Способ распознавания папиллярного узора

Предлагаемый способ относится к кодированию и распознаванию папиллярных узоров (ПУ). Его применение в автоматизированных биометрических информационных системах идентификации личности позволяет получить технический результат в виде повышения достоверности и скорости распознавания изображений папиллярных узоров за счет исключения влияния поворота и сдвига сравниваемых папиллярных узоров, автоматического учета систематических и случайных ошибок, сокращения длительности процедуры распознавания. Эти результаты достигаются благодаря тому, что способ включает формирование трех паспортов, в том числе дополнительного статистического и детерминированного. Последовательное применение процедур сравнения, полученных с датчика ПУ предъявляемого ПУ, с паспортами, позволяет сократить общую длительность процедуры распознавания за счет принятия решения о распознании ПУ на более ранних стадиях при удовлетворении критериев четкости распознавания. 4 з.п. ф-лы.

 

Область техники

Изобретение относится к способам кодирования и распознавания папиллярных узоров, предпочтительно пальцев, применяемым в автоматизированных биометрических информационных системах идентификации личности, сравнения папиллярных узоров и системах ограничения доступа.

Уровень техники

Аналогом к предлагаемому способу можно считать

Способ кодирования отпечатка папиллярного узора, патент РФ №2054197 по МКИ G 06 К 09/46, оп. 10.2.1996 г., включающий выделение на папиллярном узоре характерных точек, поочередный выбор одной из характерных точек за центр вращения линии сканирования, определение угловых координат линии сканирования от начального ее положения для каждой встреченной в процессе сканирования характерной точки, а также угол от начального положения линии сканирования до проведенного через встреченную точку вектора, определение метрических расстояний между выбранным центром вращения линии сканирования и встреченной характерной точкой, определение общей масштабной характеристики папиллярного узора как средне-арифметическую величину масштабных характеристик всех характерных точек папиллярного узора.

Недостатками аналога являются значительный объем вычислительных операций, необходимый для принятия окончательного решения о соответствии или несоответствии предъявляемого папиллярного узора хранящемуся в заранее подготовленной базе данных, и, как следствие, значительные затраты времени для распознавания папиллярного узора.

Наиболее близким по технической сущности, прототипом для предлагаемого способа, является способ ввода, сравнения, идентификации и управления доступом на основе биометрической информации, патент США №6282304 по МКИ G 06 К 09/00, оп. 28.8.2001 г., включающий выделение на папиллярном узоре характерных точек, сравнение последних с хранящимися в заранее подготовленной базе данных с точностью до смещения характерных точек друг относительно друга, определение минимально смещенных характерных точек в предъявляемом папиллярном узоре и хранящемся в заранее подготовленной базе данных, назначение последних исходными для последующего сравнения по критериям расстояния и подобия всех характерных точек предъявляемого папиллярного узора и хранящегося в заранее подготовленной базе данных, определение максимального критерия подобия, сравнение последнего с пороговым значением для принятия окончательного решения о соответствии или несоответствии предъявляемого папиллярного узора хранящемуся в заранее подготовленной базе данных.

Недостатками прототипа являются значительный объем вычислительных операций, необходимый для принятия окончательного решения о соответствии или несоответствии предъявляемого папиллярного узора хранящемуся в заранее подготовленной базе данных, и, как следствие, значительные затраты времени для распознавания папиллярного узора.

Сущность изобретения

Изображения папиллярного узора, полученные классическими способами, применяемые в криминалистике, например, прокаткой окрашенных папиллярных узоров или автоматизированными способами с использованием сканеров различных типов, например оптических или емкостных, носят случайный характер. Факторами, влияющими на случайный характер полученного изображения, могут служить, например, усилие прижатия поверхности с папиллярным узором к поверхности сканера, направление усилия прижатия, временные незначительные повреждения, влажность (сухость) или загрязненность эпидермиса и т.д. В свою очередь это влияет на процесс распознавания предъявляемого папиллярного узора и служит источником ошибок двух типов: FAR - вероятность пропуска "чужого" (false acceptance rate) и FRR - вероятность недопуска "своего" (false rejection rate).

Задачей изобретения является повышение скорости и достоверности распознавания изображений папиллярных узоров.

Технические результаты изобретения:

1) повышение достоверности распознавания папиллярного узора;

2) исключение влияния поворота и сдвига сравниваемых папиллярных узоров;

3) повышение стабильности характеристик паспортов папиллярного узора;

4) автоматический учет в одном из паспортов папиллярного узора систематических и случайных ошибок, возникающих при получении изображения папиллярного узора;

5) повышение качества статистического паспорта при увеличении числа сравниваемых изображений одного папиллярного узора.

Для осуществления изобретения применяются автоматизированные комплексы, содержащие, например, компьютер и сканер.

Технические результаты достигаются тем, что способ распознавания папиллярного узора включает этап формирования паспорта папиллярного узора с передачей, по крайней мере, одного оцифрованного изображения папиллярного узора, полученного при взаимодействии поверхности с папиллярным узором и датчика папиллярных узоров, в память компьютера и этап сравнения предъявляемого папиллярного узора, полученного при взаимодействии поверхности с папиллярным узором и датчика папиллярных узоров, оцифрованного и переданного в память компьютера с паспортом папиллярного узора, учитывают сигналы с каждого элемента датчика папиллярных узоров по полю датчика, формируют массив элементов памяти, адекватно отражающий состояние элементов датчика папиллярных узоров по полю датчика, заданную часть совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, выделяют и обозначают как характерные точки. В процессоре компьютера сравнивают значения двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, с выделением и обозначением совпавших значений сигналов в пределах принятого критерия совпадения. Совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополняют совокупностями координат характерных точек папиллярного узора и/или значениями характерного параметра в характерной точке. Причем совокупности выделенных и обозначенных характерных точек в каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополненных совокупностями координат характерных точек папиллярного узора и/или значениями характерного параметра в характерной точке, могут быть как одинаковыми, так и различными. Полным перебором совокупностей координат и характерного параметра всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров папиллярного узора, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров. В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, координаты и характерный параметр. По количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Обозначают и/или выделяют в список совпавшие характерные точки. При превышении принятого количественного критерия совпадений и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. При неудовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора, причем количество совпадений назначают мерой близости сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Сравнением совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, по крайней мере, двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, формируют паспорт папиллярного узора с использованием максиминного критерия мер близости совпавших характерных точек для выделения наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Выделяют общие характерные точки и характерные точки, принадлежащие каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Расширяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров характерными точками, представленными в, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с учетом сдвига и поворота, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров относительно наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Формируют дополнительный статистический паспорт папиллярного узора из, по крайней мере, четырех совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, для чего обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максиминный критерий мер близости совпавших характерных точек. Вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота и определяют параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, а в случае наличия в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, характерных точек, отсутствовавших в наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополняют дополнительный статистический паспорт показателями этих характерных точек. Сравнивают предъявляемый папиллярный узор с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора, для чего вычисляют количественный критерий совпадений, при превышении принятого порогового значения которого и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта. При неудовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с детерминированным паспортом папиллярного узора. Причем параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, назначают мерой близости сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта, а при формировании дополнительного статистического паспорта папиллярного узора и сравнении предъявляемого папиллярного узора с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора используют процедуру сравнения двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, с выделением совпавших в пределах принятого критерия совпадения с учетом сдвига и поворота. Причем совокупности выделенных или обозначенных характерных точек в каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, могут быть как одинаковыми, так и различными. Полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров. В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, показатели характерной точки, по количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, обозначают и/или выделяют в список совпавшие характерные точки и вычисляют поправку сдвига и поворота. Формируют детерминированный паспорт папиллярного узора из, по крайней мере, одной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, для чего обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максимальный критерий мер близости совпавших характерных точек, вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота, не превышающего угол ±45°, и определяют параметры центра тяжести совокупности характерных точек с учетом эффекта растяжения поверхности с папиллярным узором. Полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров. В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров показатели характерной точки. По количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества и качества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, и по соотношениям ошибок FAR/FRR при равенстве или превышении критерия посылают сигнал о несоответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. При непривышении критерия посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Способ распознавания папиллярного узора может включать уточнение дополнительного статистического паспорта за счет коррекции параметров последнего, которые рассчитывают с учетом показателей совокупностей значений сигналов предъявляемого папиллярного узора, полученных с датчика папиллярных узоров.

Способ распознавания папиллярного узора может при достижении задаваемого количественного показателя изменения улучшения дополнительного статистического паспорта не уточнять последний за счет коррекции параметров паспорта, которые рассчитывают с учетом показателей совокупности значений сигналов предъявляемого папиллярного узора, полученных с датчика папиллярных узоров.

Локальные координаты характерных точек папиллярного узора в сравниваемых совокупностях значений электрических параметров, полученных с датчика или сканера или детектора папиллярных узоров, могут быть полярные или декартовы.

В качестве показателей характерных точек может быть использованы координаты и/или характерный параметр точки и/или тип характерной точки.

Для решения различных задач с применением данного способа могут варьироваться количественные значения совпадений в двух совокупностях значений электрических параметров, полученных с датчика папиллярных узоров, координат и характерного параметра и количественные значения совпадений характерных точек с учетом требуемых значений ошибок FAR-FRR.

Вследствие случайного характера получаемого изображения папиллярного узора, совокупности характерных точек в каждой из совокупностей значений электрических параметров, полученных с датчика папиллярных узоров, могут быть как одинаковыми, так и различными.

В качестве количественного критерия совпадений может быть использовано значение полной вероятности принадлежности предъявляемого папиллярного узора дополнительному статистическому паспорту.

В качестве характерного параметра может быть использован угол между касательной к папиллярной линии и, например, прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой.

В качестве характерного параметра может быть использовано количество папиллярных линий, например между началом локальных координат и характерной точкой.

В качестве характерного параметра может быть использована кривизна папиллярной линий в характерной точке.

В качестве характерного параметра может быть использовано среднее изменение кривизны папиллярной линий в окрестности характерной точки.

В качестве характерного параметра может быть использовано число характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки.

В качестве характерного параметра может быть использована алгебраическая сумма моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для осуществления изобретения применяются автоматизированные комплексы, содержащие, например, компьютер и сканер.

Возможность практической реализации изобретения поясняется примерами действий, составляющих элементы способа распознавания папиллярного узора.

В случае если представлена одна совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, то в качестве паспорта используется совокупность хранимых значений сигналов, полученная в ходе анализа этой совокупности значений сигналов с определенными координатами характерных точек и/или характерными параметрами характерных точек папиллярного узора.

Определение координат характерных точек папиллярного узора осуществляется подстановкой соответствующих координат элементов датчика папиллярных узоров с учетом типа датчика - при совпадении элементов датчика с папиллярными линиями без преобразования координат, например емкостным датчиком, или датчиком давления, или с соответствующим преобразованием координат, соответствующих изображению папиллярного узора, например, на оптическом датчике.

При использовании в качестве характерного параметра угла между касательной к папиллярной линии в окрестности характерной точки и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, определение значения этого угла осуществляется известными способами. Определение характерного параметра в случае такового количества папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой осуществляется арифметическим подсчетом этих папиллярных линий. При использовании в качестве характерного параметра кривизны папиллярной линий в характерной точке определение значения этой кривизны осуществляется известными способами. При использовании в качестве характерного параметра среднего изменения кривизны папиллярной линий в окрестности характерной точки определение значения этого изменения осуществляется известными способами. При использовании в качестве характерного параметра числа характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки осуществляется арифметическим подсчетом этих точек. При использовании в качестве характерного параметра алгебраической суммы моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки определение значения этой суммы осуществляется известными способами. При использовании в качестве характерного параметра типа характерной точки последний определяют известными способами.

В случае если представлено две и более совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, то производится сравнение этих совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров полным перебором совокупностей координат и характерного параметра всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек. При этом количество характерных точек папиллярного узора в каждой совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, может быть произвольным и не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров.

В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяются известными способами совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, координаты и характерный параметр. По количеству совпадений известными способами помечаются и/или выделяются в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Известными способами обозначаются и/или выделяются в список совпавшие характерные точки. При превышении принятого количественного критерия совпадений, например трех, посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Количество совпадений классифицирует меру близости сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Используя максиминный критерий мер близости совпавших характерных точек, известными способами выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, и выделяют общие характерные точки и характерные точки, принадлежащие каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Расширяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, характерными точками, представленными в, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с учетом сдвига и поворота, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, относительно наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, которые определяют известными способами.

В качестве паспорта используется расширенная совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, полученная в ходе анализа этих совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с определенными координатами характерных точек и характерными параметрами характерных точек папиллярного узора.

Сравнение предъявляемого папиллярного узора с паспортом папиллярного узора осуществляется в процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения. Для этого выделяются известными способами совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, координаты и характерный параметр. По количеству совпадений известными способами помечаются и/или выделяются в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Известными способами обозначаются и/или выделяются в список совпавшие характерные точки. При превышении принятого количественного критерия совпадений, например трех, посылают сигнал о соответствии сравниваемых моделей.

Количество совпадений классифицирует меру близости сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Подсчитывается общее количество совпадений в пределах принятого критерия совпадения характерных точек при сравнении предъявляемой совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров папиллярного узора и паспорта папиллярного узора.

Сравнивая известными способами количественные значения совпадений координат и характерного параметра и количественные значения совпадений характерных точек с учетом требуемых значений ошибок FAR-FRR в предъявляемой совокупности значений сигналов, полученной с датчика папиллярных узоров, и паспорте папиллярного узора и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о том, что предъявляемый папиллярный узор распознан или нет. В случае неудовлетворения эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора.

Формирование дополнительного статистического паспорта папиллярного узора производят выделением из, по крайней мере, четырех совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Для этого обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максиминный критерий мер близости совпавших характерных точек. Вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота и определяют параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, а в случае наличия в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, характерных точек, отсутствовавших в наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополняют дополнительный статистический паспорт показателями этих характерных точек.

Сравнивают предъявляемый папиллярный узор с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора, для чего вычисляют количественный критерий совпадений, при превышении принятого порогового значения которого и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта. При неудовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с детерминированным паспортом папиллярного узора. Причем параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, назначают мерой близости сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта, а при формировании дополнительного статистического паспорта папиллярного узора и сравнении предъявляемого папиллярного узора с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора используют процедуру сравнения двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, с выделением совпавших в пределах принятого критерия совпадения с учетом сдвига и поворота. Причем совокупности выделенных или обозначенных характерных точек в каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, могут быть как одинаковыми, так и различными. Полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров.

В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, показатели характерной точки, по количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, обозначают и/или выделяют в список совпавшие характерные точки и вычисляют поправку сдвига и поворота.

Сравнивая известными способами количественные значения совпадений координат и характерного параметра и количественные значения совпадений характерных точек с учетом требуемых значений ошибок FAR-FRR в предъявляемой совокупности значений сигналов, полученной с датчика папиллярных узоров, и дополнительном статистическом паспорте папиллярного узора и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о том, что предъявляемый папиллярный узор распознан или нет. В случае неудовлетворения эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с детерминированным паспортом папиллярного узора.

Формирование детерминированного паспорта папиллярного узора осуществляют из, по крайней мере, одной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. Для этого обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максимальный критерий мер близости совпавших характерных точек, вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота, не превышающего угол ±45°, и определяют параметры центра тяжести совокупности характерных точек с учетом эффекта растяжения поверхности с папиллярным узором.

Полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров.

В процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров показатели характерной точки.

По количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества и качества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и по соотношениям ошибок FAR/FRR при равенстве или превышении критерия посылают сигнал о несоответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров. При непривышении критерия посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

Таким образом, применение данного способа распознавания папиллярного узора позволяет повысить достоверность распознавания папиллярного узора, исключить влияния поворота, сдвига, сухости (влажности), загрязненности и других факторов, характерных для тракта ввода сравниваемых папиллярных узоров, повысить стабильность характеристик паспортов папиллярного узора, автоматизировать учет в одном из паспортов папиллярного узора систематических и случайных ошибок, возникающих при получении изображения папиллярного узора, повысить качество статистического паспорта при увеличении числа сравниваемых изображений одного папиллярного узора.

1. Способ распознавания папиллярного узора, включающий этап формирования паспорта папиллярного узора с передачей, по крайней мере, одного оцифрованного изображения папиллярного узора, полученного при взаимодействии поверхности с папиллярным узором и датчика папиллярных узоров, в память компьютера и этап сравнения предъявляемого папиллярного узора, полученного при взаимодействии поверхности с папиллярным узором и датчика папиллярных узоров, оцифрованного и переданного в память компьютера с паспортом папиллярного узора, отличающийся тем, что этапы формирования паспорта папиллярного узора и сравнения предъявляемого папиллярного узора с паспортом папиллярного узора учитывают сигналы с каждого элемента датчика папиллярных узоров по полю датчика, формируют массив элементов памяти, адекватно отражающий состояние элементов датчика папиллярных узоров по полю датчика, заданную часть совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров выделяют и обозначают как характерные точки, в процессоре компьютера сравнивают значения двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, с выделением и обозначением совпавших значений сигналов в пределах принятого критерия совпадения, совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополняют совокупностями координат характерных точек папиллярного узора и/или значениями угла между касательной к папиллярной линии и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, или количества папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой, или кривизны папиллярной линии в характерной точке, или среднего изменения кривизны папиллярной линии в окрестности характерной точки, или числа характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки, или алгебраической суммы моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки в характерной точке, причем совокупности выделенных и обозначенных характерных точек в каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополненных совокупностями координат характерных точек папиллярного узора и/или значениями угла между касательной к папиллярной линии и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, или количества папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой, или кривизны папиллярной линии в характерной точке, или среднего изменения кривизны папиллярной линии в окрестности характерной точки, или числа характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки, или алгебраической суммы моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки в характерной точке, могут быть как одинаковыми, так и различными, полным перебором совокупностей координат и угла между касательной к папиллярной линии и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, или количества папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой, или кривизны папиллярной линии в характерной точке, или среднего изменения кривизны папиллярной линии в окрестности характерной точки, или числа характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки, или алгебраической суммы моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров папиллярного узора с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, в процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, координаты и угол между касательной к папиллярной линии и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, или количество папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой, или кривизну папиллярной линии в характерной точке, или среднее изменение кривизны папиллярной линии в окрестности характерной точки, или число характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки, или алгебраическую сумму моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки, по количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, обозначают и/или выделяют в список совпавшие характерные точки, при превышении принятого количественного критерия совпадений и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, при неудовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора, причем количество совпадений назначают мерой близости сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, сравнением совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, по крайней мере, двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, формируют паспорт папиллярного узора с использованием максиминного критерия мер близости совпавших характерных точек для выделения наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, и выделения общих характерных точек и характерных точек, принадлежащих каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, с расширением наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров характерными точками, представленными в, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с учетом сдвига и поворота, по крайней мере, оставшейся совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров относительно наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, формируют дополнительный статистический паспорт папиллярного узора из, по крайней мере, четырех совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, для чего обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максиминный критерий мер близости совпавших характерных точек, вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота и определяют параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, а в случае наличия в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, характерных точек, отсутствовавших в наиболее представительной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, дополняют дополнительный статистический паспорт показателями этих характерных точек, сравнивают предъявляемый папиллярный узор с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора, для чего вычисляют количественный критерий совпадений, при превышении принятого порогового значения которого и удовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта, при неудовлетворении эмпирических критериев четкости сравнения используют сравнение с детерминированным паспортом папиллярного узора, причем параметры эмпирического закона распределения показателей совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров назначают мерой близости сравниваемых совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и дополнительного статистического паспорта, а при формировании дополнительного статистического паспорта папиллярного узора и сравнении предъявляемого папиллярного узора с дополнительным статистическим паспортом папиллярного узора используют процедуру сравнения двух совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, с выделением совпавших в пределах принятого критерия совпадения с учетом сдвига и поворота, причем совокупности выделенных или обозначенных характерных точек в каждой из совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров могут быть как одинаковыми, так и различными, полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, в процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в двух совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, показатели характерной точки, по количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, обозначают и/или выделяют в список совпавшие характерные точки и вычисляют поправку сдвига и поворота, формируют детерминированный паспорт папиллярного узора из, по крайней мере, одной совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, для чего обозначают и/или выделяют наиболее представительную совокупность значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, используя максиминный критерий мер близости совпавших характерных точек, вносят в совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, за исключением наиболее представительной, вычисленную поправку сдвига и поворота, не превышающего угол ±45°, и определяют параметры центра тяжести совокупности характерных точек с учетом эффекта растяжения поверхности с папиллярным узором, полным перебором совокупностей показателей всех характерных точек в локальных координатах каждой из характерных точек сравнивают две совокупности значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров с числом характерных точек, не превышающим количества элементов датчика папиллярных узоров, в процессе полного перебора совокупностей в пределах принятого критерия совпадения выделяют совпавшие в совокупностях значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, показатели характерной точки, по количеству совпадений обозначают и/или выделяют в список в порядке убывания количества и качества совпадений для каждой из сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров и по соотношениям ошибок FAR/FRR при равенстве или превышении критерия посылают сигнал о несоответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров, а при непривышении критерия посылают сигнал о соответствии сравниваемых совокупностей значений сигналов, полученных с датчика папиллярных узоров.

2. Способ распознавания папиллярного узора по п.1, отличающийся тем, что дополнительный статистический паспорт уточняют за счет коррекции параметров последнего, которые рассчитывают с учетом показателей совокупностей значений сигналов предъявляемого папиллярного узора, полученных с датчика папиллярных узоров.

3. Способ распознавания папиллярного узора по п.2, отличающийся тем, что при достижении задаваемого количественного показателя изменения улучшения дополнительного статистического паспорта последний прекращают уточнять за счет коррекции параметров дополнительного статистического паспорта, которые рассчитывают с учетом показателей совокупности значений сигналов предъявляемого папиллярного узора, полученных с датчика папиллярных узоров.

4. Способ распознавания папиллярного узора по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве показателей характерных точек используют координаты, и/или угол между касательной к папиллярной линии и прямой, соединяющей начало локальных координат с характерной точкой, или количество папиллярных линий между началом локальных координат и характерной точкой, или кривизну папиллярной линии в характерной точке, или среднее изменение кривизны папиллярной линии в окрестности характерной точки, или число характерных точек папиллярного узора в фиксированной окрестности характерной точки, или алгебраическую сумму моментов инерции всех характерных точек папиллярного узора из фиксированной окрестности характерной точки относительно этой характерной точки и/или тип характерной точки.

5. Способ распознавания папиллярного узора по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве количественного критерия совпадений используют значение полной вероятности принадлежности предъявляемого папиллярного узора дополнительному статистическому паспорту.