專利名稱：指紋識(shí)別方法和系統(tǒng)以及生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)是2001年11月26日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?001-359931的日本專利申請(qǐng)，該申請(qǐng)作為參考并涉及。
本發(fā)明申請(qǐng)涉及用于個(gè)體識(shí)別的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，尤其涉及指紋識(shí)別方法和系統(tǒng)。
隨著攜帶式電話系統(tǒng)的快速發(fā)展，我們可以推測(cè)到在電子商務(wù)交易中可以利用攜帶式電話系統(tǒng)來(lái)購(gòu)買產(chǎn)品和進(jìn)行結(jié)算。因此，我們需要在攜帶式電話系統(tǒng)中用來(lái)處理結(jié)算的高精確度個(gè)體識(shí)別系統(tǒng)。
關(guān)于先有技術(shù)的個(gè)體識(shí)別系統(tǒng)，具有各種不同的技術(shù)方法，例如利用物理屬性如鑰匙或者卡片的個(gè)體識(shí)別技術(shù)、利用個(gè)人信息如密碼的個(gè)體識(shí)別技術(shù)、通過(guò)利用身體特征數(shù)據(jù)的用于個(gè)體識(shí)別的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別以及這些技術(shù)組成的技術(shù)。然而，利用物理屬性的個(gè)體識(shí)別技術(shù)是有缺點(diǎn)的，因?yàn)槲锢韺傩钥赡軄G失或者被偷竊。在利用如密碼的信息識(shí)別技術(shù)中，雖然操作非常簡(jiǎn)單并且迅速，但是信息可能被忘記或者被偷竊。特別是，為了實(shí)現(xiàn)高識(shí)別準(zhǔn)確度，不得不增加關(guān)鍵碼數(shù)字的位數(shù)，因此造成處理的便利大大變壞。
另一方面，在利用身體特有的特征數(shù)據(jù)(生物統(tǒng)計(jì))例如指紋、聲波紋、面孔和虹膜的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別技術(shù)中，身體數(shù)據(jù)既不會(huì)丟失、被偷竊，也不會(huì)被遺忘。
在上述的識(shí)別系統(tǒng)中，指紋識(shí)別技術(shù)從其尺寸、成本和識(shí)別準(zhǔn)確度的角度來(lái)看是非常有發(fā)展前途的。
在指紋識(shí)別技術(shù)中，識(shí)別是通過(guò)檢測(cè)指紋凸起部分(或者凸起的輪廓)的圖象或者特征實(shí)施的。指紋識(shí)別系統(tǒng)包括指紋識(shí)別模塊，該模塊包括用來(lái)將指紋作為指紋圖象讀出和檢測(cè)的指紋傳感器、用來(lái)將指紋圖象作為在存儲(chǔ)器中的識(shí)別模板預(yù)先寄存的指紋寄存部分以及在識(shí)別的過(guò)程中，用來(lái)將在指紋傳感器中檢測(cè)的指紋圖象(也就是，采樣)和寄存的指紋圖象或者圖象組進(jìn)行比較和對(duì)照的指紋識(shí)別部分。指紋傳感器包括一組以一定的間距例如50至100μm排列的微小傳感器象素單元，并且其檢測(cè)指紋的凸出和凹進(jìn)部分。各種指紋圖象檢測(cè)系統(tǒng)可用在指紋傳感器中。在這些系統(tǒng)中，主要是靜電電容系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)。在靜電電容系統(tǒng)中，例如，如圖5所示，Si(硅)半導(dǎo)體元件用作基底。個(gè)體單元11檢測(cè)指紋的凸出和凹進(jìn)部分14和15并且電容12的檢測(cè)到的指紋圖象由基底和手指13的表面之間的觸點(diǎn)的距離和區(qū)域限定。
由于識(shí)別準(zhǔn)確度的測(cè)定是在識(shí)別技術(shù)中非常重要的測(cè)定，所以存在FAR(錯(cuò)誤接受率)和FRR(錯(cuò)誤拒絕率)。FAR代表將一個(gè)錯(cuò)誤人作為已經(jīng)注冊(cè)的人錯(cuò)誤地接受的概率(也就是說(shuō)，對(duì)進(jìn)行測(cè)試識(shí)別的錯(cuò)誤的人的錯(cuò)誤接受情況的百分率)。FRR代表錯(cuò)誤的識(shí)別一個(gè)已經(jīng)注冊(cè)的人作為沒(méi)有注冊(cè)的人并且作出了拒絕的決定的概率(也就是說(shuō)，對(duì)進(jìn)行測(cè)試識(shí)別的已經(jīng)注冊(cè)的人的錯(cuò)誤拒絕情況的百分率)。這些數(shù)值越小表示識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確度越高。
目前，作為指紋識(shí)別技術(shù)的識(shí)別準(zhǔn)確度，在安裝于PC、工作站等上的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，F(xiàn)AR可以達(dá)到0.0002％或者更低，F(xiàn)RR可以達(dá)到0.05％或者更低。
在先有技術(shù)的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，為了達(dá)到識(shí)別的目的，僅僅對(duì)檢驗(yàn)人的一個(gè)手指的指紋進(jìn)行對(duì)照。在這個(gè)系統(tǒng)中，提供FAR和FRR，在指紋識(shí)別模塊中他們的值與系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確度相對(duì)應(yīng)。
作為先有技術(shù)，日本待公開(kāi)專利4-098370披露了通過(guò)利用多個(gè)手指進(jìn)行指紋識(shí)別的系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，多個(gè)手指同時(shí)輸入到傳感器中進(jìn)行比較和識(shí)別。日本待公開(kāi)專利10-154231披露了通過(guò)將多次的指紋輸入次序考慮進(jìn)去來(lái)進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別系統(tǒng)。在上述兩個(gè)先有技術(shù)中，為了達(dá)到識(shí)別的目的使用了多個(gè)手指。然而，這樣做并不能獲得足夠的識(shí)別準(zhǔn)確度。此外，在上述的兩個(gè)技術(shù)中，有可能提高FAR，但是這樣做導(dǎo)致了FRR的惡化(或者增加)。
在電子商務(wù)交易或類似交易中進(jìn)行高價(jià)產(chǎn)品結(jié)算的情況下，識(shí)別系統(tǒng)必須具有高識(shí)別準(zhǔn)確度。如前面結(jié)合先有技術(shù)所描述的那樣，在指紋識(shí)別技術(shù)中，要實(shí)現(xiàn)高識(shí)別準(zhǔn)確度。然而，為了實(shí)現(xiàn)高識(shí)別準(zhǔn)確度，高性能處理器和高容量存儲(chǔ)器是必要的，這樣導(dǎo)致了系統(tǒng)的價(jià)格非常高。目前，局限性在于在攜帶式電話機(jī)中提供的處理器的性能和存儲(chǔ)器的容量。因此，如上所述，裝配具有高準(zhǔn)確度的指紋識(shí)別模塊是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到了上述問(wèn)題，并且目的是提供一種具有指紋識(shí)別模塊的高識(shí)別準(zhǔn)確度的指紋識(shí)別系統(tǒng)，這個(gè)指紋識(shí)別系統(tǒng)具有預(yù)先確定的識(shí)別準(zhǔn)確度并且成本很低。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于具有預(yù)先確定的FAR和FRR的值的指紋對(duì)照進(jìn)行指紋識(shí)別的指紋識(shí)別方法，該方法包括以下步驟寄存和管理使用者的多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象的寄存步驟；在識(shí)別的時(shí)候，執(zhí)行相應(yīng)于多個(gè)已經(jīng)注冊(cè)的手指的對(duì)照處理的m-手指的對(duì)照步驟；相應(yīng)于多個(gè)手指，執(zhí)行多次(即，n)對(duì)照過(guò)程的n-次對(duì)照步驟；以及通過(guò)將m個(gè)手指的對(duì)照和n次對(duì)照處理的結(jié)果合并而將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體判斷和輸出的識(shí)別步驟。
在第n次對(duì)照步驟中，當(dāng)判斷出對(duì)照在n次對(duì)照試驗(yàn)中至少有一次是成功的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指，對(duì)照就被判斷為是成功的；并且在m手指對(duì)照步驟中，當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有的m個(gè)手指，對(duì)照被判斷為成功的時(shí)候，將識(shí)別成功(接受)的判斷作為一個(gè)整體在系統(tǒng)中給出。通過(guò)FAR、FRR、m和n的預(yù)置而將系統(tǒng)中的FAR和FRR值作為一個(gè)整體變換地預(yù)置為期望值。在寄存步驟中，將使用者的指紋圖象以大于m的數(shù)目寄存；以及在識(shí)別的時(shí)候，通過(guò)利用在寄存步驟中寄存的在數(shù)量上比m大的手指中的某m個(gè)手指，執(zhí)行對(duì)照識(shí)別過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括指紋識(shí)別模塊的指紋識(shí)別系統(tǒng)，該指紋識(shí)別模塊包括指紋寄存裝置，用來(lái)寄存和管理指紋圖象；指紋傳感裝置，用來(lái)讀出指紋和檢測(cè)指紋圖象；和指紋對(duì)照裝置，用來(lái)基于預(yù)定算法、通過(guò)將指紋傳感裝置檢測(cè)到的指紋圖象和指紋寄存裝置中寄存的指紋圖象進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行對(duì)照處理過(guò)程；具有預(yù)先確定的FAR和FRR值的指紋識(shí)別模塊；其中指紋寄存裝置寄存和管理使用者的多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象；并且在識(shí)別的時(shí)候，為了達(dá)到對(duì)照處理的目的，指紋傳感裝置和指紋對(duì)照裝置對(duì)多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象的輸入和每個(gè)手指的多次(即，n)輸入實(shí)施操作，并且合并對(duì)照處理的結(jié)果，以便將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體進(jìn)行判斷和輸出。
在對(duì)照處理過(guò)程中當(dāng)對(duì)應(yīng)于某個(gè)手指判斷出對(duì)照在n次對(duì)照測(cè)試中的至少一次成功時(shí)，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指，對(duì)照的判斷就是成功的；并且在m-手指對(duì)照測(cè)試中當(dāng)所有手指的指紋對(duì)照判斷為成功時(shí)，在系統(tǒng)中總體上給出對(duì)照成功(即，接受)的判斷。通過(guò)FAR、FRR、m和n的預(yù)置而將系統(tǒng)中的FAR和FRR值作為一個(gè)整體變換地預(yù)置為期望值。指紋寄存裝置寄存和管理在數(shù)量上比m大的使用者的手指的指紋圖象；并且在識(shí)別的時(shí)候，對(duì)照識(shí)別處理是通過(guò)利用在數(shù)量上比m大的已經(jīng)寄存的手指中的某m個(gè)手指來(lái)執(zhí)行的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種包括識(shí)別模塊的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，該識(shí)別模塊包括寄存裝置，用來(lái)寄存和管理生物統(tǒng)計(jì)；傳感器裝置，用來(lái)讀出和檢測(cè)生物統(tǒng)計(jì)；和對(duì)照裝置，用來(lái)基于預(yù)定算法通過(guò)將由傳感器裝置檢測(cè)的生物統(tǒng)計(jì)與寄存裝置中寄存的生物統(tǒng)計(jì)進(jìn)行比較而執(zhí)行的對(duì)照處理；具有預(yù)先確定的FAR和FRR的值的識(shí)別模塊；其中寄存裝置寄存和管理使用者的生物統(tǒng)計(jì)的多個(gè)(即，m)圖象；并且在識(shí)別的時(shí)候，為了達(dá)到對(duì)照處理的目的，傳感器裝置和對(duì)照裝置對(duì)關(guān)系到多個(gè)(即，m)生物統(tǒng)計(jì)和每個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的多次(即，n)輸入進(jìn)行操作，并且通過(guò)合并對(duì)照處理的結(jié)果而將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行判斷和輸出。
在對(duì)照處理過(guò)程中當(dāng)判斷在關(guān)系到某個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的n次對(duì)照測(cè)試中的至少一次成功時(shí)，對(duì)應(yīng)于那個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的對(duì)照判斷就是成功的；并且在m個(gè)生物統(tǒng)計(jì)對(duì)照測(cè)試中當(dāng)所有的生物統(tǒng)計(jì)的對(duì)照成功時(shí)，在系統(tǒng)中總體上給出識(shí)別成功(即，接受)的判斷。通過(guò)FAR、FRR、m和n的預(yù)置而將系統(tǒng)中的FAR和FRR值作為一個(gè)整體變換地預(yù)置為期望值。寄存裝置寄存和管理在數(shù)量上比m大的使用者的生物統(tǒng)計(jì)；并且在識(shí)別的時(shí)候，對(duì)照識(shí)別處理是通過(guò)利用在數(shù)量上比m大的寄存的生物統(tǒng)計(jì)中的某m個(gè)生物統(tǒng)計(jì)執(zhí)行的。
通過(guò)以下參照附圖所進(jìn)行的描述，本發(fā)明的其他目的和特征將顯而易見(jiàn)。


圖1是本發(fā)明的指紋識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)視圖；圖2是一個(gè)人的m個(gè)手指的指紋識(shí)別的視圖；圖3是本發(fā)明的指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例中的識(shí)別程序的流程圖；圖4是指紋識(shí)別系統(tǒng)中的另一識(shí)別程序的流程圖；圖5顯示出了基于靜電電容系統(tǒng)的指紋傳感器的結(jié)構(gòu)；和圖6是本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。
在根據(jù)本發(fā)明的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，在通過(guò)指紋識(shí)別模塊進(jìn)行識(shí)別的時(shí)候，識(shí)別一個(gè)人的多個(gè)(即，m)不同的手指用來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別(參見(jiàn)附圖2)。由于這個(gè)原因，在寄存指紋的時(shí)候，寄存多個(gè)(即，m或者更多)手指的指紋圖象。在這個(gè)系統(tǒng)中，在識(shí)別的時(shí)候要對(duì)照m個(gè)手指。當(dāng)所有的m個(gè)手指的對(duì)照都成功的時(shí)候，在識(shí)別中認(rèn)為成功鑒定(即，接受)了識(shí)別的人，也就是說(shuō)，在整個(gè)系統(tǒng)中識(shí)別被判斷為是成功的。而且，允許每個(gè)手指重復(fù)對(duì)照多次(即，n)。當(dāng)一個(gè)手指的至少一次對(duì)照是成功的時(shí)候，有關(guān)這個(gè)手指的對(duì)照的判斷就是成功的。這種對(duì)照要對(duì)所有上述m個(gè)不同的特定手指進(jìn)行，并且當(dāng)對(duì)所有手指對(duì)照的判斷都是成功的時(shí)候，在身份識(shí)別中，需要識(shí)別的人被鑒定為是成功的，也就是說(shuō)，在這個(gè)系統(tǒng)中判斷出識(shí)別是成功的。以這種方式，改善了作為整個(gè)系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR和FRR。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的指紋識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)視圖。這個(gè)系統(tǒng)包括指紋識(shí)別模塊，該模塊包括指紋傳感器單元1、指紋對(duì)照單元2和指紋寄存單元3；指紋圖象存儲(chǔ)單元4；顯示單元5和控制單元6。指紋識(shí)別模塊100具有通過(guò)對(duì)照算法或者類似的算法決定的作為識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR和FRR的預(yù)定值。
指紋寄存單元3執(zhí)行保存和管理的過(guò)程，在指紋圖象存儲(chǔ)器4中，在識(shí)別的時(shí)候，使用者的m個(gè)手指的指紋圖象(或者模板)作為比較的對(duì)象。指紋圖象存儲(chǔ)單元4由諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器這樣的預(yù)定存儲(chǔ)器構(gòu)成。
另一種系統(tǒng)的構(gòu)成可以導(dǎo)致寄存在數(shù)量上大于m(例如10)的手指的指紋圖象。在這種情況下，當(dāng)識(shí)別的時(shí)候，寄存的手指中的m個(gè)手指用來(lái)識(shí)別。在這種情況下，在每次識(shí)別的時(shí)候，特定的手指可以用來(lái)識(shí)別。
正如前面結(jié)合先有技術(shù)描述的那樣，指紋傳感單元1由諸如靜電電容傳感器構(gòu)成。指紋傳感單元1從輸入的指紋取出或者讀出指紋圖象(即，樣品)，并且它在寄存的情況下提供輸出到指紋寄存單元3，在識(shí)別的情況下提供輸出到指紋對(duì)照單元2。指紋圖象用來(lái)在下一工序使用或者在特征量提取過(guò)程中用作特征量數(shù)據(jù)。
指紋對(duì)照單元2根據(jù)預(yù)定的對(duì)照算法對(duì)在指紋傳感單元1中檢測(cè)的指紋圖象(即，樣品)和在指紋寄存單元3中寄存的指紋圖象進(jìn)行比較和對(duì)照。這里的術(shù)語(yǔ)“對(duì)照”的意思是關(guān)于某個(gè)手指的一次對(duì)照過(guò)程。在對(duì)照過(guò)程中，確定“成功”/“失敗”并且在相似計(jì)算的基礎(chǔ)上輸出。指紋對(duì)照單元2包括m-手指判斷部分21和n-次判斷部分22。合并這兩個(gè)部分中的判斷，并且判斷出這個(gè)系統(tǒng)中總的識(shí)別結(jié)果且以“接受”/“拒絕”的形式輸出。識(shí)別結(jié)果輸出到預(yù)定模塊。在這個(gè)模塊中，執(zhí)行基于識(shí)別結(jié)果的預(yù)定過(guò)程。
顯示部分5具有或者也可以作為使用者的界面，并且它提供關(guān)于識(shí)別過(guò)程的必要的指令而且還提供諸如顯示識(shí)別結(jié)果的這樣的過(guò)程。在這個(gè)系統(tǒng)中，有關(guān)m-手指n-次對(duì)照測(cè)試識(shí)別的識(shí)別過(guò)程被指示給使用者?？刂茊卧?是諸如CPU這樣的控制器或者用來(lái)控制上述識(shí)別過(guò)程的預(yù)定程序。
在m-手指判斷單元21中，執(zhí)行對(duì)應(yīng)于m個(gè)手指的對(duì)照處理。在n-次判斷單元22中，執(zhí)行對(duì)應(yīng)于每個(gè)手指的對(duì)照處理達(dá)到n次。在這個(gè)系統(tǒng)中，一個(gè)使用者的m個(gè)不同手指被用來(lái)識(shí)別。當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有的m個(gè)不同手指的對(duì)照成功的時(shí)候，在整個(gè)系統(tǒng)中作出識(shí)別成功的識(shí)別判斷即接受。對(duì)于一個(gè)手指來(lái)說(shuō)，要對(duì)其進(jìn)行n次的對(duì)照測(cè)試。當(dāng)在n次中對(duì)照被判斷為成功的時(shí)候，對(duì)于那個(gè)手指的對(duì)照就被判斷為是成功的。在整個(gè)系統(tǒng)中為了達(dá)到識(shí)別判斷的目的，根據(jù)上述預(yù)置條件確定這個(gè)系統(tǒng)中的作為識(shí)別準(zhǔn)確度的量度的FAR和FRR的計(jì)算方式。
作為對(duì)應(yīng)于基于這個(gè)系統(tǒng)的識(shí)別概念的識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR和FRR分別為FAR(m，n)和FRR(m，n)。同樣，對(duì)應(yīng)于利用m個(gè)手指的識(shí)別概念的FAR和FRR分別為FAR(m)和FRR(m)，并且對(duì)應(yīng)于關(guān)系到一個(gè)手指的執(zhí)行n次的對(duì)照的識(shí)別概念的FAR和FRR分別為FAR(n)和FRR(n)。更具體地說(shuō)，這些識(shí)別準(zhǔn)確度量度代表以下內(nèi)容。FAR(m)代表對(duì)于寄存的m-手指的對(duì)照測(cè)試來(lái)說(shuō)對(duì)所有的m個(gè)手指接受的比率。
同樣，F(xiàn)RR(m)代表對(duì)寄存的m-手指的對(duì)照測(cè)試來(lái)說(shuō)對(duì)應(yīng)于m個(gè)手指中至少一個(gè)被拒絕的比率。FAR(n)代表對(duì)達(dá)到n次對(duì)照測(cè)試的寄存的一個(gè)手指，在n次測(cè)試中得到成功的對(duì)照的比率。FRR(n)代表對(duì)達(dá)到n次的對(duì)照測(cè)試的寄存的一個(gè)手指對(duì)照失敗的比率。
現(xiàn)在，指紋識(shí)別模塊100中的FAR和FRR分別為FARx和FRRx，并且假定指紋識(shí)別模塊100的識(shí)別準(zhǔn)確度相對(duì)低，例如1％的FARx，就是0.01?，F(xiàn)在考慮一種情況，其中諸如拇指和中指的兩個(gè)或者更多個(gè)不同手指的指紋圖象在指紋識(shí)別模塊100中寄存，并且在識(shí)別的時(shí)候這兩個(gè)手指用來(lái)識(shí)別。在整個(gè)系統(tǒng)中作為識(shí)別的判斷狀態(tài)，可接受的狀態(tài)是兩個(gè)手指與寄存的指紋圖象對(duì)照被判斷為成功時(shí)的接受狀態(tài)，而另外一種情況就是被拒絕的狀態(tài)。在這些狀態(tài)下，可以如下獲得FAR和FRR，也就是FAR(m＝2)和FRR(m＝2)。
由于可接受的狀態(tài)就是兩個(gè)手指的對(duì)照是成功的，F(xiàn)AR(m＝2)(也就是，在兩個(gè)手指識(shí)別中的錯(cuò)誤接受率)是對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指的錯(cuò)誤接受的概率。由于對(duì)應(yīng)于每個(gè)手指的FAR是FARx，因此FAR(m＝2)的值就是FARx xFARx，即FAR(m＝2)＝FARx×FARx＝FARx2＝0.012＝0.0001＝0.01％ (1)關(guān)于FRR(m＝2)，也就是，“在兩個(gè)手指識(shí)別中的錯(cuò)誤拒絕率”，由于FRR是拒絕已經(jīng)注冊(cè)的人的概率，同樣(1-FRR)是正確接受已經(jīng)注冊(cè)的人的概率。接受狀態(tài)就是對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指的對(duì)照是成功的，并且對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指的對(duì)照成功的概率是(1-FRR)2。從1中減去概率(1-FRR)2的差分結(jié)果就是錯(cuò)誤拒絕的概率。因此，F(xiàn)RR(m＝2)具有以下值。
FRR(m＝2)＝1-(1-FRRx)21-(1-2×FRRx)＝2×FRRx＝2×0.01＝0.02＝2％(FRRx＜＜1)(2)在通過(guò)利用多個(gè)不同手指進(jìn)行識(shí)別的情況，F(xiàn)AR即錯(cuò)誤接受率減小到獲得高識(shí)別準(zhǔn)確度的程度。然而，與一個(gè)手指的情況相比FRR的值有所增加和惡化。
在識(shí)別的情況下，在使用m個(gè)不同手指的判斷條件下，當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有的m個(gè)手指的對(duì)照是成功的時(shí)候，接受對(duì)照，通過(guò)上面的敘述可以給出識(shí)別準(zhǔn)確度，表示為FAR(m)＝FARxm(3)FRR(m)＝1-(1-FRRx)m(4)在本發(fā)明的識(shí)別系統(tǒng)中，F(xiàn)RR通過(guò)對(duì)應(yīng)于m個(gè)手指中的每一個(gè)手指的多次(也就是達(dá)到n次)對(duì)照得到了進(jìn)一步的改善。作為一個(gè)例子，可以設(shè)想一種情況，其中每個(gè)手指的對(duì)照?qǐng)?zhí)行三次，并且當(dāng)在三次對(duì)照中的至少一次是成功的時(shí)候，關(guān)于這個(gè)手指的對(duì)照就被判斷為是成功的。基于這一概念的FAR和FRR分別為FAR(n＝3)和FRR(n＝3)。在識(shí)別系統(tǒng)中(其中對(duì)再個(gè)手指執(zhí)行達(dá)到三次的對(duì)照)FAR(2，3)和FRR(2，3)可以如下面所述的那樣獲得。
第一，F(xiàn)AR(n＝3)，即“在三次對(duì)照中的錯(cuò)誤接受率”，是除在錯(cuò)誤的一個(gè)手指的三次對(duì)照測(cè)試中的所有三次中對(duì)照未能成功以外的情況的概率，并且一次對(duì)照失敗的概率是(1-FARx)。FAR(n＝3)因此可以計(jì)算為FAR(n＝3)＝1-(1-FARx)3(5)FAR(2，3)(通過(guò)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指重復(fù)這個(gè)計(jì)算而獲得)，從等式(1)或(3)中給出為FAR(2，3)＝(1-(1-FARx)3)2.(1-(1-3FARx))2＝32×FARx2＝9×0.012＝0.0009＝0.09％(FARx＜＜1) (6)FRR(n＝3)，即“在三次對(duì)照中的錯(cuò)誤拒絕率”，是在錯(cuò)誤的一個(gè)手指的三次對(duì)照測(cè)試中的所有三次中對(duì)照未能成功的概率。由于一次對(duì)照失敗的概率是FRRx，F(xiàn)RR(n＝3)可以計(jì)算為FRR(n＝3)＝FRRx3(7)FRR(2，3)(通過(guò)重復(fù)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指的這一計(jì)算而得到的)，從上述的等式(2)或(4)中給出如FRR(2，3)＝1-(1-FRRx3)2·1-(1-2×FRRx3)＝2×FRRx3＝2×0.013＝0.000002＝0.0002％(FRRx＜＜1) (8)在執(zhí)行識(shí)別的情況下，在使用每個(gè)手指嘗試高達(dá)n次對(duì)照并且該對(duì)照至少一次成功時(shí)的判斷條件下，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指的對(duì)照是成功的，根據(jù)上述描述給出的識(shí)別準(zhǔn)確度如下FAR(n)＝1-(1-FARx)n(9)FRR(n)＝FRRxn(10)從上述描述中，在進(jìn)行識(shí)別的這個(gè)系統(tǒng)中，在m個(gè)不同手指用于識(shí)別的條件下進(jìn)行識(shí)別，對(duì)應(yīng)于每個(gè)手指的對(duì)照測(cè)試允許達(dá)到n次，當(dāng)達(dá)到n次的對(duì)照是成功的時(shí)候，關(guān)于那個(gè)手指的對(duì)照的判斷就是成功的，并且當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有的m個(gè)手指的對(duì)照判斷都是成功的時(shí)候，在系統(tǒng)中給出接受的判斷。給出識(shí)別準(zhǔn)確度為
FAR(m，n)＝((1-(1-FARx)n)m·(nXFARx))m＝nm×FARxm(FARx《1)(11)FRR(m，n)＝1-(1-FRRxn)m·m×FRRxn(FRRx＜＜1) (12)如圖3所示。
上述公式是通過(guò)利用二項(xiàng)式級(jí)數(shù)展開(kāi)式和近似值來(lái)計(jì)算的。
從上述公式可以得出，在本識(shí)別系統(tǒng)中，其中m個(gè)手指用于對(duì)照并且每個(gè)手指輸入n次，F(xiàn)AR和FRR被分別轉(zhuǎn)化為升冪m和升冪n。通過(guò)預(yù)置m和n的值以及FARx和FRRx的值，在本系統(tǒng)中預(yù)置作為識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR(m，n)和FRR(m，n)的值是可能的。因此，提高識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自由度和在依靠這一系統(tǒng)的應(yīng)用中變換地預(yù)置識(shí)別準(zhǔn)確度成為可能。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例的識(shí)別程序的流程圖。第一，根據(jù)來(lái)自在顯示單元5中的用戶界面的指令，使用者通過(guò)在指紋傳感單元1中的來(lái)自第一個(gè)手指的定位指輸入第一次的指紋圖象(或者樣品)(步驟S1)。檢測(cè)到的指紋圖象連接到指紋對(duì)照單元2上用來(lái)與指紋寄存單元3中寄存的指紋圖象(或者圖象組)進(jìn)行比較對(duì)照(即，或者1∶1對(duì)照或者1∶N對(duì)照，N是已經(jīng)注冊(cè)的使用者的數(shù)量)(步驟S2)。
接著，檢查指紋圖象是否已經(jīng)輸入并且對(duì)照了n次(步驟S3)。這一對(duì)照過(guò)程重復(fù)執(zhí)行n次。同時(shí)，檢查在n次中是否至少有一次的對(duì)照是成功的(步驟S4)。在這種情況下當(dāng)對(duì)照都沒(méi)有成功的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指的對(duì)照被判斷為失敗。系統(tǒng)因此判斷識(shí)別的結(jié)果是“拒絕”，并且輸出這一結(jié)果(步驟S12)。輸出每一對(duì)照過(guò)程的結(jié)果數(shù)據(jù)，如果必要，則輸出到顯示單元5。
當(dāng)至少一次的對(duì)照是成功的時(shí)候(在步驟S4中是“是”)，對(duì)應(yīng)于第一個(gè)手指的對(duì)照判斷為成功(步驟S5)，并且程序轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)于第二個(gè)手指的對(duì)照過(guò)程。關(guān)于第二個(gè)手指和后面的手指的對(duì)照過(guò)程以如對(duì)應(yīng)于第一個(gè)手指的對(duì)照的同樣的方法執(zhí)行，并且執(zhí)行有關(guān)第m個(gè)手指的最后一次對(duì)照過(guò)程(步驟S6到S10)。當(dāng)有關(guān)第m個(gè)手指的對(duì)照判斷為成功的時(shí)候(步驟S10)，意味著關(guān)于所有的m個(gè)手指的對(duì)照是成功的，系統(tǒng)提供“接受”的判斷作為識(shí)別結(jié)果，并且輸出這一結(jié)果(步驟S11)。
在上述的識(shí)別程序中，n次對(duì)照不必測(cè)試n次，當(dāng)對(duì)照成功一次的時(shí)候就可以進(jìn)行對(duì)下一個(gè)手指的對(duì)照。
圖4顯示了上述識(shí)別程序的另一方案。在這種情形下，這m個(gè)手指的對(duì)照可以第一次就成功地執(zhí)行，并且這一過(guò)程可以重復(fù)執(zhí)行n次。換句話說(shuō)，每一個(gè)對(duì)照過(guò)程可以以任何順序執(zhí)行。同樣，在使用者的一個(gè)手指的n次對(duì)照測(cè)試中，當(dāng)對(duì)照一次被判斷為成功而不是嘗試n次對(duì)照，程序進(jìn)入到下一個(gè)手指的對(duì)照。
圖4象圖3一樣，按以下步驟執(zhí)行過(guò)程S21到S24第一手指的輸入(步驟21)、對(duì)照(步驟S22)，以及第M個(gè)手指的輸入(步驟S23)、對(duì)照(步驟S24)。然后，檢查是否輸入了指紋圖象并且對(duì)照了n次(步驟S25)。重復(fù)執(zhí)行這一對(duì)照過(guò)程n次。同時(shí)，檢查是否每一個(gè)手指的n次對(duì)照中的至少一次對(duì)照是成功的(步驟S26)。在這種情況下當(dāng)所有的對(duì)照都是不成功的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指的對(duì)照的判斷是失敗的。因此這個(gè)系統(tǒng)判斷識(shí)別的結(jié)果是“拒絕”，并且輸出這一結(jié)果(步驟S28)。在步驟S26中，當(dāng)對(duì)應(yīng)于每個(gè)手指的至少一次對(duì)照判斷是成功的時(shí)候，系統(tǒng)提供“接受”的判斷作為識(shí)別結(jié)果(步驟S27)。
本系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于指紋識(shí)別系統(tǒng)中而且可以應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)中，其中多個(gè)已經(jīng)注冊(cè)的圖象用于識(shí)別。這種識(shí)別的例子可以利用那些諸如語(yǔ)音、指紋和虹膜這一類的生物統(tǒng)計(jì)。這些例子與指紋識(shí)別都是基于同樣的原理。圖6中示出了這種生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。雖然指紋被生物統(tǒng)計(jì)所代替，但是其結(jié)構(gòu)與圖1中的結(jié)構(gòu)相似并且省略了關(guān)于它的進(jìn)一步描述。
在上述的說(shuō)明中明顯得出的是，根據(jù)本發(fā)明通過(guò)利用具有作為識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR和FRR預(yù)定值的識(shí)別模塊，對(duì)應(yīng)于多個(gè)手指和每個(gè)手指的對(duì)照處理可以重復(fù)實(shí)現(xiàn)多次，因此在系統(tǒng)中的識(shí)別準(zhǔn)確度總體上改善了。同樣，可以變化地預(yù)置系統(tǒng)的作為識(shí)別準(zhǔn)確度量度的FAR和FRR，因此提高了設(shè)計(jì)自由度和應(yīng)用自由度。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到的結(jié)構(gòu)上的變化和各種明顯不同的修改以及實(shí)施例都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在前述的說(shuō)明書(shū)和附圖中闡述的內(nèi)容僅僅是提供的例子。本發(fā)明要求保護(hù)的內(nèi)容不限于在前述說(shuō)明書(shū)和附圖所闡述的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種基于具有FAR和FRR預(yù)定值的指紋對(duì)照實(shí)施指紋識(shí)別的指紋識(shí)別方法，包括以下步驟寄存和管理使用者的多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象的寄存步驟；在識(shí)別的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于多個(gè)已經(jīng)注冊(cè)的手指對(duì)照過(guò)程的執(zhí)行m-手指的對(duì)照步驟；執(zhí)行對(duì)應(yīng)于多個(gè)手指的多次(即，n)對(duì)照過(guò)程的n次對(duì)照步驟；以及通過(guò)將m-手指的對(duì)照和n-次對(duì)照過(guò)程的結(jié)果合并而將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體判斷和輸出的識(shí)別步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的指紋識(shí)別方法，其中在n-次對(duì)照步驟中，當(dāng)在n-次對(duì)照測(cè)試中至少有一次的對(duì)照判斷為成功的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指的對(duì)照的判斷就是成功的；以及在m-手指的對(duì)照步驟中，當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有的m個(gè)手指的對(duì)照都判斷為是成功的時(shí)候，在系統(tǒng)中總體上得出識(shí)別成功(接受)的判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的指紋識(shí)別方法，其中通過(guò)FAR、FRR、m和n的預(yù)置而將系統(tǒng)中的FAR和FRR值作為一個(gè)整體變換地預(yù)置為期望值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的指紋識(shí)別方法，其中在寄存步驟中，寄存在數(shù)量上大于m的使用者的指紋圖象；以及在識(shí)別的時(shí)候通過(guò)利用在寄存步驟中寄存的在數(shù)量上大于m的手指中的某些m個(gè)手指執(zhí)行對(duì)照識(shí)別過(guò)程。
5.一種包括指紋識(shí)別模塊指紋識(shí)別系統(tǒng)，指紋識(shí)別模塊包括指紋寄存裝置，用來(lái)寄存和管理指紋圖象；指紋傳感裝置，用來(lái)讀出指紋并且檢測(cè)指紋圖象；以及指紋對(duì)照裝置，用來(lái)通過(guò)將由傳感裝置檢測(cè)到的指紋圖象和在指紋寄存裝置中寄存的指紋圖象進(jìn)行比較而在預(yù)定算法的基礎(chǔ)上執(zhí)行對(duì)照過(guò)程；指紋識(shí)別模塊具有預(yù)定的FAR和FRR值；其中指紋寄存裝置寄存和管理使用者的多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象；以及在識(shí)別的時(shí)候，為了達(dá)到對(duì)照處理的目的，指紋傳感裝置和指紋對(duì)照裝置對(duì)輸入多個(gè)(即，m)手指的指紋圖象和每個(gè)手指的指紋圖象的多次(即，n)輸入實(shí)施操作，并且合并對(duì)照處理的結(jié)果而將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體進(jìn)行判斷和輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的指紋識(shí)別系統(tǒng)，其中在對(duì)照過(guò)程中當(dāng)在對(duì)應(yīng)于某個(gè)手指的n-次對(duì)照測(cè)試中至少一次對(duì)照判斷為成功的時(shí)候，對(duì)應(yīng)于那個(gè)手指的對(duì)照的判斷就是成功的；以及當(dāng)在m-手指的對(duì)照測(cè)試中所有手指的指紋的對(duì)照都判斷為成功的時(shí)候，將對(duì)照成功(即，接受)的判斷作為一個(gè)整體在系統(tǒng)中給出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的指紋識(shí)別系統(tǒng)，其中總體上系統(tǒng)中的帶有預(yù)設(shè)定的FAR、FRR、m和n的FAR和FRR的值可以變化的設(shè)置為期望值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的指紋識(shí)別系統(tǒng)，其中指紋寄存裝置寄存和管理在數(shù)量上比m大的使用者的手指的指紋圖象；以及在識(shí)別的時(shí)候，對(duì)照識(shí)別程序通過(guò)利用在數(shù)量上比m大的已經(jīng)注冊(cè)的手指中的某些m個(gè)手指執(zhí)行對(duì)照識(shí)別過(guò)程。
9.一種包括識(shí)別模塊的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，識(shí)別模塊包括寄存裝置，用來(lái)寄存和管理生物統(tǒng)計(jì)；傳感器裝置，用來(lái)讀出和檢測(cè)生物統(tǒng)計(jì)；以及對(duì)照裝置，用來(lái)基于預(yù)定算法通過(guò)將由傳感裝置檢測(cè)的生物統(tǒng)計(jì)與在寄存裝置中寄存的生物統(tǒng)計(jì)進(jìn)行比較而執(zhí)行對(duì)照過(guò)程；識(shí)別模塊具有預(yù)置的FAR和FRR值；其中寄存裝置寄存和管理使用者的生物統(tǒng)計(jì)的多個(gè)(即，m)圖象；以及在識(shí)別的時(shí)候，傳感裝置和對(duì)照裝置為了達(dá)到對(duì)照處理的目的對(duì)于多個(gè)(即，m)生物統(tǒng)計(jì)和每個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的多次(即，n)輸入進(jìn)行操作，并且通過(guò)合并對(duì)照處理的結(jié)果而將系統(tǒng)中的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體進(jìn)行判斷和輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，其中在對(duì)照過(guò)程中當(dāng)在對(duì)應(yīng)于某個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的n-次對(duì)照測(cè)試中的判斷對(duì)照至少一次成功時(shí)，給出對(duì)應(yīng)于那個(gè)生物統(tǒng)計(jì)對(duì)照成功的判斷；以及當(dāng)在m個(gè)生物統(tǒng)計(jì)對(duì)照測(cè)試中所有的生物統(tǒng)計(jì)的對(duì)照都判斷為成功時(shí)，將識(shí)別成功(即，接受)的判斷作為一個(gè)整體在系統(tǒng)中給出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，其中通過(guò)FAR、FRR、m和n的預(yù)置而將系統(tǒng)中的FAR和FRR值作為一個(gè)整體變換地預(yù)置為期望值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別系統(tǒng)，其中寄存裝置寄存和管理在數(shù)量上比m大的使用者的生物統(tǒng)計(jì)；以及在識(shí)別的時(shí)候，利用在數(shù)量上比m大的已經(jīng)注冊(cè)的生物統(tǒng)計(jì)中的某些m個(gè)生物統(tǒng)計(jì)執(zhí)行對(duì)照識(shí)別過(guò)程。
全文摘要
高準(zhǔn)確度的識(shí)別系統(tǒng)是通過(guò)利用具有FAR和FRR預(yù)定值的識(shí)別模塊構(gòu)成的。寄存并且管理多個(gè)(即，m)生物統(tǒng)計(jì)(例如，指紋)。識(shí)別時(shí)通過(guò)利用多個(gè)(即，m)生物統(tǒng)計(jì)執(zhí)行對(duì)照過(guò)程，并且每個(gè)生物統(tǒng)計(jì)執(zhí)行多次(即，n)對(duì)照程序。通過(guò)將m個(gè)生物統(tǒng)計(jì)對(duì)照和n－次對(duì)照測(cè)試的結(jié)果合并而將系統(tǒng)的識(shí)別結(jié)果作為一個(gè)整體判斷和輸出。作為判斷的條件，當(dāng)在n－次對(duì)照測(cè)試中至少一次的對(duì)照判斷為成功的時(shí)候，對(duì)于那個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的對(duì)照就判斷為成功的。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1424688SQ0216024
公開(kāi)日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
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