DE2627981C3

DE2627981C3 - Identifizierungssystem mittels Fingerabdrucken

Info

Publication number: DE2627981C3
Application number: DE2627981A
Authority: DE
Inventors: Dan M. Fairfield Conn. Bowers; Robert M. Severna Park Stock, Md.; Claron W. Elma N.Y. Swonger
Original assignee: Calspan Corp
Current assignee: Calspan Corp
Priority date: 1975-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1980-05-14
Also published as: JPS523299A; FR2315250A1; DE2627981A1; DE2627981B2; GB1548668A; GB1548667A

Description

Die Erfindung betrifft ein Identifizierungssystem mittels Fingerabdrücken, bei welchem die Papiliarlinien eines Fingerabdrucks in elektrische Binärsignale für eine bildmäßige Verarbeitung umgewandelt werden, indem verschiedene genau ausgeprägte Einzelheiten oder Kenndaten des Fingerabdrucks festgestellt und entnommen werden. Das Identifizierungssystem kann dort verwendet werden, wo eine ganz sichere Identifizierung einer Person wesentlich ist, beispielsweise wo ein begrenzter Zutritt zu einer Anlage oder Einrichtung, beispielsweise nur für unter Sicherheitsgesichtspunkten ausgewähltes Personal, vorgesehen ist.

Immer größere Sicherheitsprobleme stellen einen beträchtlichen Teil des modernen Lebens dar; Sicherheitsfragen waren früher einmal hauptsächlich geheimen Regierungsstellen vorbehalten; zunehmende Verluste und Unglücksfälle haben jedoch eine Überprüfung von Sicherheitseinrichtungen und -verfahren durch Ref'erung und Industrie erzwungen. Transportverluste bzw. -schaden und der Diebstahl von Firmengeheimnissen kosten die Industrie jährlich Milliarden. Die öffentliche Sicherheit ist gefährdet, da Eindringlinge Bomben und Sprengsätze an Stellen, wie beispielsweise Flugzeugen und Gebäuden, an- bzw. unterbringen können. Durch Rechner aufbereitete Aufzeichnungen bzw. Informationen und sogar die Rechner selbst werden angegriffen und zerstört.

Eine Zutrittskontrolle und eine Personenidentifizierung bringen daher £7oße Schwierigkeiten mit sich, und es werden beträchtliche Mittel von Organisationen und Gesellschaften aufgewendet, die gezwungen sind, ihre Angestellten, Verkäufer usw. zu identifizieren, denen der Zutritt zu Werksanlagen, Rechnerräumen, Tresoren, Gepäck- oder Frachträumen usw. zu gestatten ist. Das zuletzt benutzte Verfahren zur Personenidentifizierung ist weder eine Karte, welche verloren, verliehen oder gestohlen werden kann, noch ein Zahlenkode, welcher mitgeteilt oder entwendet werden kann, sondern ein unveränderliches, nicht übertragbares und unbestreitbar eindeutiges Kennzeichen der Person selbst, nämlich sein Fingerabdruck.

Gemäß der Erfindung ist daher ein Identifizier rungssystem mittels Fingerabdrücken geschaffen, bei welchem Papillarlinien eines Fingerabdrucks in elektronische Binärsignair dir bildmäßigen Verarbeitung umgewandelt werden, indem verschiedene, eindeutig bestimmbare und ausgeprägte Einzelheiten oder Kennwerte des Fingerabdrucks festgestellt und entnommen werden; hierbei ist das System gekennzeicnnet durch Endstelleneinrichtungen in einer »örtlichen, lokalen« Station, um für eine zu identifizierende Person wichtige Identifizierungsdaten zu liefern und um die Linien eines Fingerabdrucks in einer »örtlichen, lokalen« Station zu fühlen und sie in die elektronisehen Binärsignale umzuwandeln, damit derartige Signale an einen Multiplexer in einer entfernten »zentralen« Station übertragen werden und die Daten von dem Multiplexer aufgenommen werden, und durch eine Datenverarbeitungsanlage in der »zentralen« Station, die betriebsmäßig mit dem Multiplexer verbunden ist, um von ihm die Identifizierung einer Person betreffende Daten zu erhalten, an ihn und damit an die Endstelleneinrichtungen zu übertragen, wobei der Datenverarbeitungsanlage zu diesem Zweck ein Datenspeicher zugeordnet ist, welcher Identitätsbzw. Persönlichkeitsdaten und Einzelheiten für verschiedene Personen speichert, unu wobei die Datenverarbeitungsanlage Einzelheiten aus den den Endstelleneinrichtungen zugeführten Binärdaten entnimmt und die entnommenen Einzelheiteri und Identifizierungsdaten, die den Endstelleneinrichtungen zugeführt worden sind, mit Identitätsdaten und Einzelheiten vergleicht, die in dem Datenspeicher gespeichert sind, um zu entscheiden, ob die Identität bestätigt wird, und im mittels des Multiplexers die Bestätigung an die Endstelleneinrichtungen zu übertragen. Mit dem erfindungsgemäßen System ist ein begrenzter Zugang zu einem bestimmten Raum, zu Informationen, zu Dienststellen usw. dadurch gewähr leistet, daß die einzelnen dazu berechtigten Personen durch ihre Fingerabdrücke identifiziert werden. Sobald das System feststellt, daß die Fingerabdruckkennwerte einer Person für die angebliche (eingegebene bzw. eingetastete) Kennummer mit den Kenndaten auf einer Datei übereinstimmen, und wenn diese Identität unter den angegebenen Voraussetzungen zu einem Zutritt berechtigt, kann eine Bestätigung vorgenommen werden, beispielsweise kann eine Tür geöffnet oder eine Rechnerendstelle entriegelt und freigegeben werden. Zum Zweck der Identifizierung kann sich die Person der IdentifizieruMgsends*eIle nähern und zur Identifizierung dessen, wer sie zu sein behauptet, kann sie eine Karte einstecken oder eine Zahl eintasten. Die Person legt dann einen bestimmten Finger auf die Oberfläche eines Fingerabdrucklesers, welcher den Fingerabdruck abtastet und eine vergrößerte Darstellung des Bildes an einen »zentralen« Systemrechner überträgt.

In der zentralen Station werden die Daten von dem Fingerabdruck verarbeitet, um seine besonderen Kennwerte (beispielsweise die Enden und die Gabelungen von Rillen) festzustellen und zu bestimmen, und dann wird ein Vergleich mit den entsprechenden Kennwerten auf einer Datei in dem Datenspeicher für

ho die angebliche Persönlichkeit durchgeführt. Weitere Informationen auf der Datei über bzw. für die Person können Daten, zu welchen Bereichen, Endstellen oder Türen und zu welchen Zeitabschnitten sie Zugang hat und/oder andere Kontroll- bzw. Steuerinformationer)

<i5 aufweisen. Ein Signal wird dann zu der Endstellen-Einrichtung zurücV.gelettet, durch das dann bestimmt wird, ob der Person der Zugang gestattet wird, oder durch das eine weitere Ablesung gefordert wird, wenn

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keine Übereinstimmung festgestellt worden ist. Spätere erfolglose Versuche können dann zu einem Alarm oder zu einer anderen Abhilfe führen.

Bei der Anwendung der Erfindung ergeben sich eine Anzahl Vorteile. Eine ganz sichere Identifizier rung einer Person und nicht einer Karte ist durch die Fingerabdrücke der Person gegeben, da dies die einzige, in hohem Maße anerkannte Form der Personenidentifizierung darstellt. Es wird auch kein Abdruck mittels Stempelfarbe genommen, da die Einzelheiten to unmittelbar gefühlt bzw. gelesen und digitalisiert werden. Da eine Kartenidentifizierung nicht notwendig ist, ist das System sicher und zuverlässig, und die Ansprechzeit kann in der Größenordnung von 2 Sekunden liegen. Zusätzlich schafft das System eine auf die is einzelne Person bezogene Aufstellung einschließlich der zulässigen Zutrittszeit für jede Endstelle oder jeden Eingang, schafft ferner eine Datenaufstellung bezüglich der Tätigkeit bzw. Aktivität einer Person und erfordert keine zusätzlichen oder besonderen Einrichtungen, um eine neue Person in die Datei aufzunehmen, da normale, übliche Endstelleneinrichtungen verwendet werden. Es kann auch eine zentrale Steuerung und Sicherheitsüberwachung sowie eine wählbare bzw. einstellbare Ansprechempfindlichkeit bezüglich Versuchen vorgesehen sein, das System auszuschalten.

Das erfindungsgemäße System kann bei einer Anzahl Einrichtungen und Anlagen verwendet werden, die jeweils besondere Anforderungen haben. Ein Systern kann eine einzelne oder viele Endstellen aufweisen, und die Endstellen können unmittelbar bei oder sehr weit weg von der zentralisierten Anordnung sein. Mit der Bezeichnung »örtliche, lokale« und »entfernte« Stationen ist natürlich nicht die Möglichkeit ausgeschlossen, daß die Endstelleneinrichtungen unmittelbar bei der zentralisierten bzw. zentralen Anlage sein können. Die Übertragung von den Endstellen zu dem zentralen System kann über eine direkte Leitung, eine Telefonleitung oder ein anderes Datenubertragungssystem erfolgen. Das System kann so ausgelegt sein, daß eine nicht begrenzte Anzahl Personen überwacht wird, unii üie Anspicuizcü üca SyuiciViä hängt von der Anzahl der verwendeten Endstellen sowie von ihrer Gesamtabfragegeschwindigkeit und davon ab, ob die Übertragung über Telefonleitungen erfolgt oder ob andere schmalbandige Übertragungsleitungen erforderlich sind oder nicht.

Typische Anwendungen des erfindungsgemäßen Systems für eine Zutrittskontrolle sind: Rechnerzentren; radioaktive oder biologische Gefahrenbereiche; gesteuerte Versuche; Informationspeicherbereiche; Flughafenwartungs-und -frachtbereiche; abgeschlossene Bezirke in Krankenhäusern und Bereiche, wo Drogen bzw. Arzneimittel gelagert sind; Appartement- oder Miethäuser und Bürogebäude nach Geschäftsschluß; sichere Aufbewahrungsbehälter und Tresore; und Rechnerendstellen mit einer Eingabe- und Zugriffsmöglichkeit zu Informationen.

Bei einer derartigen gesicherten Anlage gibt es eine begrenzte Anzahl von Zugangsstellen. Um die Erfindung an eine derartige Anlage anzupassen, ist eine Endstelle an jeder Zugangsstelle zu der Anlage sowie am Zugang zu irgendwelchen sicheren Bereichen in der Anlage angeordnet. Jede Endstelle ist ausgelegt für die Identifizierung einer Person und zum Abtasten seines Fingerabdrucks und kann eine Einrichtung zum Entriegeln oder öffnen einer Tür, zum Betätigen ei-

35 nes Drehkreuzes oder einer ähnlichen Durchgangseinrichtung, welche gleichzeitig nur immer eine Person durchläßt, sobald der Rechner einen passenden Wert für eine berechtigte Nachfolge festgestellt hat. Diese entfernt angeordneten Endstellen sind mit dem zentralen Rechnersystem mit einer direkten Leitung aus einem verdrillten Leitungspaar oder einem Äquivalent verbunden. Die zentrale Einrichtung kann an einer sichereren Stelle in der Anlage angeordnet sein und weisi: den Multiplexer sowie die Datenverafbeitungseinrichtung, d. h. einen Rechner auf, welcher einiges von der Ermittlung und alle Funktionen zum Feststellen der Einzelheiten und deren Übereinstimmung durchführt, wobei die zentrale Recheneinrichtung erforderlichenfalls eine vorgeschaltete Recheneinheit aufweist, um eine parallele Bildverarbeitung durchzuführen. Erforderlichenfalls kann der Rechner auch so ausgeführt sein, daß er einen Alarm gibt, wenn anormale, unregelmäßige Linien oder Muster von Zu- und Abg2ingen vorhanden sind, tine an den Rechner angekoppelte Plattenspeicherdatei enthält Daten einer bestimmten Anza'il von Personen.

Zusätzlich zu den oben angeführten Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems kann das System auch anstelle einer Stech- oder Stempeluhr verwendet werden, wobei dann ein Stechen oder Stempeln in Vertretung ausgeschlossen ist. In ähnlicher Weise könnte mit dem System die Gültigkeit bzw. Richtigkeit und die Identität jeder Person überprüft werden, welche versucht zu wählen. Da der zentrale Datenverarbeitungsabschnitt des Systems auch eine Rechen- und Datenspeichereinrichtung enthält, kann eine Information bezüglich der Zeiteingabe oder einer Stimmabgabe nachgeprüft, verarbeitet und für eine weitere Verwendung gespeichert oder angezeigt werden. Aufgrund der Genauigkeit der Identitätsprüfung, zu welchem das System in der Lage ist, eignet es sich sehr gut für Geld abgebende Systeme oder Anwendungen, wie beispielsweise für Fahrschein(ausgabe)systeme für einen Massendurchgang oder -verkehr, wobei ein Fahrgast einen bestimmten Betrag vorher einzahlt und wobei dann der Preis für seine

wenn er das System benutzt. Da es die Einzelperson ist, welche wiedererkannt wird, und nicht eine Karte oder ein Fahrschein, können Fälschungen oder Schwarzmärkte für Fahrkarten zu geringerem Preis ausgeschaltet werden. Das würde bedeuten, daß in einem derartigen System viele Endstelleneinrichtungen vorhanden und über einer großen geographischen Fläche verteilt sind. Auf diese Weise würde dann eine Datenübertragung von den Endstellen sehr wahrscheinlich über bestehende Telefonleitungen mit Hilfe von Modems, d. h. mit Hilfe von Modulatoren und Öemodulatoren, erfolgen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein funktionelles Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Endstelle mit einer einachsigen Abtasteinrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Endstelle mit einer zweiachsigen Abtasteinrichtung, und

Fig. 4 ein funktionelles Blockschaltbild einer vorgeschalteten D atenverarbeitungs einrichtung.

Das in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete System gemäß der Erfindung ist sehr gut in Fig. 1 darge-

stellt. Das System 10 weist eine oder mehrere Endstellen auf, von denen vier Endstellen 12a und 12«" dargestellt sind. Die Endstellen 12a bis YLd sind über Fernübertragungsleitungen 14« bis 14a¹ mit einem Datenmultiplexer 16 in der zentralen Station verbunden. Wenn die Endstellen über eine große geographische Fläche verteilt sind, können die Übertragungsleitungen vorzugsweise Telcfonleitungen sein. Der Datenmultiplexer 16 gibt Fingerabdruckdaten von einer Endstelle zu einem vorgegebenen Zeitpunkt über eine Leitung 18 an eine vorgeschaltete ebenfalls in der z.entralen Station angeordnete Recheneinheit 20 ab und gibt über eine Leitung 30 eine Identitäts-Etikett- bzw. Markierungsinformation an eine Datenverarbeitungseinrichtung 24 ab, welche ein Rechner sein

kann. Die vorgeschaltete Recheneinheit 20 gibt ihrerseits die vorher verarbeiteten Daten über eine Leitung 22 an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 ab. Die Verarbeitungseinrichtung 24 ist über eine Leitung 25 auch mit einem Datenspeicher 26 für eine abschließende Verarbeitung vor einer Identitätsprüfung und zur Bestimmung und Festlegung der Zutrittsvoraussetzungen, die wenn überhaupt dem zu suchenden Zutritt einer Person zu einer Anlage zugeordnet sind, wenn ein unberechtigter Zutritt zu überwachen ist. Ein Signal, welches das öffnen einer Tür u. a. zur Folge haben kann, wird dann über Leitungen 32a bis 32d an eine entsprechende nicht dargestellte Einrichtung abgeben. Wie dargestellt, wird das Signal von der Datenverarbeitungseinrichtung 24 über eine Leitung 30 an den Multiplexer 16 und über die entsprechende Übertragungsleitung zu der Endstelle abgegeben, welche die Identitätsüberprüfung gefordert hat; das Signal kann jedoch auch in entsprechenden Einrichtungen irgendeinen anderen Weg von der Verarbeitungseinrichtung 24 zu einer entsprechenden Einrichtung nehmen.

Das in Fig. 1 dargestellte System arbeitet folgendermaßen: Eine Person, welche ihre Identität überprüft haben will, gibt ihr angebliches numerisches Identitäts-Etikett über ein Tastenfeld oder einen Kartenleser in eine der Endstellen, z. B. 12a des Systems

gerkappe zum Ablesen gegen das Fenster der Endstelle 12a. In der Endstelle 12a wird der Fingerabdruck abgetastet und das Identitäts-Etikett und eine Darstellung des Fingerabdrucks, an welchem eine gewisse elektronische Signalverarbeitung durchgeführt worden ist, um eine Bildvergrößerung zu erreichen, über eine Übertragungsleitung 14α an den Multiplexer 16 abgegeben.

Der Multiplexer 16 steht zu einem bestimmten Zeitpunkt nur mit einer Endstelle in Verbindung und gibt an die anderen Endstellen ein »Halt« ab, bis die Verbindung mit der einen Endstelle beendet ist. Der Multiplexer 16 überträgt das angebliche Identitäts-Etikett über die Leitung 30 an die Verarbeitungseinrichtung 24; die Verarbeitungseinrichtung 2 liest die Daten bezüglich der Einzelheiten eines Fingerabdrucks der bestimmten Person sowie irgendwelche Zutrittsvoraussetzungen, die dieser Person zugeordnet sind, über eine Leitung 25 aus dem Datenspeicher 26 aus. Der Multiplexer 16 überträgt die verarbeiteten Fingerabdruckdaten an die vorgeschaltete Recheneinheit 20, welche alle vorläufigen Einzelheiten daraus entnimmt und diese vorläufigen Einzelheiten über eine Leitung 22 an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 überträgt. Diese (24) verarbeitet die vorläufigen

Einzelheiten, um die richtigen Einzelheiten zu entnehmen, welche dann mit den Einzelheiten auf einer Datei für das gegebene Identitäts-Etikett verglichen werden, um eine Übereinstimmung zu überprüfen. In Abhängigkeit davon, ob eine Übereinstimmung festgestellt wird oder nicht, und bedingt durch die Steuerdaten in den Datenspeicher, die der Person zugeordnet sind, deren Identität überprüft werden soll, wird ein wirksames (Steuer)Signal von der Verarbeitungseinrichtung 24 über die Leitung 30, den Multiplexer 16 und die Leitung 14« an die Endstelle 12a zurückgesendet. Dieses Signal ist dann das endgültige Ergebnis des gesamten Vorgangs und wird von der Endstelle 12a an eine Leitung 32a abgegeben und kann dazu benutzt werden. Zugang zu einem gesicherten Bereich zu gestatten. Geld herauszugeben, einen Aufzug zu betätigen, eine Fahrt in einem öffentlichen Verkehrsmittel zu gestatten usw.

Identitätsdaten und Einzelheiten können über das zAvtschengeschaitete Tastenfeld 34 von dem Datenspeicher 26 aus hinzugefügt oder gelöscht werden, wobei ein »geschaffener Datei«-Kode über das Tastenfeld 34 und die Leitung 33 zu der Datenverarbeitungseinrichtung 24 abgegeben wird; diese überträgt dann in einem derartigen Fall die Identitätsdaten der Person und die übrigen Einzelheiten, die mittels der Etikett-Identifizierung und der Fingerabtastung der Person an einer der Endstellen festgestellt worden sind, über die Leitung 25 zur Speicherung an den Datenspeicher26. Wenn die Datenverarbeitungseinrichtung 24 eine Identitätsnummer von dem Multiplexer 16 und einen »Lösch«-Kode von dem Tastenfeld 34 über die Leitung 33 erhält, überträgt sie über Leitungen 25 Daten an den Datenspeicher 26, um die Identitätsdaten und die übrigen Einzelheiten, welche sich auf die einzelne Person beziehen, zu überschreiben (zu löschen).

Wie oben ausgeführt, weist das System fünf Elemente auf, von welchen die Endstellen (12a bis 12d) die »örtliche oder lokale« Station und die übrigen Einrichtungen die »zentrale« Station darstellen, nämlich die Übertragungsleitungen (14a bis \4d) und der

\f!il f1A\ Hi ll Rhihi

(20); die Datenverarbeitungseinrichtung (24) und der Datenspeicher (26). Diese Elemente werden nunmehr im einzelnen beschrieben.

Die Endstellen (12a bis YLd) haben fünf Hauptaufgaben: (1) den Fingerabdruck von einem Finger zu lesen, welcher auf das Endstellenfenster gelegt worden ist, und ein deutliches, gut ausgebildetes Binärbild des Fingerabdrucks für eine weitere Verarbeitung zu schaffen; (2) den Mechanismus für eine schnelle und genaue Aufnahme des angeblichen Identitäts-Etiketts einer Person zu schaffen, die eine Identitätsprüfung fordert; (3) die Einrichtungen zur Übertragung des Binärbildes des Fingerabdrucks und des Identitäts-Etiketts und zum Empfang des wirksamen (Steuer-)-Signals über das Verbindungssystem vorzusehen; (4) Einrichtungen zur Anzeige und Wiedergabe der Zustände der Endstellen und des Verhaltens der zentralen Verarbeitungseinrichtung vorzusehen und (5) Einrichtungen zur Übertragung des wirksamen Steuersignals an eine entsprechende Einrichtung vorzusehen (wenn eine derartige Einrichtung nahe bei der Endstelle angeordnet ist).

Eine der Hauptschwierigkeit, Fingerabdrücke unmittelbar zu lesen, besteht darin, daß die Papillarlinien, d. h. die Erhebungen und Vertiefungen, einen

schlechten Kontrast aufweisen. Um ein gutes Bild zu erzeugen, wird in den Endstellen ein Vergrößerungsverfahren angewendet, das auf der optischen Erscheinung der Totalreflexion beruht, die bei einem Prisma angewendet wird. Sich in einem Prisma ausbreitendes Licht kann an einer Glas/Luft-Grenzfläche reflektiert und gebrochen werden, und die Einfalls- und Brechungswinkel sowie die Brechungskoeffizienten sind durch das Sneilsche Brechungsgesetz in Beziehung gesetzt:

/ι, sin0 , = /J₂ sin 0,

Ein derartiger kritischer Einfallswinkel ist der Winkel 0,, für welchen 0₂ gleich 90" ist. Über diesem Winkel, welcher für Luft und bestimmte Glaszusammensetzungen ungefähr 42° beträgt, findet nur eine Reflexion statt.

Wenn ein Finger auf die Prismenoberfläche gelegt wird, berühren nur die Erhebungen das Glas, und (kleine) Lufttaschen bleiben in den Vertiefungen zu-

tigen Winkel in die Vertiefungen einfällt, reflektiert, während Licht, das auf die Erhebungen auftrifft, in dem verhältmäßig dichten Medium des Fingers absorbiert wird. Auf diese Weise können scharfe Bilder mit einem sehr guten Kontrast erhalten werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hat die Endstelle 12« ein durch eine Fläche 111« eines Prismas 111 festgelegtes Fenster zum Abtasten der Kappe des Fingers F, ein Tastenfeld 112 zur Eingabe eines Identitäts-Etiketts und eine Anzahl Anzeigeeinrichtungen 114 bis 117, um anzeigen zu können, ob die Endstelle wirksam, d. h. eingeschaltet ist und für eine Identitätsüberprüfung zur Verfugung steht; ob das Identitäts-Etikett zu überprüfen ist; ob ein Finger auf die Endstelleneinrichtung zum Abtasten oder zu einem erneuten Abtasten gelegt werden sollte, und ob die geforderte Identität bestätigt oder zurückgewiesen worden ist. Licht von der voreingestellten Lampe 120 tritt durch Kondensorlinsen 122 hindurch und ist auf die Fläche Ulfe des Prismas 111 gerichtet. Normalerweise wird dieses Licht im Inneren des Prismas 111 reflektiert und tritt über eine Fläche Ulf aus. Wenn jedoch eine Person ihren Finger Favf das durch die Fläche lila festgelegte Abtastfenster gelegt hat, kommt es zu einer Reflexion entlang den Erhebungen, wodurch sich ein Schwarzweißbild mit hohem Kontrast ergibt. Das Bild wird dann zu dem vertikalen Abtastspiegel 124 reflektiert und tritt durch eine aus vielen Elementen bestehende Objektivlinse 126 hindurch, mittels welcher das Bild auf eine horizontal verlaufende Photodetektoranordnung 137 scharf eingestellt wird und in ein elektronisches, einem Fernsehbild ähnliches Rasterbild mit Hilfe einer mechanischen und elektronischen Abtastung, gesteuert durch Zeitsteuer- und Steuersignalschaltungen 154, umgewandelt wird.

Die Identitäts-Etikett-Information wird mittels Tastenanschlägen auf dem Tastenfeld 112 geschaffen, und diese Daten werden in ein Schieberegister 140 eingespeichert, und zu einem bestimmten Zeitpunkt wird ein Zeichen herausgeschoben, um einen Überprüfungsvorgang einzuleiten. Für eine Übertragung über die Telefonleitungen werden die an den Multiplexer 16 in der der »zentralen« Station übertragenen Daten in der Endstelle 12a in zeichenähnliche Bitblocks mit Hilfe eines Informationskodierers/dekodierers 142 kodiert, um mittels eines nicht dargestellten Modems über eine Leitung 14a übertragen zu werden. Die Daten, welche von der Endstelle 12a

über die Leitung 14a von dem Modem erhalten werden, werden aus zeichenähnlichen Bitblöcks mittels eines Informationskodierers/dekodierers 142 dekodiert. Wenn die Endstelle 12a mit der Datenverarbeitungseinrichtung 24 in der »zentralen« Station über Leitungen verbunden ist, sind Leitungstreiberstufen und Empfänger für das nicht dargestellte, verdrillte Leitungspaar in der Endstelle 12a vorgesehen. Wenn die geforderte Identität nachgewiesen worden ist, erhält die Endstelle 12a ein Signal von der Verarbeitungseinrichtung 24. Die Endstelle 12a gibt dann nach dem Dekodieren des Signals mittels des Kodierers/ Dekodierers 142 ein Steuersignal über eine Leitung 143, eine relaisgesteuerte Betätigungseinrichtung 144 und eine Leitung 32a an einen nicht dargestellten Betätigungsmechanismus ab.

Die Anzeigeeinrichtung 114 ist über eine Leitunp 119 mit Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 der Endstelle 12a verbunden und zeigt an, daß die Endstelle Ha betriebsbereit ist Dip 711 identifizierende Person gibt die entsprechenden Identifizierungsdaten an dem Tastenfeld 112 ein, welches die Daten an das Schieberegister 140 überträgt, welches eine herkömmliche, digitale, elektronische Schieberegister-

schaltung aufweist. Das Schieberegister 140 speichert die von dem Tastenfeld 112 übertragenen Daten und gibt zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Zeichen über eine Leitung 158 an die Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 ab. Die Zeit- und Steuersignalschaltungen

«> 154 weisen herkömmliche elektronische Impulsgeneratoren, logische Verknüpfungsschaltungen und Registerschaltungen auf und übertragen die von dem Schieberegister 140 erhaltenen Identifizierungsdaten über eine Leitung 156 an den Informationskodierer/

J"> dekodierer 142. Der Kodierer/Dekodierer 142 weist herkömmliche digitale, elektronische Logikschaltungen auf und kodiert die eingetasteten Identifizierungsdaten, die er von den Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 erhalten hat, um sie über die Leitung

-'<> 14a an den Multiplexer 16 und über die Leitung 30 an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 zu übertragen, wo bestimmt wird, ob die Person in dsm Datenspeicher vorhanden ist.

Zusätzlich schalten die Zeit- und Meuersignal-

i-, schaltungen 154 über die Leitung 119 die Anzeigeeinrichtung 115 an. Entsprechend der Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 115 legt die zu identifzierende Person ihren bereits vorher bestimmten Finger F auf die Fläche lila des Prismas 111. Wenn der Finger F

yx richtig auf die Fläche lila aufgelegt ist, berührt der Finger F Elektroden 101 und 102, und das Licht, welches von einer normalerweise angeschalteten, voreingestellten Lampe 120 durch Kondensorlinsen 122 und die Prismafläche 111b hindurchtritt, wird aufgrund

ί·-, des Vorhandenseins der Erhebungen des Fingers F, weiche die Prismafläche lila berühren, nur teilweise reflektiert. Das reflektierte Licht, das ein Schwarzweiß-Abbild mit hohem Kontrast des Fingerabdrucks darstellt, tritt über die Prismafläche 111c aus, wird

so von dem vertikalen Abtastspiegel 124 reflektiert und tritt durch die aus vielen Elementen bestehende Objektivünse 126 hindurch, welche das Bild auf der horizontal verlaufenden Photodetektoranordnung 137 scharf einstellt. Die Photodetektoranordnung 137,

hi weiche eine lineare Festkörperabtasteinrichtung der Serie RL-128 sein kann, welche von der Reticon Corporation in Mountain View, Kalifornien hergestellt wird, schafft einen Ausgang, welcher das an ihr einfal-

lende Lichtmuster wiedergibt.

Der Ausgang der Photodetcktoranordnung 137 wird über eine Leitung 149 an Videosignal-Verarbeitungsschaltisngen 150 übertragen, welche Verstärker, Scheitelwertdetektoren und Abfrage- und Halteschaltungen aufweisen. Signale von den Elek-roden 101 und 102, welche an der Fläche lila des Prismas ill angeordnet sind, werden verwendet, um zu fühlen, daß der Finger F richtig angeordnet ist, um mit einer Abtastung beginnen zu können. Diese Signale werden mittels Verstärkern 104 und 105 verstärkt, welche in Leitungen 107 bzw. 108 angeordnet sind; die verstärkten Signale werden von den Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 benutzt, welche ihrerseits über eine Leitung 156, den Kodierer/Dekodierer 142, die Leitung 14a, den Multiplexer 16 und die Leitung 30 ein Signal an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 bei Anliegen eines Signals abgeben, daß der Finger Frichtigangeordnet ist. Ein mittels eines Bildzählers 176 festgelegtes F.inleitungssignal wird zu den Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 zurückgeleitet, welches übel sine Verbindung von Steuer- und Rückkopplungssignalen den Betrieb der Teile in der Endstelle 12a synchronisiert.

Da die horizontal verlaufende Photcxletektoran-{| Ordnung eine einzelne Linie des Fingerabdruckbildes

1| fühlt, muß das Bild quer zu der Photodetektoranord-

fs hung bewegt werden. Das Bild wird mittels eines Syn-

chronmotors 130 bewegt, welcher in Gang gesetzt

|, wird, wenn der entsprechende Befehl von der Veers' beitungseinrichtung 24 erhalten wird und an den Mo-

tor 130 über eine Leitung 160 von den Zeit- und Stenge ersignalschaltungen 154 übertragen wird. Der Motor

130 ist über eine Riemenscheibe, einen Treibriemen,

ΐ ein Getriebe oder eine andere entsprechende Verbin-

dung mit einer Antriebskurvenscheibe 134 verbunden

^ und bewegt dadurch den Spiegel 124, welcher an einem schwenkbaren Teil 136 angebracht ist, an welchem die Kurvenscheibe 134 anliegt. Der Ausgang der Photodetektoranordnung 137, welcher eine Reihe von negativ verlaufenden Impulsen mit einer Amplitude ist, die proportional dem einfallenden Licht ist, wird den Videosignal-Verarbeitungsschaltungen 150 zugeführt. Die schaltungen ί5ϋ geben ein erstes Ausgangssignal über eine Leitung 152 an die Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 und ein zweites Ausgangssignal, welches ein stetiges Videosignal ist, über eine Leitung 161 an Schwellenwertschaltungen 162 ab. Die Schwellenwertschaltungen 162 weisen herkömmliche Vergleicherschaltungen und ein Hochpaßfilter auf, das irgendeine Verschiebung gegenüber dem Videosignal beseitigt und es in ein Wechselstromsignal umwandelt. Positive Auslenkungen (Erhebungen) und negative Auslenkungen (Vertiefungen) werden von den Schwellenwertschaltungen 162 unterschieden, und ihr Ausgangssignal wird am hinteren Ende des Abtastimpulses in einen 1-Bit-Puffer 164 als Binärsignal taktgesteuert eingegeben, in welches der abgetastete Fingerabdruck umgewandelt worden ist.

Ein synchrones Steuersignal wird dem 1-Bit-Puffer 164 über eine Leitung 166 von den Zeit- und Steuersignalschaltungen 164 zugeführt, und dementsprechend wird die Übertragung des Binärsignals über die Leitung 168 zu dem Kodierer/Dekodierer 142 fortgesetzt und von dort über die Leitung 14a, den Multiplexer 16 und über Leitungen 18 und 30 zu der vorgeschalteten Recheneinheit 20 bzw. der Datenverarbeitungseinrichtung 24 übertragen, bis eine FingorabtastuDp beendet ist; hierzu sind in der wiedergegebenen Ausführungsform 128 Leitungen vorgesehen. Entsprechend dem Ausgangssignal, das über die Leitung 152 den Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 zugeführt ist, geben diese (154) ein Ausgangssignal über eine Leitung 170 an einen 9-Bit-Zeilenzähler 1 /2 nb, welcher herkömmliche, digitale, elektronische Zählerschaltüngen aufweist. Die sieben, dem Zähler 172 zugeführten, höherwertigen Bits werden dazu verwendet, um die 128 Stellen hinaufzuzählen, welche eine Fingerabdruckzeile darstellen, und es wird ein Zeilenendsignal als Eingang an den Bildzähler 176 über eine Leitung 173 und über Leitungen 173 und 174 als Rückkopplungssignal an die Zeit- und Steuersignalschaltungen 154 abgegeben.

Der Bildzähler 176, welcher herkömmliche, digitale, elektronische Zählerschaltungen aufweist, zählt die 128 Zeilen, welche eine vollständige Abtastung

2<i darstellen. An dieser Stelle wird dann ein Bildendsignal zu den Zeit- und Sseuerschaltungen 154 über eine Leitung 178 rückgekoppelt, um den Motor 130 anzuhalten, und es stellt gleichzeitig das synchrone Steuersignal dar, das über die Leitung 166 dem 1 -Bit-Puffer zugeführt wird, bis der nächste Startimpuls erhalten wird. Hierdurch kann das Abtasten des Fingerabdrucks durch einen Vergleich mit dem gespeicherten Fingerabdruck in der Datenbank in der »zentralen« Station synchronisiert werden. Wenn alle Identitäts-

3i) informationen zu der vorgeschalteten Recheneinheit 20 und der Datenverarbeitungseinrichtung 24 übertragen worden ist und die Identität bestätigt oder bestritten worden ist, wird ein entsprechendes Signal von der Datenverarbeitungseinrichtung über die Leitung

-15 30, den Multiplexer 16 und die Leitung 14a an den Kodierer/Dekodierer 142 der Endstelle 12a übertragen. Wenn die Identität bestätigt worden ist, gibt der Kodierer/Dekodierer 142 ein Signal über die Leitung 143 an die relaisgesteuerte Betätigungseinrichtung

-»o 144 ab. Die Einrichtung 144, weiche ein herkömmliches Festkörper- oder mechanisches Relais ist, überträgt ein entsprechendes Steuersignal über die Leitung 32a, wodurch dann entsprechend dem über die Leitung 143 zugcfiiiii Ich Signa! cmc Tüi gcüffiici wiiii USW.

Der Kodierer/Dekodierer 142 überträgt die die Identität bestätigende oder ablehnende Information an die Zeit- und Steuersignalschaltungen 154, welche ein Signal über die Leitung 119 abgeben, um die An-Zeigeeinrichtung 117 anzuschalten, wenn die Identifizierung bestätigt wird, oder um die Anzeigeeinrichtung 116 anzuschalten, wenn die Identität abgelehnt wird. Wenn die Identität abgelehnt wird, kann eine zweite Abtastung des Fingerabdrucks und eine Eingäbe der Identifizierung gefordert werden, bevor ein Alarm erfolgt oder eine andere entsprechende Maßnahme ergriffen wird; sonst wird der Alarm unmittelbar gegeben.

Eine andere Ausführung 12a' einer Endstelle ist

bo in Fig. 3 dargestellt, wobei Striche bei den Bezugszeichen hinzugefügt worden sind, die den geänderten Aufbau anzeigen. In der zweiachsigen Abtasteinrichtung ist die Photodetektoranordnung 137 der Fig. 2 durch ein Drehprisma 180 mit einem in horizontaler

_b5 Richtung quadratischen Querschnitt und durch einen Photodetektor 137' ersetzt. Das Prisma 180 ist an einer Welle 182 angebracht und wird mittels eines Motors 130' über Kegelräder 186 und 188 oder Ober an-

dere entsprechende Verbindungseinrichtungen, wie Riemen, Riemenscheiben und Rädergetriebe, angetrieben. Gesteuert durch die Zeit- und Steuersignalschaltungen 154' treibt der Motor 130' sowohl das verschwenkbare Teil 136 als auch die Welle 182 synchron an, um die Winkelbewegung sowohl des vertikalen Abtastspiegel 124 als auch die Drehbewegung des Prismas 180 zu steuern. Da jede Fläche des Prismas 180 den Weg des Lichts kreuzt, das auf die aus vielen Elementen bestehende Objektivlinse 126 auftrifft, wird das Licht im Inneren des Prismas 180 unter einem Winkel zu der horizontalen Ebene gebrochen, welcher sich mit dem Winkel zwischen der Fläche des Prismas 180 und der Richtung des einfallenden Lichts ändert. Das Licht tritt dann von der Fläche des Prismas 180, die der Fläche gegenüberliegt, über welche es eintritt, wieder unter einem sich ändernden Winkel aus. Da jede Fläche des Prismas 180 sich um etwa 90° in der Lichtbahn dreht, tastet das austretende Licht quer über den kleinen Photodetektor 137'. Auf diese Weise wird eine horizontale Linie oder ein sehr schmale." horizontaler Streifen des Bildes quer über den Photodetektor 137' getastet; da der Ausgpng des Photodetektors 137' kontinuierlich ist, brauchen die Videosignal-Verarbeitungsschaltungen 150' das Signal nur zu verstärken, bevor es den Schwellenwertschaltungen 162 zugeführt wird. Der Aufbau und die Arbeitsweise der Endstelle 12a'entspricht im übrigen d :r der !Endstelle 12a.

Der Multiplexer 16 des »zentralen« Systems weist herkömmliche Abrufschaltungen und Pufferspeicher auf und ist mit der Endstelle 12a über eine Übertragungsleitung 14α verbunden, welche entweder ein verdrilltes Leitungspaar sein kann, wenn die Abstände nicht zu groß sind (kleiner als 1000 m) oder Telefonleitungen sein können. Es können auch spezielle Übertragungseinrichtungen, wie beispielsweise Infrarot-Datenubertragungen. verwendet werden, aber diese Einrichtungen dürften, abgesehen für außergewöhnliche Umstände, zu teuer sein. Wenn die Datenverbindung ein verdrilltes Leitungspaar ist, können herkömmliche integrierte Ansteuer- und Empfängerschaltungen verwendet werden, die dann in den Endstellen und dem Multiplexer untergebracht sind.

Wenn öffentliche Telefonleitungen verwendet werden müssen, gibt es mehrere Wahlmöglichkeiten, aber in allen Fällen müssen herkömmliche Modems zwischen den Telefonleitungcn und dem Multiplexeranschluß verwendet werden. Die Wahlmöglichkeiten im Hinblick auf die Telefonleitungen hängen davon ab. ob die Leitungen anwählbar sind, ob es unabhängig vermietete Leitungen oder abhängig vermietete Leitungen sind, wobei jedoch die Kosten für die Leitungen ansteigen und die Zeit für eine Datenübertragung abnimmt. Die Entscheidung wird hauptsächlich im Hinblick auf die Kosten einer übertragung und im Hinblick auf die Geschwindigkeit getroffen, mit welcher die Daten zwischen der Endstelle und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden müssen.

Der Multiplexer 16 dient dazu, viele Endstellen einer vorgeschalteten Recheneinheit 20 und der Dateneinrichtung 24 zuzuteilen. Der verhältnismäßig komplizierte Aufbau des Multiplexers 16 hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der das ganze System auf die Identifizierungseingaben ansprechen muß, die es aushalten muß. Wenn jede weitere Endstelle so ausgelegt werden kann, daß sic wartet, bis die Endstelle, welche gerade von der vorgeschalteten Recheneinheit 20 und der Datenverarbeitungseinrichtung 24 bedient wird, erledigt ist, dann kann der Multiplexer 16 ziemlich einfach sein. Ln diesem Fall würde er ein Schalter sein, "> welcher die erste Endstelle verbindet, die eine Verbindung mit der Recheneinheit 20 und der Datenverarbeitungseinrichtung 24 verlangt. Wenn der Vorgang beendet ist, würde er zu der nächsten Endstelle in der Leitung umschalten, welche eine Verbindung gefordert hat. Wenn eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit gefordert wird, dann wird ein Multiplexer 16 vorgesehen, der Daten von jeder Endstelle, die eine Verbindung fordert, so schnell aufnimmt, wie jede Endstelle die Daten übertragen kann. In diesem Fall müssen die Daten in einen Pufferspeicher eingegeben werden, und sobald ein Pufferspeicher voll ist, werden die Daten zu der Recheneinheit 20 und der Datenverarbei-

' tungseinrichtung 24 abgegeben.

Die vorgeschaltete Recheneinheit ist ein elektroni-M scher Digitalrechner mit Festprogramm, welcher herkömmliche integrierte Festkörperschaltungen einschließlich logischen Verknüpfungsgliedern und Registern aufweist. Die Hauptaufgabe der Recheneinheit 20 besteht darin, ein vorbereitendes Fühlen der

'"> Einzelheiten des Fingerabdruckbildes und eine Vergrößerung und Organisation des Fingerabdruckbildes durchzuführen. Die Recheneinheit 20 erhält in serieller Form einen Datenfluß, welcher eine digitalisierte (binäre) Videos ^nalform des Fingerabdrucks dar-

«> stellt, welchen die Endstelle in dem 1-Bit-Puffer 164 erzeugt und welcher Untersuchungen auf kleinen Flächenbereichen des Fingerabdruckbildes durchführt, um zu bestimmen, ob ein Ende oder eine Verzweigung einer Erhebung (Einzelheiten) an der Fensterstelle

ii vorhanden ist, und gibt dann die gefühlten Einzelheiten vorläufig bzw. versuchsweise an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 weiter.

Die zwei durchgeführten Untersuchungen, welche nunmehr im einzelnen beschrieben werden, sind die

w fortlaufenden, logischen Fühlvorgänge, welche bestimmen, oh eine zusammenhängende Erhebung (d. h. eine Papillarlinie) sich in, aber nicht über das Fenster erstreckt, und die Randuntersuchung legt fest, daß das. was sich in das Fenster erstreckt, eine Erhe-

J ·> bung und nicht ein Fleck ist. Die gesamte, zulässige Abtastrastergröße beträgt 128 Stellen pro Zeile. Die von der Datenverarbeitungseinrichtung 24 geschaffenen Fühldatcn bestehen aus den Ä"-und V-Koordinaten des Fensters, einem Fenstcr-Komplement-Bit.

Vi dem Inhalt des Fensters selbst und Flächen- sowie PerimetermeLUvcrten der geprüften Einzelheiten. Diese Daten werden in vierzehn Id-Bit-Worten zusammengefaßt und mittels eines Datenmultiplexers 232 an die Ein Ausgabe-Hauptleitung abgegeben. Die Adres-

r. senwahl für den Datenmultiplexers 232 wird mittels der Datenverarheitungseinrichtung 24 durchgeführt. Weitere F in/elheiten sind in der Patentanmeldung P 241728:.5 beschrieben.

Die vorgeschaltete Recheneinheit 20 kann Finger-

<■» abdruck-Bildpunkte aufnehmen und weist eine selbstprüfende Hardware auf, welche es der Datenverarbeitungseinrichtung 24 ermöglicht, diagnostische Prüfungen durchzuführen, um die genaue Arbeitsweise des Systems zu gewährleisten« Einschrän-

hi kungen sowohl bei den Fingerabdruckendsteilen als auch bei der Datenverarbeitungseinrichtung 24 vermindern die Verarbeitungsgeschwindigkeit der vorgeschalteten Recheneinheit 20.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird der binäre Datenfluß mittels des Multiplexers 16 (siehe Fig. 1) über eine Leitung 18 an die vorgeschaltete Recheneinheit 20 übertragen, und wird mittels einer Kopplungs- oder Anschlußeinrichtung 200 am Eingang aufgenommen, λνεΙΛε aus herkömmlichen, digitalen, elektronischen Logik- und Registerschaltungen aufgebaut ist. Ein Datensortiergerät 202 ist eine Verknüpfungsanordnung aus herkömmlichen, elektronischen digitalen Logikschaltungen, welche die Datenquelle für ein Zeilenspeicherregister 208 und ein EingEiberegister 210 auswählt. Das Zeichenspeicherregister 208, das aus elf herkömmlichen, statischen 128 Bit-Schieberegistern aufgebaut ist, die in Reihe in einer 11 X 128-Anordnung angeordnet sind, um insgesamt 1408 Bits zu speichern, und das Eingaberegister 210, welches aus einer Vielzahl in Reihe/parallel geschalteter Schieberegister aufgebaut ist, um eine rechteckige bzw. quadratische Fensteranordnung zu schaffen, sind mit der Eingangsdaten-Sortiereinrichtung 202 über Leitungen 204 bzw. 205 verbunden. Normalerweise ist die ausgewählte Datenquelle die Endstelle, in welcher ein Fingerabdruck abgetastet wird und welche über die Lerung 201 mit der Eingangsdaten-Sortiereinrichtung 202 verbunden ist; bei Versuchsbedingungen ist die Datenquelle jedoch die Datenverarbeitungseinrichtung 24, welche über eine Leitung 22, eine Kopplungseinrichtung 230 und eine Leitung 203 mit der Eingangsdaten-Sortiereinrichtung 202 verbunden ist. Die Auswahl der Datenquelle wird mittels eines nicht dargestellten Schalters dargestellt, der zu Wartungszwecken in der Sortiereinrichtung 208 untergebracht ist.

Die Zeilenspeicherregister 208 schafft eine Speicheren g für elf vorher abgetastete Zeilen des Fingerabdrucks, und wenn Information von jeder neuen Stelle erhalten wird, werden die Daten durch die Register geschoben, so daß die 1408 zuletzt abgelesenen Stellen (elf vorhergehende Zeilen) gespeichert werden. Ein 12-Bit-Parallelwort aus dem laufenden Bit von der Sortiereinrichtung 202 und die Ausgänge der elf Speicherregister, welche das Speicherregister 208 bilden, werden über eine Leitung 208 und über Leitungen 206 bzw. 209 zugeführt, um das Eingangswort an dem Eingaberegister 210 zu bilden. Das Register 210 ist die erste Einrichtung zur Durchführung einer »Fensterabtastung«, die verwendet wird, um kleine Flächenbereiche des Fingerabdrucks zu überprüfen, um mögliche Fingerabdruckeinzelheiten zu fühlen. Das Eingaberegister 210 weist eine Vielzahl in Reihe/parallel geschalteter Schieberegister auf, deren parallele Ausgangsanschlüsse zu irgendeinem Zeitpunkt eine Rechteckt- oder Quadratanordnung von Abtastpunkten in dem abgetasteten Fingerabdruckbild aufweisen. Diese Anordnung weist auch eine logische Einrichtung auf. weiche das bitweise logische Komplement der Registerinhalte auf einen Befehl hin bilden kann. Die Anordnung wird geladen, und zwar mit zwölf Bits zu einem bestimmten Zeitpunkt, d. h. mit dem einen Bit von der Datensortiereinrichtung 202 über die Leitung 205 und mit dem 11-Bit-Wort, das von dem Zeilenspeicherregister 208 über Leitungen 206 Und 209 zugeführt wird,

Die Komplementlogik 214 ist aus herkömmlichen, digitalen elektronischen Logikschaltungen aufgebaut und hat die Aufgabe, den Inhalt des Eingabezählers 210 zu ändern, welcher über eine Leitung 213 züge* führt wird, so daß ein Ende einer Päpilläflinie bzw. einer Erhebung ähnlich wie eine Verzweigung während des anschließenden Fühlens der Einzelheiten behandelt werden kann. Insbesondere wird dies dadurch erreicht, daß ein Befehl über eine Leitung 215 einge-ί geben wird, um das bitweise Komplement des Inhalts des Registers 210 zu bilden, wenn bestimmte Voraussetzungen bestehen. Die Voraussetzungen im Hinblick auf die Verwendung des Komplements sind: (1) wenn entweder 3 oder 4 der vier Mittelpunkte der ίο Anordnung auf einem logischen Pegel 1 liegen, befindet sich in dem Fenster wahrscheinlich eine Vertiefung oder möglicherweise eine Abzweigung, und die Anordnungwird nicht ergänzt; (2) wenn entweder 3 oder 4 der vier Mittelpunkte der Anordnung auf einem Ιοί 5 gischen Pegel 0 liegen, befindet sich in dem Fenster sehr wahrscheinlich eine Erhebung und möglicherweise ein Ende einer Erhebung, und die Anordnung wird ergänzt; und (3) wenn genau 2 der vier Mittelpunkte der Anordnung auf einem logischen ?egel 0 sind, dann befindet sich in dem Fenster wahrscheinlich eine Begrenzungs- oder Randlinie einer Erhöhung oder einer Vertiefung oder ein verschmutzter Flächenbereich des Abdrucks, und die Anordnung wird nur ergänzt, wenn das vorherige Fenster nicht ergänzt wurde. Eine Anordnung, die ergänzt worden ist, wird wieder ergänzt, bevor das nächste Datenbit von der Endstelle erhalten wird. Ein Kennzeichensignal wird über eine Leitung 216 an den Datenmultiplexer 232 jedesmal dann abgegeben, wenn ein Fenster ergänzt

in wird.

Die Kontinuitäblogik 220 ist aus einer Parallelanordnung von herkömmlichen, digitalen, elektronischen logischen Schaltungen gebildet und hat die Aufgabe, während jedes Arbeitszyklus alle Punkte des

η Bildes zu beseitigen, welche in dem 12 x 12-Fenster-(Anordnung)bereich enthalten sind, welche nicht durch mindestens eine fortlaufende Folge von binären Bildpunkten mit dem logischen Wert (1) mit den vier Mittelpunkten des Fensters verbunden sind. Diese vier Mittelpunkte werden unmittelbar über die Leitung 218 an das Ausgangsregister 222 übertragen. Hierdurch wird eine angrenzende Erhöhung beseitigt, welche dazu führen würde, daß bestimmte zu prüfende Einzelheiten verschwommen oder unklar gefühlt wer-

4-, den. Die Kontinuitätslogik 220 arbeitet an dem Bild (oder einem Komplement des Bildes), das in dem Eingaberegister 210 enthalten ist. Das abgewandelte Bild wird über eine Leitung 221 an das Ausgangsregister 222 übertragen, welches die binären Bilddaten in der

-,η 12 x 12-Fensterfläche speichert, die mitteis der Kontinuitätslogik 220 abgewandelt sind. Dar Ausgangsregister 222 weist zwölf 12-Bit am Eingang und Ausgang paral!-l geschaltete Register auf, die in einer 12 x 12-Anordnu.ig angeordnet und mit einer Iogi-

r, sehen Fühleinrichtung 224 und dem Datenmultiplexer 232 über Leitungen 223 bzw. 231 verbunden sind. Die logische Fühleinrichtung 224 ist aus digitalen, elektronischen Logikschaltungen gebildet, die als herkömmliche Zähler, Register, Addierer und Verkniip-

M₁ fungsglieder angeordnet sind und die Aufgabe haben. Untersuchungen bzw. Überprüfungen an jedem in dem Ausgangsregister 222 enthaltenen Fenster durchzufuhrenj um das Vorhandensein Von möglichen Einzelheiten festzustellen. Die Kriterien, die ein Feii^

^ ster haben und aufweisen muß, damit es als ein Fenster betrachtet werden kann, das mögliche bzw, denkbare Einzelheiten enthält, sind folgende; (l)die Erhebung muß nicht vollständig über das Fenster verlaufen; und

030 220/217

(2) es muß in Abhängigkeit von seiner Ausrichtung in dem Fenster nicht mehr als eine maximal zulässige Anzahl von Auflösungselementen entlang des Fensterrandes schneiden. Bei Fenstern, weiche den obigen Kriterien genügen, gibt die logische Fühleinrichtung 224 ein Annahmesignal an eine einen Fensterdurchgang steuernde Logik 226 über die Leitung 225 ab.

Die Steuerlogik 226 ist aus herkömmlichen, digitalen elektronischen Verknüpfungsschaltungen aufgebaut und hat die Aufgabe, ein Signal zu erzeugen, welches über eine Leitung 227 an die Kopplungseinrichtung 230 abgegeben wird, wenn mögliche bzw. denkbare Einzelheiten gefühlt werden. Bestimmte andere Kriterien müssen angetroffen werden, bevor eine Meldung an den Rechner oder die Datenverarbeitungseinrichtung 24 abgegeben wird. Diese Kriterien sind: (1) es können keine Meldungen während der ersten 11 Zeilen des Fingerabdrucks (Zeilensperre) abgegeben werden; und (2) es können keine Meldungen während der ersten 11 Stellen einer Zeile (Stellensperre) abgegeben werden. Bei Fenstern, welche die logische Überprüfung durchlaufen und den oben angegebenen Kriterien genügen, gibt die Steuerlogik 226 ein Markierungssignal an die Kopplungseinrichtung 230 ab.

Der Datenmultiplexer 232 ist uis digitalen, elektronischen Logikschaltungen in einer bei Multiplexern üblichen Anordnung aufgebaut und hat die Aufgabe, Daten an ganz bestimmten Stellen in der vorgeschalteten Recheneinheit 20 für eine Übertragung an den Rechner oder du Datenverarbeitungseinrichtung 24 zu ergreifen. Der Datenr"ultiple^ver 232 kann eine ausgewählte feste Anzahl von Vielfachbit-Worten erfassen, und die Adressenauswahl Sv den Datenmultiplexer 232 wird mittels der Datenverarheitungseinrichtung 24 über die Leitung 22, die Kopplungseinrichtung 230, die Leitung 235, ein Multiplexeradressenregister 236, welches ein herkömmliches, digitales elektronischen Register ist, und eine Leitung 237 durchgeführt. Daten von dem Datenmultiplexer 232 gelangen über die Leitung 239, die Kopplungseinrichtung 230 und die Leitung 22 zu der Datenverarbei tungseinrichtung 24.

Die gesamte zeitliche Steuerung des Systems wird von einer herkömmlichen, elektronischen 12-Phasen-Taktschaltung252erhalten, welche eine quarzgesteuerte Oscillatorschaitung aufweist, die bei einer ausgewählten festen Frequenz arbeitet. Die Taktschaltung 252 ist mit der Hingangskopplungseinrichtung 200 über eine Leitung 251 verbunden und gibt über eine Leitung 253 ein Steuersignal an den -Y-Koordinatcn-Zählcr 242 ab. Bei Anliegen eines Zeitsteuersignals von der Findstelle an der »lokalen« Station wird mit dem Verarbeitungszyklus begonnen. Da die zeitliche Systemsteuerung der Datentaktschaltung 252 untergeordnet ist. kommt es zu keiner Beschränkung der Taktfrequenz, außer daß sie nicht schneller sein muß als die Verarbeitungsgeschwindigkeit der vorgeschalteten Recheneinheit 20 und daß genau 10384 Impuls für jede Abtastung eines Fingerabdrucks vorhanden sein müssen. Sobald ein das Ende eines Abdrucks anzeigendes Signal gefühlt wird, wird die vorgeschaltete Recheneinheit 20 abgeschaltet und wird mittels eines Befehls von der Datenverarbeitungseinrichtung 24 freigegeben,

Zähler 242 und 244 für die X* und die Y- Koordinaten sind aus herkömmlichen, digitalen, elektronischen Zählerschaltungen aufgebaut und zeigen die Λ'- und y-Koordinaten der Stelle an, die während der Abtastung des Fingerabdrucks verarbeitet wird. Der Zähler

242 für die A'-Koordinate ist 7 Bit lang und zählt 128 Stellen entlang einer Zeile. Der Zähler 244 für die y-Koordinate, welcher 7 Bit lang ist und 128 Zeilen zählt, ist mit dem Zähler 242 über eine Leitung

243 und dadurch mit der Taktschaltung 252 verbunden. Bei einer vollen Zählung der beiden Zähler 242

und 244 wird ein das Ende eines Abdruckes markierendes Signal an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 über Leitung 246 bzw. 248, den Datenmultiplexer 232, die Leitung 239, die Kopplungseinrichtung 230 und die Leitung 22 abgegeben.

Die Kopplungseinrichtung 230, welche aus herkummlichen, digitalen, elektronischen Logikschaltungen aufgebaut ist, die wie Verknüpfungsglieder angeordnet sind, ist kein Bestandteil der vorgeschalteten Recheneinheit 20. Die Aufgabe der Kopplungseinrichtung 230 besteht darin, eine Steuerung der vorgeschalteten Recheneinheit 20 zu schaffen und das Übertragen von Daten an und von der Datenverarbeitungseinrichtung 24 zu erleichtern. Die Kopplungseinrichtung 230 schafft ein Startsignal, um die Re- -'· cheneinheit 20 auszulösen. Wenn die vorgeschaltete Recheneinheit 20 zu prüfende Einzelheiten führt, gibt sie ein Signal an die Datenverarbeiturgseinrichtung 24, weiche dann den Datenmultiplexer 232 adressiert und die Fühlparameter liest.

«ι Bei Prüfbetrieb gibt die Dutenverarbeitungseinrichtung 24 Prüfmuster über die Leitung 22 und über die Kopplungseinrichtung 230 ab, welche sie der Datensortiereinrichtung 202 über die Leilung 203 zuführt. Die Recheneinheit 20 arbeitet mit den Prüfmu-

r> stern, und die Ergebnisse werden über die Kopplungseinrichtung 230 für eine Untersuchung durch die Dateneinrichtung 24 wieder eingelesen. Hierdurch kann dann festgestellt werden, ob die vorgeschaltete Recheneinheit richtig arbeitet.

Die Datenverarbeitungseinrichtt.ig 24 ist ein herkömmlicher, digitaler Kleinrechner, der digitale, abgetastete Daten mit hoher Geschwindigkeit und äußere Einrichtungen schnell steuern kann und welcher die folgenden programmierten Funktionen durch-

> führt: (T) er prüft und untersucht die von der Recheneinheit 20 abgegi henen Einzelheiten genauer, um doppelte bzw. gleiche gefühlte Einzelheiten zu beseitigen oder irgendwelche von der Recheneinheit 20 durchgelassene nicht richtigen Hinzelheilen zu besei-

".Ii tigen; (2) er beseitigt falsche Einzelheiten, die auf Schrammen, falten, Risse in den Erhebungen infolge eines schlechten Bildes oder infolge von Poren, und auf Randeffekten berühren; (3) er stellt den Winkel der 1 in/elheiten fest; (4) er gibt die angeblichen Iden-

i> titäts-Ltikett-Daten an den Datenspeicher 26 weiter und erhalt entsprechende, den Einzelheiten entsprechende Daten von dem Datenspeicher 26; (5) er vergleicht die von der Endstelle über den Multiplexer 16 und die Recheneinheit abgegebenen Einzelheiten

wi mit den aus dem Datenspeicher 26 ausgelesenen Einzelheiten, die dem von der Endstelle eingegebenen Identitäts-Etikett zugeordnet sind; (6) wenn der Vergleich die Identität betätigt, bestimmt er, ob andere Erfordernisse einen bestimmten Vorgang verhindern;

ir» (7) wenn alle Bedingungen günstig sind, gibt er das Steuersignal an die entsprechende Endstelle ab; (8) er gibt Alarm, wenn die Voraussetzungen es rechtfertigen; (9) er registriert die Identitätsprüfung; (10) er

verbessert die Bezugsaufstellung der Einzelheiten für jede Person, wenn eine Identität überprüft wird; (11) er führt selbst Untersuchungen durch, um festzustellen, ob das System richtig arbeitet; und (12) er führt andere brauchbare Funktionen durch, beispielsweise berechnet er das neue Guthaben eines Teilnehmers, welcher es aus irgendeinem Grund verwendet hat, oder er berechnet die Anzahl von Stimmberechtigten, die für und gegen irgendeine Maßnahme stimmen.

Der Datenspeicher 26 besteht aus einer herkömmlichen Speichereinrichtung mit direktem Zugriff, wie beispielsweise einem Magnetplattenspeicher, wie er in der elektronischen Datenverarbeitung üblich ist. Er weist auch herkömmliche Zeit- und Steuerschaltungen auf, mittels welchen Daten von dem Speicher an die Datenverarbeitungseinrichtung 24 synchron übertragen werden, wenn ein Befehl von der Datenverarbeitungseinrichtung 24 erteilt wird.

Die jeweiligen Einzelheiten der Ausführungsformen der Erfindung hängen von der jeweiligen Anwendung ab, für weiche sie vorgesehen ist. Faktoren, welche die Wahl eines Systems für eine bestimmte Anwendung letztlich beeinflussen, sind die Ar-_-ahI der Endstellen, der Platz, wo die Endstellen aufgestellt werden (nahe oder entfernt), die Art der Endstellen (beispielsweise solche, die den Zugang zu sichereren Bereichen steuern), die Anzahl Personen, denen ein Zugang gestattet wird; die Eingabegeschwindigkeit, die aufzuzeichnenden Daten (der Zeittakt, die Wartungsbeanspruchung, die Fingerabdruckdaten einer Person, die versucht, sich unbefugt Zutritt zu verschaffen, usw.), die Möglichkeit, befugten Personen den Zutritt zu verweigern, die Möglichkeit, nicht befugten Personen den Zutritt zu erlauben usw. Obwohl die zuletzt angeführte Lösung von einer bestimmten Nutzung vorgeschrieben sind, gelten die Grundüberlegungen, die beim Auslegen bestimmter elektronischer Schaltungen angewendet werden, die aus den vorbeschriebenen Bauteilen aufgebaut sind und die auf diesem Gebiet üblich sind und beispielsweise in den folgenden Abhandlungen beschrieben sind:

»Arithmetic Operations in Digital Computers« von R. K. Richards; »Digital Circuits and Devices« von Teuvo Kohonen und »The Design of Digital Systems« von John B. Peatman, »Integrated Circuits in Digital Electronics« von Arpat Barna und Dan

ίο I. Porat, »Multiprocessors and Parallel Processing«, herausgegeben von Philipp H. Enslos, Jrd., und aDesign of Digital Computers« von Hans W. Gschwind und Edward J. McCIuskey.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt sind, können verschiedene Änderungen vorgenommen werden. Beispielsweise können zusätzliche Anzeigeeinnchtungen in den Endstellen verwendet werden, und die Identifizierungszahl kann auf einer Karte aufgebracht sein,

;o welche in die Endstelle eingesteckt wird. Die Abtastfläche und deren Auflösung kann p^Hndert werden, um dadurch gan? bestimmten Genanigkeitsanforderungen bei einer bestimmten Anwendung zu entsprechen. Es kann zusätzliche Information gefordert werden, die von einem Benutzer der Endstelle eingetastet wird, um entweder einen komplizierteren Ablauf zu beschleunigen oder um die Art eines Zugriffs festzulegen. Ferner können weitere herkömmliche Verfahren angewendet werden, um eine zweidimensionale Rain sterabtastung des Bildbereichs des Fingerabdrucks durchzuführen, indem beispielsweise eine zweidimensionale elektro-optische Fühleranordnung verwendet wird. Auch können zwei synchrone oder unmittelbar gekuppelte Motoren anstelle von Treibriemen und <i Getrieben verwendet werden. Auch kann die ganze Einrichtung für bestimmte Anwendungszwecke abgeschlossen ausgeführt sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Identifizierungssystem mittels Fingerabdrükken, bei welchem die Papillarlinien eines Fingerabdrucke in elektronische Binärsignale für eine bildmäßige Verarbeiten umgewandelt werden, indem verschiedene, eindeutig bestimmbare und ausgeprägte Einzelheiten oder Kennwerte des Fingerabdrucks festgestellt und entnommen werden, gekennzeichnet durch Endstelleneinrichtungen (12a, 12i>, 12c, Hd) in einer »örtlichen« Station, um für eine zu identifizierende Person wichtige Identifizierungsdaten zu liefern und um ein Fingerabdruckmuster in einer »lokalen« Station zu fühlen und in die elektronischen Binärsignale umzuwandeln, damit derartige Signale an einen Multiplexer (16) in einer entfernten »zentralen« Station übertragen werden und die Daten von dem Multiplexer aufgenommen werden, und üurch eine Datenverarbeitungseinrichtung (24) in der »zentralen« Station, die betriebsmäßig mit dem Multiplexer verbunden ist, um von ihm die Identifizierung einer Person betreffende Daten aufzunehmen, und an sie und damit an die Endstelleneinrichtung zu übertragen, wobei der Datenverarbeitungseinrichtung hierzu ein Datenspeicher (26) zugeordnet ist, welcher Persönlichkeitsdaten und Einzelheiten für verschiedene Personen speichert, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung Einzelheiten aus den Binärsignalen entnimmt, die den Endstelleneinrichtungen zugeführt sind, und die entnommenen Einzelheiten sowie die Peiaönlichkeitsdaten, die von den Endstelleneiiirichtungen zugeführt sind, js mit Identitätsdaten und Einzelheiten vergleicht, die in dem Datenspeicher gespeichert sind, um zu bestimmen, ob die Identität bestätigt wird, und um mittels des Multiplexers die Bestätigung an die Endstelleneinrichtungen zu übertragen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (24) betriebsmäßig mit einer vorgeschalteten Recheneinheit (20) verbunden ist, welche vorläufige Einzelheiten aus den von den Endstelleneinrich- vi tungen zugeführten Daten entnimmt und welche auf die vorläufigen Einzelheiten einwirkt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstelleneinrichtung ein Prisma (111) mit einer Fläche aufweist, aufweiche ein Finger gelegt wird, dessen Abdruck mit Daten in dem Datenspeicher (26) zu vergleichen ist, und daß die Endsteileneinrichtung ferner eine Photodetektoranordnung (137 oder 137') aufweist, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, das r, dem Licht proportional ist, das mittels einer entsprechenden lichtproji/ierenden Hinrichtung (124, 126) projiziert wird, die dem Prisma zugeordnet ist, und daß Einrichtungen (130, 134. 136) vorgesehen sind, um das Bild des iingerab- _bu drucks der /u identifizierenden Person quer /u der Photodetektoranordnung zu bewegen.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstelleneinrichtung ferner Videosignal-Verarbeitungseinrichtungen (150) zum _h-, Verarbeiten des elektrischen Ausgangs der Photodetektoranordnung sowie Zeit- und Steuersignalschaltungen (134) aufweist, tun die Einrichtung zum Bewegen eines Bildes und die Videosignal-Verarbeitungsschaltungen zu synchronisieren.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoranordnung (137) eine horizontal verlaufende Anordnung ist.

6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Projizieren eines Fingerabdruckbildes ein Drehprisma (180) aufweist.

7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschaltete Recheneinheit (20) folgende Einrichtungen aufweist, eine Eingangsdatensortiereinrichtung (202) und ein Zeilenspeicherregister (208), um von der Endstelleneinrichtung mittels des Multiplexers (16) einen seriellen Binärdatenfluß aufzunehmen, welcher ein digitalisiertes Fingerabdruckbild darstellt, ein Eingaberegister (210), das mittels Signalen von der Eingangsdatensortiereinrichtung (202) und dem Zeilenspeicherregister (208) versorgt wird, um Untersuchungen an kleinen Flächenbereichen des digitalisierten Fingerabdruckbildes durchzuführen, welches Fenster festlegt, um das Vorhandensein von bestimmten Einzelheiten an den Fensterstellen zu bestimmen, eine logische Komplementeinrichtung (214), die mit dem Eingaberegister z"j Schaffung von Fensterkomplementen verbunden ist, und mit Zählern (242,244) für die X- und Y-Koordinaten, weiche mittels des Binärflusses synchronisiert sind, um die X- und Y-Koordinaten der Fenster, die Fenster-Komplement-Bits und den Inhalt der Fenster-Bits mittels eines Ausgangsregisters (222), das betriebsmäßig mit dem Eingaberegister verbunden ist, zu der Datenverarbeitungseinrichtung (24) übertragen.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstelleneinrichtung einen In^formationskodierer/ dekodierer (142) aufweist, der mittels des Multiplexers (16) mit der Datsnverarbeitungseinrichtung (24) verbunden ist, um an sie Identitäts-Verarbeitungssignale abzugeben und von ihr zu erhalten, wobei der Kodierer/Dekodierer (142) betriebsmäßig mit einer relaisgesteuerten Betätigungseinrichtung (144) verbunden ist, um ein entsprechendes Steuersignal am Ende einer Fingerabdruckabtastung zu gehen.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstelleneinrichtung eine Anzahl Endstellen aufweist und daß der Multiplexer (16) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt eine Verbindung zwischen einer einzelnen Endstelle und der Datenverarbeitungseinrichtung (24) schal ft.

K). System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tastenfeld (34) mit der Datenverarbeitungseinrichtung (24) verbunden ist, um Identitatsdaten und Einzelheiten hinzuzuaddieren und Identitatsdaten Und Einzelheiten aus dem Datenspeicher (26) zu entfernen.

11. Vorgeschaltete Recheneinrichtung zur Aufnahme von Fingerabdruckdaten, zur Entnahme von vorläufige Einzelheiten betreffende Daten aus den Fingerabdruckdaten und zur Übertragung der die vorläufigen Einzelheiten betref-

fenden Daten an die Datenverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung, insbesondere für ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Empfang eines in Serienform anliegenden Binärdatenstroms, welcher ein digitalisiertes Fingerabdruckbild darstellt; durch Einrichtungen zur Durchführung von Untersuchungen und Prüfungen an kleinen Flächenbereichen des digitalisierten Fingerabdruckbildes, das Fenster festlegt, um das Vorhandensein von Einzelheiten an den verschiedenen Fensterstellen zu bestimmen, und durch Einrichtungen zum Übertragen X- und Y-Koordinaten der Fenster, der Fensterkomplement-Bits und der Inhalte der Fenster an die Datenverarbeitungseinrichtung.