SE516295C2

SE516295C2 - Finger printing checking system for access control system, criminal identification, compares digital representation of partial test fingerprint with that of reference fingerprint

Info

Publication number: SE516295C2
Application number: SE9900474A
Authority: SE
Inventors: Maarten Oebrink
Original assignee: Precise Biometrics Ab
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2001-12-17
Also published as: SE9900474D0; SE9900474L

Abstract

The partial test fingerprint made by a finger tip is recorded using a capacitive sensor. A comparator compares the digital representation of the partial test fingerprint with different portions of digital representation of the prerecorded reference fingerprint. The reference fingerprint represents substantially larger finger area than the partial fingerprint. Comparison is made between a bit map representing the partial test fingerprint and a bit map representing the reference fingerprint. The surface area in the sensor for recording partial fingerprint is smaller than 60 mm2 or 40 mm2 or 25 mm2. The sensor is a semiconductor sensor. An Independent claim is also included for the method of checking fingerprints.

Description

Û15 l 20 25 30 35 516 295 2 person. Om så är fallet ger systemet en signal som anger detta. Signalen kan i förekommande fall styra åtkomsten av exempelvis en lokal, en dator eller information. Û15 l 20 25 30 35 516 295 2 person. If so, the system gives a signal indicating this. The signal can, where applicable, control the access of, for example, a room, a computer or information.

Kontrollen av om ett aktuellt registrerat finger- avtryck överensstämmer med ett tidigare registrerat fingeravtryck görs med hjälp av hårdvara eller mjukvara' och pä basis av digitala representationer av finger- avtrycken. Representationen av fingeravtrycket måste åstadkommas med hög upplösning eftersom det är små detal- jer som skiljer olika fingeravtryck frän varandra. Det innebär dels att det är en stor mängd information som skall lagras för varje fingeravtryck, dels att det är mycket information som skall jämföras för att fastställa om två fingeravtryck härrör från samma person.The check of whether a currently registered fingerprint corresponds to a previously registered fingerprint is made with the help of hardware or software and on the basis of digital representations of the fingerprints. The representation of the fingerprint must be achieved with high resolution because it is small details that distinguish different fingerprints from each other. This means that there is a large amount of information that must be stored for each fingerprint, and that there is a lot of information that must be compared to determine whether two fingerprints originate from the same person.

En sätt att minska mängden information som lagras och jämförs är att utnyttja s k "feature extraction”. Man registrerar då fingeravtrycket från den person som skall ges behörighet till det som skyddas av systemet, letar upp speciella kännetecken (”features”) i fingeravtrycket, såsom punkter där àsarna delar sig och punkter där àsar slutar, och bestämmer läget för dessa speciella känne- tecken. Endast lägesinformationen och kategoriseringen av de speciella kännetecknen sparas i systemets minne. När man skall kontrollera behörigheten hos en person, regist- rerar man återigen dennes fingeravtryck och kontrollerar därefter om samma speciella kännetecknen återfinns på samma platser i det aktuella registrerade fingeravtrycket som i det tidigare lagrade fingeravtrycket. “ Sensorerna som används i fingeravtryckssystem bygger på olika avkänningstekniker. Det finns optiska sensorer, som väsentligen innehåller en transparent yta, mot vilken användaren håller sitt finger, ett linspaket och den egentliga sensorn som har en ljuskànslig yta. Linspaketet projicerar en förminskad bild av fingeravtrycket pà sen- sorn. De optiska sensorerna har nackdelen att registre- ringen av fingeravtryçket inte sker i skala 1:1-och att konstruktionen blir klumpig till följd av linspaketet. 10 V15 20 25 30 35 516 295 3 Det finns vidare s k kiselsensorer där användarens finger är i direktkontakt med sensorns aktiva yta. De idag vanligaste kiselsensorerna är kapacitiva. De har en sensoryta av minst 100 nmf. De kapacitiva kiselsensorer- na är relativt dyra för de kräver en stor kiselareap Thomson CSF tillhandahåller vidare en termisk sensor med namnet FingerChip TM. Denna sensor som har måtten 1,5 mm x 14 nmf. När ett fingeravtryck skall läsas in, drar användaren sitt finger över sensorn som med hög 4 frekvens och med termisk avkänning registrerar ”bilder” av den del av fingret som för ögonblicket befinner sig över sensorn. ”Bilderna” pusslas därefter ihop till en enda ”bild” av hela fingeravtrycket. Den hela bilden ' jämförs därefter på sedvanligt sätt med en tidigare registrerad bild. Denna sensor kräver en mindre kiselyta än de sensorer som registrerar ett helt fingeravtryck från ett finger som hålls stilla, men å andra sidan är den svårare att hantera för användaren som måste dra fingret med en relativt jämn hastighet över sensorn för att bilden skall bli tydlig{ Om användaren drar långsamt eller t.o.m. stoppar upp försämras resultatet eftersom sensorn bygger på temperaturskillnader som jämnas ut direkt om fingret hålls stilla.One way to reduce the amount of information that is stored and compared is to use so-called "feature extraction". points where the aces divide and points where the aces end, and determine the position of these special characteristics. Only the position information and the categorization of the special characteristics are stored in the system's memory. and then checks if the same special features are found in the same places in the currently registered fingerprint as in the previously stored fingerprint. "The sensors used in fingerprint systems are based on different sensing techniques. his finger, a lens package and the own ntliga sensor which has a light-sensitive surface. The lens package projects a reduced image of the fingerprint on the sensor. The optical sensors have the disadvantage that the registration of the fingerprint does not take place on a 1: 1 scale and that the construction becomes clumsy as a result of the lens package. 10 V15 20 25 30 35 516 295 3 There are also so-called silicon sensors where the user's finger is in direct contact with the active surface of the sensor. The most common silicon sensors today are capacitive. They have a sensor surface of at least 100 nmf. The capacitive silicon sensors are relatively expensive because they require a large silicon field. Thomson CSF also provides a thermal sensor called FingerChip TM. This sensor which has the dimensions 1.5 mm x 14 nmf. When a fingerprint is to be loaded, the user drags his finger over the sensor, which with a high 4 frequency and with thermal sensing registers "images" of the part of the finger that is currently over the sensor. The "pictures" are then put together into a single "picture" of the entire fingerprint. The whole image 'is then compared in the usual way with a previously registered image. This sensor requires a smaller silicon surface than the sensors that detect an entire fingerprint from a finger that is held still, but on the other hand it is more difficult to handle for the user who has to drag the finger at a relatively even speed over the sensor to make the image clear { If the user pulls slowly or empty stops, the result deteriorates because the sensor is based on temperature differences that are evened out immediately if the finger is kept still.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för kontroll av fingeravtryck, som är ekonomiskt att tillverka. _ Detta ändamål uppnås med ett system enligt patent- kravet 1. i V Ett system enligt uppfinningen innefattar alltså en sensor, som är anordnad att endast registrera ett par- tiellt fingeravtryck från den yttersta leden av ett finger, och kännetecknas av ett organ för jämförelse av det av sensorn registrerade partiella fingeravtrycket med olika delar av minst ett i förväg registrerat referens: fingeravtryck, som representerar ett väsentligt-större fingeromràde än det partiella fingeravtrycket, varvid 10 '15 l 20 25 30 35 516 295 4 jämförelsen utförs mellan en första bitmapp som repre- senterar det partiella fingeravtrycket och en andra bit- mapp som representerar referensfingeravtrycket i syfte att kontrollera om den första bitmappen för det partiella fingeravtrycket överensstämmer med någon del av den andra bitmappen för referensfingeravtrycket.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a system for controlling fingerprints which is economical to manufacture. This object is achieved with a system according to claim 1. A system according to the invention thus comprises a sensor, which is arranged to register only a partial fingerprint from the outermost joint of a finger, and is characterized by a means for comparison of the partial fingerprint registered by the sensor with different parts of at least one pre-registered reference: fingerprint, which represents a substantially larger finger area than the partial fingerprint, wherein the comparison is performed between a first bitmap representing the partial fingerprint and a second bitmap representing the reference fingerprint for the purpose of checking whether the first bitmap of the partial fingerprint matches any part of the second bitmap of the reference fingerprint.

Uppfinningen bygger således pà insikten att man vid kontroll av ett fingeravtryck inte behöver registrera mönstret pà hela det hudparti på den yttersta fingerleden som vidrör sensorn utan det räcker att man registrerar mönstret för ett begränsat omräde av detta.The invention is thus based on the insight that when checking a fingerprint it is not necessary to register the pattern on the entire skin portion on the outermost finger joint which touches the sensor, but it is sufficient to register the pattern for a limited area thereof.

När man skall kontrollera ett fingeravtryck kan man alltså nöja sig med att registrera en mindre mängd infor- mation än tidigare, vilket betyder att sensorn kan ha en mindre sensoryta och systemet i vilket sensorn ingår kan ha mindre kapacitet för informationsinhämtning.When checking a fingerprint, you can thus be content with registering a smaller amount of information than before, which means that the sensor may have a smaller sensor surface and the system in which the sensor is included may have less capacity for information retrieval.

Det är tänkbart att åstadkomma ett partiellt finger- avtryck med hjälp av en mycket liten sensor genom regist- rering av flera ”bilder” som pusslas ihop, men då krävs programvara för pusslingen. I en fördelaktig utförings- form är sensorn därför av en typ som förutsätter att fingret hälls väsentligen stilla på sensorn. Den kan lämpligen vara av typen som registrerar det partiella fingeravtrycket i skala 1:1 och den kan företrädesvis vara kapacitiv.It is conceivable to achieve a partial fingerprint with the help of a very small sensor by registering several “images” that are jigsawed together, but then software is required for the jigsaw. In an advantageous embodiment, the sensor is therefore of a type which presupposes that the finger is kept substantially still on the sensor. It may suitably be of the type which registers the partial fingerprint on a scale of 1: 1 and it may preferably be capacitive.

Fördelen med denna utföringsform är att användaren kan hälla sitt finger stilla pä sensorn vid registre- ringen av det partiella fingeravtrycket, vilket gör sen- sorn enkel att använda, samtidigt som kostnaden för sen- sorn hàlls nere p g a att den erfordrade kiselytan är väsentligt mindre än i en sensor av samma typ som regis- rerar ett fullständigt fingeravtryck. Dessutom behövs ingen programvara för att sätta ihop delbilder av ett fingeravtryck till ett helt fingeravtryck sàsom erfordras vid användning av den kända termiska sensorn FingerChipW.The advantage of this embodiment is that the user can keep his finger still on the sensor when registering the partial fingerprint, which makes the sensor easy to use, while the cost of the sensor is kept down due to the required silicon surface being significantly less than in a sensor of the same type that registers a complete fingerprint. In addition, no software is required to assemble sub-images of a fingerprint into a complete fingerprint as required when using the known FingerChipW thermal sensor.

Ju mindre sensorns yta är desto mindre blir kisel- kostnaden och därmed tillverkningskostnaden. Å andra 10 0/15 20 25 30 35 516 295 5 sidan blir tillförlitligheten sämre ju mindre område som kontrolleras. Valet av lämplig storlek pä sensorytan är därför en kompromiss mellan pris och säkerhet, där den tilltänkta användningen är avgörande. Sensorns yta för "registrering av det partiella fingeravtrycket är med fördel mindre än 60 nmf, företrädesvis mindre än 40 nmF och helst mindre än 25 mmz.The smaller the surface area of the sensor, the smaller the silicon cost and thus the manufacturing cost. On the other hand, the smaller the area being controlled, the worse the reliability becomes. The choice of the appropriate size of the sensor surface is therefore a compromise between price and safety, where the intended use is crucial. The surface area of the sensor for recording the partial fingerprint is advantageously less than 60 nmf, preferably less than 40 nmF and most preferably less than 25 mmz.

Systemet kan innefatta en anordning som väsentligen bara innehåller en sensor och som är anordnad att skicka det av sensorn registrerade partiella fingeravtrycket vidare till en annan enhet i systemet där kontrollen av fingeravtrycket sker. Flera sådana sensoranordningar kan vara anslutna till en central kontrollenhet. Eftersom ' själva sensorn är billig att tillverka kan systemet inne- hälla fler sensoranordningar än i fallet med en traditio- nell sensoranordning, vilket ökar bekvämligheten för användarna.The system may comprise a device which essentially contains only one sensor and which is arranged to send the partial fingerprint registered by the sensor on to another unit in the system where the control of the fingerprint takes place. Several such sensor devices can be connected to a central control unit. Since the sensor itself is cheap to manufacture, the system can contain more sensor devices than in the case of a traditional sensor device, which increases the convenience for the users.

Systemet innefattar vidare ett organ för jämförelse av en digital representation av det av sensorn registre- rade partiella fingeravtrycket med en digital representa- tion av minst ett i förväg registrerat referensfinger- avtryck, varvid det partiella fingeravtrycket represen- terar ett väsentligt mindre fingeromräde än referens- fingeravtrycket. Referensfingeravtrycket kan exempelvis vara lagrat i ett minne i anordningen eller pä ett intelligent kort, ett s k smart card, som användaren sätter in i en läsare i anordningen.The system further comprises a means for comparing a digital representation of the partial fingerprint registered by the sensor with a digital representation of at least one pre-registered reference fingerprint, the partial fingerprint representing a substantially smaller finger area than the reference fingerprint. fingerprint. The reference fingerprint can, for example, be stored in a memory in the device or on an intelligent card, a so-called smart card, which the user inserts into a reader in the device.

Eftersom det partiella fingeravtrycket jämförs med ett väsentligt större fingeravtryck, normalt ett full- ständigt fingeravtryck, behöver man inte hålla reda pä var på fingret det partiella avtrycket är lokaliserat.Since the partial fingerprint is compared with a significantly larger fingerprint, normally a complete fingerprint, it is not necessary to keep track of where on the finger the partial fingerprint is located.

Till skillnad mot den kända tekniken är således jämfö- relseorganen anordnade att utföra flera jämförelser av det av sensorn registrerade partiella fingeravtrycket med olika delar av referensfingeravtrycketÅ Den digitala representationen av det partiella fingeravtrycket och referensfingeravtrycket kan bestå av »f 10 his 20 25 30 35 516 295 6 information om speciella kännetecken i respektive finger- avtryck och dessa känneteckens placering. För ökad säker- het representeras emellertid både det partiella finger- avtrycket och det i förväg registrerade referensfinger- avtrycket med hjälp av en bitmapp som är enkel att han- tera i'en dator. I I Det har förekommit försök att lura kontrollsystem där man har använt avgjutningar eller bilder av finger- avtryck som har presenterats för sensorn. Sådana försök till bedrägeri kan förhindras om man låter sensorn registrera ett dynamiskt fingeravtryck eller närmare bestämt ett flertal partiella fingeravtryck från en och samma del av fingret. När användaren håller fingret mot' sensorn kommer fingeravtrycket nämligen att ändra sig beroende på hur hårt användaren trycker fingret mot sen- sorn. Genom att först kontrollera att ett av de partiella fingeravtrycken överensstämmer med en del av ett tidigare lagrat fingeravtryck och därefter kontrollera att det finns dynamik i de partiella fingeravtrycken kan man säkerställa att det partiella fingeravtrycket härrör från ett ”riktigt” finger på en behörig person.Thus, in contrast to the prior art, the comparison means are arranged to perform several comparisons of the partial fingerprint registered by the sensor with different parts of the reference fingerprintÅ The digital representation of the partial fingerprint and the reference fingerprint may consist of »f 6 information about special features in each fingerprint and the location of these features. For increased security, however, both the partial fingerprint and the pre-registered reference fingerprint are represented by means of a bitmap that is easy to manage in a computer. I I There have been attempts to deceive control systems using casts or images of fingerprints presented to the sensor. Such attempts at fraud can be prevented by allowing the sensor to register a dynamic fingerprint or more specifically a plurality of partial fingerprints from one and the same part of the finger. When the user holds his finger against the sensor, the fingerprint will change depending on how hard the user presses the finger against the sensor. By first checking that one of the partial fingerprints corresponds to a part of a previously stored fingerprint and then checking that there is dynamics in the partial fingerprints, you can ensure that the partial fingerprint originates from a "real" finger on an authorized person.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att anvisa ett alternativt sätt att kontrollera fingeravtryck som kan utföras med en utrustning som är ekonomisk att tillverka. Detta ändamål uppnås med ett sätt enligt kra- vet 9.A further object of the invention is to provide an alternative way of checking fingerprints which can be performed with an equipment which is economical to manufacture. This object is achieved in a manner according to claim 9.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen, avser denna således ett sätt att kontrollera fingeravtryck, inne- fattande stegen att registrera endast ett partiellt fingeravtryck, som representerar ett första fingerområde, åstadkomma en första bitmapp som representerar det par- tiella fingeravtrycket, jämföra den första bitmappen med olika delar av en andra bitmapp som representerar minst ett i förväg registrerat referensfingeravtryck som repre- senterar ett andra fingerområde, som är väsentligt större än det första fingerområdet i syfte att kontrollera om den första bitmappen för det partiella fingeravtrycket 10 15 20 25 30 35 516 295 7 överensstämmer med någon del av den andra bitmappen för referensfingeravtrycket, och bestämma om det partiella fingeravtrycket härrör från samma finger som det i förväg registrerade referensfingeravtrycket på basis av jäm- förelsesteget. ' ' Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning skall nu beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 visar schematiskt en första utföringsform av ett system enligt uppfinningen; Fig 2 visar schematiskt en andra utföringsform av ett system enligt uppfinningen; _ Fig 3 visar schematiskt en tredje utföringsform av' ett system enligt uppfinningen; och Fig 4 a-c schematiskt visar ett partiellt fingerav- tryck, ett helt referensfingeravtryck och jämförelse av ett partiellt fingeravtryck med ett referensfingerav- tryck.~ Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig 1 visas av ett system för fingeravtrycks- kontroll. Systemet innefattar i huvudsak en sensor 1, jämförelseorgan 2 och ett minne 3. Sensorn 1 är anordnad att registrera ett partiellt fingeravtryck från ett finger som placeras på sensorn och mata detta till jäm- förelseorganen 2. Sensorn_l kan exempelvis vara av kapa- citiv typ. Den kan vara uppbyggd pà samma sätt som kom- mersiellt tillgängliga kapacitiva sensorer med den vik- tiga skillnaden att sensorns yta för registrering av fingeravtryck är väsentligt mindre och så liten att den bara kan registrera ett partiellt fingeravtryck fràn ett normalt finger.Thus, according to a second aspect of the invention, it relates to a method of checking fingerprints, comprising the steps of registering only a partial fingerprint representing a first finger area, providing a first bitmap representing the partial fingerprint, comparing the first bitmap with different parts of a second bitmap representing at least one pre-registered reference fingerprint representing a second finger area substantially larger than the first finger area for the purpose of checking whether the first bitmap for the partial fingerprint 1016 20 25 30 35 516 295 7 corresponds to some part of the second bitmap of the reference fingerprint, and determine if the partial fingerprint originates from the same finger as the pre-registered reference fingerprint on the basis of the comparison step. Brief Description of the Drawings The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a first embodiment of a system according to the invention; Fig. 2 schematically shows a second embodiment of a system according to the invention; Fig. 3 schematically shows a third embodiment of a system according to the invention; and Fig. 4 a-c schematically show a partial fingerprint, a complete reference fingerprint and comparison of a partial fingerprint with a reference fingerprint. The system essentially comprises a sensor 1, comparison means 2 and a memory 3. The sensor 1 is arranged to register a partial fingerprint from a finger which is placed on the sensor and feed this to the comparison means 2. The sensor_1 can for instance be of capacitive type. It can be constructed in the same way as commercially available capacitive sensors, with the important difference that the sensor surface for registering fingerprints is significantly smaller and so small that it can only register a partial fingerprint from a normal finger.

I minnet 3 finns lagrat ett eller flera referens- fingeravtryck som är upptagna under säkra förhållanden från en eller flera behöriga personer som har rätt att komma àt det objekt eller den information som skyddas av systemet. Referensfingeravtrycken är hela fingeravtryck för de behöriga personernas fingrar. De har antingen 10 .(175 20 25 30 35 516 295 8 registrerats med samma sensor 1 som de partiella finger- avtrycken, varvid det erfordras att användaren drar fing- ret över sensorn och att anordningen innehåller organ för att pussla ihop de partiella fingeravtrycken till ett helt referensfingeravtryck, eller med en annan sensor som; har så stor sensoryta att den kan registrera ett helt fingeravtryck av ett finger som hálls stilla.Memory 3 stores one or more reference fingerprints that are taken under safe conditions from one or more authorized persons who have the right to access the object or information protected by the system. The reference fingerprints are the entire fingerprints of the fingers of the authorized persons. They have either been registered with the same sensor 1 as the partial fingerprints, requiring the user to swipe the sensor and the device includes means for jigsawing the partial fingerprints together. an entire reference fingerprint, or with another sensor that has such a large sensor area that it can detect an entire fingerprint of a finger that is held still.

Jämförelseorganen 2 är anordnade att motta ett par- tiellt fingeravtryck som skall kontrolleras från sensorn 1 och jämföra detta med det eller de referensfingerav- tryck som finns lagrade i minnet 3. Jàmförelseorganen 2 kan realiseras i hård- eller mjukvara och exempelvis innehålla en mikroprocesser med lämpliga program för att' utföra jämförelsen eller bestå av en lämpligt uppbyggd ASIC. Utsignalen fràn jämförelseorganen anger på något sätt om det av sensorn registrerade partiella finger- avtrycket härrör från en behörig person vars fingerav- tryck finns lagrat i minnet. Utsignalen kan vara en ren information som indikerar OK eller icke-OK eller en styrsignal som ger åtkomst till ett objekt, t ex en lokal eller en dator, eller till information.The comparator means 2 are arranged to receive a partial fingerprint to be checked from the sensor 1 and compare this with the reference fingerprint (s) stored in the memory 3. The comparator means 2 can be realized in hardware or software and for example contain a microprocessor with suitable programs to perform the comparison or consist of a suitably structured ASIC. The output signal from the comparison means indicates in some way whether the partial fingerprint registered by the sensor originates from a competent person whose fingerprint is stored in the memory. The output signal can be a pure information that indicates OK or non-OK or a control signal that gives access to an object, such as a room or a computer, or to information.

I fig 1 visas sensorn 1, jämförelseorganen 2 och minnet 3 som separata fysiska enheter som är förbundna med varandra medelst ledningar. Andra varianter är också tänkbara. Sensorn 1 och jämförelseorganen 2 kan t ex vara integrerade med varandra och finnas i samma fysiska enhet som är förbunden med minnet 3, som finns i en annan fysisk enhet. Sensorn 1, jämförelseorganen 2 och minnet 3 kan också alla vara integrerade i en enda fysisk enhet.In Fig. 1, the sensor 1, the comparison means 2 and the memory 3 are shown as separate physical units which are connected to each other by means of wires. Other variants are also conceivable. The sensor 1 and the comparison means 2 may, for example, be integrated with each other and be located in the same physical unit which is connected to the memory 3, which is located in another physical unit. The sensor 1, the comparison means 2 and the memory 3 can also all be integrated in a single physical unit.

I fig 2 visas ytterligare ett alternativ, där minnet 3 utgörs av en databärare 3' i form av ett personligt kort, pà vilket innehavarens fingeravtryck finns lagrat i elektronisk form så att det kan läsas in till jämförelse- organen 2 via en läsare 4 som i detta fall befinner sig i samma fysiska enhet som sensorn och jämförelseenheten.Fig. 2 shows a further alternative, where the memory 3 consists of a data carrier 3 'in the form of a personal card, on which the holder's fingerprint is stored in electronic form so that it can be read into the comparison means 2 via a reader 4 which in this case is located in the same physical unit as the sensor and the comparison unit.

I fig 3 visas en annan utföringsform av systemet, där ett flertal sensorer 1 är anslutna till en central 10 n., V15 20 25 30 35 516 295 9 enhet 5 som innehåller minnet 3 för lagring av referens- fingeravtryck och jämförelseorganen 2. Systemet inne- håller dessutom en speciell referenssensor 6 för regist- rering av referensfingeravtryck. Denna sensors yta är väsentligt större än sensorytan pà sensorerna 1 för registrering av partiella fingeravtryck.Fig. 3 shows another embodiment of the system, where a plurality of sensors 1 are connected to a central 10 n., Unit 5 which contains the memory 3 for storing reference fingerprints and the comparison means 2. The system inside - also holds a special reference sensor 6 for registering reference fingerprints. The surface of this sensor is significantly larger than the sensor surface of the sensors 1 for detecting partial fingerprints.

Det i fig 3 visade systemet för kontroll av finger- avtryck fungerar pà följande sätt. Antag att systemet» används som passersystem pà en arbetsplats. Innan en an- vändare kan börja använda systemet mäste hans finger- avtryck registreras och lagras i minnet 3. Registreringen sker med hjälp av referenssensorn 6 som registrerar ett helt fingeravtryck fràn exempelvis pekfingret och lagrar det i form av en bitmapp i minnet 3. När användaren vill komma in på sin arbetsplats placerar han sitt pekfinger på sensorn 1, som registrerar ett partiellt fingerav- tryck, som även det representeras i form av en bitmapp, och skickar det till jämförelseenheten. Jämförelseenheten hämtar bitmappen för ett första referensfingeravtryck från minnet 3 och jämför denna med bitmappen för det par- tiella fingeravtrycket. Eftersom det partiella fingerav- trycket är mycket mindre än referensfingeravtrycket jäm- förs det partiella fingeravtrycket med referensfinger- avtrycket i alla tänkbara överlappningspositioner. Alter- nativt kan jämförelsen göras i utvalda positioner. Jäm- förelsen kan utföras på sä sätt att man jämför samtliga överlappande bildpunkter ger olika poäng när överlappande bildpunkter bàda är svarta, båda är vita eller är_olika.The fingerprint control system shown in Fig. 3 operates in the following manner. Assume that the system »is used as an access control system at a workplace. Before a user can start using the system, his fingerprints must be registered and stored in the memory 3. The registration is done with the help of the reference sensor 6 which registers an entire fingerprint from, for example, the index finger and stores it in the form of a bitmap in the memory 3. When the user wants to enter his workplace, he places his index finger on the sensor 1, which registers a partial fingerprint, which is also represented in the form of a bitmap, and sends it to the comparison unit. The comparison unit retrieves the bitmap for a first reference fingerprint from the memory 3 and compares it with the bitmap for the partial fingerprint. Since the partial fingerprint is much smaller than the reference fingerprint, the partial fingerprint is compared with the reference fingerprint in all conceivable overlapping positions. Alternatively, the comparison can be made in selected positions. The comparison can be performed in such a way that comparing all overlapping pixels gives different points when overlapping pixels are both black, both are white or are_different.

Man kontrollerar sen alla överlappande bildpunkter och summerar poängen. Därefter använder man något i förväg bestämt kriterium, t ex en förutbestämd poängsumma, för att avgöra om bilderna härrör från samma finger eller ej.You then check all overlapping pixels and sum up the points. Then you use a predetermined criterion, such as a predetermined score, to determine whether the images originate from the same finger or not.

En effektivare algoritm för att matcha bitmappar beskrivs i sökandens svenska patentansökan nr SE 9704925-8.A more efficient algorithm for matching bitmaps is described in the applicant's Swedish patent application no. SE 9704925-8.

Om användarens partiella fingeravtryck överens- stämmer med någon del av det första referensfingerav- trycket eller med någon del i något av de övriga refe- 10 20 25 30 35 516 295 10 rensfingeravtrycken som det partiella fingeravtrycket jämförs med om överensstämmelse inte föreligger med det första referensfingeravtrycket så avger systemet en styr- signal som öppnar låset till dörren till användarens arbetsplats. Om ej, förblir dörren låst,' ' Övriga beskrivna utföringsformer fungerar på mot- svarande sätt.If the user's partial fingerprint matches any part of the first reference fingerprint or any part of any of the other reference fingerprints with which the partial fingerprint is compared, if the first reference fingerprint does not match then the system emits a control signal that opens the lock to the door to the user's workplace. If not, the door remains locked, '' The other described embodiments work in a corresponding manner.

Det skall påpekas att systemen naturligtvis istället kan användas för att utestänga obehöriga personer, vars fingeravtryck lagras i minnet 3.It should be noted that the systems can of course instead be used to exclude unauthorized persons, whose fingerprints are stored in memory 3.

Andra modifieringar kan också göras. Såsom nämnts kan man använda feature extraction som jämförelseteknik.Other modifications can also be made. As mentioned, you can use feature extraction as a comparison technique.

Vidare behöver man inte jämföra med alla fingeravtrycken i minnet 3 utan användaren kan med hjälp av en personlig kod ange med vilket referensfingeravtryck jämförelsen skall ske.Furthermore, it is not necessary to compare with all the fingerprints in the memory 3, but the user can with the aid of a personal code indicate with which reference fingerprint the comparison is to take place.

I fig 4a visas schematiskt det av sensorn 1 regist- rerade partiella fingeravtrycket som motsvarar endast en del av den yttersta leden på fingret, vilket antyds genom att den ej registrerade delen av mönstret visas med streckade linjer.Fig. 4a schematically shows the partial fingerprint registered by the sensor 1 which corresponds to only a part of the outermost joint of the finger, which is indicated by the unregistered part of the pattern being shown in broken lines.

I fig 4b visas schematiskt det av referenssensorn 6 registrerade referensfingeravtrycket. Såsom framgår av denna figur motsvarar referensfingeravtrycket hela fingeravtrycket, dvs hela det parti av huden på den yttersta fingerleden som kommer i kontakt med en sensor eller något annat underlag när fingret hålls mot _denna/detta.Fig. 4b schematically shows the reference fingerprint registered by the reference sensor 6. As can be seen from this figure, the reference fingerprint corresponds to the entire fingerprint, i.e. the entire portion of the skin on the outermost finger joint which comes into contact with a sensor or some other surface when the finger is held against it.

I fig 4c visas schematiskt hur det partiella finger- avtrycket jämförs med olika delar av referensfingerav- tryoket. För åskàdlighetens skull visas det partiella fingeravtrycket bara som en ruta i nägra olika positioner på referensfingeravtryçket.Fig. 4c shows schematically how the partial fingerprint is compared with different parts of the reference fingerprint. For the sake of clarity, the partial fingerprint is displayed only as a box in a few different positions on the reference fingerprint.

Claims

10 15 20 25 30 35: a o | n. n 516 295 az gggg _ = "; z :: j _- 'j =": = n v u - v | ø n Q. . ,, / I PATENTKRAV

Fingerprint control system, comprising a sensor (1) arranged to register only a partial fingerprint from the outermost joint of a finger, characterized by a means (2) for comparing the partial fingerprint registered by the sensor with different parts of at least one pre-registered reference fingerprint representing a substantially larger finger area than the partial fingerprint, the comparison being made between a first bitmap representing the partial fingerprint and a second bitmap representing the reference fingerprint in order to check whether the first bitmap for the partial fingerprint corresponds to any part of the second bitmap for the reference fingerprint.

A system according to claim 1, wherein the comparison means is arranged to perform the comparison in all conceivable overlapping positions between the partial fingerprint and said at least one reference fingerprint.

A system according to claim 1 or 2, wherein the sensor (1) is a capacitive sensor.

A system according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (1) is of a type which assumes that the finger is kept substantially still on the sensor.

A system according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (1) has a surface for detecting the fingerprint, which surface is less than 60 mm 2, preferably less than 40 mm 2 and most preferably less than 25 mm 2.

A system according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (1) is arranged to register a plurality of partial fingerprints from one and the same part of the finger.

A system according to any one of the preceding claims, further comprising a memory for storing said at least one reference fingerprint. 10 15 20 516 295 Q - en n o ~ ua nu-uu: - n 0 o. 0 ø ° 'u ..- / Z

A system according to any one of the preceding claims, further comprising a reference fingerprint sensor for registering said at least one reference fingerprint.

A method of checking fingerprints, comprising the steps of registering only a partial fingerprint, representing a first finger area; providing a first bitmap representing the partial fingerprint; comparing the first bitmap with different parts of a second bitmap representing at least one pre-registered reference fingerprint representing a second finger area substantially larger than the first finger area in order to check whether the first bitmap for the partial fingerprint matches with any part of the second bitmap of the reference fingerprint, and determine if the partial fingerprint originates from the same finger as the pre-registered reference fingerprint based on the comparison step. . uoooon