DE1298322B

DE1298322B - Bezugspunktsucheinrichtung fuer Bildabtaster

Info

Publication number: DE1298322B
Application number: DEI32500A
Authority: DE
Inventors: French Walter Kennedy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-12-29
Filing date: 1966-12-14
Publication date: 1969-06-26
Also published as: GB1117069A; US3558864A; FR1506075A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Bezugspunktsucheinrich- punkt gesucht, und zwar nur auf Grund einer Abtung für die Abtastung eines Fingerabdruckes oder tastung über einen begrenzten Abtastbereich, dessen dergleichen bildliche Darstellung aus gekrümmten Mittelpunkt der Bezugspunkt erster Ordnung ist. Dieser

Linien. zweite Iterationsschritt führt zu einem Bezugspunkt

Fingerabdrücke bestehen aus gekrümmten Linien. 5 besserer Reproduzierbarkeit. Man kann nun iterativ

Um bei der Abtastung eines solchen Fingerabdruckes fortfahren und zu immer besser reproduzierbaren

einen Vergleich mit einer früher vorgenommenen Ab- Bezugspunkten gelangen, wobei es sich gezeigt hat,

tastung zur Identifizierung dieses Fingerabdruckes daß für die praktische Anwendung bei der Zuordnung

vorzunehmen, muß die Abtastung nach einem repro- von Fingerabdrücken zwei bis drei Iterationsschritte

duzierbaren Bezugsystem erfolgen, und dazu wird ein io vollauf ausreichen.

Bezugspunkt benötigt, den zu suchen die genannte , Unter den gekrümmten Linien der hier in Frage

Einrichtung dient. stehenden Bilder, insbesondere Fingerabdrücke, kön-

Entsprechendes gilt auch für die Zuordnung anderer nen auch Linien sein, die gerade sind oder weitgehend aus gekrümmten Linien bestehender Bilder, auf die die gerade sind oder solche Linienabschnitte aufweisen. Erfindung ebenfalls anwendbar ist, obwohl sie bevor- 15 Die daraus resultierenden Krümmungsradien sind zugt auf Fingerdrücke anwendbar ist, weshalb im föl- dann unendlich, und die zugehörigen Mittelpunktsgenden der Einfachheit halber nur auf Fingerabdrücke koordinaten nehmen Extremwerte an, die die Mittel-Bezug genommen ist. wertsbildung beeinträchtigen, wenn nicht unmöglich

Zur Identifizierung von Fingerabdrücken beschreibt machen. Dem trägt eine bevorzugte Weiterbildung der die USA.-Patentschrift 2 952181 ein Verfahren, bei ao Erfindung Rechnung, die gekennzeichnet ist durch ein dem zur Identifizierung ein Ring in dem Fingerabdruck Maximalwertregister, das auf einen extremen Krümorientiert wird, und zwar nach Maßgabe der allen mungsradiuswert einstellbar ist, und einen Ver-Fingerabdrücken erfahrungsgemäß eigenen zentralen gleicher, in welchem die jeweils errechneten Krüm-Schleife und Delta-Struktur. Nach dieser USA.- mungsradiuswerte der einzelnen Linienpunkte mit dem Patentschrift sind sehr aufwendige mechanische und 25 Extremwert verglichen werden und der für Werte, die elektronische Mittel vorgesehen. einem größeren Krümmungsradius als dem Extrem-Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der wert zugeordnet sind, die Einspeisung in die Inteeingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit gratoren sperrt. Bei dieser Weiterbildung werden also einfachem schaltungstechnischem Aufwand ein repro- Krümmungsradien, die einen gewissen vorgegebenen duzierbarer Bezugspunkt gefunden werden kann. 30 Extremwert überschreiten, bei der Mittelwertsbildung

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen nicht berücksichtigt.

Kurvenfolger zur Abtastung der Fingerabdrucklinien, Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung

an den ein Rechner angeschlossen ist, in dem die näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Koordination der Krümmungskreismittelpunkte zu Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Fingerabdruck

den abgetasteten Linienelementen errechnet werden 35 zur Erläuterung der Grundzüge des erfinderischen

und der Mittelwert der errechneten Koordinaten als Systems und

Bezugspunkt gebildet wird. F i g. 2 die Schaltung eines bevorzugten Ausfüh-

Nach der Erfindung werden also die den Finger- rungsbeispiels im Blockschaltbild,

kuppenfurchen entsprechenden Linien abgefahren, Fig. 1 zeigt einen Fingerabdruck, bestehend aus

und es wird zu jedem Linienpunkt der Krümmungs- 40 einer Vielzahl gekrümmter Linien, die im folgenden

kreismittelpunkt gesucht, und diese Krümmungskreis- als »Furchen« bezeichnet werden. Für jeden Punkt

mittelpunkte werden zu dem Bezugspunkt gemittelt. einer jeden Furche existiert ein Krümmungskreis-

Der sich so ergebende Bezugspunkt ist dann unter mittelpunkt. Für den Punkt 10 der Furche 12 ist der

Umständen nicht im strengen Sinne reproduzierbar, Krümmungskreismittelpunkt mit 14 bezeichnet. Der

insbesondere wenn damit gerechnet werden muß, daß 45 zugehörige Krümmungsradius ist mit R bezeichnet

bei verschiedenen Abtastungen verschiedene Kurven und verbindet die Punkte 10 und 14. Der Winkel A ist

nicht mit erfaßt werden. der Winkel zwischen der an die Furche 12 angelegten

Eine Weiterbildung der Erfindung gestattet es, die Tangente im Punkt 10 und einer Linie parallel zur

Reproduzierbarkeit des Bezugspunktes beliebig weit zu X-Achse.

treiben, und ist gekennzeichnet durch einen Iterations- 50 Es sei angenommen, daß die X- und Γ-Koordinaten zähler des Rechners, der bei jedem Abtastzyklus des des Punktes 10 bekannt sind, und daß die X- und gleichen Fingerabdruckes um einen Schritt weiterge- F-Koordinaten von unmittelbar benachbarten auf der schaltet wird und dessen zweite und folgende Stufen Furche 12 gelegenen Punkten ebenfalls bekannt sind, an eine Ausblendschaltung des Rechners angeschlossen Aus diesen Daten ergibt sich die Ableitung für Y gesind, die mit den Bezugspunktkoordinaten aus dem 55 ..r, (dy\
vorausgegangenen Abtastzyklus des gleichen Finger- \dx)'
abdrucks beaufschlagt ein Abtastfenster ausblendet, ^_ug
dessen Mittelpunkt der Bezugspunkt des vorauf ge- *

gangenen Abtastzyklus ist und alle Abtastwerte des -^- = tgA Gleichung 1

Kurvenfolgers für Abtastungen außerhalb des Ab- 60 dx
tastfensters für Integratoren des Rechners, in denen

die Mittelwertsbildung erfolgt, sperrt. Nach dieser ergibt sich der Winkelt. Wenn man den Winkelt Weiterbildung wird also zunächst der Bezugspunkt in kennt, kann man sin A und cos A ausrechnen und, um einem ersten Iterationsschritt ermittelt, der möglicher- die Koordinaten des Punktes 14 aus den Koordinaten weise sehr wenig reproduzierbar ist, und zwar aus der 65 des Punktes 10 abzuleiten, muß man den Radius R erAbtastung des ganzen Fingerabdruckes. Ist dieser rechnen. Die zweite Ableitung von Y nach X kann Bezugspunkt erster Ordnung gewonnen, dann wird in leicht aus den X- und F-Koordinaten der unmittelbar einem folgenden Iterationsschritt ein neuer Bezugs- dem Punkt 10 benachbarten Punkte errechnet werden.

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Daraus ergibt sich der Radius R nach folgender Be- reichen sogar zwei Abtastzyklen für einen hinreichend Ziehung reproduzierbaren Bezugspunkt aus.

/ay \²]f Fig. 2A und 2B zeigen im Blockdiagramm eine

+ |-—) elektrische Schaltung zur Ausrechnung von Bezugs-

n _ L \ ' J Gleichung 2 ^ punkten nach den eben angegebenen Grundsätzen.

d?y ' Fig. 2A zeigt einen Kurvenfolger30, der über ein

~—~ Signal aus einem ODER-Kreis 32 auf der Leitung 34

geschaltet wird. Der Kurvenfolger 30 kann vollautomatisch arbeitend oder halbautomatisch arbeitend,

Wenn man die Koordinaten des Punktes 10, den io z. B. als Pantograph, ausgebildet sein. Bei einem Krümmungsradius R und sin A und cos A kennt, solchen Pantograph verfolgt eine Bedienungsperson können die X- und F-Koordinaten (X₀ bzw. F₀) des die Furchen des Fingerabdruckes mit einem Stift, und Krümmungskreismittelpunktes 14 aus folgenden Be- die Stiftbewegungen werden in entsprechende Signale Ziehungen errechnet werden: übertragen.

15 Das Signal auf der Leitung 36 gelangt an einen Ite-

X₀ = X + R sin A, rationszähler 38 und schaltet diesen auf die Zählung

Gleichung 3 Eins zurück, die anzeigt, daß die erste Abtastung des

F₀ = Y + R cos A. Fingerabdrucks 40 nun vorgenommen wird. Während

der Kurvenfolger 30 den Linien des Fingerabdruckes

Wenn man die Werte für X₀ und F₀ für jeden Punkt ao folgt, erzeugt er Signale nach Maßgabe der jeweiligen des Fingerabdruckes kennt, kann man einen mittleren X-Koordinaten der abgetasteten Punkte auf der Lei-Krümmungskreismittelpunkt des Fingerabdruckes tung 42 und nach Maßgabe der F-Koordinaten auf der durch Integration dieser Werte nach der Zeit gewinnen Leitung 44. Die Spannungen auf den Leitungen 42 und gemäß 44 gelangen über Differentiatoren 46 bzw. 48 an den

X_R= [ X_odt, ^a5 Divisoreingang bzw. den Dividendeneingang eines

Gleichung 4 Dividierers 50. Der Ausgang des Dividierers 50 ist die

Xr = J Y₀ dt. Ableitung von F nach xi-p-j.

Die Ableitung auf der Leitung 52 gelangt in einen

Wenn der gesamte Fingerabdruck nach F i g. 1 für 30 Quadriererkreis 54 und in einen Differentiator 56. Der die Ermittlung der Koordinaten Xr und Yr herange- Ausgang des Quadrierers 54 gelangt an den einen Einzogen wird, dann kann der betreffende Punkt, an dem gang eines Addierers 57, dessen anderer Eingang an sich diese Koordinaten schneiden, z. B. der Punkt 16 einem 1-Generator 58 liegt. Das Ausgangssignal auf sein. Wenn dagegen Teile des Fingerabdruckes, ζ B. _def ^ _{60 ent icht der Gleichung} _{x +} (W . wegen Verschmutzung oder aus anderen Gründen, da- 35 ° \dx) bei nicht berücksichtigt wurden, dann kann sich ein Dieses Signal gelangt in den Eingang eines Generators Schnittpunkt 18 für die Koordinaten Xr und Yr er- 62, der diesen Ausdruck mit drei Halbe potenziert, geben, die aus den verfügbaren Furchen ermittelt Der Generator 62 kann entweder ein einfacher Kreis wurden. Es leuchtet ein, daß die Punkte 16 und 18 oder eine Kombination von mehreren Multiplikationsunter Umständen erheblich auseinander liegen, so daß 40 kreisen und Quadratwurzelkreisen sein. Der Wert am sie unter Umständen nur wenig reproduzierbar sind. Ausgang des Generators 62 auf der Leitung 64 wird in Wenn jedoch das Quadrat 20 so konstruiert wird, daß den Dividendeneingang eines Dividierers 66 eingeder Punkt 16 der Mittelpunkt ist, und wenn nur speist. In den Divisoreingang des Dividierers 66 wird Furchen innerhalb des Quadrates 20 während einer die zweite Ableitung am Ausgang des Differentiators 56 zweiten Abtastung des Fingerabdruckes herangezogen 45 eingespeist. Aus Gleichung 2 ist ersichtlich, daß der werden, um die Koordinaten Xr und Yr in der eben Ausgang des Dividierers 66 den Krümmungsradius R dargelegten Weise neu zu gewinnen, dann kann sich des jeweils abgetasteten Punktes angibt,
ein Punkt 22 ergeben. Wenn ein Quadrat von gleicher Der Wert von R auf der Ausgangsleitung 68 des Größe wie das Quadrat 20 mit dem Punkt 18 als Dividierers 66 gelangt an einen Eingang eines VerMittelpunkt gezeichnet wird und nur Furchen inner- 50 gleicherkreises 70 (F i g. 2A) und an jeweils einen Einhalb dieses Quadrates für die Ermittlung dritter Koor- gang der Multiplizierer 72 und 74. Der Wert auf der dinaten Xr und Yr herangezogen werden, dann kann Leitung 52 ist gemäß Gleichung 2 tg A (Tangens A). sich ein Punkt 24 ergeben. Die Punkte 22 und 24 liegen Dieser Wert wird in einem Sin-^-Generator 76 und unter diesen Voraussetzungen wesentlich dichter bei- einem Cos-^l-Generator 78 eingespeist. Die Ausgangseinander als die vorher gewonnenen Punkte, und zwar 55 leitung 80 des Sin-^4-Generators 76 liegt am zweiten für viele Anwendungsfälle, wie die Erfahrung zeigt, Eingang des Multiplizierers 72 und die Ausgangsausreichend dicht, so daß sie reproduzierbar sind. leitung 82 des Cos-zi-Generators 78 am zweiten EinWenn man einen höheren Grad der Reproduzierbar- gang des Multiplizierers 74. Der Ausgang des Multikeit wünscht, kann man eine weitere Abtastung vor- plizierers 72 entspricht dem Wert R sin A und gelangt nehmen, wobei einmal der Punkt 22 als Zentrum eines 60 an den einen Eingang des Addierers 84, während der die Abtastung umfassenden Quadrates und das andere Ausgang des Multiplizierers 74, der dem Wert R cos A Mal der Punkt 24 als Zentrum eines solchen Quadrates entspricht, an den einen Eingang des Addierers 86 gegewählt wird. Als Ergebnis ergibt sich dann aus beiden langt. Der zweite Eingang des Addierers 84 liegt an der Abtastungen ein einziger Punkt 26. Die Erfahrung hat X-Leitung 42 und der zweite Eingang des Addierers 86 gezeigt, daß, wenn die in Frage stehenden Finger- 65 an der F-Leitung 44. Der Ausgang des Addierers 84 abdrücke einigermaßen qualifiziert sind, drei Abtast- hat demzufolge den Wert (X + R sin A) und der Auszyklen dieser Art ausreichen, um einen reproduzier- gang des Addierers 86 den Wert (F+ R cos A). Aus baren Bezugspunkt zu erzielen. In den meisten Fällen Gleichung 3 ist ersichtlich, daß die Ausgänge der

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^: Addierer 84 und 86 die Werte X₀ bzw. F₀ sind. Diese 130 und an dem einen Eingang des Subtrahierers 132.

Werte gelangen in die Torschaltungen 88 bzw. 90. Der andere Eingang des Addierers 126 und des Sub-

• Wie bereits oben ausgeführt, wird während der trahierers 128 wird mit einem Delta-Z-Wert beaufersten Abtastung der gesamte Fingerabdruck abge- schlagt, der in dem Delta-X-Generator 134 erzeugt tastet, während bei den folgenden Iterationsschritten 5 wird, während der andere Eingang des Addierers 130

■oder Abtastungen nur diejenigen Furchen innerhalb und des Subtrahierers 132 mit einem Delta-F-Wert aus

eines Fensters abgetastet werden, dessen Zentrum der einem Delta-F-Generator 136 beaufschlagt wird. Wenn

bei der ersten Abtastung gewonnene Bezugspunkt ist. es sich bei dem Fenster um ein Quadrat 20 handelt, ist

-Die Torschaltungen 88 und 90 dienen für die ent- der Delta-X-Wert genauso groß wie der Delta-F-Wert,

^: sprechende Selektion. Für die erste Iteration liegt zu io und zwar so groß wie die halbe Seitenlänge des Qua-

• diesem Zweck ein Signal auf der Ausgangsleitung 92 drates. Der Wert auf der Ausgangsleitung 138 des der 1-Position des Iterationszählers 38 über dem Addierers 126 ist demzufolge die if-Koordinate der ODER-Kreis 94 am einen Eingang des UND-Kreises rechten Seite des Quadrates und der Wert auf der Aus- 96. Der andere Eingang des UND-Kreises 96 ist ein gangsleitung 140 des Subtrahierers 128 ist die Z-Koor- »R kleiner als i?_iBaa;«-Ausgang der Leitung 98 aus dem 15 dinate der linken Seite des Quadrates. Entsprechend ist

> Vergleicherkreis 70. Wenn die Abtastung einer geraden der Wert auf der Ausgangsleitung 142 des Addierers

■ Linie oder Furche folgt, dann ist der Krümmungs- 130 die F-Koordinate der oberen Seite des Quadrates

radius unendlich. Die sehr großen Werte von R sättigen 20, während der Wert auf der Leitung 144 des Sub-

• daher die Kreise, an die sie gelangen, und können die trahierers 132 die F-Koordinate der unteren Seite des Entscheidung über den gesuchten Bezugspunkt er- ao Quadrates ist. Die Werte auf den Leitungen 138,140, schweren oder unmöglich machen. Aus diesem Grunde 142 und 144 gelangen an einen Eingang von Verwird ein -Rjttez-Wert ausgewählt und in dem Register gleicherkreisen 146, 147, 148 bzw. 149. Die anderen

' 100 gespeichert. Dieser Wert gelangt an den anderen Eingänge der Vergleicherkreise 146 und 147 liegen an Eingang des Vergleicherkreises 70, und es gelangt ein der X-Leitung 42, während die anderen Eingänge der Signal von dem Vergleicherkreis 70 an den UND- 25 Vergleicherkreise 148 und 149 an der F-Leitung 44 Kreis 96, dann und nur dann, wenn der ausgerechnete liegen. Die »X kleiner als«-Ausgangsleitung 151 des Wert R kleiner als R_ma% ist. Wenn demzufolge sehr Vergleicherkreises 146 sowie die »X größer als«-Ausgroße Werte von R ausgerechnet werden, dann werden gangsleitung 152 des Vergleicherkreises 147 sowie die diese für die Errechnung des Bezugspunktes nicht »F kleiner als «-Ausgangsleitung 153 des Vergleichermehr herangezogen. Die Ausgangsleitung 102 des 3° kreises 148 sowie die »F größer als«-Ausgangsleitung UND-Kreises 96 liegt an den Torkreisen 88 und 90, so 154 des Vergleicherkreises 149 liegen an vier Eingängen daß die ausgerechneten Koordinaten in Integratoren eines UND-Kreises 156. Der letzte Eingang des UND-104 bzw. 106 gelangen können. Kreises 156 liegt an der Ausgangsleitung 158 des

Während der Kurvenfolger 30 die Abtastung des ODER-Kreises 160. Da die Eingänge des ODER-Fingerabdruckes 40 fortsetzt, gelangen aufeinander- 35 Kreises 160 an den der zweiten und dritten Position ^; folgende Werte von X₀ und F₀ in die Integratoren 104 zugeordneten Ausgangsleitungen 162 bzw. 163 des Ite- bzw. 106, und diese Werte werden dort laufend ge- rationszählers 38 liegen, zeigt ein Signal auf der Leimittelt. Nachdem der Kurvenfolger seine erste Ab- tung 158 an, daß das System entweder den zweiten tastung des Fingerabdruckes 40 vollendet hat, wird auf oder den dritten Iterationsschritt bzw. die zweite oder der Leitung 108 ein Signal erzeugt, das an den Ite- 4° dritte Abtastung des Fingerabdruckes 40 gerade vorrationszähler 38 gelangt und diesen auf die Zählung 2 nimmt. Wenn alle Eingänge des UND-Kreises 156 beschaltet. Dieses Signal gelangt auch an den einen Ein- aufschlagt sind, bedeutet das, daß während einer zweigang des UND-Kreises 110 und an einen kontitionie- ten oder dritten Abtastung die Koordinaten des gerade renden Eingang der Torkreise 112 und 114. Die In- abgetasteten Abdrucks innerhalb des Fensters 20 liegt, formationseingänge der Torkreise 112 und 114 werden 45 Unter diesen Umständen können die Koordinaten für mit den Mittelwerten der Krümmungskreismittel- die daraus ausgerechneten Krümmungskreismittelpunkt-Koordinaten Xr bzw. Fij aus den Integratoren punkte so weiterverarbeitet werden wie bei der ersten 104 bzw. 106 beaufschlagt. Wenn die Torkreise 112 und Abtastung und in die Integratoren 104 und 106 einge-114 durchgeschaltet sind, passieren diese Werte in speist werden. Die Ausgangsleitung 166 des UND-einem Zjj-Speicher 116 bzw. F^-Speicher 118. Der 50 Kreises 156 liegt über einem ODER-Kreis 94 am einen zweite Eingang des UND-Kreises 110 ist über die Eingang des UND-Kreises 96. Wenn der Krümmungs-Leitung 120 mit dem Ausgang des ODER-Kreises 122 radius des gerade abgetasteten Punktes kleiner als verbunden. Ein Eingang des ODER-Kreises 122 ist Rmax ist, erzeugt der UND-Kreis 96 ein Ausgangsüber die Leitung 92 mit dem Ausgang der ersten Posi- signal auf der Leitung 102, das die Torkreise 88 und 90 tion des Iterationszählers 38 verbunden. Der UND- 55 durchschaltet, so daß die Krümmungsradiuswerte, die Kreis 110 erzeugt in diesem Moment ein Ausgangs- für diesen Punkt ausgerechnet wurden, in die Intesignal, das über den ODER-Kreis 32 und die Leitung gratoren 104 und 106 gelangen können. 34 den Kurvenfolger 30 startet. Der Kurvenfolger Wenn während der zweiten und dritten Abtastung

beginnt nun seine zweite Abtastung des Finger- ein Punkt außerhalb des Fensters 20 abgetastet wird, abdruckes 40. 60 dann erzeugt einer der Vergleicherkreise 146 bis 149

Wie bereits mehrfach bemerkt, wird während der kein Ausgangssignal auf der zugehörigen Leitung 151, zweiten Abtastung nur ein durch das Rechteck 20 ge- 152, 153 bzw. 154. Wenn z. B. der gerade abgetastete maß F i g. 1 eingeschlossener Bereich abgetastet. Zur Punkt oberhalb des Fensters 20 liegt, dann ist die Begrenzung des Quadrates 20 werden die Xß-Werte in F-Koordinate größer als der Wert der über die dem Zfl-Speicher 116 an den einen Eingang des Addie- 65 Leitung 142 in den Vergleicherkreis 148 eingespeist rers 126 und an einen Eingang eines Subtrahierers 128 wird, und es liegt dann kein Signal auf der Leitung 153 gelegt. Entsprechend liegt der Fs-Wert aus dem vor. Unter diesen Umständen erzeugt der UND-Kreis Fij-Speicher 118 an dem einen Eingang des Addierers 156 kein Ausgangssignal auf der Leitung 166, und die

Torkreise 88 und 90 sind gesperrt. Die X₀- und F₀-Werte, die in den Addierern 84 bzw. 86 unter diesen Umständen erzeugt werden, gelangen demzufolge nicht in die zugehörigen Integratoren und werden bei der Mittelwertbildung nicht berücksichtigt.

Nachdem der Kurvenfolger 30 die zweite Abtastung des Fingerabdruckes 40 vollzogen hat, entsteht erneut ein Ausgangssignal auf der Leitung 108, durch das der Iterationszähler 38 auf die Zählung 3 geschaltet wird und die Torkreise 112 und 114 durchgeschaltet werden, so daß die Koordinaten des neuen Bezugspunktes in den !^-Speicher 116 bzw. TR-Speicher 118 eingespeist werden können. Außerdem tritt auf einen Eingang des UND-Kreises 110 ein Signal auf. Da der Iterationszähler 38 sich auf der Zählung 2 befindet, wenn das Signal auf der Leitung 108 auftritt, gelangt durch den ODER-Kreis 122 an den zweiten Eingang des UND-Kreises 110 ein Signal, es wird ein Ausgangssignal ausgelöst, das über den ODER-Kreis 132 den Kurvenfolger 30 erneut startet. Das System vollführt nun eine dritte Abtastung, genauso wie die beschriebene zweite Abtastung, mit dem einzigen Unterschied, daß das Fenster, das die tatsächlichen Werte begrenzt, nun auf den neuen Bezugspunkt, der bei der zweiten Iteration gewonnen wurde, konzentriert ist. Nachdem die dritte Abtastung beendet ist, entsteht wieder ein Signal auf der Leitung 108, das die Torschaltungen 112 und 114 durchschaltet, so daß die neu errechneten Werte für Xr und Yr in den X^-Speicher 116 bzw. den !^-Speicher 118 gelangen können. Das Signal, das auch an den Iterationszähler gelangt, hat jedoch dort keine Wirkung, weil dieser Zähler sich bereits auf seinem Maximalwert befindet. Das Signal auf der Leitung 108, das an den UND-Kreis 110 gelangt, ist dort ebenfalls wirkungslos, weil kein Eingang von dem ODER-Kreis 122 vorliegt. Es wird deshalb kein neues Startsignal für den Kurvenfolger 30 ausgelöst, und der Betriebszyklus ist beendet.

Der Bezugspunkt, der durch die X- und F-Koordinaten, die in dem X/rSpeicher 116 bzw. dem Fß-Speieher 118 gespeichert sind, festgelegt ist, kann nun für die Weiterverarbeitung verwendet werden, z. B. zum Erkennen und Klassifizieren des in Frage stehenden Fingerabdruckes.

Das in F i g. 2 A und 2 B dargestellte Ausführungsbeispiel ist für drei Abtastungen bzw. drei Iterationsschritte ausgelegt. Man kann es durch eine geringfügige Abänderung des Iterationszählers 38 natürlich auch für zwei Abtastungen verwenden, und man kann, wenn man auf eine sehr genaue Lage des Bezugspunktes Wert legt, auch mehr Iterationsschritte vorsehen, indem man den Iterationszähler 38 mit entsprechenden zusätzlichen Stufen ausstattet.

Nach Fig. 2B ist ein Delta-Z-Generator 134 und ein Delta- F-Generator 136 vorgesehen. Wenn man das Fenster quadratisch wählt, dann genügt dafür ein einziger Delta-Generator. Wenn jedoch das Fenster rechteckig ist, benötigt man beide Generatoren. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Generatoren vorgesehen sind, kann man auch mit rechteckigen Fenstern arbeiten. Ebenso ist es möglich, mit andersgeformtem Fenster, z. B. kreisrunden, zu arbeiten.

Bei der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispiels wurde davon ausgegangen, daß die Signale auf den Leitungen 42 und 44 weitgehend analog weiterverarbeitet werden. Man kann natürlich die Werte auf der Leitung 42 und 44 auch digitalisieren und die dargestellten Schaltelemente, soweit dies nötig ist, statt analog arbeitend, digital arbeitend ausbilden. Nach Gleichung 3 wurde der Winkel A verwendet, weil er sich leicht errechnen läßt. Der Winkel A' ist das Komplement des Winkels A, und dieser kann statt dessen in Gleichung 3 verwendet werden, indem man die Cosinus- und Sinus-Ausdrücke entsprechend vertauscht, nach den Beziehungen sin A = cos Ä und cos A = sin Ä.

In der Beschreibung wurde keine Rücksicht darauf genommen, wie der Fingerabdruck 40 gegenüber dem Kurvenfolger 30 orientiert ist. Wenn man die Orientierung des Fingerabdruckes ändert, dann ändern sich auch die ausgerechneten Werte für die X- und F-Koordinaten des Bezugspunktes, dessen tatsächliche Position auf dem Fingerabdruck relativ zu dessen Furchen jedoch unabhängig von der Orientierung des Fingerabdruckes immer die gleiche bleibt. Die Methode, die der Erfindung zugrunde liegt, ist eine statistische, und daraus folgt, daß, wenn einzelne Furchen fehlen, die Lokalisierung des Bezugspunktes nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

Während die zwei, drei oder mehr Abtastungen zur Lokalisierung des Bezugspunktes durchgeführt werden, können gleichzeitig die dabei entstehenden Abtastdaten zur Klassifizierung des Fingerabdruckes in entsprechende Vorrichtungen geleitet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Bezugspunktsucheinrichtung für die Abtastung eines Fingerabdruckes oder dergleichen bildliche Darstellung aus gekrümmten Linien, gekennzeichnet durch einen Kurvenfolger (30) zur Abtastung der Fingerabdrucklinien (40), an den ein Rechner (F i g. 2) angeschlossen ist, in dem die Koordinaten der Krümmungskreismittelpunkte zu den abgetasteten Linienelementen errechnet werden und der Mittelwert der errechneten Koordinaten als Bezugspunkt (Xr, Yr) gebildet wird.

2. Bezugspunktsucheinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Iterationszähler (38) des Rechners, der bei jedem Abtastzyklus des gleichen Fingerabdrucks (40) um einen Schritt weitergeschaltet wird und dessen zweite und folgende Stufen an eine Ausblendschaltung (F i g. 2b) des Rechners angeschlossen sind, die mit den Bezugspunktkoordinaten (Xr, Yr) aus dem vorausgegangenen Abtastzyklus des gleichen Fingerabdrucks (40) beaufschlagt ein Abtastfenster (20) ausblendet, dessen Mittelpunkt der Bezugspunkt des vorausgegangenen Abtastzyklus ist und alle Abtastwerte des Kurvenfolgers (30) für Abtastungen außerhalb des Abtastfensters (20) für Integratoren (104, 106) des Rechners, in denen die Mittelwertsbildung erfolgt, sperrt.

3. Bezugspunktsucheinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch ein Maximalwertregister (100), das auf einen extremen Krümmungsradiuswert (Rmax) einstellbar ist und einen Vergleicher (70), in welchem die jeweils errechneten Krümmungsradiuswerte der einzelnen Linienpunkte mit dem Extremwert (Rmax) verglichen werden und der für Werte, die einem größeren Krümmungsradius als dem Extremwert (Rmax) zugeordnet sind, die Einspeisung in die Integratoren (104, 106) sperrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909526/320