Система аутентификации по отпечатку пальца, программа аутентификации по отпечатку пальца и способ аутентификации по отпечатку пальца

Изобретение относится к системе и способу регистрации отпечатков пальцев, а также к системе и способу аутентификации по отпечатку пальца. Техническим результатом является снижение нагрузки по обработке данных. Система регистрации отпечатков пальцев содержит: множество стадий индексирования и модуль регистрации, в котором данные отпечатков пальцев регистрируются в соответствии с индексами, при этом модуль регистрации создает множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, меняет стадии индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него, причем, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации вносит изменения в порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Область техники

[001] Настоящее изобретение относится к системе аутентификации по отпечатку пальца, программе аутентификации по отпечатку пальца и способу аутентификации по отпечатку пальца.

Уровень техники

[002] Проводились исследования и разработки различных систем аутентификации по отпечаткам пальцев. Современные системы аутентификации по отпечаткам пальцев основаны, например, на "способе сопоставления с образцом (изображением)", "способе сопоставления минуций", "способе сопоставления минуций и отношений между ними" или "способе частотного анализа".

[003] "Способ сопоставления с образцом" заключается в выделении некоторой ограниченной области отпечатка пальца и сопоставлении узора гребней в этой области посредством наложения изображений отпечатков пальцев.

"Способ сопоставления минуций" заключается в извлечении и регистрации информации о 20-30 конечных точках и точках разветвления гребней в полученном изображении отпечатка пальца и осуществлении проверки на основе этой информации.

[004] "Способ сопоставления минуций и отношений между ними" заключается в том, что отпечаток пальца считается соответствующим другому отпечатку пальца только тогда, когда информация о минуциях и отношениях между ними для двух отпечатков пальцев совпадает.

"Способ частотного анализа" заключается в том, что поперечное сечение участка узора из гребней и впадин отпечатка пальца рассматривается как волновая форма, и в качестве информации о характерных особенностях для осуществления проверки, основанной на максимальной корреляции, в нем используются спектральные серии волновой формы.

[005] Кроме того, в патентном документе 1 (опубликованный японский патент №2011-86130) раскрыто ускорение процесса аутентификации, осуществляемого системой аутентификации по отпечатку пальца, используемой большим количеством пользователей. Описанная в патентном документе 1 система аутентификации по отпечатку пальца, которая ускоряет процесс аутентификации, представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца с множеством датчиков отпечатков пальцев, содержащую средство идентификации группы, которое в процессе ввода данных отпечатка пальца идентифицирует группу, к которой относятся данные отпечатка пальца, в соответствии с датчиком отпечатков пальцев, в который вводятся данные отпечатка пальца, средство регистрации, которое в процессе регистрации данных отпечатка пальца регистрирует введенные данные отпечатка пальца в устройстве хранения данных в соответствии с группой, идентифицированной с помощью средства идентификации группы, и средство проверки, которое в процессе аутентификации по данным отпечатка пальца сопоставляет вводимые данные отпечатка пальца и данные отпечатков пальцев, относящиеся к той же группе, что и вводимые данные отпечатка пальца, из данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в устройстве хранения данных.

[006] Кроме того, в патентном документе 2 (опубликованный японский патент №2009-164680) раскрыт терминал радиосвязи, имеющий расширенные функции безопасности, который позволяет использовать терминал радиосвязи только множеству заранее зарегистрированных пользователей конкретного терминала, а также способ идентификации пользователей терминала.

[007] Терминал радиосвязи, описанный в патентном документе 2, представляет собой терминал радиосвязи, снабженный тангентой (push-to-talk switch), который содержит модуль считывания отпечатков пальцев, установленный в тангенте, модуль хранения данных, в котором могут быть зарегистрированы данные отпечатков пальцев множества пользователей терминала и информация об идентификационных номерах, включающая по меньшей мере набор идентификационных номеров пользователей терминала, чьи данные отпечатков пальцев зарегистрированы, модуль аутентификации по отпечатку пальца, который сопоставляет данные отпечатков пальцев, считанные модулем считывания отпечатков пальцев, и данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в модуле хранения данных, средство включения терминала радиосвязи, которое приводится в действие в соответствии с результатами проверки из модуля аутентификации по отпечатку пальца, и средство получения одного элемента информации об идентификационных номерах из модуля хранения данных на основании результатов проверки из модуля аутентификации по отпечатку пальца.

[008] Кроме того, в патентном документе 3 (опубликованный японский патент № 2006-277415) раскрыто устройство регистрации системы аутентификации по отпечатку пальца, основанной на различии физических характеристик между пользователями. Устройство регистрации, описанное в патентном документе 3, содержит модуль ввода, в который вводится биологическая информация о метках совмещения, начальный модуль извлечения, который извлекает первичные данные о признаках из биологической информации, используя заданный способ выделения признаков, модуль классификации, который определяет классификационные данные для классификации биологической информации в виде какой-либо из множества групп на основе первичных данных о признаках, модуль выделения признаков, который выделяет данные о вторичных признаках из биологической информации одним из соответствующих способов выделения признаков, предусмотренных для множества групп, и модуль регистрации, в котором регистрируются данные о первичных признаках, вторичных признаках и классификационные данные в связи друг с другом в виде справочной биологической информации.

Список ссылок

[0009]

Патентный документ 1

Опубликованный японский патент №2011-86130

Патентный документ 2

Опубликованный японский патент №2009-164680

Патентный документ 3

Опубликованный японский патент №2006-277415

Сущность изобретения

Техническая проблема

[010] Хотя способами, описанными в патентных документах 1-3, можно осуществлять проверку отпечатков пальцев у заданного количества людей, проблема этих способов заключается в том, что когда увеличивается количество элементов зарегистрированных данных отпечатков пальцев, время обработки увеличивается. Другой проблемой является то, что пользователь должен вводить информацию о группе в способе, описанном в Патентном документе 1, или идентификационный номер или другую информацию в способе, описанном в Патентном документе 2. Проблема способов, описанных в Патентном документе 1 или 2, состоит в том, что аутентификация не будет выполнена, если пользователь забудет информацию о группе или идентификационный номер.

[011] Цель настоящего изобретения - обеспечить систему аутентификации по отпечатку пальца, программу аутентификации по отпечатку пальца и способ аутентификации по отпечатку пальца, посредством которых можно осуществлять высокоскоростную обработку. Существующие способы, раскрытые в патентных документах, представляют собой способы уменьшить время обработки популяции посредством специального алгоритма. В отличие от них, согласно настоящему изобретению, факторы, которые должны быть разделены в популяции, и алгоритм, который различает эти факторы, найдены в популяции, а для сохранения времени обработки постоянным, независимо от популяции, изменяются критерии поиска.

Другая цель настоящего изобретения - обеспечить систему аутентификации по отпечатку пальца, программу аутентификации по отпечатку пальца и способ аутентификации по отпечатку пальца, посредством которых можно осуществлять высокоскоростную обработку независимо от количества элементов данных отпечатков пальцев.

[Решение проблемы]

[012]

(1)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту содержит множество стадий индексирования и модуль регистрации, в котором данные отпечатков пальцев регистрируются в соответствии с индексами, при этом модуль регистрации создает множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, меняет стадии индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него.

[013] В данном случае, имеется множество стадий индексирования. Например, если первая стадия включает три типа индексов и вторая стадия включает три типа индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе модуля регистрации, может быть доведено до средней величины 11,1%. Более конкретно, 100% данных отпечатков пальцев могут быть распределены по трем группам, каждая из которых включает приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на первой стадии, и приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев могут быть далее распределены по трем группам, каждая из которых включает приблизительно 11,1% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на второй стадии. Таким образом, в модуле регистрации, данные отпечатков пальцев могут быть эффективно сгруппированы.

[014] Кроме того, индексы могут корректироваться, чтобы каждая группа данных отпечатков пальцев содержала заданное количество или меньше элементов данных отпечатков пальцев. В результате, по сравнению с теми случаями, когда для проверки и т.п.используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев, скорость выборки может быть увеличена для уменьшения нагрузки по обработке данных, так как используются только данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в части групп.

[015]

(2)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно второму варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту, в которой, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации может изменить порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии.

[016] В данном случае, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации может изменить порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии. То есть, если определено, что данные отпечатков пальцев не распределены равномерно в соответствии с индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии, например, если одна группа содержит 50% или более данных отпечатков пальцев при определении индекса на более высокой стадии или индекса на более низкой стадии, порядок индексов может быть изменен посредством перестановки индекса на более высокой стадии и индекса на более низкой стадии, посредством замены индекса на более низкой стадии другим индексом, в результате чего другой индекс будет следовать за индексом на более высокой стадии, или посредством замены индекса на более высокой стадии другим индексом, в результате чего индекс на более низкой стадии будет следовать за другим индексом. Таким образом, количество элементов данных отпечатков пальцев в каждой группе может быть уменьшено.

[017]

(3)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно третьему варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту или второму варианту изобретения, в которой, когда модуль регистрации меняет стадии определения индекса, модуль регистрации может изменить граничное значение условия для индексов.

[018] В данном случае, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации может изменить граничное значение условия для индексов. То есть, если одна из групп содержит большое количество элементов данных отпечатков пальцев, граничное значение для индекса может быть изменено для уменьшения количества элементов данных отпечатков пальцев в одной группе.

[019]

(4)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно четвертому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту, второму или третьему варианту изобретения, в которой, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации может увеличить количество стадий определения индекса и создать, в качестве индекса, условие, которое делит поровну условие для индекса на более высокой стадии.

[020] В данном случае, при увеличении количества стадий, условие, которое делит поровну условие для индекса на более высокой стадии, создается как индекс. Следовательно, количество элементов данных отпечатков пальцев может быть гарантированно распределено во множество групп. Таким образом, количество элементов данных отпечатков пальцев в каждой группе может быть уменьшено.

[021]

(5)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно пятому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту, в которой, когда модуль регистрации увеличивает количество стадий индексирования, модуль регистрации создает, в качестве индекса, условие, которое делит поровну количество элементов данных отпечатков пальцев в соответствующей группе данных отпечатков пальцев на основании отклонения соответствующей группы данных отпечатков пальцев.

[022] В данном случае, для дополнительной стадии, в качестве индекса, создается условие, которое делит поровну количество элементов данных отпечатков пальцев в соответствующей группе данных отпечатков пальцев на основании отклонения соответствующей группы данных отпечатков пальцев. Следовательно, данные отпечатков пальцев могут быть гарантированно распределены поровну в множество групп. Таким образом, количество элементов данных отпечатков пальцев в каждой группе может быть уменьшено, а также может быть предотвращено образование избыточной стадии.

[023]

(6)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно шестому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту и любому из вариантов изобретения от второго до пятого, в которой индексы могут быть основаны на характеристике или признаке данных отпечатков пальцев.

[024] В данном случае, так как индексы основаны на характеристике или признаке данных отпечатков пальцев, данные отпечатков пальцев могут быть сгруппированы в соответствии с характеристикой или признаком данных отпечатков пальцев.

[025]

(7)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно седьмому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту и любому из вариантов изобретения от второго до шестого, в которой индекс может включать узор из гребней и впадин данных отпечатков пальцев.

[026] Данные для аутентификации по отпечатку пальца могут быть в целом классифицированы по меньшей мере по трем типам узоров из гребней и впадин, LOOP (петля), WHORL (завиток) и ARCH (дуга), которые могут успешно использоваться в качестве индекса.

[027]

(8)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно восьмому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту и любому из вариантов изобретения от второго до седьмого, в которой индекс может включать по меньшей мере любое количество линий, промежуток между линиями и угол расположения линии, относящиеся по меньшей мере к какой-либо из линий: короткой линии, мостику, тонкой линии и фрагменту, данных отпечатков пальцев.

[028] Данные отпечатков пальцев в целом могут быть проклассифицированы в соответствии с числом линий, промежутком между линиями или углом расположения линии, относящихся по меньшей мере к какой-либо из линий: короткой линии, мостику, тонкой линии и фрагменту, которые могут успешно использоваться в качестве индекса.

[029]

(9)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно девятому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно одному аспекту и любому из вариантов изобретения от второго до восьмого, в которой индекс может включать по меньшей мере какую-либо из точек: точку разветвления, точку окончания, точку начала и точку слияния, данных отпечатков пальцев.

[030] Данные отпечатков пальцев могут быть проклассифицированы в соответствии с по меньшей мере какой-либо из точек: точкой разветвления, точкой окончания, точкой начала и точкой слияния, которые могут успешно использоваться в качестве индекса.

[031]

(10)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту содержит множество стадий индексирования, модуль регистрации, в котором данные отпечатков пальцев регистрируются в соответствии с индексами, и модуль проверки, который проверяет данные отпечатков пальцев на основании индексов, при этом модуль регистрации создает множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, меняет стадии индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него. Порядок индексов в стадиях определяется в результате вычислений с использованием машинного обучения для определения эффективной комбинации индексов для групп данных в данный момент времени. Следовательно, порядок старшинства индексов в стадиях соответствующим образом изменяется для каждой из групп данных. Например, при начальном группировании для отпечатков пальцев, имеющих в центре ядро, используется метод FingerCode, или при начальном группировании для отпечатков пальцев, имеющих множество точек разветвления, используются углы в точках разветвления.

[032] В данном случае, формирование индекса осуществляется на множестве стадий. Например, если первая стадия включает три вида индексов и вторая стадия включает три вида индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе в модуле регистрации, может быть доведено в среднем до 11,1% от всех данных отпечатков пальцев.

Модуль проверки сравнивает данные отпечатков пальцев, требующих проверки, только с 11,1% зарегистрированных данных отпечатков пальцев, прошедших через множество стадий. Следовательно, модуль проверки может завершить проверку данных отпечатков пальцев за короткое время.

В частности, если имеется n стадий индексирования (n представляет собой положительное целое число), даже популяция, содержащая несколько сотен или десятков миллионов элементов данных отпечатков пальцев, может быть разделена посредством индексов на группы, содержащие только несколько тысяч элементов данных отпечатков пальцев, и процесс проверки требует сравнения только с несколькими тысячами элементов данных отпечатков пальцев. Следовательно, длительность проверки может быть уменьшена.

[033]

(11)

Система аутентификации по отпечатку пальца согласно одиннадцатому варианту изобретения представляет собой систему аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту, в которой модуль проверки может осуществлять проверку данных отпечатков пальцев на конечной стадии множества стадий с использованием по меньшей мере какого-либо из способов: способ частотного анализа, гибридный способ, способ сопоставления минуций и способ сопоставления с образцом.

[034] В данном случае, модуль проверки осуществляет только проверку данных отпечатков пальцев на конечной стадии множества стадий с использованием какого-либо из способов: способ частотного анализа, гибридный способ, способ сопоставления минуций и способ сопоставления с образцом, которые требуют интенсивных вычислений. Следовательно, скорость проверки может быть увеличена, а нагрузка процесса может быть минимизирована.

[035]

(12)

Программа аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту содержит процесс индексирования, состоящий из множества стадий, и процесс регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с процессом индексирования, при этом в процессе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с процессом индексирования и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит изменение стадий процесса индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него.

[036] В данном случае, имеется множество стадий индексирования. Например, если первая стадия содержит три вида индексов и вторая стадия содержит три вида индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе в процессе регистрации, может быть доведено в среднем до приблизительно 11,1%.

Более конкретно, 100% данных отпечатков пальцев могут быть сгруппированы в три группы, каждая из которых содержит приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев в соответствии с процессом индексирования на первой стадии, и приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев могут быть дополнительно сгруппированы в три группы, каждая из которых содержит приблизительно 11,1% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на второй стадии. Таким образом, данные отпечатков пальцев в модуле регистрации могут быть успешно сгруппированы.

[037] Кроме того, чтобы каждая группа данных отпечатков пальцев содержала заданное количество данных отпечатков пальцев или меньше него, изменяется процесс формирования индексов. В результате, по сравнению со случаем, когда для проверки и т.п. используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев, скорость выборки может быть увеличена для уменьшения нагрузки по обработке данных, так как используются только данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в части групп.

[038]

(13)

Программа аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту содержит процесс индексирования, состоящий из множества стадий, процесс регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с процессом индексирования и процесс проверки для проверки данных отпечатков пальцев на основании процесса индексирования, при этом в процессе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с процессом индексирования и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит увеличение количества стадий процесса индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него.

[039] В данном случае, имеется множество стадий процесса индексирования. Например, если первая стадия содержит три вида индексов и вторая стадия содержит три вида индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе в процессе регистрации, может быть доведено в среднем до приблизительно 11,1%.

Более конкретно, в процессе индексирования на первой стадии, 100% данных отпечатков пальцев могут быть распределены в три группы, каждая из которых содержит приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев, и зарегистрированы, и в процессе индексирования на второй стадии, приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев могут быть распределены в группы, каждая из которых содержит приблизительно 11,1% данных отпечатков пальцев. Таким образом, в процессе регистрации, данные отпечатков пальцев могут быть эффективно распределены по группам.

[040] Кроме того, чтобы каждая группа данных отпечатков пальцев содержала заданное количество данных отпечатков пальцев или меньше него, изменяется процесс формирования индексов. В результате, по сравнению со случаем, когда для проверки и т.п. используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев, скорость выборки может быть увеличена для уменьшения нагрузки по обработке данных, так как используются только данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в части групп.

В частности, если имеется n стадий индексирования (n представляет собой положительное целое число), даже если имеются сотни или десятки миллионов элементов данных отпечатков пальцев, для процесса проверки требуются только тысячи элементов зарегистрированных данных отпечатков пальцев, сгруппированных в соответствии с индексами, в результате чего может быть уменьшено время, необходимое для процесса проверки.

[041]

(14)

Способ аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту содержит этап индексирования, состоящий из множества стадий, и этап регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования, при этом на этапе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования, и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит изменение стадий этапа индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него.

[042] В данном случае, этап индексирования состоит из множества стадий. Например, если первая стадия содержит три вида индексов и вторая стадия содержит три вида индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе на этапе регистрации, может быть доведено в среднем до приблизительно 11,1% от всех данных отпечатков пальцев.

Более конкретно, 100% данных отпечатков пальцев могут быть распределены в группы, каждая из которых содержит приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на первой стадии, и зарегистрированы, и приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев могут быть распределены в группы, каждая из которых содержит приблизительно 11,1% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на второй стадии. Таким образом, на этапе регистрации, данные отпечатков пальцев могут быть эффективно распределены по группам.

[043] Кроме того, чтобы каждая группа данных отпечатков пальцев содержала заданное количество данных отпечатков пальцев или меньше него, изменяется процесс формирования индексов. В результате, по сравнению со случаем, когда для проверки и т.п.используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев, скорость выборки может быть увеличена для уменьшения нагрузки по обработке данных, так как используются только данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в части групп.

[044]

(15)

Способ аутентификации по отпечатку пальца согласно другому аспекту содержит этап индексирования, состоящий из множества стадий, этап регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования и этап проверки для проверки данных отпечатков пальцев на основании этапа индексирования, при этом на этапе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами, и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит изменение стадий индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него.

0045] В данном случае, этап индексирования состоит из множества стадий. Например, если первая стадия содержит три вида индексов и вторая стадия содержит три вида индексов, количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе на этапе регистрации, может быть доведено в среднем до 11,1% от всех данных отпечатков пальцев.

Более конкретно, 100% данных отпечатков пальцев могут быть сгруппированы в три в группы, каждая из которых содержит приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами на первой стадии, и приблизительно 33,3% данных отпечатков пальцев могут быть дополнительно сгруппированы в три группы, каждая из которых содержит приблизительно 11,1% данных отпечатков пальцев в соответствии индексами на второй стадии. Таким образом, на этапе регистрации, данные отпечатков пальцев могут быть эффективно распределены по группам.

[046] Кроме того, чтобы каждая группа данных отпечатков пальцев содержала заданное количество элементов данных отпечатков пальцев или меньше него, изменяется процесс формирования индексов. В результате, по сравнению со случаем, когда для проверки и т.п.используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев, скорость выборки может быть увеличена для уменьшения нагрузки по обработке данных, так как на этапе проверки используются только данные отпечатков пальцев, зарегистрированные в части групп.

В частности, если имеется n стадий индексирования (n представляет собой положительное целое число), даже если имеются сотни или десятки миллионов элементов данных отпечатков пальцев, процесс проверки требует только тысячи элементов зарегистрированных данных отпечатков пальцев, сгруппированных в соответствии с индексами, в результате чего может быть уменьшено время, необходимое для процесса проверки.

Перечень чертежей

[047]

Фиг. 1 - структурная схема, на которой показан пример схематической конфигурации системы проверки отпечатков пальцев согласно одному варианту изобретения.

Фиг. 2 - структурная схема, на которой показан пример устройства регистрации отпечатков пальцев.

Фиг. 3 - блок-схема, на которой показано функционирование процесса регистрации отпечатков пальцев по настоящему изобретению.

Фиг. 4 - схематическое изображение для иллюстрации LOOP, WHORL и ARCH данных отпечатков пальцев.

Фиг. 5 - схематическое изображение для иллюстрации примера характеристик или признаков данных отпечатков пальцев.

Фиг. 6 - блок-схема, на которой показан процесс проверки отпечатков пальцев по данному варианту изобретения.

Фиг. 7 - схематическое изображение, на котором показан пример сопоставления в процессе проверки отпечатков пальцев.

Фиг. 8 - блок-схема для иллюстрации процесса, осуществляемого в случае, когда количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в какой-либо из групп в модуле 400 регистрации, больше десяти тысяч.

Фиг. 9 - схематическое изображение для иллюстрации примера процесса, показанного на фиг.8.

Фиг. 10 - блок-схема, на которой показан пример процесса, показанного на фиг. 8 и 9.

Фиг. 11 - блок-схема, на которой показан другой пример процесса, показанного на фиг. 10.

Фиг. 12 - блок-схема, на которой показан пример процесса добавления стадии

Фиг. 13 - блок-схема, на которой показан пример процесса добавления стадии.

Список позиций

[048]

100 система аутентификации по отпечатку пальца

331-33Р блок определения n-ого индекса

400 модуль регистрации

600 модуль проверки

FD, TFD данные отпечатков пальцев

Описание изобретения

[049] Далее, со ссылкой на чертежи будет описан вариант настоящего изобретения. В последующем описании, одинаковые компоненты обозначены одинаковыми номерами ссылок. Одинаковые компоненты также имеют одинаковые названия и одинаковые функции, поэтому их подробное описание не будет повторяться.

[050] (Система 100 проверки отпечатков пальцев)

Фиг. 1 представляет собой структурную схему, на которой показан пример схематической конфигурации системы 100 проверки отпечатков пальцев.

[051] Как показано на фиг. 1, система 100 проверки отпечатков пальцев содержит устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев, устройство 300 определения индекса с первого по n-й, модуль 400 регистрации, устройство 500 сбора выбранных данных, устройство проверки 600 и модуль 700 отображения результатов проверки.

[052] (Процесс регистрации отпечатков пальцев)

Сначала, будет описан процесс регистрации отпечатков пальцев.

Для процесса регистрации отпечатков пальцев используется устройство 900 регистрации отпечатков пальцев. Устройство 900 регистрации отпечатков пальцев содержит устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев, устройство 300 определения индекса с первого по n-й и модуль 400 регистрации.

Сначала, устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев собирает данные отпечатков пальцев FD. Устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев передает полученные данные отпечатков пальцев FD устройству 300 определения индекса с первого по n-й.

[053] Устройство 300 определения индекса с первого по n-й осуществляет индексирование отпечатков пальцев FD с использованием множества стадий индексирования, описанных ниже. Устройство 300 определения индекса с первого по n-й передает информацию об индексах (далее индексные данные), связанную с данными отпечатков пальцев FD, модулю 400 регистрации. Модуль 400 регистрации регистрирует данные отпечатков пальцев FD как данные отпечатков пальцев TFD в группе, соответствующей индексным данным. "Группа" будет описана ниже.

[054] (Процесс проверки отпечатков пальцев)

Далее, будет описан процесс проверки отпечатков пальцев. Для процесса проверки отпечатков пальцев используется система 100 проверки отпечатков пальцев.

Более конкретно, для процесса проверки отпечатков пальцев используются устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев, устройство 300 определения индекса с первого по n-й, модуль 400 регистрации, устройство 500 сбора выбранных данных, устройство 600 проверки и модуль 700 отображения результатов проверки.

В процессе проверки отпечатков пальцев устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев собирает данные отпечатков пальцев FD. Устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев передает полученные данные отпечатков пальцев FD устройству 300 определения индекса с первого по n-й.

[055] Устройство 300 определения индекса с первого по n-й осуществляет индексирование отпечатков пальцев FD с использованием множества стадий индексирования, описанных ниже. Для определения индекса, устройство 300 определения индекса с первого по n-й извлекает индексные данные из данных отпечатка пальца FD. Устройство 300 определения индекса с первого по n-й передает индексные данные устройству 500 сбора выбранных данных.

Устройство 500 сбора выбранных данных извлекает зарегистрированные данные отпечатков пальцев TFD, соответствующие индексным данным, из модуля 400 регистрации на основании индексных данных.

[056] Устройство 500 сбора выбранных данных передает данные отпечатков пальцев TFD, извлеченные из модуля 400 регистрации, и данные отпечатков пальцев FD из устройства 200 сбора данных отпечатков пальцев устройству 600 проверки.

Устройство 600 проверки осуществляет сопоставление образцов данных отпечатков пальцев TFD, извлеченных из модуля 400 регистрации, и данных отпечатков пальцев FD из устройства 200 сбора данных отпечатков пальцев и передает результат проверки модулю 700 отображения результатов проверки.

Модуль 700 отображения результатов проверки выводит результат проверки на встроенный дисплей (не показан).

Хотя выше был описан дисплей, встроенный в модуль 700 отображения результатов проверки, настоящее изобретение им не ограничивается, и система 100 аутентификации по отпечатку пальца может содержать модуль вывода сигнала, который выводит сигнал, отражающий результаты проверки.

[057] (Пример устройства регистрации отпечатков пальцев)

Фиг. 2 представляет собой структурную схему, на которой показано устройство регистрации отпечатков пальцев. Как показано на фиг.2, устройство 300 определения индекса с первого по n-й содержит n+1 стадий блоков определения индекса (n представляет собой положительное целое число).

Например, блок 310 определения первого индекса получает данные отпечатков пальцев FD из устройства 200 сбора данных отпечатков пальцев, классифицирует данные отпечатков пальцев FD в три класса и передает данные отпечатков пальцев FD в соответствии с классификацией.

Более конкретно, блок 310 определения первого индекса может, как правило, классифицировать данные отпечатков пальцев FD в три класса LOOP, WHORL и ARCH на основании признаков или характеристик данных отпечатков пальцев FD. Указанные классы более подробно будут описаны ниже.

[058] Как показано на фиг. 2, блоки 320, 321 и 322 определения второго индекса расположены ниже блока 310 определения первого индекса.

Кроме того, блоки 331 и 332 определения n-ого индекса расположены ниже блока 320 определения второго индекса.

Аналогично, множество блоков определения n-ого индекса (не показаны) расположены ниже блока 321 определения второго индекса, и блок 33Р определения n-ого индекса расположен ниже блока 332 определения второго индекса (Р представляет собой положительное целое число).

Таким образом, устройство 300 определения индекса с первого по n-й содержит множество стадий (n+1 стадий) блоков определения индекса.

[059] Как показано на фиг. 1, устройство 300 определения индекса с первого по n-й снабжено модулем 400 регистрации. Как показано на фиг. 2, в модуле 400 регистрации имеется множество групп с первой группы 401 до (m+2)-й группы 40m+2 (т представляет собой положительное целое число).

[060] Первая группа 401, вторая группа 402 и третья группа 403 модуля 400 регистрации расположены под блоком 331 определения n-ого индекса.

Аналогично, четвертая группа 404, пятая группа 405 и шестая группа 406 расположены под блоком 332 определения n-ого индекса.

Аналогично, m-я группа 40m, (m+1)-я группа 40m+1 и (m+2)-я группа 40m+2 расположены под блоком 33Р определения n-ого индекса.

[061] (Блок-схема функционирования процесса регистрации отпечатка пальца)

Фиг. 3 представляет собой блок-схему функционирования процесса регистрации отпечатка пальца согласно данному варианту. Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение для иллюстрации LOOP (петля), WHORL (завиток) и ARCH (дуга), относящихся к данным отпечатков пальцев, и фиг. 5 представляет собой схематическое изображение для иллюстрации примера признаков или характеристик данных отпечатков пальцев.

[062] Как показано на фиг. 3, в процессе регистрации отпечатков пальцев, устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев собирает данные отпечатков пальцев FD (стадия S1).

Затем, устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев передает полученные данные отпечатков пальцев FD блоку 310 определения первого индекса, а блок 310 определения первого индекса определяет к какому типу, LOOP, WHORL или ARCH, относятся данные отпечатков пальцев FD (стадия S2).

[063] Как показано на фиг.4, данные отпечатков пальцев FD относятся к LOOP, если отпечаток пальца имеет узор в виде петель, относятся к WHORL, если отпечаток пальца имеет узор в виде кругов, и относится к ARCH, если отпечаток пальца имеет узор в виде дуг.

Во время выполнения стадии S2, блок 310 определения первого индекса определяет к какому типу относятся данные отпечатка пальца FD.

[064] Например, если во время выполнения стадии S2 определено, что данные отпечатка пальца относятся к LOOP, блок 320 определения второго индекса на основе характеристик или признаков данных отпечатков пальцев FD далее определяет, какому условию, условию 2А, условию 2 В или условию 2С, удовлетворяют данные отпечатков пальцев (стадия S3).

[065] Как показано на фиг. 5, в данных отпечатков пальцев FD, выступы на поперечном сечении кожи обозначаются как гребни, а углубления обозначаются как бороздки. Как показано на фиг. 5, данные отпечатков пальцев FD в качестве признаков или характеристик включают тонкую линию С1, конечную точку С2, точку разветвления С3, короткую линию С4, мостик С5, точку С6, начальную точку С7, точку слияния С8, фрагмент С9 и т.п.

Тонкая линия С1 представляет собой гребень, толщина которого равна или меньше половины заданной величины, короткая линия С4 представляет собой гребень, длина которого меньше 5 мм, мостик С5 представляет собой гребень, длина которого равна или больше 5 мм, и точка С6 представляет собой гребень, толщина и длина которого равны друг другу.

[066] Во время выполнения стадии S3, блок 320 определения второго индекса, например, в качестве условия 2А задает условие, что число поперечных линий меньше 30, в качестве условия 2В задает условие, что число поперечных линий равно или больше 30 и меньше 70, а в качестве условия 2С задает условие, что число поперечных линий равно или больше 70, и определяет, какому условию удовлетворяют данные отпечатков пальцев FD.

[067] Если во время выполнения стадии S3 было определено, что данные отпечатков пальцев FD удовлетворяют условию 2А, блок 331 определения n-ого индекса определяет, удовлетворяют или нет данные отпечатков пальцев FD заданному условию (стадия Sn).

[068] Блок 331 определения n-ого индекса регистрирует данные отпечатков пальцев FD как данные отпечатка пальца TFD в первую группу 401, если данные отпечатков пальцев FD соответствуют условию 3А, регистрирует данные отпечатков пальцев FD как данные отпечатка пальца TFD во вторую группу 402, если данные отпечатка пальца FD соответствуют условию 3В, и регистрирует данные отпечатков пальцев FD как данные отпечатков пальцев TFD в третью группу 403, если данные отпечатков пальцев FD соответствуют условию 3С (стадия Sn+1).

[069] Таким образом, устройство 900 регистрации отпечатков пальцев в конечном итоге классифицирует данные отпечатков пальцев FD в группы с первой по (m+2)-ю и регистрирует проклассифицированные данные отпечатков пальцев FD как данные отпечатков пальцев TFD. В результате, может быть уменьшено количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в каждой из групп от первой до (m+2)-й. Например, когда должны быть зарегистрированы сотни миллионов элементов данных отпечатков пальцев FD, количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в каждой группе, может быть уменьшено до нескольких тысяч или меньше посредством применения множества стадий определения индексных данных.

[070] (Блок-схема функционирования процесса проверки отпечатка пальца)

Фиг. 6 представляет собой блок-схему функционирования процесса проверки отпечатков пальцев в соответствии с данным вариантом, а фиг. 7 представляет собой схематическое изображение для иллюстрации примера проверки в процессе проверки отпечатков пальцев.

[071] Как показано на фиг. 6, в процессе проверки отпечатков пальцев, устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев сначала собирает данные отпечатков пальцев FD (стадия S1).

Затем устройство 200 сбора данных отпечатков пальцев передает полученные данные отпечатков пальцев FD блоку 310 определения первого индекса, а блок 310 определения первого индекса определяет тип, LOOP, WHORL или ARCH (см. фиг. 4), к которому относятся данные отпечатков пальцев FD (стадия S2).

[072] Например, если при осуществлении стадии S2 определено, что данные отпечатков пальцев FD относятся к LOOP, блок 320 определения второго индекса на основании характеристик или признаков данных отпечатков пальцев FD далее определяет, какому из условий, условию 2А, условию 2В или условию 2С (см. фиг. 5), удовлетворяют данные отпечатков пальцев FD (стадия S3).

[073] Если при осуществлении стадии S3 определено, что данные отпечатков пальцев FD удовлетворяют условию 2А, блок 331 определения n-ого индекса определяет, удовлетворяют или нет данные отпечатков пальцев FD заданному условию (стадия Sn).

[074] Если блок 331 определения n-ого индекса определяет, что данные отпечатков пальцев FD удовлетворяют условию 3А, блок 331 определения n-ого индекса передает данные отпечатков пальцев FD и индексные данные, которые включают условия LOOP, условие 2А и условие 3А, устройству 500 сбора выбранных данных. То есть индексные данные представляют собой "LOOP", "условие 2А" и "условие 3А".

На основе индексных данных, устройство 500 сбора выбранных данных собирает все данные отпечатков пальцев TFD, зарегистрированные в соответствующей одной из групп с первой группы 401 по (m+2)-ю группу 40m+2 модуля 400 регистрации (стадия Sn+1).

[075] Затем устройство 500 сбора выбранных данных передает все данные отпечатков пальцев TFD, зарегистрированные в заданной группе, и проверяемые данные отпечатков пальцев FD устройству 600 проверки.

Как показано на фиг. 7, устройство 600 проверки осуществляет проверку посредством сопоставления образцов проверяемых данных отпечатков пальцев FD и данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в заданной группе (стадия S21).

[076] Хотя в данном варианте для удобства пояснения показано, что все зарегистрированные данные отпечатков пальцев TFD передаются для проверки устройству 600 проверки, настоящее изобретение не ограничивается указанным способом осуществления. Данные отпечатков пальцев TFD могут не передаваться устройству 600 проверки, и, для проверки, устройство 600 проверки может обращаться к данным отпечатков пальцев TFD, зарегистрированным в группе.

[077] Если устройство 600 проверки при осуществлении стадии S21 определяет, что проверяемые данные отпечатков пальцев FD не соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированным в заданной группе, модуль 700 отображения результатов проверки выводит сообщение об отсутствии совпадений (стадия S23).

Если устройство 600 проверки при осуществлении стадии S21 определяет, что проверяемые данные отпечатков пальцев FD соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированным в заданной группе, модуль 700 отображения результатов проверки выводит сообщение о наличии совпадений (стадия S22).

[078] Таким образом, устройство 600 проверки осуществляет процесс сопоставления образцов с использованием заданного количества элементов данных отпечатков пальцев TFD, сгруппированных и зарегистрированных на основании индексных данных, процесс сопоставления образцов может быть завершен за короткий промежуток времени. Более конкретно, данные отпечатков пальцев FD могут быть проверены на соответствие десяткам или нескольким сотням или нескольким тысячам элементов зарегистрированных данных отпечатков пальцев TFD за несколько секунд.

[079] Если данных отпечатков пальцев TFD не сгруппированы и не зарегистрированы на основании индексных данных, данные отпечатков пальцев FD должны проверяться на соответствие сотням или десяткам миллионов элементов зарегистрированных данных отпечатков пальцев TFD, в результате чего процесс проверки занимает десятки тысяч секунд. Например, процесс проверки занимает 3 часа, и аутентификация по отпечатку пальца не может использоваться в качестве альтернативы аутентификации личности, удостоверению личности и т.п.

[080] Хотя в описанном выше варианте используется модуль 700 отображения результатов проверки, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления, и результаты проверки могут выводиться в виде сигнала или другими способами.

[081] (Автоматическое конфигурирование определения индекса)

Далее, будет подробно описан пример автоматического конфигурирования системы 100 проверки отпечатков пальцев в соответствии с вариантом, описанным выше. В варианте, когда несколько сотен или десятков миллионов элементов данных отпечатков пальцев TFD зарегистрированы в одной группе, процесс проверки занимает длительное время, что представляет серьезную проблему.

[082] Что касается системы 100 проверки отпечатков пальцев по настоящему варианту, происходит автоматическое конфигурирование устройства 300 определения индекса с первого по n-й и модуля 400 регистрации. Ниже, будет описано автоматическое конфигурирование устройства 300 определения индекса с первого по n-й и модуля 400 регистрации.

[083] Хотя в описанном выше варианте, показана система 100 проверки отпечатков пальцев, включающая устройство 300 определения индекса с первого по n-й (n представляет собой произвольное положительное целое число) и имеющая группы с первой по (m+2)-ю группу 40m+2 (т представляет собой произвольное положительное целое число), числа пит могут быть также определены, как показано в примере, раскрытом ниже.

[084] Фиг. 8 и 9 представляют собой блок-схему и схематическое изображение для иллюстрации процесса, осуществляемого в случае, когда количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в какой-либо одной из групп в модуле 400 регистрации, больше десяти тысяч. Фиг. 10 представляет собой блок-схему, на которой изображен пример процесса, показанного на фиг. 8 и 9.

[085] Как показано на фиг. 8(a), в модуле 400 регистрации системы 100 проверки отпечатков пальцев, в первой группе зарегистрированы две тысячи элементов данных отпечатков пальцев TFD, во второй группе зарегистрированы двадцать тысяч элементов данных отпечатков пальцев TFD, в третьей группе зарегистрированы пятьсот элементов данных отпечатков пальцев TFD, в четвертой группе зарегистрированы тысяча элементов данных отпечатков пальцев TFD, в пятой группе зарегистрированы пятнадцать тысяч элементов данных отпечатков пальцев TFD и в шестой группе зарегистрированы пятьсот элементов данных отпечатков пальцев TFD.

[086] В данном случае, как показано на фиг. 1, модуль 400 регистрации системы 100 проверки отпечатков пальцев по данному варианту определяет, является ли количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в любой из групп от первой до (m+2)-й, больше десяти тысяч или нет (стадия S51).

Если количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в любой из групп от первой до (m+2)-й, больше десяти тысяч, устанавливается, что имеется корреляция, и порядок индексов изменяется (стадия S52).

Процесс, в котором данные отпечатков пальцев классифицируются как LOOP, WHORL или ARCH, показанный на фиг. 3 и 4 выше, является только примером, и порядок индексов не ограничивается тем, что показан в примере, и может изменяться на основе результатов машинного обучения.

Для базового процесса, до осуществления машинного обучения, набор индексов и порядок индексов задаются, что обеспечивает высокую эффективность, сильную зависимость и высокую скорость обработки. Например, триплет, данные о периферической структуре (FingerCode) и т.п. часто превосходят по важности другие индексы.

[087] (Корреляция индексов)

Как показано на фиг. 8(a), в первой, второй и третьей группах, вторая группа содержит двадцать тысяч зарегистрированных в ней элементов данных отпечатков пальцев. Следовательно, результат обработки на стадии S51: Да, так что установлено, что имеется корреляция, и порядок индексов изменен. В примере, показанном на фиг. 8, результат определения n-ого индекса Sn+1 заменен на результат определения n-ого индекса Sn+α.

В результате, как показано на фиг. 8(b), количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных во второй группе, может быть уменьшено до 8500.

[088] Количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в первой группе, составляет 8500 и количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в третьей группе, составляет 6500. Так как количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из этих групп, меньше десяти тысяч, процесс, показанный на фиг.10, заканчивается.

[089] Корреляция индексов будет описана со ссылкой на фиг. 9(а) и 9(b). Как показано на фиг. 9(а), если используются результаты определения n-ого индекса Sn и результаты определения n-ого индекса Sn+1, элементы данных отпечатков пальцев распределяются в три группы, содержащие 3000 элементов, 20000 элементов и 500 элементов.

С другой стороны, как показано на фиг. 9(b), если используются результаты определения n-ого индекса Sn и результаты определения n-ого индекса Sn+α, элементы данных отпечатков пальцев распределяются в три группы, содержащие 8500 элементов, 8500 элементов и 6500 элементов.

Как можно видеть, результаты определения n-ого индекса Sn и результаты определения n-ого индекса Sn+1 сильно коррелированы и, следовательно, элементы данных отпечатков пальцев не могут быть классифицированы в группы с приблизительно равным количеством элементов данных. С другой стороны, результаты определения n-ого индекса Sn и результаты определения n-ого индекса Sn+α менее коррелированы, и, следовательно, элементы данных отпечатков пальцев могут быть успешно классифицированы в группы с приблизительно равным количеством элементов данных.

Модуль 400 регистрации повторяет данный процесс изменения порядка индексов до тех пор, пока элементы данных отпечатков пальцев не будут классифицированы в группы с приблизительно равным количеством элементов данных.

[090] Далее, фиг. 11 представляет собой блок-схему другого примера процесса, показанного на фиг. 10.

Как показано на фиг. 11, модуль 400 регистрации определяет, является или нет разность между количеством элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в соседних группах, равной или больше 50% количества элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в одной из групп, даже если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой группе, не превышает десяти тысяч (стадия S61).

Если разность между количествами элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в соседних группах, равна или больше 50% количества элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в одной из групп, устанавливается, что имеется корреляция, и порядок индексов изменяется (стадия S62).

Таким образом, количества элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в соседних группах, может быть уменьшено, и в каждой группе может быть зарегистрировано приблизительно равное количество элементов данных отпечатков пальцев.

[091] (Процесс добавления стадии)

Далее, фиг. 12 представляет собой блок-схемы, на которых показан пример процесса добавления стадии, и фиг. 13 представляет собой блок-схему, на которой показан пример процесса добавления стадии.

[092] Процесс добавления стадии осуществляют после осуществления процессов, показанных на фиг. 8-11, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо одной из групп, больше десяти тысяч.

Процесс добавления стадии также может осуществляться до осуществления процессов, показанных на фиг. 8-11.

[093] Как показано на фиг. 13, система 100 проверки отпечатков пальцев определяет, является или нет количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в какой-либо одной из групп в модуле 400 регистрации, больше десяти тысяч (стадия S71). Как показано на фиг. 13, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо из групп, больше десяти тысяч, система 100 проверки отпечатков пальцев увеличивает число n устройства определения индекса с первого по n-й (стадия S72).

[094] Более конкретно, блоки определения индекса с первого по n-й, сконфигурированные в виде стадий с первой по n-ю, переконфигурируются в блоки определения индекса с первого по (n+1)-й, сконфигурированные в виде стадий с первой по (n+1)-ю.

В результате, количество групп может увеличиться до количества групп с первой по (m+2)-ю группу 40m+2L (L представляет собой произвольное целое число). После этого, снова определяется, является или нет количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в какой-либо из групп в модуле 400 регистрации, больше десяти тысяч (стадия S71).

[095] Как описано выше, группы могут быть разделены на большее количество групп с первой группы по (m+2b)-ю группу 40m+2L (L представляет собой произвольное целое число).

В результате, количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в каждой из групп с первой группы по (m+2b)-ю группу 40m+2L, может быть уменьшено до десяти тысяч или менее, и, следовательно, устройство 600 проверки сможет осуществлять проверку за более короткое время.

[096] Хотя в вышеописанном примере количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в каждой из групп с первой по (m+2b)-ю группу 40m+2L, уменьшено до десяти тысяч или менее, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления. Количество блоков определения индекса с первого по n-й может быть автоматически увеличено до количества блоков определения индекса с первого по (n+1)-й, чтобы уменьшить количество элементов данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированных в каждой группе, до любого количества, такого как две тысячи или меньше, три тысячи или меньше, четыре тысячи или меньше, пять тысяч или меньше, шесть тысяч или меньше, семь тысяч или меньше, восемь тысяч или меньше или девять тысяч или меньше.

[097] Хотя в вышеописанном примере количество блоков определения индекса с первого по n-й увеличивается в соответствии с количеством элементов данных отпечатков пальцев TFD, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления. Количество блоков определения индекса с первого по n-й может быть увеличено, если длительность проверки, осуществляемой устройством 600 проверки, превышает пять секунд.

Хотя выше описан случай, когда количество блоков определения индекса увеличивается, если длительность проверки превышает пять секунд, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления. Количество блоков определения индекса с первого по n-й может быть автоматически увеличено до количества блоков определения индекса с первого по (n+1)-й в любой момент, например, если длительность проверки превышает одну секунду, две секунды, три секунды, четыре секунды, семь секунд, восемь секунд, девять секунд или десять секунд.

[098] Далее будет подробно описан процесс увеличения количества блоков определения индекса с первого по n-й до количества блоков определения индекса с первого по (n+1)-й.

Например, предполагается, что условие определения индекса для блока определения n-го индекса заключается в том, является или нет расстояние между тонкой линией С1 и мостиком С5 минуций в данных отпечатков пальцев TFD равным или больше 0,5 мм.

В данном случае, если в результате положительного результата (ДА) проверки для условия определения n-ого индекса должно быть добавлено условие определения (n+1)-го индекса, автоматически добавляется определение индекса, чтобы определить, является ли расстояние между тонкой линией С1 и мостиком С5 минуций в данных отпечатков пальцев TFD равным или больше 0,7 мм.

[099] Если условие определения (n+1)-го индекса должно быть добавлено в результате отрицательного результата (NO) определения для условия определения n-ого индекса, автоматически добавляется определение индекса, чтобы определить, является ли расстояние между тонкой линией С1 и мостиком С5 минуций в данных отпечатков пальцев TFD равным или больше или больше 0,3 мм.

Таким образом, элементы данных отпечатков пальцев TFD, зарегистрированные в двух группах, в зависимости от того, является или нет расстояние между двумя особыми точками равным или больше 0,5 мм, могут быть дополнительно разделены на четыре группы в зависимости от того, является ли расстояние между двумя особыми точками меньше 0,3 мм, равно или больше 0,3 мм и меньше 0,5 мм, равно или больше 0,5 мм и меньше 0,7 мм или равно или больше 0,7 мм.

[100] Хотя в данном варианте две группы дополнительно разделены на четыре группы, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления. Определение (n+1)-го индекса может также осуществляться только для группы, которая содержит большее количество элементов данных отпечатков пальцев TFD. То есть, в примере, описанном выше, две группы могут быть также разделены на три группы.

[101] (Пример условия для индекса)

Далее будут описаны конкретные примеры условия для индексных данных, используемых в варианте, описанном выше.

[102] Например, модуль 400 регистрации для точной аутентификации извлекает из данных отпечатков пальцев TFD, то есть изображения отпечатка пальца, характеристический параметр и задает индексное условие. Более конкретно, из данных отпечатков пальцев TFD извлекается такой характеристический параметр минуций, как положение, вид или вектор минуций.

[103] Характеристический параметр, который может индексироваться, затем извлекается из данных отпечатков пальцев TDF. Извлеченный характеристический параметр, который может индексироваться, используется в качестве условия для индексных данных.

[104] Более конкретно, характеристическим параметром, который может индексироваться, может быть форма триплета, образованного минуциями, количество, вид или взаимное расположение особых точек, индекс Пуанкаре, данные о периферической структуре (FingerCode), количество и/или форма островков, отдельных гребней, фрагментов, крючков или мостиков, частотный анализ картины ориентации всего отпечатка пальца, конфигурация картины ориентации всего отпечатка пальца, количество гребней в поперечном сечении участка отпечатка пальца и результат частотного анализа гребней как волнообразной формы, линия, образованная минуциями и особой точкой, количество гребней в поперечном сечении участка отпечатка пальца вдоль линии и результат частотного анализа гребней как волнообразной формы, наличие или форма складки или другая информация о форме отпечатка пальца.

[105] Описанный выше характеристический параметр, который может индексироваться, подбирается таким образом, чтобы характеристический параметр можно было индексировать, если два отпечатка пальца могут сопоставляться на основе вычисления сходства характеристического параметра, без модификации характеристического параметра, то есть без необходимости нормализации, например выравнивания.

То есть, могут быть заданы некоторые границы, и ширина этих границ может меняться от широкой к узкой.

[106] Например, посредством использования характеристического параметра, описанного выше, достигается высокая скорость сопоставления неких данных отпечатков пальцев FD с зарегистрированными данными отпечатков пальцев TDF. Как описано выше, зарегистрированные данные отпечатков пальцев TDF связаны с индексом (характеристическим параметром). Таким образом, характеристический параметр извлекается из неких данных отпечатков пальцев, а дополнительные кандидаты извлекаются из зарегистрированных данных отпечатков пальцев TDF.

Количество кандидатов, которые должны быть извлечены для каждого характеристического параметра, предпочтительно определяется на основании распределения величины характеристического параметра или точности совпадения.

[107] Система 100 проверки отпечатков пальцев определяет комбинацию множества характеристических параметров, описанных выше, с помощью машинного обучения и с целью увеличения точности осуществляет обработку данных с обратной связью. Для определения комбинации характеристических параметров используется анализ главных компонентов или анализ независимых компонентов, чтобы учесть, зависимыми или независимыми являются характеристические параметры. Посредством процесса определения с использованием машинного обучения, в огромном объеме данных за короткое время может быть определен образец комбинации значимых характеристических параметров, что обычно невозможно достигнуть.

Чтобы отличить данные отпечатков пальцев FD, которые требуют множества кандидатов для определения индекса, от данных отпечатков пальцев FD, которые требуют меньшего количества кандидатов для определения индекса, для данных отпечатков пальцев FD может использоваться дискриминативная модель.

[108] Система проверки отпечатков пальцев 100 создает комбинацию данных отпечатков пальцев FD и характеристического параметра и обучается классификации индексов с использованием генеративной модели. То есть, посредством включения обработки с обратной связью можно улучшить точность аутентификации.

Кроме того, для установленных кандидатов отпечатков пальцев FD, при использовании положения, вида или вектора минуций может быть достигнута высокая скорость аутентификации "один к одному".

[109] Кроме того, компоненты системы 100 проверки отпечатков пальцев или компоненты устройства 900 регистрации отпечатков пальцев необязательно должны быть установлены в одном месте и могут быть связаны посредством сети Internet, облака и т.п.

[110] В качестве примера условия для индексных данных используется следующая информация. Например, информацией о триплете, образованном посредством соединения минуций, может быть комбинация углов между тремя линиями в точке разветвления, классифицируемая по нескольким шаблонам, различные виды информации о рисунке, образованном тремя линиями в точке разветвления, расположение величины трех углов триплета по убыванию по часовой стрелке или против часовой стрелки или величины трех углов триплета, длины сторон триплета, степень отклонения направлений двух сторон, проходящих через каждую минуцию, от направления поля ориентации, площадь триплета, количество гребней, которые пересекаются с каждой стороной триплета, результат частотного анализа частоты пересечений гребней с каждой стороной триплета, угол поворота триплета или произвольная комбинация любых индексных условий, описанных выше.

[111] В качестве примера условия для индексных данных используется следующая информация. Например, информацией о квадруплете, образованном посредством соединения минуций, может быть комбинация углов между тремя линиями в точке пересечения, классифицируемая по десяти шаблонам, различные виды информации о рисунке, образованном тремя линиями в точке разветвления, образец расположения четырех углов по убыванию величины, положение точки пересечения двух диагоналей и углы между двумя диагоналями в точке пересечения, углы при четырех вершинах, длины четырех сторон, степень отклонения направлений двух сторон и диагонали, проходящей через каждую минуцию, от направления ориентационного поля, площадь квадруплета, угол поворота квадруплета или произвольная комбинация любых индексных условий, описанных выше.

[112] В качестве примера условия для индексных данных, используется следующая информация. Информацией о складке может быть толщина или длина складки, количество гребней, которые пересекаются со складкой, результат частотного анализа частоты пересечений гребней со складкой или произвольная комбинация любых индексных условий, описанных выше.

[113] В качестве примера условия для индексных данных, используется следующая информация. Например, может использоваться информация о сингулярной точке и об использовании сингулярной точки, количество сингулярных точек, виды сингулярных точек (такие как ядро или дельта) и т.п., расстояние между ядром и дельтой, количество гребней, которые пересекаются с отрезком линии, соединяющей ядро и дельту, результат частотного анализа частоты пересечения гребней с прямой линией, соединяющей ядро и дельту, FingerCode (например, направление или плотность гребней в любой из 8 х 8 подобластей периферической области сингулярной точки) или произвольная комбинация любых индексных условий, описанных выше. В качестве альтернативы, периферическая область сингулярной точки может быть разделена на любое количество подобластей, и в качестве индексного условия может использоваться направление или плотность гребней в любой подобласти.

[114] В качестве примера условия для индексных данных, используется следующая информация. Информацией о всем отпечатке пальца может быть количество триплетов и информация о триплетах, количество триплетов, полученных в результате триангуляции Делоне 0-n порядка отпечатка пальца, и информация о триплетах, количество квадруплетов и информация о квадруплетах, количество минуций и виды минуций (конечная точка или точка разветвления), количество потовых желез, хешированный SIFT (scale-invariant feature transform масштабно-инвариантное преобразование признаков) -характеристический параметр, линия гребня, подвергнутая двухмерному преобразованию Фурье, шаблон ориентационного поля или произвольная комбинация любых индексных условий, описанных выше.

[115] Хотя в данном варианте описано устройство 600 проверки, осуществляющее процесс сопоставления шаблонов, настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления, также могут использоваться метод сопоставления минуций, метод частотного анализа, гибридный метод аутентификации отпечатков пальцев и т.п.

[116] Как описано выше, система 100 аутентификации по отпечатку пальца по настоящему изобретению включает множество стадий (n+1 стадий) определения индексных данных (индексов). В результате, данные отпечатков пальцев FD могут быть эффективно сгруппированы и зарегистрированы в модуле 400 регистрации как данные отпечатков пальцев TFD.

Кроме того, устройство 600 проверки сравнивает проверяемые данные отпечатков пальцев с данными отпечатков пальцев TFD, предварительно сгруппированных посредством множества стадий (n+1 стадий) и зарегистрированных в модуле 400 регистрации на основании индексных данных, в результате чего, устройство 600 проверки может проверять данные отпечатков пальцев FD за более короткое время.

В частности, благодаря наличию n+1 стадий определения индекса (n представляет собой положительное целое число), даже если имеются сотни или десятки миллионов элементов данных отпечатков пальцев TFD, для проверки требуется только тысячи элементов данных отпечатков пальцев TFD, сгруппированных в соответствии с индексными данными, поэтому время, необходимое для процесса проверки, может быть уменьшено.

[117] Так как индексные данные основаны на характеристиках или признаках данных отпечатков пальцев FD, данные отпечатков пальцев FD могут быть сгруппированы в соответствии со своими характеристиками или признаками. В частности, по сравнению со случаем, когда для проверки и т.п. используются все зарегистрированные данные отпечатков пальцев TFD, может быть увеличена скорость выборки и уменьшена нагрузка процесса.

Кроме того, индексные данные показывают общую классификацию по LOOP, WHORL или ARCH или количеству линий, расстоянию между линиями или углу линии в отношении короткой линии, мостика, тонкой линии или фрагмента, и, следовательно, могут эффективно использоваться.

Кроме того, индексные данные могут показывать классификацию по точке разветвления, конечной точке, точке, начальной точке или точке слияния, и, следовательно, могут эффективно использоваться.

[118] Согласно настоящему изобретению, индексные данные соответствуют "индексу", данные отпечатков пальцев FD и данные отпечатков пальцев TFD соответствуют "данным отпечатков пальцев", модуль 400 регистрации соответствует "модулю регистрации", система 100 аутентификации по отпечатку пальца соответствует "системе аутентификации по отпечатку пальца", устройство 600 проверки соответствует "модулю проверки", группы с первой по (m+2)-ю соответствуют "группе данных отпечатков пальцев", блоки определения n-го индекса с 331 по 33Р соответствуют "конечной стадии из множества стадий", а блок-схемы соответствуют "программе аутентификации пол отпечатку пальца" или "способу аутентификации по отпечатку пальца".

[119] Хотя выше описан предпочтительный вариант настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничивается конкретным вариантом. Специалистам будет понятно, что в пределах сущности и объема настоящего изобретения, возможны различные другие варианты. Хотя результаты и преимущества конфигурации по данному варианту описаны для данного варианта, эти результаты и преимущества являются только примерами и не ограничивают настоящее изобретение.

1. Система регистрации отпечатков пальцев, содержащая:

множество стадий индексирования; и

модуль регистрации, в котором данные отпечатков пальцев регистрируются в соответствии с индексами,

при этом модуль регистрации создает множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, меняет стадии индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него, причем, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации вносит изменения в порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации меняет граничное значение условия для индексов.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации увеличивает количество стадий индексирования и создает в качестве индекса условие, которое делит поровну условие для индекса на более высокой стадии.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации увеличивает количество стадий индексирования и создает в качестве индекса условие, которое делит поровну количество элементов данных отпечатков пальцев в соответствующей группе данных отпечатков пальцев на основании отклонения соответствующей группы данных отпечатков пальцев.

5. Система п. 1, отличающаяся тем, что индексы основаны на характеристике или признаке данных отпечатков пальцев.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что индекс включает узор из гребней и впадин данных отпечатков пальцев.

7. Система п. 1, отличающаяся тем, что индекс включает по меньшей мере любое количество линий, промежуток между линиями или угол наклона линии, относящихся по крайней мере к какой-либо из линий: короткой линия, мостику, тонкой линии и фрагменту, данных отпечатков пальцев.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что индекс включает по крайней мере любую из точек: точку разветвления, точку окончания, точку, точку начала и точку слияния данных отпечатков пальцев.

9. Система аутентификации по отпечатку пальца, содержащая:

устройство сбора данных отпечатков пальцев;

множество стадий индексирования;

модуль регистрации, в котором данные отпечатков пальцев регистрируются в соответствии с индексами;

устройство сбора выбранных данных и

модуль проверки, который проверяет данные отпечатков пальцев на основании индексов,

при этом модуль регистрации создает множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с индексами и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, меняет стадии индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него;

а, когда модуль регистрации меняет стадии индексирования, модуль регистрации вносит изменения в порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии;

причем устройство сбора выбранных данных извлекает зарегистрированные данные отпечатков пальцев, соответствующие индексным данным, из модуля регистрации на основании индексных данных, далее передает данные отпечатков пальцев, извлеченные из модуля регистрации, и данные отпечатков пальцев из устройства сбора данных отпечатков пальцев модулю проверки, а модуль проверки осуществляет сопоставление данных отпечатков пальцев, извлеченных из модуля регистрации, и данных отпечатков пальцев из устройства сбора данных отпечатков пальцев и выдает результат проверки;

при этом если модуль проверки определяет, что данные отпечатков пальцев от устройства сбора данных отпечатков пальцев не соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев, извлеченных из модуля регистрации, то в качестве результата проверки выводится сообщение об отсутствии совпадений, а если модуль проверки определяет, что данные отпечатков пальцев от устройства сбора данных отпечатков пальцев соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев, извлеченных из модуля регистрации, то в качестве результата проверки выводится сообщение о наличии совпадений.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что модуль проверки осуществляет проверку данных отпечатков пальцев на конечной стадии множества стадий с использованием по меньшей мере какого-либо из способов: способ частотного анализа, гибридный способ, способ сопоставления минуций и способ сопоставления с образцом.

11. Способ регистрации отпечатков пальцев, содержащий:

этап индексирования, состоящий из множества стадий; и

этап регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования,

при этом на этапе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит изменение стадий этапа индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него, причем когда на этапе регистрации меняют стадии индексирования, то вносят изменения в порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии.

12. Способ аутентификации по отпечатку пальца, содержащий:

этап сбора данных отпечатков пальцев;

этап индексирования, состоящий из множества стадий;

этап регистрации для регистрации данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования;

этап сбора выбранных данных и

этап проверки для проверки данных отпечатков пальцев на основании этапа индексирования,

при этом на этапе регистрации создается множество групп данных отпечатков пальцев в соответствии с этапом индексирования и, если количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в какой-либо отдельной одной из множества групп данных отпечатков пальцев, больше заданного количества, происходит изменение стадий этапа индексирования, чтобы количество элементов данных отпечатков пальцев, зарегистрированных в каждой из множества групп данных отпечатков пальцев, оставалось равным заданному количеству или меньше него;

причем когда на этапе регистрации меняют стадии индексирования, то вносят изменения в порядок индексов, чтобы уменьшить корреляцию между индексом на более высокой стадии и индексом на более низкой стадии;

причем на этапе сбора выбранных данных извлекают полученные на этапе регистрации зарегистрированные данные отпечатков пальцев, соответствующие индексным данным, на основании индексных данных, далее передают данные отпечатков пальцев, полученные на этапе регистрации, и данные отпечатков пальцев, полученные на этапе сбора данных отпечатков пальцев, на этап проверки, на котором осуществляют сопоставление данных отпечатков пальцев, полученных на этапе регистрации, и данных отпечатков пальцев, полученных на этапе сбора данных отпечатков пальцев, и получают результат проверки;

при этом если на этапе проверки определяют, что данные отпечатков пальцев, полученные на этапе сбора данных отпечатков пальцев, не соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев, полученных на этапе регистрации, то в качестве результата проверки получают сообщение об отсутствии совпадений, а если на этапе проверки определяют, что данные отпечатков пальцев, полученные на этапе сбора данных отпечатков пальцев, соответствуют каким-либо из данных отпечатков пальцев, полученных на этапе регистрации, то в качестве результата проверки получают сообщение о наличии совпадений.