系統(tǒng)10中的顯示器16監(jiān)視這一過程。為了完成步驟114，將加工過的光學(xué)圖象存貯到生物統(tǒng)計鎖的毛坯上并獲得生物統(tǒng)計鎖。前面已經(jīng)提到，存貯是在由選中光譜范圍內(nèi)半透明聚氯乙烯材料制做的圖象區(qū)域中進(jìn)行，比例是1∶1，即被存貯的加工過的手指印痕圖象(見圖5B)在尺寸上同真實手指印痕相等，但識別時要考慮的參數(shù)更為精確，即它反映出指紋圖象。為了實現(xiàn)存貯，可以在利用指定光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射的顏料或其它印刷工具，例如Fargo公司生產(chǎn)的黑帶打印機Pro-L。
經(jīng)過處理的圖象存貯步驟114事先還考慮到在生物統(tǒng)計鎖20的毛坯上記錄任何有關(guān)使用者的其它數(shù)據(jù)或其它必要的信息，其實例示在圖2中。該信息可用借助于外部設(shè)備，例如鍵盤15或其它圖1中未示出的外部設(shè)備輸入到子系統(tǒng)10中。在另一個可供選擇的方案中，任何其它信息(并非一定要將這種信息存貯在生物統(tǒng)計鎖上)可以在完成步驟114之前或之后存貯在生物統(tǒng)計鎖上。
然后，利用鑒別子系統(tǒng)40對制作好的生物統(tǒng)計鎖20和選中的手指印痕進(jìn)行使用者鑒別過程201(該鑒別方案的完成在下面將有詳細(xì)描述，參見圖6)。如果鑒別失敗，該生物統(tǒng)計鎖報廢并重復(fù)完成上述步驟，制做出合格的鎖。
在確認(rèn)生物統(tǒng)計鎖合格后可以向使用者發(fā)放(步驟116)。在這種情況下，在生物統(tǒng)計鎖中為了存貯光學(xué)圖象使用的數(shù)字信息還要送入鑒別用電子碼數(shù)據(jù)庫的形式和使用子系統(tǒng)30。在這里，在處理器32中完成對數(shù)字信息處理，即完成與被選中生物統(tǒng)計參數(shù)單值相對應(yīng)的鑒別用電子碼的形成步驟118，該碼將送到數(shù)據(jù)庫38中保存(步驟120)。
對所有人員均要完成上述步驟，這包括使用本發(fā)明識別系統(tǒng)的眾多使用者。
為了便于理解起見，實現(xiàn)本方法的第一階段采用了最簡單的實施方案。顯然，如果根據(jù)若干個生物統(tǒng)計參數(shù)進(jìn)行識別，則對于每個參數(shù)來講都應(yīng)重復(fù)102-120步驟。對于每個被選中的生物統(tǒng)計參數(shù)來講，為了提高系統(tǒng)工作的可靠性，在完成106步驟時，可以形成若干個光學(xué)圖象。根據(jù)鑒別檢驗的結(jié)果，從中選中一個最好的最具概括性的圖象印刷生物統(tǒng)計卡上，此時可以形成一個生物統(tǒng)計參數(shù)所有形成光學(xué)圖象的鑒別用電子碼，并進(jìn)入數(shù)據(jù)庫38中。
所有生物統(tǒng)計參數(shù)鎖，起碼是部分鎖制成若干個，也可以達(dá)到提高識別系統(tǒng)可靠性的目的。
下面，參考圖1、3和6，說明實現(xiàn)第2階段的最佳方案，即利用生物統(tǒng)計鎖進(jìn)行使用者的識別。為了實現(xiàn)該方案，要求保證識別系統(tǒng)1檢驗碼數(shù)據(jù)庫38和識別裝置42的處理器模塊電子碼相比較，如圖1所示?？梢詫?shù)據(jù)庫38或其相應(yīng)部分移到識別裝置子系統(tǒng)40中，這時該裝置可以獨立使用。這種方法有時是很合理的。例如當(dāng)在不同機構(gòu)制做和使用生物統(tǒng)計鎖，或是使用多個獨立的識別裝置，并放置在遠(yuǎn)離檢驗用電子碼形成和貯存子系統(tǒng)30時，此法是相宜的。
由圖6可以看出，在該方案中，識別階段201包含有獲得圖象電子碼的步驟210。為了完成該步驟，使用者應(yīng)將自己的生物統(tǒng)計鎖插入屬于識別裝置42的讀出模塊50的支架54內(nèi)，即完成生物統(tǒng)計鎖20上生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象和讀出傳感器57光學(xué)表面重合的步驟212。讀出模塊相繼完成讀出圖象214步驟和圖象電子碼形成步驟216。完成步驟216時，使用步驟118形成檢驗用電子碼相同電子碼格式，或是使用任何一種能允許圖象電子碼同檢驗用電子碼進(jìn)行比較的其它格式。在步驟218中完成圖象電子碼的存貯之后，就完成了獲取圖象電子碼的步驟210。
然后完成步驟230，實質(zhì)上是在檢驗用電子碼數(shù)據(jù)中尋找同讀入圖象電子碼相符合的電子碼(精度達(dá)到設(shè)定的符合閾值)。這種尋找的可靠性是很高的，因為在生物統(tǒng)計鎖上存貯的圖象，已經(jīng)排除了多余的干擾信息(前面已介紹過)，同時生物統(tǒng)計鎖制作工藝又保證了圖象隨時間穩(wěn)定性，而實際的手指印痕可能出現(xiàn)受損傷或沾污的情況。此外，支架54能保證高度精確獲取生物統(tǒng)計鎖上的圖象。而使用手指則達(dá)不到這樣的精度，因為部分使用者手指在讀出傳感器上的有低的重復(fù)性，平均說來，10-20％的使用者進(jìn)行指紋識別時，會遇到復(fù)雜情況。在這種情況下，使用生物統(tǒng)計鎖的誤差水平低的多。
如果尋找結(jié)果是理想的，則至少有一個檢驗用電子碼同裝置42讀出的圖象電子碼相符合，并發(fā)放出相應(yīng)的關(guān)于識別狀態(tài)成立的信號(步驟260)。這個信號可以是視覺、聲音或/和任何一種信號。在相反的情況下，將發(fā)放出識別結(jié)果不成立的信號。還可以并行輸出信號到某一執(zhí)行機構(gòu)上或自動開啟帶有監(jiān)控通行的房間門。
顯然，當(dāng)利用具有多個參數(shù)圖象的生物統(tǒng)計鎖時，對于所有圖象都應(yīng)重復(fù)本階段的所有步驟。此時，在生物統(tǒng)計鎖上相對于中心對稱地放置生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，采用生物統(tǒng)計鎖20圍繞通過與鎖平面相垂直中心軸的旋轉(zhuǎn)，可以減化上述圖象同讀出傳感器54輸入光學(xué)表面逐次重復(fù)工作。
盡管上述識別方案有很高的可靠性保證確認(rèn)圖象的真實性，目的是對使用者提交他本人的生物統(tǒng)計鎖進(jìn)行識別，但實質(zhì)上該方案識別的不是使用者本人，而僅是他提交的生物鎖，即不能預(yù)防提交鎖的人并不是鎖擁有者本人的危險。
本方法提出的另一個可供選擇方案，可以完全排除這種危險。為了實現(xiàn)識別的目的，該方案是共同使用選中的生物統(tǒng)計參數(shù)和生物統(tǒng)計鎖。首先將分析不使用數(shù)據(jù)庫的使用方法。
在該方案中，識別的201階段預(yù)先考慮了在任何次序中完成獲取讀出圖象電子碼的步驟210和生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼的獲取步驟220(見圖7)。
步驟220包括222-228步驟，類似于212-218中描述的步驟。但此時輸入到讀出模塊50的帶有被選中生物統(tǒng)計參數(shù)的使用者手指。為了保證完成識別方法本方案與其它可供選擇的方案具有兼容性，在實現(xiàn)步驟216、226對使用的電子碼格式應(yīng)同形成檢驗用電子碼(步驟218)的格式相同；或者是某一種其它能允許將讀出圖象電子碼和讀出的生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼同檢驗用電子碼進(jìn)行比較的格式。
完成步驟210和220后，識別裝置42的處理器模塊60將完成讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼和讀出圖象電子碼的比較步驟240。根據(jù)這種比較結(jié)果，識別裝置42將給出相應(yīng)的(視覺、聲音和/或任意一種其它方式)關(guān)于識別成立或被拒絕的信號。
圖8示出了完成識別階段的202的另一個方案。此方案使用了生物統(tǒng)計參數(shù)及其圖象，還要使用數(shù)據(jù)庫。該方案類似圖6和7所示的201方案，包括獲取電子碼的步驟210和220，還要結(jié)合在步驟240中描述的這些電子碼的比較，并補充在檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫中尋找同讀出生物統(tǒng)計參數(shù)和/或讀出圖象電子碼相重合電子碼的步驟250。使用本方案時，正確識別概率得以提高不僅是因為對若干個生物統(tǒng)計參數(shù)或這些參數(shù)的圖象進(jìn)行識別，還因為利用了與每個或數(shù)個選取的生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)的若干個檢驗用電子碼。這可以使識別概率接近100％，并相應(yīng)地將識別誤差概率減小為零。
應(yīng)該指出的是，本發(fā)明描述的利用生物統(tǒng)計參數(shù)光學(xué)圖象的識別方案，也可以同其它適合的識別方法相結(jié)合在一起來使用。例如嗓音、秘密識別號碼、口令等。其中，最有效的識別方法是使用經(jīng)本發(fā)明用實驗方法確認(rèn)過的高效識別方法。該方法在一組本發(fā)明公司(申請人的使用者)合作者中進(jìn)行過檢驗，檢驗形式是利用信用卡形式的生物統(tǒng)計鎖，在信用卡上載有經(jīng)處理過的雙指光學(xué)圖象，這些圖象對稱于信用卡中心點排放在信用卡上。這些鎖同“真實”手指印痕以及從識別裝置42鍵盤上鍵入一組使用個人使用的碼結(jié)合在一起來使用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會很清楚地了解到在不超出本發(fā)明范圍的情況下可以有多種改型。例如，替代手指印痕可能利用其它允許形成和記錄其光學(xué)圖象的生物統(tǒng)計參數(shù)。生物統(tǒng)計鎖(圖象區(qū)域除外)本身可以用任何一種耐用和安全的材料制成。同時可以將鎖制成能保證圖象同讀出傳感器輸入表面實現(xiàn)緊密接觸的任何一種形狀。雖然這里所描述的能夠從手指或生物統(tǒng)計鎖直接讀出信息傳感器的結(jié)構(gòu)是一種優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)；但是預(yù)定為不同形狀生物統(tǒng)計鎖使用的傳感器，也適用于實施本發(fā)明的某些方案。
在生物統(tǒng)計鎖制備子系統(tǒng)中，電子拷貝處理裝置的功能，檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫的形成和貯存子系統(tǒng)，以及識別裝置的處理器模塊，均可在一個統(tǒng)一的中央計算機中完成，用導(dǎo)線或無線通訊方式同選中生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象形成裝置、圖象存貯裝置以及所有識別子系統(tǒng)聯(lián)系在一起，在識別裝置中，可以事先考慮使用1個或2個讀出傳感器和1個或2個支架。其中1個用于安放生物統(tǒng)計鎖，而另一個用于使用者手指的輸入。
所描述的讀出裝置同樣可以做為圖象形成裝置來使用。此外，讀出裝置可以配置有可以保證有把握地區(qū)分來自真實生物統(tǒng)計參數(shù)獲得的電子碼，以及在生物統(tǒng)計鎖上光學(xué)圖象獲得的電子碼，例如根據(jù)脈博(見US3639905和WO95/27509的描述)或根據(jù)其它生理特征(見US5719950的描述)進(jìn)行區(qū)分。這些方法的存在，可以明顯地減少偽造的概率，即促進(jìn)識別可靠性進(jìn)一步的提高。
權(quán)利要求
1.一種包含生物統(tǒng)計鎖制作階段、數(shù)據(jù)庫形式階段和識別階段的使用者的識別方法，其中該生物統(tǒng)計鎖制作階段和數(shù)據(jù)庫形成階段包括以下步驟(a)選取單個使用者的生物統(tǒng)計參數(shù)，例如他的手指印痕；(b)從眾多使用者中，形成使用者被選生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象；(c)將形成的圖象以等于或接近1的比例，存貯在該使用者生物統(tǒng)計鎖毛坯的圖象區(qū)域中，該毛坯是用在選中光譜范圍內(nèi)是半透明的材料構(gòu)成，并使用在指定光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射印刷工具，例如顏料，進(jìn)行印制；(d)在選取的用于長期保存格式中，至少形成和存貯一個選取生物統(tǒng)計參數(shù)的檢驗用電子碼，該檢驗用電子碼是數(shù)字信號組合，并單值地同選取生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)；(e)為了制備每個使用者的生物統(tǒng)計鎖并形成選取生物統(tǒng)計參數(shù)的檢驗用電子碼，應(yīng)對于眾多使用者中的其它使用者，重復(fù)步驟(b)、(c)、(d)；該識別階段包括以下步驟(f)將眾多使用者中選取任何待識別使用者生物統(tǒng)計鎖的圖象，同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合；這個傳感器是基于多個元件光接收器制成，它在選中的光譜范圍內(nèi)是敏感的；(g)利用讀出傳感器讀出指定的圖象并在能保證可以進(jìn)行圖象電子碼同檢驗用電子碼相比較的格式中形成圖象的電子碼；(h)尋找同檢驗用電子碼相重合的讀出圖象的電子碼；以及(i)依據(jù)尋找的結(jié)果，輸出使用者的識別結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括有步驟(j)將選中的生物統(tǒng)計參數(shù)同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器構(gòu)成；(k)讀出被識別使用者指定的生物統(tǒng)計參數(shù)，并在能確保這個電子碼同指定的讀出圖象電子碼可能進(jìn)行比較的格式中，形成讀出參數(shù)的電子碼；(l)尋找同檢驗用電子碼相重合的讀出生物統(tǒng)計參數(shù)的電子碼；同時，步驟(i)補充了步驟(l)考慮到的結(jié)果。
3.一種包含生物統(tǒng)計鎖制作階段、進(jìn)行識別階段的使用者識別方法，其中生物統(tǒng)計鎖制作階段包括以下步驟(a)選取單個使用者的生物統(tǒng)計參數(shù)，例如他的手指印痕；(b)從眾多使用者中，形成使用者被選生物統(tǒng)計參數(shù)的光學(xué)圖象；(c)將形成的圖象以等于或接近1的比例，記錄在該使用者生物統(tǒng)計鎖毛坯的圖象區(qū)域中。該毛坯是用在選中光譜范圍內(nèi)是半透明的材料構(gòu)成，并使用在指定光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射印刷工具，例如顏料，進(jìn)行印制；(e)為了制備每個使用者的生物統(tǒng)計鎖并形成選取生物統(tǒng)計參數(shù)的檢驗用電子碼，應(yīng)對于眾多使用者中的其它使用者，重復(fù)步驟(b)、(c)、(d)；進(jìn)行識別階段包含有步驟(f)將眾多使用者中選取任何待識別使用者生物統(tǒng)計鎖的圖象，同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合；這個傳感器是基于多個元件光接收器制成，它在選中的光譜范圍內(nèi)是敏感的；(g)利用帶有形成圖象電子碼的讀出傳感器，讀出上述圖象；(j)將選中的生物統(tǒng)計參數(shù)同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器構(gòu)成；(k)讀出被識別使用者指定的生物統(tǒng)計參數(shù)，并在能確保這個電子碼同指定的讀出圖象電子碼可能進(jìn)行比較的格式中，形成讀出參數(shù)的電子碼；(m)將讀出生物統(tǒng)計參數(shù)為電子碼同讀出圖電子碼相比較；以及(n)依據(jù)讀出生物統(tǒng)計參數(shù)和讀出圖象電子碼的比較結(jié)果，輸出使用者的識別結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中對于眾多使用者，起碼是部分分述眾多使用者中的每一個人都選擇了兩個生物統(tǒng)計參數(shù)；對于存貯使用者生物統(tǒng)計鎖上的所有圖象，都應(yīng)重復(fù)步驟(b)、(e)、(f)、(g)；對于同一個使用者所有選中的生物統(tǒng)計參數(shù)，都應(yīng)重復(fù)步驟(j)和(k)；對于所有讀出的生物統(tǒng)計參數(shù)和所有讀出的圖象，都應(yīng)重復(fù)步驟(m)；在每個讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼同每個讀出圖象電子碼比較結(jié)果的基礎(chǔ)上，完成步驟(n)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中該生物統(tǒng)計鎖制作階段還包括(o)供長期保存的全部使用者所有被選中生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼，以數(shù)字信號組合形式的形成和存貯步驟。這些檢驗用電子碼，單值地同生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)，該步驟在能確保選中生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼同檢驗用電子碼可能進(jìn)行比較的格式中，形成被選中生物統(tǒng)計檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫；同時，步驟(m)是將讀出到的生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼和讀出到的圖象同檢驗用電子碼進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)檢驗用電子碼讀出到的生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼或讀出到的圖象相重合，則給出識別是正確的結(jié)果。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，至少有部分指定的檢驗用電子碼和圖象是利用從起碼是一個指定的讀出傳感器中形成的，該傳感器用多種光接收器構(gòu)成，它在選中的光譜范圍內(nèi)是敏感的，從眾多使用者中的全部使用者中，選取生物統(tǒng)計參數(shù)和生物統(tǒng)計鎖的檢驗用電子碼和圖象。
7.一種使用者識別方法，包括步驟(f)將選中的使用者個人的生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，例如他的手指印痕，同讀出傳感器輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中的光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接觸器構(gòu)成，同時上述圖象也形成在該使用者生物統(tǒng)計鎖的指定區(qū)域內(nèi)。該區(qū)域是用在選中的光譜范圍內(nèi)半透明材料制成，并用印刷工具，例如用在上述光譜范圍內(nèi)半透明的顏料或反射輻射的顏色印制出圖象；(g)利用帶有形成圖象電子碼的讀出傳感器，讀出上述圖象；(j)將選中的生物統(tǒng)計參數(shù)同讀出傳感器的輸入光學(xué)表面相重合，該傳感器是由在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器構(gòu)成；(k)讀出被識別使用者指定的生物統(tǒng)計參數(shù)，并在能確保這個電子碼同指定的讀出圖象電子碼可能進(jìn)行比較的格式中，形成讀出參數(shù)的電子碼；(m)將讀出生物統(tǒng)計參數(shù)的電子碼同讀出圖象的電子碼進(jìn)行比較，并且(n)在讀出生物統(tǒng)計參數(shù)的電子碼同讀出圖象的電子碼比較結(jié)果的基礎(chǔ)上，輸出識別的結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中起碼在部分指定的眾多生物統(tǒng)計鎖中的每個生物統(tǒng)計鎖，包含有至少兩個同一使用者選中生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，這些圖象中心對稱式擺放在生物統(tǒng)計鎖上；對于所有包含在指定生物鎖上的圖象，完成步驟(f)和(g)；對于同一個使用者的所有指定生物統(tǒng)計參數(shù)，完成步驟(j)和(k)；對于所有讀出生物統(tǒng)計參數(shù)和所有讀出圖象的電子碼，完成步驟(m)；在對所有讀出生物統(tǒng)計參數(shù)和所有讀出圖象電子碼進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，完成步驟(n)。
9.如上所述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述指定的圖象是二元黑白圖象。
10.如上所述任一權(quán)利要求所述的方法，其中作為指定的生物統(tǒng)計參數(shù)，選擇了手指印痕。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中圖象形成步驟(b)，補充了保證在執(zhí)行讀出圖象電子碼同檢驗用電子碼進(jìn)行比較時，提高結(jié)果可靠性的步驟(g)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中圖象處理包含了具有恒定線寬手指印痕輪廓的形成，至少能將讀出傳感器的分辨率提高兩倍。
13.如上所述任一權(quán)利要求所述的方法，其中選擇信用卡做為指定的生物統(tǒng)計鎖。
14.如上所述任一權(quán)利要求所述的方法，其中在讀出指定圖象時，從形成指定圖象的背面照射圖象區(qū)。
15.如上所述任一權(quán)利要求所述的方法，其中生物統(tǒng)計鎖補充存貯了編碼信息，例如n位條碼，同時選取的存貯編碼信息區(qū)域的尺寸大小同圖象的尺寸大小相接近。
16.如權(quán)利要求2至6所述的任一權(quán)利要求的方法，其中步驟(b)、(f)、(g)、(j)和(k)是利用同一個讀出傳感器完成的。
17.一種使用者識別裝置，包括至少含有一個讀出傳感器的讀出模塊，并配有在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器，讀出模塊可以從大量使用者的生物統(tǒng)計鎖上讀出圖象，每個生物鎖用來識別眾多使用者中的一個使用者，鎖上含有一個用在選中光譜范圍內(nèi)是透明的圖象區(qū)域，在這個區(qū)域中采用選中的比例尺寸形成了指定使用者生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象；能保證在選中光譜范圍內(nèi)均勻照射讀出傳感器的照明器；用于放置和固定眾多指紋鎖中任何一個生物鎖的支架，在支架上可以將讀出傳感器輸入敏感表面和鎖上的圖象接觸在一起；聯(lián)接到讀出模塊輸出端的處理器模塊，該模塊配備有讀出圖象電子碼形成工具和讀出圖象電子碼同其它電子碼相比較的工具，當(dāng)讀出圖象的電子碼同某一個電子碼相重合時，將發(fā)出第一個信號，如果這種重合不出現(xiàn)，將發(fā)出第二個信號。
18.如權(quán)利要求17所述的識別裝置，其中指定的圖象是二元黑白圖象。
19.如權(quán)利要求17或18所述的識別裝置，其中圖象比例尺系數(shù)等于或接近1。
20.如權(quán)利要求17至19所述的識別裝置，其中指定的讀出傳感器輸入光學(xué)表面是用光纖制作的。
21.如權(quán)利要求17至20所述的識別裝置，其中手指印痕是指定的生物統(tǒng)計參數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的識別裝置，其中指定的圖象是含有恒定線寬手指印痕輪廓，這至少可以將讀出傳感器的分辨率提高兩倍。
23.如權(quán)利要求17至22所述的識別裝置，其中選擇信用卡為生物統(tǒng)計鎖。
24.如權(quán)利要求17至23所述的識別裝置，其中照明器可以從安置生物統(tǒng)計鎖的背面進(jìn)行照射，在鎖的背面有指定的圖象。
25.如權(quán)利要求17至24所述的識別裝置，其中在指定的生物統(tǒng)計鎖上補充存貯了編碼信息，例如n位條碼，同時，讀出模塊和處理器模塊可以相應(yīng)地讀出指定的編碼和譯碼信息。
26.如權(quán)利要求25所述的識別裝置，其中編碼信息包含有使用者生物統(tǒng)計參數(shù)的數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求25或26所述的識別裝置，其中圖象和編碼信息放置在生物統(tǒng)計鎖的統(tǒng)一讀出區(qū)域內(nèi)，讀出區(qū)域的尺寸大小由讀出傳感器光敏表面尺寸大小所決定，并且圖象和編碼信息在空間應(yīng)分開。
28.如權(quán)利要求25至27所述的識別裝置，其中圖象放置在讀出區(qū)域的中央，而編碼信息放置在讀出區(qū)域的邊緣。
29.如權(quán)利要求17至28所述的識別裝置，其中在眾多指定的生物統(tǒng)計鎖中，起碼有部分鎖含有至少兩個同一使用者選中的生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，這兩個圖象對稱于鎖的中心擺放在指定的生物統(tǒng)計鎖上，同時，該裝置有可能通過圍繞經(jīng)鎖中央與鎖平面相垂直的軸旋轉(zhuǎn)生物統(tǒng)計鎖，使所有指定的圖象相繼同讀出傳感器的輸入光學(xué)表面相重合。
30.如權(quán)利要求29所述的識別裝置，其中借助于不同的印刷工具，例如在不同光譜范圍內(nèi)不透明和/或反射輻射的不同顏料存貯指定的圖象和/或編碼信息。
31.如權(quán)利要求17至30所述的識別裝置，其中支架有附加可能保證實現(xiàn)生物統(tǒng)計參數(shù)同讀出傳感器指定輸入表面的接觸，而讀出傳感器有附加可能保證實現(xiàn)使用者指定生物統(tǒng)計參數(shù)的讀出。
32.如權(quán)利要求31所述的識別裝置，其中處理器模塊有可能完成數(shù)字信號組形式選中生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼的保存或接收，數(shù)字信號組中的每個信號單值地同眾多使用者中的一個指定生物統(tǒng)計參數(shù)相對應(yīng)，而該模塊的比較工具可以完成讀出圖象電子碼和讀出生物統(tǒng)計參數(shù)電子碼同指定檢驗用電子碼的比較。
33.一種使用者的識別系統(tǒng)，包括至少應(yīng)有在眾多使用者中將某個使用者的一個生物統(tǒng)計參數(shù)光學(xué)圖象，例如手指印痕存貯在生物統(tǒng)計鎖毛坯上的工具，鎖的圖象區(qū)域是用在選中光譜范圍內(nèi)半透明材料制成的，并利用在上述光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射的顏料等印制工具印制；從眾多使用者中每個使用者每個上述生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫的形成和貯存子系統(tǒng)；以及至少一個使用者識別裝置，包括至少含有一個讀出傳感器的讀出模塊，并配有在選中光譜范圍內(nèi)敏感的多元件光接收器，同時，讀出模塊可以從大量使用者的生物統(tǒng)計鎖上讀出圖象；每個生物鎖用來識別眾多使用者中的一個使用者，鎖上含有一個用在選中光譜范圍內(nèi)是透明的圖象區(qū)域，在這個區(qū)域中采用選中的比例尺寸形成了指定使用人生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象；能保證在選中光譜范圍內(nèi)均勻照射讀出傳感器的照明器；用于放置和固定眾多指紋鎖中任何一個生物鎖的支架，在支架上可以將讀出傳感器輸入敏感表面和鎖上的圖象接觸在一起；和聯(lián)接到讀出模塊輸出端的處理器模塊，該模塊配備有讀出圖象電子碼形成工具和讀出圖象電子碼同其它電子碼相比較的工具，當(dāng)讀出圖象的電子碼同某一個電子碼相重合時，將發(fā)出第一個信號，如果這種重合不出現(xiàn)，將發(fā)出第二個信號。
34.一種識別系統(tǒng)，包括存貯工具，它將眾多使用者中個人使用者至少一個生物統(tǒng)計參數(shù)的圖象，例如手指印痕以等于或接近1的比例存貯在生物統(tǒng)計鎖毛坯的圖象區(qū)域中，該區(qū)域是用在選中光譜范圍內(nèi)半透明的材料制成，并使用在指定光譜范圍內(nèi)不透明或反射輻射的印刷工具，例如顏料，進(jìn)行印刷；以及至少有一個在權(quán)利要求19至31中所述的任何一種識別裝置。
35.如權(quán)利要求34所述的識別裝置，其中附加包含眾多使用者中每個使用者每個指定生物統(tǒng)計參數(shù)檢驗用電子碼數(shù)據(jù)庫的形成和存貯子系統(tǒng)，同時該識別裝置同權(quán)利要求32中所述的識別裝置相對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用者的識別,特別是涉及借助于生物參數(shù)進(jìn)行的人的識別。通過如下的方式可以得到簡單、方便和可靠的使用者的識別過程:在使用者識別期間,使用與所選擇的該使用者(例如,手指印痕)的生物參數(shù)的變化無關(guān)的應(yīng)用于一生物鎖的使用者的相同參數(shù)的圖象。所述的生物鎖是由所選中的光譜范圍內(nèi)的半透明的材料(例如,塑料卡)所制成的。儲存在原始生物數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字碼相應(yīng)于每一個所選擇的參數(shù)及其圖象。通過將該代碼或有關(guān)的生物參數(shù)或其圖象與存儲在上述數(shù)據(jù)庫中的代碼相比較而執(zhí)行使用者的識別。生物參數(shù)的圖象或生物參數(shù)本身用一光傳感器同時或交替地被覆蓋。
文檔編號G06F21/34GK1423790SQ00818338
公開日2003年6月11日 申請日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月11日
發(fā)明者維克托·A·明金, 亞歷山大·A·格雷科維奇, 盧德米拉·P·羅馬諾娃, 瑟吉·S·塔陶爾斯契科夫, 亞歷山大·I·什塔姆, 維克托·F·佐諾夫 申請人:Elsys綜合企業(yè)公司