DE2740394A1

DE2740394A1 - Automatisches vergleichssystem fuer merkmale eines musters

Info

Publication number: DE2740394A1
Application number: DE19772740394
Authority: DE
Inventors: John Philip Riganati; Visvaldis Alberts Vitols
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: De la Rue International Ltd
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1978-03-16
Also published as: JPS5377155A; NL7709441A; US4135147A; FR2371736A1; BR7706016A; CA1091808A; CH628450A5; GB1583386A; JPS5857791B2

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Vergleichssystem für Merkmale eines Musters und insbesondere ein Merkmalmuster-Identifizierungssystem, welches in einem Ausführungebeispiel automatisch feststellt, ob das Merkmalmuster eines nicht identifizierten Fingerabdruckes mit einem Fingerabdruck aus einer Vielzahl von bekannten Referenz-Fingerabdrucken übereinstimmt.

Die Notwendigkeit einer genauen und automatischen Fingerabdruck-Identifizierung oder Überprüfung im Bereich der gesetzüberwachenden Behörden, der Sicherheitsbehörden, Kreditinstitute usw. ist mit der Zeit immer dringlicher geworden. Viele verschiedene Arten von automatischen Systemen sind zur Identifizierung von Fingerabdrücken oder anderen Mustern in diesen Bereichen vorgeschlagen worden.

Ein erster Typ eines automatischen Systemes zur Fingerabdruck-Identifizierung basiert primär auf der allgemeinen Form von Fingerabdruckmustern, und macht von dieser allgemeinen Form bei der Bestimmung des Grades an Übereinstimmung zwischen den Fingerabdruckmustern Gebrauch. Die meisten Systeme, die von optischen oder holografischen Mustervergleichen Gebrauch machen, gehören zu diesem ersten Typ. Diese Systeme leiden alle an einer Unempfindlichkeit im Hinblick auf die grundlegenden Fingerabdruckmuster-Charakteristiken oder Details und sie erzeugen somit eine beachtlich hohe Anzahl an falschen Übereinstimmungen bei irgendeiner akzeptablen Fingerabdruck-Vergleichsdurchführung. Beispiele dieses ersten Systemtypes können den US-PS'en 3 200 701; 3 292 149; 3 511 57I; 3 532 426; 3 614 737; 3 619 O6O; 3 622 989; 3 704 949; 3 743 421 und 3 781 113 entnommen werden.

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Ein zweiter Typ eines automatischen Fingerabdruck-Identifizierungssystems basiert in erster Linie auf lokalen Charakteristiken oder Details des Fingerabdruckmusters, beispielsweise der Codierung bestimmter Nuancen in der Nähe eines Fingerabdruck-Kernpunktes. Beispiele dieses zweiten Systemtypes können den US-PS'en 3 584 958 und 3 694 240 entnommen werden. In jedem dieser beiden bekannten Systeme ist eine Maske vorgesehen mit einer Referenzöffnung vorbestimmter Kontur zur Bildung einer Referenzlinie entsprechend der Kontur entlang des Fingerabdruckes einer Person. Diese Referenzlinie wird die den Fingerabdruck ausmachenden Linien an einer bestimmten Anzahl von Stellen schneiden und Schnittbereicho definieren. Diese Schnittbereiche bilden die Basis für parallele Codierungslinien verschiedener Breite für eine Identifizierungskarte der Person. Eine nachfolgende Identifizierung der Person wird durch Vergleich der Codelinien der Identifizierungskarte mit dem Fingerabdruck der Person durchgeführt, wobei der Fingerabdruck bei der Benutzung der Karte genommen wird. Dieser zweite Typ eines Fingerabdruck-Identifizierungssystems ist insofern mangelhaft, als er zuviel Betonung auf lokale Bereiche legt, die nicht zuverlässig reproduzierbar sind.

Ein dritter Typ eines automatischen Fingerabdruck-Identifizierungssystems basiert auf einer Kombination der allgemeinen Form der Fingerabdruckmuster mit lokalen Fingerabdruck-Charakteristiken, die keine Merkmale verwenden. Die Merkmale eines Fingerabdruckes umfassen die feinsten Details, die aus einem Fingerabdruck herausgezogen werden können. Ein System, das keine Merkmale für seine lokalen Charakteristiken benutzt, kann mangelhaft bei der lokalen Prüfung sein. Beispiele für

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diesen dritten Systemtyp können den US-PS'en 2 952 181; 3 566 354; 3 771 124 und 3 882 462 entnommen werden. Jedes dieser bekannten Systeme benutzt eine verkettete lokale Information, bestehend aus .Erhebungs- und Frequenzmessungen für die charakteristische Information. Diese Aufteilung des Erhebungsflusses in lokale Bereiche, obgleich einer rein allgemeinen Lösung überlegen, besitzt jedoch nicht die Eindeutigkeit, die sich aus Merkmalen, beispielsweise aus Erhebungsendungen und Verzweigungen des Fingerabdruckes herleiten lassen. Ein anderes aus der US-PS 3 716 301 bekanntes System befaßt sich mit einer globalen Korrelationstechnik mit einer quasi-lokalen Verbesserung, bestehend aus einem oder mehreren Informationsbändern um den zentralen Bereich. Obgleich dies eine Verbesserung im Hinblick auf eine rein globale Korrelationslösung darstellt, besitzt dieses System jedoch nicht die Fähigkeit einer eindeutigen Beschreibung, die eine Lösung unter Verwendung von Merkmalen kennzeichnet.

Ein vierter Typ eines automatischen Fingerabdruck-Identifizierungssystems basiert auf einer Kombination der allgemeinen Form des Fingerabdruckmusters und benutzt Merkmale als lokale Fingerabdruckcharakteristiken.

Ein Beispiel dieses vierten Systemtypes kann der US-PS 3 582 entnommen werden. Der fünfte Schaltkreis dieses bekannten Systems benutzt eine Gruppe von Merkmalen (genannt "charakteristische Punkte"), um eine "geschlossene Figur mit geraden Seiten, die die Punkte in einer vorbestimmten Reihenfolge verbinden" zu bilden. Der sechste Schaltkreis dieses bekannten Systems zeigt die Übereinstimmung eines unbekannten Musters mit einem bekannten Muster an, wenn eine vorgewählte Anzahl

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solcher geschlossener Figuren beiden Mustern gemeinsam ist. Dies Lösung weist verschiedene Nachteile auf. Ein Nachteil oder ein Problem besteht darin, daß die geschlossene Figur mit geraden Seiten bei fehlenden oder falschen Merkmalen nicht erzeugbar ist oder wesentlich verändert wird. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Ähnlichkeit des unbekannten und der bekannten Muster bei diesem System durch eine Aufstellung festgestellt wird, mit der festgestellt wird, ob "eine vorgewählte Anzahl von Figuren gemeinsam vorliegt" oder nicht. Dies geschieht ohne spezielle Betrachtung der Störeffekte dieser Aufstellung. Solche Nachteile gefährden oder behindern eine Fingerabdruck-Identifizierung.

Ein anderes Beispiel dieses vierten Types ist beschrieben in der Veröffentlichung: "Automated Fingerprint Identification"_f von J. H. Wegstein, NBS (National Bureau of Standards) technische Notiz 538, SD Katalog-Nr. C13.46.538, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C, August 1970. In dieser Veröffentlichung ist ein NBS-System beschrieben, das Merkmaldaten für den gesamten Fingerabdruck ohne Berücksichtigung eines bestimmten lokalen Bereiches benutzt. Infolgedessen ist das erzeugte Ubereinstimmungsergebnis relativ empfindlich für Störungen. Dieses NBS-System erfordert ebenfalls die Ausrich- ■ tung der Merkmalfelder von unbekannten und bekannten Fingerabdrücken vor dem Vergleich. Falsche, fehlende oder gestörte Merkmale oder eine Fehlausrichtung der Fingerabdrücke werden daher die Fehlermöglichkeit beim Vergleich der Fingerabdrücke vergrößern.

Viele der zuvor beschriebenen Systeme erfordern eine relativ nahe Ausrichtung des zu identifizierenden Fingers im Hinblick

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auf das Gerät, das die Fingerabdruck-Identifizierung ausführt.

Keines der zuvor erläuterten Systeme führt eine relative Informationsvektor-Codierung und Analyse der Merkraalnachbarschaften der zu vergleichenden Fingerabdrücke durch, um festzustellen, wie jede und jede kleine Merkmalnachbarschaft oder relativer Informationsvektor RIV eines Fingerabdruckes mit jedem und jedem kleinen Bereich des anderen Fingerabdruckes übereinstimmt. Keines der zuvor beschriebenen Systeme setzt alle diese Zwischen-RIV-Vergleichsresultate in einem dreidimensionalen Raum zusammen, um die Gesamtstruktur zu erhalten.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Merkmal-Vergleichssystem zu schaffen, das überall dort verwendet v/erden kann, wo Muster eindeutig durch Merkmale dargestellt werden, die in ein Format entsprechend dem Typ eines relativen Informationsvektors codiert werden können.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen automatischen statistischen Merkmalmuster-Vergleicher anzugeben, der unempfindlich gegenüber normalerweise festzustellenden und zu erwartenden Fingerabdruckveränderungen ist.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen automatischen Merkmalmuster-Vergleicher zu schaffen, der unempfindlich im Hinblick auf die Horizontal/Vertikal-Lage und die Winkelausrichtung des Merkmalmusters ist.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen automatischen Merkmalmuster-Vergleicher zu schaffen, der in der Lage ist, einen Vergleich von Daten auszuführen, die aus zwei Teil-Finger-

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abdrücken herausgezogen werden.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen automatischen Fingerabdruckvergleicher zu schaffen, der eine Vergleichsbewertung oder ein Ergebnis erzeugen kann, das unempfindlich gegenüber Störungen durch Hautdehnungen und Tuscheveränderungen ist, die normalerweise in abgerollten Fingerabdrücken feststellbar sind.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen automatischen Fingerabdruckvergleicher zu schaffen, der selektiv Bündel von Merkmaldaten von ζλνβί zu vergleichenden Fingerabdrücken benutzt, um festzustellen, ob die beiden Fingerabdrücke übereinstimmen oder nicht.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen automatischen Fingerabdruckvergleicher zu schaffen, der bei seinem Betrieb einen auf einem relativen Informationsvektor aufbauenden Algorithmus benutzt und die verschiedenen statistischen Störcharakteristiken von lokalen Bereichen gegenüber Gesamtbereichen auswertet.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt in der Schaffung eines automatischen Systemes zum Erzeugen eines Vergleiches zweier Bilder, wobei Jeder relative Informationsvektor von lokalen Merkmalen eines Bildes hergeleitet wird.

All diese Ziele werden durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

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Das vorliegende erfindungsgemäße System erzeugt eine sequentielle Feststellung, ob ein nicht identifizierter Fingerabdruck mit irgendeinem bekannten Fingerabdruck in einerReferenzdatei übereinstimmt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedes Merkmal eines jeden Fingerabdruckes durch seine relative Position und Orientierung beschrieben und selektiv in das Format eines relativen Informationsvektors (RIV) codiert. Jeder Vektor RlV bildet eine· detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft des Merkmals durch naheliegende Merkmale. Jeder Vektor RIV in dem nicht identifizierten Abdruck wird der Reihe nach mit allen Vektoren RIV in jedem der bekannten Fingerabdrücke verglichen. Bei diesem Vergleich wird eine Vergleichsbewertung ermittelt aus der Anzahl von Merkmalen in einem Vektor RIV, die mit Merkmalen in dem anderen verglichenen Vektor RIV übereinstimmen. Die Gruppe von Vergleichsbevertungen, die aus dem Paar miteinander verglichener Fingerabdrücke gebildet wird, wird durch einen Bewertungsprozessor von einem allgemeinen Gesichtspunkt aus betrachtet analysiert, der eine endgültige Bewertung bildet, die den Grad der Gleichheit zwischen dem Paar miteinander verglichener Fingerabdrücke anzeigt.

Obgleich die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein automatisches System zum Vergleich von Merkmalmustern innerhalb von Fingerabdrücken gerichtet ist, liegt es auf der Hand, daß Fingerabdrücke nur ein Beispiel der vielen Arten von Mustern bilden, die automatisch miteinander verglichen werden können. Beispielsweise können Sprach- und andere Klangmuster ebenso wie viele andere Konturmuster einschließlich derjenigen, die sich bei der geografischen Kartierung, der

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Strukturanalyse und dem Wellenstudium ergeben, eindeutig dargestellt und in einem RIV-Format codiert und in der hier beschriebenen Weise verarbeitet werden.

Die vorstehend erwähnten Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ebenso wie die Erfindung selbst dem Fachmann anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen besser verständlich, wobei in den Zeichnungen gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile innerhalb der verschiedenen Figuren bezeichnen und wobei die Figuren im einzelnen darstellen:

Fig. 1 die relativen Informationsvektor-Parameter r, 0 und Δ θ für ein Nachbarschaftsmerkmal eines zentralen Merkmals mit den Koordinaten X., Y., Θ. ;

Fig. 2 ein allgemeines Blockdiagramra eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Fingerabdruck-Merkmalmuster-Vergleichers gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen an das erfindungsgemäße System angepaßten Fingerabdruck-Merkmalleser ;

Fig. 4 die Identifizierung eines Merkmales;

Fig. 5 ein detailliertes Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 6a ein Blockdiagramm eines ersten Teiles des Zeit- und Steuerschaltkreises gemäß Fig. 5;

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Fig. OB ein Blockdiagramm eines zweiten Teiles des Zeit- und Steuerschaltkreises gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein für die Erläuterung der Wirkungsweise des Zeit- und Steuerschaltkreises gemäß den Fig. 6A und 6B nützliches Zeitdiagramm;

Fig. 8 ein Blockdiagramm des RIV-Codierers gemäß Fig. 5;

Fig. 9, 10, 11 und 12 Merkmal- und RIV-Muster, wie sie zur Erläuterung der Wirkungsweise des RIV-Codierers gemäß Fig. 8 nützlich sind;

Fig. 13 ein vereinfachtes Blockdiagramm der Register für die radiale Ordnungssortierung, das zentrale Merkmal und die Nachbarschaftsmerkmale sowie den Ausgangsschaltkreis gemäß Fig. 8;

Fig. 14 ein Blockdiagramm des Gatterschaltkreises und der Register für das zentrale Merkmal und die Nachbarschaftsmerkmale gemäß Fig. 13;

Fig. 15 ein Blockdiagramm des Positionsermittlungsschaltkreises des radialen Ordnungssortierers gemäß Fig. 13;

Fig. 16 Signalformen, wie sie zur Erläuterung der Wirkungsweise des Positionsbestimmungsschaltkreises gemäß Fig. 15 nützlich sind;

Fig. 17 ein Blockdiagramm des Ausgangsschaltkreises gemäß Fig. 13;

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Fig. 18 ein Blockdiagramm des RIV-Selektors gemäß Fig. 5;

Fig. 19 ein Blockdiagramm des Vergleichsschaltkreises gemäß Fig. 5 für das zentrale Merkmal;

Fig. 20 ein Blockdiagramm des RIV-Vergleichsschaltkreises gemäß Fig. 5;

Fig. 21 ein Blockdiagramm des Steuerschaltkreises gemäß Fig. 20;

Fig. 22 ein Blockdiagramm des Maximum-Bewertungsselektors gemäß Fig. 20;

Fig. 23 ein Blockdiagramm des Gatterschaltkreises gemäß Fig. 22;

Fig. 24 ein Blockdiagramm des Koordinaten-Transformationsschaltkreises gemäß Fig. 5;

Fig. 25 ein Blockdiagramm des Bewertungsgatters gemäß Fig. 5;

Fig. 26 ein Blockdiagramm des allgemeinen Kohärenzanalysierers gemäß Fig. 5;

Fig. 27 ein Blockdiagramm des Index- und Steuerschaltkreises gemäß Fig. 26.

Die grundlegende Funktion des in den Zeichnungen dargestellten Merkmalmuster-Vergleichersystems besteht in der selektiven Auswahl zweier Muster (im vorliegenden Fall Fingerabdruckmuster) und in der automatischen Bestimmung eines quantitativen Maßes

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der Gleichheit, welches benutzt werden kann, um zu entscheiden, ob diese Muster von ein und demselben Finger herrühren. Im allgemeinen vergleicht dieses Merkmalmuster-Vergleichssystem selektiv jeden kleinen. Bereich (Merkmalnachbarschaft oder Merkmalbündel) eines unbekannten Fingerabdruckes A (FP-A) mit jedem kleinen Bereich eines jeden Fingerabdruckes (z.B. Fingerabdruck B oder FP-B) von bekannten oder zuvor identifizierten Fingerabdrücken, die in einer relativ großen Datei (nicht dargestellt) für Referenzfingerabdrücke gespeichert sind. Auf diese Weise kann das System feststellen, ob die den Fingerabdruck A hinterlassende Person der bekannten Referenzdatei registriert ist.

Bevor die Zeichnungen in näheren Einzelheiten erläutert werden, seien einige grundlegende Prinzipien der Fingerabdruckidentifizierung und der Erfindung erläutert, um das Konzept der Erfindung klarzustellen.

Ein Fingerabdruck besteht aus einem Muster von Linien. Für einen menschlichen Beobachter ist es möglich, diese Linienmuster in einer Anzahl von Klassen zu katalogisieren und dieses Verfahren hat tatsächlich die Grundlage von Fingerabdruck-Klassifikationssystemen gebildet, wobei Menschen die Arbeit der Klassifizierung übernommen haben. Diese allgemeinen Mustercharakteristiken sind für sich nicht eindeutig für eine einzelne Person beschreibend. Fingerabdrucke besitzen eine weitere eindeutige Identifizierungsgruppe von Merkmalen zusätzlich zu dem Muster ihrer Linien. Diesen Merkmalen kommt eine Bedeutung zu, da diese Linien sich nicht beliebig fortsetzen, sondern oftmals einen sehr bestimmten Beginn bzw. ein sehr bestimmtes Ende auf-

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v/eisen. Ferner teilen sich diese Linien oftmals in zwei Linien entsprechend dem Buchstaben Y auf. Das Ende, der Anfang und die Aufteilung (Gabelung) dieser Linien bilden die hervorherrschendsten Merkmale bzw. die detaillierteste Beschreibung dieser Fingerabdruckmuster. Andere Merkmale können von Punkten, Inseln, Vertiefungen, Dreifachgabelungen oder anderen fein detaillierten Strukturen des Merkmals hergeleitet werden. Die relativen Positionen dieser Merkmale in dem Fingerabdruck und die relative Richtung der Linien bilden sodann eine Gruppe von Charakteristiken, die einen Fingerabdruck eindeutig identifizieren. Alles, was eine Merkmal-Lesemaschine daher im Prinzip tun muß, ist, die Spur einer jeden Linie eines Fingerabdruckes zu verfolgen, bis sie ein Merkmal findet und sodann in einfacher Weise die Koordinaten und den Winkel dieses Merkmals aufzuzeichnen. Eine solche Fingerabdruck-Merkmal-Leseeinrichtung ist im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in den US-PS'en 3 611 290 und 3 699 519 dargestellt und beschrieben. Aus diesen Veröffentlichungen ist es bekannt, daß jedes Merkmal in einem Fingerabdruck drei Komponenten oder Parameter aufweist, die zusammen die Position und die Orientierung dieses Merkmals bestimmen. Diese Parameter sind durch die X- und Y-Positionen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem und den Winkel θ der Ausrichtung dieses Merkmals in diesem Koordinatensystem gegeben.

Wenn einmal diese Parameter eines jeden Merkmals des Fingerabdruckes herausgezogen worden sind, so stellt sich der Vergleich z\veier Fingerabdrücke des gleichen Fingers als das Uberschieben einer Gruppe von kartierten Merkmalen (entsprechend einem Fingerabdruck) über die andere Gruppe von kartierten Merkmalen (entsprechend dem anderen Fingerabdruck) und als ein Nachschauen nach einer besten Übereinstimmung dar.

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In der Praxis tritt jedoch eine wesentliche Komplizierung auf. Die Haut ist dehnbar und dementsprechend können zwei Fingerabdrücke des gleichen Fingers ganz beachtlich aufgrund des speziellen Abdrucks und einer Verdrehung desjenigen Fingers, der zum Zeitpunkt der Fingerabdrucknahme benutzt wurde, voneinander differieren. Genauer gesagt, müssen zwei Fingerabdrucke des gleichen Fingers niemals perfekt übereinstimmen, da beispielsweise falsche, fehlende oder gestörte Merkmale vorliegen. Falsche Merkmale sind Merkmale, die an dem Finger nicht existieren, aber in dem Fingerabdruck auftreten, beispielsweise aufgrund eines zu schwachen Fingerabdruckes (zu leicht, zu schmutzig, zu schwer oder durch Öl, Schmutz oder einen verwundeten Finger usw. verursacht) oder aufgrund von vernarbten oder unterbrochenen Erhebungsbereichen. Diese falschen Merkmale addieren sich zu den 50-200 Merkmalen, die in einem typischen Fingerabdruck aufgefunden werden. Fehlende Merkmale können aufgrund einer Verschmierung, oder aufgrund von zu wenig oder zu viel Tusche auftreten. Gestörte Merkmale sind auf Veränderungen beim Strecken oder Verdrehen der Haut zurückzuführen.

Eine Lösung, die aus diesem Haupthindernis der dehnbaren Haut hergeleitet werden ka.ixi, besteht darin, anstelle des Vergleichs ganzer Fingerabdrücke lediglich einen kleinen Bereich oder ein Segment eines Fingerabdruckes mit einem kleinen Bereich des anderen Fingerabdruckes zu vergleichen. Eine gegenteilige Lösung kann jedoch erfordern, daß der Gesamtbereich anstelle eines kleinen Bereiches benutzt wird, da angenommen wird, daß ein kleiner Bereich im Hinblick auf die Gesamtcharakteristik der zu vergleichenden Fingerabdrücke nur von geringer Bedeutung ist. Diese beiden Lösungen schließen jedoch nicht einander aus, sondern sind miteinander kompatibel.

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Die bei der vorliegenden Erfindung getroffene Lösung geht davon aus, daß, obgleich zwei Fingerabdrücke des gleichen Fingers nicht perfekt übereinstimmen müssen, diese als gleich angesehen werden, wenn die Merkmalmuster dieser beiden Fingerabdrücke genügend dicht übereinstimmen. Aus diesem Grund wird ein allgemeiner Gesamtvergleich der beiden Fingerabdrücke vorgenommen, hinsichtlich dessen gesagt werden kann, daß die Fingerabdrucke übereinstimmen. Aufgrund dessen ist der Fingerabdruckvergleicher gemäß der vorliegenden Erfindung so verwirklicht worden, daß er automatisch feststellt, wie jeder kleine Bereich des einen Fingerabdruckes mit jedem kleinen Bereich des anderen Fingerabdruckes übereinstimmt und daß er sodann all diese Zwischenresultate in einem anderen Raum zusammensetzt (ähnlich Zeitbereich gegen Frequenzbereich), um das Gesamtbild zu erhalten. Hierdurch stellt das Fingerabdruck-Vergleichssystem gemäß der Erfindung automatisch fest, ob die beiden miteinander zu vergleichenden Fingerabdrücke genügend übereinstimmen, oder nicht.

Jeder kleine Bereich eines Fingerabdruckes wird als "relativer Informationsvektor" oder RIV bezeichnet. Ein Vektor RIV wird für jedes zu vergleichende Merkmal eines Fingerabdruckes erzeugt und bildet im wesentlichen eine detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft dieses Merkmales. Das Merkmal, für welches ein Vektor RIV erzeugt wird, wird als "Referenzmerkmal" oder "zentrales Merkmal" dieses Vektors RIV bezeichnet. Insbesondere beschreibt ein Vektor RIV die relative Position (r, 0) und die Richtung (ΔQ) für jedes Merkmal aus einer Anzahl von Merkmalen eines Fingerabdruckes im Hinblick auf das zentrale Merkmal dieses Vektors RIV. Die drei Parameter r, 0 und Λ θ dieser relativen Position können wie folgt definiert werden:

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Tj = die Entfernung zwischen dem zentralen Merkmal und dem i-ten Nachbarschaftsmerkmal dieses Vektors RIV,

0. = der Winkel zwischen dem Ausläufer des zentralen Merkmals und der Position des i-ten Nachbarschaftsmerkmals dieses Vektors RIV, und

= die Differenz zwischen dem Winkel des Ausläufers des zentralen Merkmals (θ.) und dem

des i-ten Nachbarschaftsmerkmals

zentralen Merkmals (θ.) und dem Winkel des Ausläufers

Unter Beachtung dieser obigen Definitionen sind die RIV-Parameter r., 0. und Αθ. des i-ten Nachbarschaftsmerkmals in Fig. für ein zentrales Merkmal mit den Koordinaten (χ_Λ, y_, θ_) dargestellt.

In Übereinstimmung mit der obigen Vereinbarung ist in Fig. 2 ein allgemeines Blockdiagramm der Erfindung dargestellt und weist Einrichtungen 11 und 13 auf. Die Einrichtung 11 spricht auf Merkmale von ersten und zweiten Fingerabdrücken an, um selektiv mehrere Nachbarschafts-Vergleichssignale zu erzeugen, die die Nähe des Vergleichs und Koordinatenverschiebungen zwischen Merkmalnachbarschaften des ersten und zweiten Fingerabdrucks anzeigen. Die Einrichtung 13 spricht auf Nachbarschafts-Vergleichssignale an und bildet Ausgangssignale, die die relative Nähe des Vergleichs und die relative Koordinatenverschiebung des ersten und zweiten Fingerabdrucks anzeigen. Die Einrichtung 11 kann ferner in Einrichtungen 15 und 17 unterteilt werden. Die Einrichtung 15 spricht auf Merkmale von ersten und zweiten Fingerabdrücken an, um selektiv eine detaillierte Nachbarschaftsbeschreibung von naheliegenden Merkmalen für

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jedes der Merkmale des ersten und zweiten Fingerabdruckes zu bilden. Die Einrichtung 17 spricht selektiv auf die detaillierten Nachbarschaftsbcschreibungen des ersten und zweiten Fingerabdruckes an, um mehrere Nachbarschafts-Vergleichssignale zu bilden, die die Nähe des Vergleichs und die Koordinatenverschiebung zwischen jeder Merkmalnachbarschaft des ersten Fingerabdruckes im Hinblick auf jede Merkmalnachbarschaft des zweiten Fingerabdruckes anzeigen.

Wie bei der Erläuterung von Fig. 2 festgestellt wurde, spricht das erfindungsgemäße System auf Merkmale von ersten und zweiten Fingerabdrücken (A und B) an. Bevor die Erfindung in näheren Einzelheiten erläutert wird, sei nunmehr eine kurze Beschreibung gegeben, wie die Merkmale eines Fingerabdruckes gebildet werden.

Wie zuvor erläutert, können die Χ,Υ-Koordinaten und der Orientierungswinkel θ eines jeden Merkmals von einem Fingerabdruck-Merkmalleser hergeleitet werden, wie er beispielsweise in der US-PS 3 611 290 beschrieben ist. Der Fingerabdruck-Merkmalleser gemäß der US-PS 3 611 290 stellt Merkmale in einem Fingerabdruck fest, indem er zirkulär Schrittpositionen oder Auflösungselemente des Fingerabdrucks in einem typischen Abtastmuster abtastet. Ein solches Abtastmuster kann beispielsweise 300 000 Schrittpositionen mit 600 Schritten in der X-Richtung und 500 Schritten in der Y-Richtung umfassen. In diesem Fingerabdruck-Merkmalleser, wie er teilweise in Fig. 3 dargestellt ist, werden die Schrittpositionen der X- und Y-Koordinaten durch die X- und Y-Zähler (73 und 75) gebildet, während der Zähler (72) die Winkelorientierung der Abtastung bildet. Die Ausgänge der Zähler (73» 75 und 72) werden entsprechend den Eingängen von

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X,Y und Θ-Registern (60, 61 und 62) zugeführt. Jedesmal, wenn ein Merkmal durch die Entscheidungslogik (5) festgestellt wird, werden die zugeordneten X, Y und Θ-Fingerabdruck-Merkmaldaten für dieses Merkmal aus den Registern (60, 61 und 62) ausgelesen. Wie in Fig. 4 dargestellt, identifiziert dieser Fingerabdruck-Merkmalleser die relativen Positionen der festgestellten Merkmale durch Bildung der X- und Y-Koordinaten und der Winkelausrichtung θ eines jeden festgestellten Merkmals.

Zum Zwecke der Kompatibilität mit der vorliegenden Erfindung kann der Fingerabdruck-Merkmalleser gemäß der US-PS 3 611 290 leicht modifiziert werden, um ebenfalls die Anzahl der Merkmale in dem zu verarbeitenden unbekannten Fingerabdruck A (FP-A) und ein Signal (Start FP-B) zum Start der sequentiellen Verarbeitung eines bekannten Referenz-Fingerabdruckes B (FP-B) ebenso wie die Fingerabdruck-Merkmaldaten in dem X, Y, Θ-Format zu erzeugen. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß der Fingerabdruck B (FP-B) irgendeiner der bekannten Fingerabdrücke sei, die in einer relativ großen Datei (nicht dargestellt) für Referenzfingerabdrücke gespeichert sind, wobei diese Fingerabdrücke einzeln und der Reihe nach mit dem unbekannten Fingerabdruck A (FP-A) verglichen werden können. Dies geschieht gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Bestimmung der besten Übereinstimmung bei der Fingerabdruckidentifizierung.

Eine Modifikation des Fingerabdruck-Merkmallesers gemäß der US-PS 3 611 290 ist in dem verbleibenden Teil der Fig. 3 dargestellt. Gemäß Fig. 3 werden die Ausgangssignale der X und Y-Zähler (73 und 75) jeweils UND-Gattern 19 und 21 zugeführt. Das

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UND-Gatter 19 bildet ein "Start der Abtastung"-Signal, wenn beim Beginn der Abtastung des unbekannten Fingerabdruckes A die Zählstände der X- und Y-Zähler (73 und 75) beide den Wert Null aufweisen. Andererseits bildet das UND-Gatter 21 ein "Ende der Abtastung"-Signal, wenn die Zählstände der Zähler (73 und 75) den Wert 600 bzw. 500 aufweisen. Der Start des Abtastung-Signals stellt einen Merkmalzähler 23 auf den Wert Null zurück und setzt ein Flip-Flop 25, so daß seine Ausgänge Q und Q entsprechend einen Schreibzyklus in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 27 auslösen und ein Signal mit dem Binärwert "0" ein Gatter 29 sperrt, wodurch verhindert wird, daß der Inhalt des Merkmalzählers 23 über das Gatter 29 ausgelesen wird. Der Ausgangszählstand des Merkmalzählers 23 wird von dem Speicher RAM 27 als Schreibadresse benutzt. Jedesmal, wenn ein Merkmal durch die Entscheidungslogik (5) festgestellt wird, wird der Merkmalzähler 23 um 1 erhöht und die X,Y und Θ-Fingerabdruckmerkmaldaten werden aus den Registern(60, 61 und 62) ausgelesen und in dem Speicher RAM 27 gespeichert, wobei die zugeordnete Adresse durch den Zählstand des Zählers 23 angezeigt wird. Bei Vervollständigung der Abtastung eines Fingerabdruckes hinsichtlich Merkmalen, wenn X = 600 und Y = 500 ist, stellt das Ende des Abtastung-Signals des UND-Gatters 21 das Flip-Flop 25 zurück, um den Schreibzyklus des Speichers RAM zu beenden und das Gatter 29 in die Lage zu versetzen, den Inhalt des Merkmalzählers 23 weiterzugeben. Der Ausgang des Merkmalzählers 23 stellt eine Binärziffer dar, die die Anzahl der Merkmale repräsentiert, die in dem abgetasteten Fingerabdruck A festgestellt worden sind (FP-A Merkmalanzahl).

Das Ende des Abtastung-Signals des UND-Gatters 21 setzt ebenfalls ein Flip-Flop 31, so daß sein Ausgang Q mit dem Wert "1" einen

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Lesezyklus in dem Speicher RAM 27 auslöst und ein UND-Gatter in die Lage versetzt, Taktimpulse C^ zu einem Adressenzähler 35 zwecks Zählung hindurchzulassen. Der Ausgangszählstand des Adressenzählers 35 wird von dem Speicher RAM 27 als Leseadresse benutzt. Hierdurch werden die Y₁ X, Θ-Merkmaldaten der Merkmale des Fingerabdruckes A (FP-A Merkmaldaten) aus dem Speicher RAM 27 mit der Taktfrequenz C^ ebenso ausgelesen wie der Zähler gleichzeitig die Takte C^ zählt. Wenn der Zählstand des Zählers 35 mit der FP-A Merkmalanzahl (vom Gatter 29) übereinstimmt, so bildet ein Vergleicher 37 ein Signal zur Rückstellung des Flip-Flops 31. Bei der Rückstellung in den Zustand "O" beendet der Ausgang Q des Flip-Flops 31 den Lesezyklus des Speichers RAM 27 und sperrt das UND-Gatter 33, während der Zustand "1" des Ausganges Ü des Flip-Flops 31 den Adressenzähler 35 auf Null zurückstellt und die Verarbeitung des Fingerabdruckes B beginnt.

An dieser Stelle sei darauf verwiesen, daß in der Parallelanmeldung P (US-Patentanmeldung Ser.No. 722 244)

ein Merkmal-Detektorsystem beschrieben ist, das sich von dem vorstehend beschriebenen System unterscheidet und das zusätzlich den Merkmalmuster-Vergleicher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

Die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläuterte Betriebsweise wird von dem sequentiellen Prozessor erzeugt. Wenn eine große Anzahl von Fingerabdrücken B in der Datei mit einem unbekannten Fingerabdruck A verglichen werden müssen, so ist bekannt, daß eine Pipelinestruktur verwendet werden kann, die fortwährend jeden Teil des Prozessors benutzt. Die sequentielle Betriebsweise ist bei einer niedrigen Geschwindigkeit oder bei

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einem niedrigen Verarbeitungsvolumen vorzuziehen und kann leichter dargestellt werden.

Gemäß Fig. 5 ist ein detaillierteres Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispieles des Fingerabdruck-Mustermerkmalvergleichers gemäß der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. 5 besteht dieser Fingerabdruckvergleicher grundsätzlich aus einem Datenwandler 39, einem Vergleicher 41 und einem Bewertungsprozessor 43. Der Datenwandler 39 wandelt grundsätzlich der Reihe nach Eingangs-Merkmaldaten (im X, Y, Θ-Format) eines unbekannten Fingerabdruckes A (FP-A) und eines bekannten Referenz-Fingerabdruckes B (FP-B) in das Format eines relativen Informationsvektors (RIV) um. Der Ubereinstimmungsvergleicher 41 vergleicht jeden Vektor RIV des unbekannten oder nicht identifizierten Fingerabdruckes A mit jedem Vektor RIV des bekannten Fingerabdruckes B und erzeugt eine Übereinstimmungsbewertung für jeden RIV-Paarvergleich, um die Nähe der Übereinstimmung dieses RIV-Paares anzuzeigen. Der Bewertungsprozessor 43 analysiert die Gruppe von RlV-übereinstimmungsbewertungen von einem Gesamtgesichtspunkt aus und bildet eine endgültige Bewertung, die quantitativ den Grad der Gleichheit zwischen den verglichenen Fingerabdrücken anzeigt.

Der Datenv/andler 39 nimmt selektiv die Signale "Start der Abtastung" und "Start FP-B", die FP-A Merkmalanzahl und die FP-A Merkmaldaten (im X, Y, Θ-Format) des eingegebenen unbekannten Fingerabdruckes A (FP-A) des modifizierten Fingerabdruckmerkmallesers gemäß Fig. 3 auf. Der Wandler 39 nimmt ferner selektiv die zuvor gelesene und gespeicherte Anzahl von Merkmalen und Merkmaldaten des bekannten Fingerabdruckes B (FP-B Merkmalanzahl und Merkmaldaten) auf. Mittels eines Modus

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A/B-Flip-Flops 45 werden die Merkmaldaten der eingegebenen Fingerabdrücke A und B (die nachfolgend zu vergleichen sind) zeitlich gestaffelt und in RIV-Vektoren codiert, bevor sie in zugeordneten Speicherschaltkreisen entsprechend gespeichert werden.

Anfänglich nimmt der Datenwandler 39 das Signal "Start der Abtastung" auf, welches das Modus A/B-Flip-Flop 45 in den Zustand "1" setzt, wodurch Eingangs- und Ausgangsmultiplexer und 49 und ein Gatter 51 in die Lage versetzt werden, in der Α-Betriebsweise zu arbeiten. Dieser Zustand "1" am Ausgang des Flip-Flops 45 wird durch einen Inverter 53 invertiert und sperrt ein Gatter 55 während der Α-Betriebsweise bei der Verarbeitung des Fingerabdruckes.

In der Α-Betriebsweise ist die FP-A Merkmalanzahl direkt in einem Register 57 gespeichert, während sowohl die FP-A Merkmaldaten (X, Y, Θ) und die FP-A Merkmalanzahl des Fingerabdruckes A über den Eingangsmultiplexer 47 weitergereicht und entsprechend einem RIV-Codierer 59 und einem Zeit- und Steuerschaltkreis 83 (noch zu erläutern) zugeführt werden. Der RIV-Codierer 59 führt grt·"'''sätzlich die Funktion der Feststellung der nächsten Nachbarschaften eines jeden Merkmals und ihrer relativen Positionen und Orientierungen im Hinblick auf dieses Merkmal durch. Vor dem Ausführen dieser Funktion wandelt der Codierer 59 die FP-A Merkmaldaten in das Format eines relativen Informationsvektors (RIV) oder in r, 0 und Λθ (wie zuvor in Fig. 1 dargestellt) um. Die Werte von r, 0 und Λθ werden durch den Codierer 59 parallel für jedes Merkmal im Hinblick auf alle anderen Merkmale erzeugt. Der RIV-Codierer 59 bestimmt ferner die Anzahl der Merkmale in jedem RIV (RIV-Merkmalanzahl),

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den er erzeugt. Wie in Fig. 1 dargestellt, zeigen die Werte r und 0 die Relativposition an und der Wert Δθ zeigt die relative Orientierung eines Nachbarschaftsmerkmals im Hinblick auf ein zentrales Merkmal an. Die in RIV-Vektoren formatierten Resultate benutzen einen Schwellwert von r für die Feststellung einer RIV-Nachbarschaft um jedes Merkmal.

Von dem RIV-Codierer 59 werden die mit einem Schwellwert bewerteten codierten RIV-Informationssignale (RIV-A Information), die jeweils (zentrale) Merkmale und ihre zugeordneten RIV-Vektoren sowie die Anzahl von Merkmalen in ihren zugeordneten RIV-Vektoren (RIV-Merkmalanzahl) umfassen, durch den Ausgangsmultiplexer 49 zu dem Eingang des RIV-Informationsspeicherschaltkreises 61 für den Fingerabdruck A (FP-A) durchgereicht, wobei diesem Schaltkreis ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff sein kann.

Das Signal "Start der Abtastung" stellt ebenfalls einen Adressenzähler 63 über ein ODER-Gatter 65 auf Null zurück. Nach der Rückstellung beginnt der Zähler 63 mit der Zählung von Takten C» , um sequentiell Ausgangsadressen zu entwickeln, die Gattern 51 und 55 zugeführt werden. Da nur das Gatter 51 während der Betriebsweise A vorbereitet ist, werden die Adressen des Zählers 63 über das Gatter 51 dem Speicherschaltkreis 61 zugeführt. Die FP-A RIV-Informationssignale des Multiplexers 59 werden daher selektiv in den adressierten Speicherplätzen des Speicherschaltkreises 61 während der Betriebsweise A gespeichert.

Nachdem die FP-A Merkmaldaten durch den Codierer 59 in RIV-Vektoren codiert und im Schaltkreis 61 gespeichert worden sind, wird das Signal "Start FP-B" empfangen (von Fig. 3). Das Start

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FP-B Signal stellt den Modus A/B Flip-Flop 45 in den Zustand "O" zurück. Dieses Modus-Signal "O" am Ausgang des Flip-Flops 45 sperrt das Gatter 51, während die Multiplexer 47 und 49 in die Lage versetzt werden, in der Betriebsweise B zu arbeiten. Zur gleichen Zeit wird durch die Umkehrung des Ausgangssignales des Flip-Flops 45 über den Inverter 53 das Gatter 55 vorbereitet, um ebenfalls in der Betriebsweise B zu arbeiten.

In der Betriebsweise B ist die FP-B Merkmalanzahl einer zuvor gelesenen Datei von Fingerabdrücken durch direkt in einem Register 66 gespeicherte Merkmaldaten dargestellt, während sowohl die FP-B Merkmaldaten (X, Y, Θ) und die FP-B Merkmalanzahl durch den Eingangsmultiplexer 47 weitergereicht· und entsprechend dem RIV-Codierer 59 und dem Zeit- und Steuerschaltkreis 83 zugeführt werden. Der Codierer 59 wandelt die FP-B Merkmaldaten im X, Y, Θ-Format in durch einen Schwellwert codierte RIV-Informations signale (RIV-B Informationen) um, wie dies auch im Hinblick auf den Fingerabdruck A geschah. Die RIV-B-Informationssignale werden sodann über den Ausgangsmultiplexer 59 dem Eingang des RIV-Informationsspeicherschaltkreises 67 für den Fingerabdruck B (FP-B) zugeführt, der dem Schaltkreis 61 entspricht.

Ein Signal "Ende des Abdruckes" (EOP) (aus der später erläuterten Fig. 6A) stellt über das ODER-Gatter 65 den Adressenzähler 63 auf Null zurück. Nach der Rückstellung beginnt der Zähler 63 mit der Zählung von Takten C^, um erneut sequentiell Ausgangsadressen zu entwickeln und an die Gatter 51 und 55 auszugeben. Da nur das Gatter 55 während der Betriebsweise B vorbereitet ist, werden die Adressen des Zählers 63 über das Gatter 55 zu dem Speicherschaltkreis 67 weitergeleitet. Die RIV-Infor-

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mationssignale des Fingerabdruckes B v/erden somit vom Multiplexe: 49 selektiv in den adressierten Speicherplätzen des Speicherschaltkreises 67 v/ährend der Betriebsweise B gespeichert.

Nachdem die Fingerabdrücke A und B durch den Codierer 59 in das Format eines RIV-Informationssignales umgewandelt und in den Speicherschaltkreisen 61 und 67 abgelegt worden sind, erfolgt Jegliche v/eitere Signalverarbeitung der Fingerabdrucke A und B durch den Rest des Vergleichssystems in dem RlV-Informationssignalformat.

Bei der sequentiellen Betriebsweise im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel muß ein nachfolgender Fingerabdruck B in der Refsrenzdatei solange v/arten, bis der ganze Vergleichsprozeß durch den Schaltkreis gemäß Fig. 27 in der weiter unten erläuterten Weise vollständig durchgeführt worden ist.

Die nächste Operation wird durcli den Übereinstimmungsvergleicher 41 durchgeführt. Grundsätzlich vergleicht der Übereinstimraungsvergleicher 41 selektiv jeden Vektor RIV des nicht identifizierten oder unbekannten Fingerabdruckes A mit jedem Vektor RIV des bekannten Referenzfingerabdruckes B und erzeugt eine RlV-Ubereinstimmungsbewertung für jedes verglichene Paar von Vektoren RIV. Die Amplitude der RIV-Übereinstimmungsbewertung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugt wird, zeigt die Nähe der Übereinstimmung zwischen zwei verglichenen Vektoren RIV zu diesem vorgegebenen Zeitpunkt an.

Die Takte C^ und C^; die Ausgangssignale der Register 57 und 66; und die Steuersignale CMA, NMA, EOP und "RIV-übereinstimmung und Tabellierung" (noch zu erläutern) werden einem RIV-Selektor

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69 in dem Vergleicher 41 zugeführt. Aufgrund dieser Eingangssignale liefert der RIV-Selektor 69 entsprechende RIV-A und RIV-B Leseadressen an die Speicherschaltkreise 61 und 67. Diese gelesenen Adressen gestatten das Auslesen der RIV-A und RIV-B Informationssignale aus den Speicherschaltkreisen 61 und 67 und deren Zuführung zu einem Vergleichsschaltkreis 71 für ein zentrales Merkmal. Bei seiner Adressierfolge wählt der RIV-Selektor 69 das erste RIV-Informationssignal des Fingerabdruckes A (erstes RIV-A und sein zugeordnetes erstes zentrales Merkmal und die erste RIV-Merkmalanzahl) und sodann der Reihe nach jeweils ein RIV-Informationssignal eines Fingerabdruckes B (RIV-Signale und ihre zugeordneten zentralen Merkmale und die Merkmalanzahl). Nachdem das erste RIV-Signal des Fingerabdruckes A in dem Übereinstimmungsvergleicher 41 mit jedem der RIV-Sigrale des Fingerabdruckes B verglichen worden ist, wird das zweite RIV-Signal des Fingerabdruckes A mit jedem RIV-Signal des Fingerabdruckes B verglichen usw.. Auf diese Weise werden alle Paare von Vektoren RIV zwischen den Fingerabdrücken A und B miteinander verglichen.

Der Übereinstimmungsvergleicher 41 führt zwei verschiedene Vergleiche der ihm zu^-aihrten RIV-A und RIV-B Informationssignale durch. Ein erster Vergleich wird durch den Vergleichsschaltkreis 71 hinsichtlich des zentralen Merkmals durchgeführt, das jedem Paar von RIV-Vektoren zugeordnet ist. Der Vergleichsschaltkreis 71 vergleicht dementsprechend die Parameter (X- Υ_Λ. Q) des zentralen Merkmals der beiden Vektoren

CCC

RIV des Fingerabdruckes A und B miteinander. Der Vergleichsschaltkreis 71 fordert, daß die Parameter X , Y und θ_ eines

CC C

jeden zentralen Merkmales von RIV-A und RIV-B einer Näheprüfung genügen, bevor diese beiden Vektoren RIV seinem Eingang für

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einen weiteren Vergleich zugeführt werden. Insbesondere wird ein RIV-Paar für einen weiteren Vergleich zurückgewiesen, wenn die X-Koordinatendifferenz, die Y-Koordinatendifferenz oder die Θ-Orientierungswinkeldifferenz zwischen den zentralen Merkmalen der beiden miteinander verglichenen Vektoren RIV nicht genügend klein ist, da zuvor vereinbarte allgemeine Kriterien (basierend auf den zentralen Merkmalen) anzeigen können, daß dieses RIV-Paar für eine Übereinstimmung zu ungleich ist. Mittels der zuvor beschriebenen Adressierfolge wählt sodann der RIV-Selektor 69 ein anderes RIV-Paar und seine zugeordneten zentralen Merkmale aus den Speicherschaltkreisen 61 und 67 für einen weiteren Vergleich der zentralen Merkmale durch den Schaltkreis 71 aus. Venn die entsprechenden Parameterdifferenzen (Xq_A - ^XCB' ^YCA ~ ^YCB* ⁶CA " ⁶CB^ ^{der zerrtralen} Merkmale des RIV-Paares aus den Fingerabdrücken A und B alle hinreichend klein sind, um eine Übereinstimmung anzuzeigen, so wird dieses RIV-Paar (und die Anzahl der Merkmale in jedem RIV dieses Paares] einem RIV-Vergleichsschaltkreis 73 für einen zweiten Vergleich zugeführt.

Der Vergleichsschaltkreis 73 vergleicht jeden Nachbar ( im RIV-Format von r, 0 und Λθ) des zentralen Merkmals des Vektors RIV des Fingerabdruckes A mit jedem Nachbar des zentralen Merkmals des Vektors RIV des Fingerabdruckes B und berechnet eine getrennte RIV-Übereinstimmungsbewertung (S._ß) für jedes RIV-Paar der beiden miteinander verglichenen Fingerabdrücke, um die Nähe der Übereinstimmung für dieses RIV-Paar anzuzeigen. Grundsätzlich wird diese Übereinstimmungsbewertung aus der Anzahl von Merkmalen in RIV-A berechnet, die eine Entsprechung in RIV-B finden aufgrund des Vergleichs der relativen Koordinaten für jedes Merkmal in RIV-A mit jenen jedes Merkmals in RIV-B. Infol-

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gedessen ist jede RIV-Ubereinstimmungsbewertung quantitativ auf die Wahrscheinlichkeit bezogen, daß die Merkmalmuster eines RIV-Paares von Fingerabdrücken A und B von dem gleichen Finger erzeugt worden sind.

Jedes zentrale Merkmal von RIV-A (Xqa» ^r δ ^unc^ ®CA^ zugeordnetes zentrales Merkmal von RIV-B (X_CB» ^Y _CE und werden ebenfalls einem Koordinaten-Transformationsschaltkreis 75 in dem Ubereinstimmungsvergleicher 41 zugeführt. Der Koordinatentransformationsschaltkreis 75 erzeugt die Winkelverschiebung oder Drehung ( A Θλώ) der zentralen Merkmale der Vektoren RIV von A und B ebenso wie z.B. drei verschiedene Gruppen von Koordinatenverschiebungen für drei verschiedene Winkeldrehungen der zentralen Merkmale des zu diesem Zeitpunkt miteinander verglichenen RIV-Paares. In Abhängigkeit von jedem Eingangspaar von zentralen Merkmalen und dem Zustand "1" von Signalen "Auswahl D", "Auswahl E" oder "Auswahl F" des ^Vergleichsschaltkreises 73 wählt der Schaltkreis 75 eine dieser drei Koordinatengruppen als Ausgangs-Koordinatenverschiebung (^X^B und

aus. Die Verschiebesignale ^X^B' ^^yab ^und ^·^ΘΑΒ ^werden Bewertungsgatter 77 in dem Bewertungsprozessor 43 zugeführt, um anzuzeigen, um wieviel die Koordinaten eines RIV des Fingerabdruckes A verschoben und gedreht werden müssen in Bezug auf die Koordinaten eines zugeordneten RIV des Fingerabdruckes B, um die zentralen Merkmale und Nachbarschaftsmerkmale der Fingerabdrücke A und B zur Übereinstimmung zu bringen. Bei dieser Operation stellen Δχ, Λγ und ÄQ die entsprechenden relativen Horizontal- und Vertikalverschiebungen sowie die Winkelverschiebung oder Verdrehung der beiden Koordinatensysteme der zentralen Merkmale der Fingerabdrücke A und B dar. Das RlV-Ubereinstimmungsbewertungssignal S_Aß des RIV-Vergleichsschaltkreises 73

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wird ebenfalls dem Bev/ertungsgatter 77 in dem Bewertungsprozessor 43 zugeführt.

Der Bewertungsprozessor 43 analysiert die Gruppe von RIV-Ubereinstimmungsbewertungen der Fingerabdrucke A und B von einem allgemeinen Gesichtspunkt aus und bildet eine endgültige Bewertung, die quantitativ den Grad der Gleichheit zwischen diesen beiden Fingerabdrücken anzeigt. Eine genügend große RIV-Übereinstimmungsbewertung S._ß veranlaßt das Bewertungsgatter 77 zur Erzeugung eines Speichersignales, wodurch die Ubereinstimmungsbev/ertung S_AB und ihre Verschiebesignale ΙΛX._B, ΖλΥ.^ und

AB ^aus ^^em B^ewer^^unS^sS^a"t't^er 77 herausgeschoben und in einem dreidimensionalen Histogramm oder Bewertungslistenregister 79 gespeichert werden. Die Position der Ubereinstimmungsbewertung wird in diesem Histogramm 79 aus den Differenzen (Δχ, Δυ,Δθ) zwischen den Koordinaten des zentralen Merkmales der beiden miteinander verglichenen Vektoren RIV gewonnen. Wie später noch erläutert wird, istZAX. = X - X_BC, Δ Δ

= Y_AC - Y_BC und Δθ_ΑΒ = Q_AC - 9_BC. Der Index AC bezieht sich auf das zentrale Merkmal von RIV-A, der Index BC bezieht sich auf das zentrale Merkmal von RIV-B und der ^-ndex AB bezieht sich auf die Differenz (X, Y oder θ) zwischen RIV-A und RIV-B. Das Bewertungslistenregister 79 enthält die Vergleichsbewertungen (S₁) und Verschiebungen (Δχ. ,Δγ Aq) der zwei Koordinatensysteme (zwischen den beiden miteinander verglichenen Fingerabdrücken) für jedes Paar von Vektoren RIV, die die Bedingungen des Ubereinstimmungsvergleichers 41 und des Bewertungsgatters 77 erfüllen, wobei sich i zv/ischen 1 und 192 RIV-Paarvergleichen bewegt.

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Wenn alle RIV-Vektorpaare der Fingerabdrücke A und B miteinander verglichen worden sind, und alle Vergleichsbewertungen und Positionsdaten von dem Eewertungsgatter 77 in die Bewertungsliste 79 eingegeben worden sind, so ist das Histogramm vollständig. Nach der Vervollständigung des Histogrammes versetzt ein Signal "Start GCA" (GCA = global coherency analysis) einen globalen Kohärenzanalysierer 81 in die Lage, die Adressierung der Bewertungsliste 79 zwecks Auslesung und Zuführung des Dateninhalts in den Analysierer 81 vorzunehmen.

Der globale Kohärenzanalysierer 81 behandelt ein dreidimensionales Histogramm in Λχ, ΔΥ und A Θ-Darstellung, um den dichtesten Punkt in der A X, AY und A Θ-Darstellung, wie sie durch die Bewertungsliste 79 repräsentiert wird, zu lokalisieren. Der Kohärenzanalysierer 81 stellt sicher, daß alle Vergleichsbewertungen in einer solchen V/eise zusammenaddiert werden, daß die Kohärenz der Fingerabdruckmuster~der Fingerabdrücke A und B nicht zerstört wird. ^

Der Analysierer 81 bildet eine endgültige Bewertung, welche, wie zuvor erwähnt, quantitativ den Grad der Gleichheit zwischen den beiden miteinandei verglichenen Fingerabdrücken anzeigt. Diese endgültige Bewertung ist eine Funktion davon, wie gut die Anzahl der miteinander verglichenen RIV-Vektoren übereinstimmen und wie nahe ihre relativen Verschiebungen und Drehungen gruppiert sind. Der Analysierer 81 entwickelt ebenfalls die relative Verschiebung (/1 X₁ AY, AQ) der zwei Koordinatensysteme der Fingerabdrücke A und B für die beste Übereinstimmung dieser Abdrücke. Bei Beendigung seiner Analyse erzeugt der Analysierer 81 ein Signal "Ende der GCA".

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Ein Zeit- und Steuerschaltkreis 83 nimmt selektiv die folgenden Eingangssteuersignale auf: Spannungsversorgung eingeschaltet (noch zu erläutern), Start der Abtastung (Fig. 3)_f Exide der Abtastung (Fig. 3), Start FP-B (Fig. 3), hole nächsten FP-B aus der Datei (noch zu erläutern), Ende der GCA (Fig. 27) und die FP-Merkmalanzahl von dem Eingangsmultiplexer 47. In Abhängigkeit dieser Eingangssteuersignale erzeugt der Zeit- und Steuerschaltkreis 83 Taktimpulse C₁, C₂, C^, C^ und C,- mit geeignet vorgewählten Frequenzen sowie eine zentrale Merkmaladresse (CMA), eine Nachbarschaftsmerkmaladresse (NMA), neue Vektoren RIV, Ende des Abdruckes (EOP) und Start GCA-Steuersignale, um den Betrieb des Systems gemäß Fig. 5 zu steuern. Die Frequenzen der Taktimpulse C₁ bis Cc können so vorgewählt werden, daß C₁ - 2C₂ = 16C^ = 3072C₄ = 589 824C₅ ist.

Die Betriebsweise des Systems gemäß Fig. 5 sei nunmehr im folgenden unter Bezugnahme auf dio verbleibenden Zeichnungen in näheren Einzelheiten erläutert.

Die Fig. 6A und 6B bilden zusammen ein Blockdiagramm des Zeit- und Steuerschaltkreises 83 gemäß Fig. 5. Fig. 6A sei zuerst erläutert. Gemäß Fig. 6A bildet ein Taktimpulsgenerator 85» der aus einem Taktgenerator und Zählschaltkreisen (nicht dargestellt) bestehen kann, die Taktimpulse C₁, C₂, C*, C^ und Cc. Ein Freigabesignal (Fig. 6B) ermöglicht dem Generator 85, mit der Bildung dieser Taktimpulse C₁ bis C- zu beginnen. Dieses Freigabesignal wird zu dem Zeitpunkt des Signales "Ende der Abtastung" (Fig. 3) erzeugt, wobei dieses Signal auftritt, nachdem der unbekannte Fingerabdruck FP-A gelesen worden ist und ein Signal "hole nächsten FP-B aus der Datei" (Fig. 6B) erzeugt wird. Ein Signal "Ende der GCA" (Fig. 27) sperrt den Generator

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85 und verhindert die Bildung der Taktimpulse C-j bis Cc solange, bis ein nachfolgendes Freigabesignal empfangen wird.

Die Taktimpulse C,- werden durch einen Zähler 87 für zentrale Merkmale gezählt, um eine zentrale Merkmaladresse (CMA) mit einer Breite von 8 Bit zu bilden. Die Taktimpulse C^, die die 192-fache Frequenz der Taktimpulse Cc aufweisen, werden von einem Zähler 89 für Nachbarschaftsmerkmale gezählt, um eine Nachbarschaftsmerkmaladresse (NMA) mit einer Breite von 8 Bit zu bilden.

Die Beziehung der zentralen Merkmaladresse (CMA) zu der Nachbarschaftsmerkmaladresse (NMA) für einen Fingerabdruck, der 192 oder mehr Merkmale enthält, ist deutlich in Fig. 7 dargestellt. In dieser Darstellung speichert der Zähler 87, der durch die Taktimpulse C_r fortgeschaltet wird, jeden Zählstand für 191 Taktirnpulsperioden C/,. Dies geschieht aufgrund der Tatsache (später noch zu erläutern), daß die Adresse NMA nicht gleich mit der Adresse CMA sein darf, sondern unmittelbar um Eins erhöht wird, sobald NMA = CMA ist. Wie in Fig. 7 dargestellt, läßt daher der Zähler 89 während jeder CMA-Zählung des Zählers 87 den NMA-Zählstand aus, der dem CMA-Zählstand entspricht, da der Vektor RIV eines zentralen Merkmales dieses zentrale Merkmal nicht umfaßt. Während der Zeitperiode, in der der Zähler 87 eine Adresse CMA = 1 (oder 00000001) bildet, läßt der Zähler 89 den Zählstand von 1 aus und bildet Adressen NMA von 2 bis 192 (oder 00000010 bis 11000000). In gleicher Weise bildet der Zähler 89 während der Zeitperiode, in der der Zähler 87 eine Adresse CMA = 2 bildet, eine Adresse NMA - 1 und läßt einen Zählstand von 2 aus, so daß Adressen NMA von 3 bis 192 entwickelt werden. Diese Betriebsweise wird fortgesetzt,

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solange der Zähler 87 Adressen CMA von 1 bis 192 entwickelt. V/ährend der Zeitperiode, in der der Zähler 87 eine Adresse CMA ■■ 192 bildet, bildet der Zähler 89 Adressen NMA von 1 bis 191.

Es sei erneut betont, daß die Anzahl von Merkmalen in einem Fingerabdruck (FP Merkmalanzahl) kleiner oder größer als 192 sein kann, obgleich in Fig. 7 die Beziehung zwischen den CMA- und NMA-Adressen für einen Fingerabdruck mit 192 Merkmalen dargestellt ist.

Gemäß Fig. 6A wird während jedes Zählstandes oder jeder Adresse CMA des Zählers 87 ein Vektor RIV gebildet. Nachdem alle Vektoren RIV eines Fingerabdruckes gebildet worden sind, wird die Anstiegsflanke eines Signales "Ende des Abdruckes" (EOP) benutzt, um den Zähler 87 für den nächsten Fingerabdruck zurückzustellen. Dieses Signal "Ende des Abdruckes", welches erzeugt wird, nachdem alle Merkmale in einem eingegebenen Fingerabdruck verarbeitet worden sind, wird nur erzeugt, wenn eine von zwei Betriebsbedingungen vorliegt, nämlich wenn ein Fingerabdruck mindestens 192 oder weniger als 192 Merkmale aufweist. Diese beiden Betriebsbedingungen erfordern im wesentlichen verschiedene Schaltkreise in Fig. 6A, um die Bildung des Signales "Ende der Abtastung" auszulösen und diese werden somit getrennt erläutert.

Für die Bildung des Signales "Ende der Abtastung" werden, wenn ein Fingerabdruck 192 oder mehr Merkmale enthält, die CFiA- und NMA-Zählstände beide einem UND-Gatter 91 mit 16 Eingängen zugeführt. Die Eingänge des UND-Gatters 91 werden selektiv invertiert und nicht-invertiert, so daß dieses ein Signal mit dem Wert "1" ausgibt und über ein ODER-Gatter 93 an einen Verzö-

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gerungsschaltkreis 95 weitergibt, wenn CMA = 192 und NMA =191 ist. Der Verzögerungsschaltkreis 95 verzögert dieses Signal mit dem Wert "1" um eine Taktimpulsperiode CV, um die Adresse NMA von 191, die gebildet wird während der Zeit, wo die Adresse CMA den Wert 192 aufweist, zu vervollständigen. Der Ausgang des Verzögerungsschaltkreises 95 gibt das Signal "Ende der Abbildung" aus.

Es sei darauf verwiesen, daß eine obere Merkmalgrenze von 192 für einen Fingerabdruck für den Zweck der vorliegenden Beschreibung beliebig gewählt wurde. Es ist selbstverständlich, daß das System gemäß der Erfindung mit jeder beliebigen oberen Merkraalgrenze für einen Fingerabdruck verwirklicht werden kann.

Wenn die Anzahl der Merkmale in dem Fingerabdruck (FP Merkmalanzahl) kleiner als 192 ist, so sind zusätzliche Schaltkreise erforderlich, um das Signal "Ende der Abbildung" zu bilden. Bei dieser Betriebsweise wird die binäre Anzahl von Merkmalen in dem zu verarbeitenden Fingerabdruck von dem Eingangsmultiplexer 47 (Fig. 5) an einen Vergleicher 97 für zentrale Merkmale und einen Subtrahierer 99 gelegt. Der Vergleicher 97 bildet ein Signal mit dem Wert "1" und legt dieses an einen ersten Eingang des UND-Gatters 101, wenn der Zählstand des Zählers 87 (CMA) gleich der Merkmalanzahl des zu verarbeitenden Fingerabdruckes ist. Der Subtrahierer 99 subtrahiert die Zahl 1 von der Merkmalanzahl in dem Fingerabdruck und legt die Differenz an einen Vergleicher 103 an. Der Zählstand NMA des Zählers 89 wird ebenfalls an den Vergleicher 103 zum Vergleich mit dieser Differenz (FP Merkmalanzahl minus Eins) angelegt. Wenn der Zählstand NMA = der Merkmalanzahl des Fingerabdruckes minus Eins ist, so bildet der Vergleicher 103 ein Signal mit dem Wert "1"

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und legt dieses Signal an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 101. Das UND-Gatter 101, das durch den Ausgang des Vergleichers 97 zuvor vorbereitet wurde, gibt das Ausgangssignal des Vergleichers 103 über das ODER-Gatter 93 an den Verzögerungsschaltkreis 95 weiter. Nach einer Taktimpulsperiode C^ wird am Ausgang des Verzögerungsschaltkreises 95 ein Signal "Ende der Abbildung" (EOP) gebildet. Es wird somit von dem UND-Gatter 91 das Signal "Ende der Abbildung" gebildet, wenn 192 oder mehr Merkmale in dem Fingerabdruck verarbeitet worden sind. Das gleiche Signal wird von dem UND-Gatter 101 gebildet, wenn weniger als 192 Merkmale in dem Fingerabdruck vorlagen. Es sei vermerkt, daß ein Signal "Ende der Abbildung" immer eine Taktimpulsperiode CY nach dem Beginn der Zeit gebildet wird, wenn NMA = CMA - 1 ist.

Es sei in Erinnerung gerufen, daß ein Vektor RIV während jedes CMA-Zählstandes des Zählers 87 gebildet wird. Bei Vervollständigung eines jeden Vektors RIV wird ein Signal "nächster RIV" erzeugt, um den Zähler 89 für den nächsten Vektor RIV zurückzustellen. Dieses Signal "nächster RIV" erzeugt eins Taktimpulsperiode C- nach dem Zeitpunkt, wo NMA der Merkmalanzahl oder 192 entspricht, je nachdem, welche Größe kleiner ist, oder es wird zu dem Zeitpunkt gebildet, wo das Signal "Ende der Abbildung" auftritt. Jede dieser drei Betriebsbedingungen sei getrennt erläutert.

Bei der Erzeugung des Signales "nächster RIV" einerTaktImpulsperiode Cr ,nachdem MMA gleich der Merkmalanzahl entspricht, wird der NMA-Zählstand des Zählers 89 einem Nachbarschafts-Merkmalvergleicher 105 zugeführt. Der Vergleicher 105 bildet ein Signal mit dem Wert "1" und legt dieses Signal über ein

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ODER-Gatter 107 an einen Verzögerungsschaltkreis 109 an. Der Verzögerungsschaltkreis 109 verzögert dieses Signal mit dem Wert "1" für eine Taktimpulsperiode C^, um den NMA-Zählstand zu vervollständigen, der der Merkmalanzahl in dem Fingerabdruck entspricht. Der Ausgang des Verzögerungsschaltkreises 109 wird über ein ODER-Gatter 111 als Signal "nächster RIV" angelegt.

Bei der Bildung eines Signales "nächster RIV" wird, wenn ein Fingerabdruck 192 oder mehr Merkmale enthält, eine obere Merkmalgrenze von 192 für den Zählstand NMA beliebig gewählt, wie dies zuvor erläutert wurde. In diesem Fall wird der NMA-Zählstand einem UND-Gatter 113 mit acht Eingängen zugeführt, wobei alle Eingänge invertiert werden mit Ausnahme der den beiden signifikantesten Bits zugeordneten Eingänge. Wenn der Zählstand NMA den Wert 192 aufweist, so bildet das UND-Gatter 113 ein Signal mit dem Wert "1" und legt dieses Signal über das ODER-Gatter 107 an den Verzögerungsschaltkreis 109 an. Nachdem der NMA-Zählstand von 192 vervollständigt ist, liefert der Verzögerungsschaltkreis 109 über das ODER-Gatter 111 ein Signal mit dem Wert "1" als ein Signal "nächster RIV".

Bei Vervollständigung der Abtastung eines Fingerabdruckes wird das Signal "Ende der Abbildung" ebenfalls über das ODER-Gatter 111 als Signal "nächster RIV" für den ersten Vektor RIV des folgenden Fingerabdruckes ausgegeben.

Es ist daher folgendes zu sehen: Wenn v/eniger als 192 Merkmale in dem zu verarbeitenden Fingerabdruck vorliegen, so wird das Signal "nächster RIV" von dem Vergleicher 105 gebildet; wenn 192 oder mehr Merkmale in dem zu verarbeitenden Fingerabdruck

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vorliegen, so wird ein Signal "nächster RIV" von dem UND-Gatter 113 ausgegeben; und das Signal "nächster RIV" für den ersten Vektor RIV in dem folgenden Fingerabdruck wird direkt von dem Verzögerungsschaltkreis 95 hergeleitet. Die Anstiegsflanke eine jeden Signales "nächster RIV" stellt den Zähler 89 auf den Zähl stand Null zurück, so daß der nächste Vektor RIV durch das System gemäß Fig. 5 gebildet werden kann. Der zeitliche Auf tritt der Signale "nächster RIV" ist in Fig. 7 für den Beginn einer jeden RIV-Vektorbildung in einem Fingerabdruck mit 192 Merkmalen dargestellt. Es seien hier speziell die Signale "nächster RIV" in der Kurvenform 115 in Fig. 7 beachtet.

Wie zuvor festgestellt wurde, wird ein Vektor RIV für jedes Merkmal eines Fingerabdruckes erzeugt und bildet im wesentlichen eine detaillierte Beschreibung der unmittelbaren Nachbarschaft dieses Merkmals. Das Merkmal, für welches ein Vektor RIV erzeugt wird, bildet ferner das zentrale Merkmal für diesen Vektor RIV. Der Vektor RIV eines zentralen Merkmals umschließt daher nicht dieses zentrale Merkmal. Um zu verhindern, daß das zentrale Merkmal eines Vektors RIV in diesem enthalten ist, weist der Zeit- und Steuerschaltkreis 83 einen Vergleicher 117 auf. Grundsätzlich vergleicht der Vergleicher 117 die Adresse des zentralen Merkmals (CMA) mit der Adresse des Nachbarschaftsmerkmals (NMA). Sobald die Adresse NMA der Adresse CMA entspricht, bildet der Vergleicher 117 sofort ein Signal "Erhöhung um Eins", welches dem Zähler 89 für die Nachbarschaftsmerkmale zugeführt wird, um dessen Zählstand um Eins zu erhöhen. Auf dieso Weise kann die Adresse der Nachbarschaftsmerkmale niemals gleich der Adresse des zentralen Merkmals sein. Demzufolge kann der Vektor RIV eines Merkmals dieses Merkmal nicht umfassen.

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Anhand von Fig. 6B sei nunmehr der zweite Teil des Zeit- und Steuerschaltkreises 83 gemäß Fig. 5 erläutert. Wenn das Fingerabdruck-Merkmalmuster-Vergleichssystem zum ersten Mal in Betrieb gesetzt wird (nicht dargestellt, aber für den Fachmann auf der Hand liegend), so wird ein Signal "Spannung eingeschaltet" über ein ODER-Gatter 94 einem "Warte"-Flip-Flop 96 zugeführt, um dieses zu setzen. Zusätzlich löst dieses Signal "Spannung eingeschaltet" die geeignete zeitliche Reihenfolge des Zeit- und Steuerschaltkreises 83 gemäß den Fig. 6A und 6B aus, indem die Flip-Flops 100, 104, 112, 116 und 122 über die ODER-Gatter 100A, 104A, 112A, 116A und 122A entsprechend zurückgestellt werden. Der Ausgang des "Warte"-Flip-Flops 96 bereitet den unteren Eingang eines UND-Gatters 98 vor. Das Flip-Flop 96 befindet sich demnach in einer "Warte"-Betriebsweise, bis eine neue Abtastung FP-A durch das Signal "Beginn der Abtastung" vom Ausgang des UND-Gatters 19 (Fig. 3) ausgelöst wird. Es sei in Erinnerung gerufen, daß das Signal "Beginn der Abtastung" die Bestimmung und Speicherung der FP-A Merkmale in dem Speicher RAM 27 (Fig. 3) auslöst. Dieses Signal "Beginn der Abtastung" wird über das freigegebene UND-Gatter 98 einem "Lade FP-A"-Flip-Flop 100 zugeführt, um dieses zu setzen und um das Flip-Flop 96 ζ ..·. Uckzustellen, zwecks Beendigung der "Warte"-Betriebsweise.

Im gesetzten Zustand bereitet der Ausgang des "Lade FP-A"-Flip-Flops 100 den unteren Eingang eines UND-Gatters 102 vor. Das Flip-Flop 100 befindet sich somit in einer "Lade FP-A"-Betriebsweise während der Zeitdauer, in der alle Merkmale in dem Fingerabdruck FP-A festgestellt und in dem Speicher RAM (Fig. 3) gespeichert werden. Es sei in Erinnerung gerufen, daß das Signal "Ende der Abtastung" am Ende dieser Zeitperiode auf-

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tritt, wenn alle Merkmale des Fingerabdruckes FP-A in dem Speicher RAM 27 gespeichert worden sind. Es sei ferner in Erinnerung gerufen, daß das Signal "Ende der Abtastung" am Ausgang des UND-Gatters 21 (Fig. 3) das Auslesen des Speichers RAM 27 (Fig. 3) in den Datenwandler 39 (Fig. 5) für die RIV-Codierung des Fingerabdruckes FP-A auslöst. Dieses Signal "Ende der Abtastung" wird über das vorbereitete UND-Gatter 102 an ein "RIV-Codierung FP-A"-Flip-Flop 104 zum Setzen desselben und zur Rückstellung des Flip-Flops 100 über das ODER-Gatter 100A angelegt, um die Betriebsweise "Lade FP-A" zu beenden. Zusätzlich wird das Signal "Ende der Abtastung" von dem UND-Gatter 102 über ein ODER-Gatter 106 als ein Freigabesignal ausgegeben, um den Zeitimpulsgenerator 85 (Fig. 6A) in die Lage zu versetzen, die Taktimpulse C, .,.,Cc zu erzeugen.

Im gesetzten Zustand bereitet der Ausgang des "RIV-Codierung FP-A"-Flip-Flop 104 den tinteren Eingang eines UND-Gatters 108 vor. Das Flip-Flop 104 befindet sich somit in einer Betriebsweise "RIV-Codierung FP-A" während der Zeitperiode, wo alle FP-A Merkmaldaten aus dem Inhalt des Speichers RAM 27 (Fig. 3) für die RIV-Codierung ausgelesen werden. Es sei in Erinnerung gerufen, daß der Vergleicher 37 (Fig. 3) die Erzeugung des Signales "Start FP-B" auslöst, wenn der Inhalt des Speichers RAM 27 ausgelesen worden ist. Es sei ebenfalls in Erinnerung gerufen, daß dieses Signal "Start FP-B" das Auslesen der FP-B Merkmaldaten (und Information) aus der Datei (nicht dargestellt) für den Fingerabdruck B hervorruft und die RIV-Codierung durch den Datenwandler 39 (Fig. 5) bewirkt. Das Signal "Start FP-B" wird ebenfalls seriell über das freigegebene UND-Gatter 108 und ein ODER-Gatter 110 dem "RIV-Codierung FP-B"-Flip-Flop 112 zum Setzen desselben und zur Rückstellung des Flip-Flops 104 über das ODER-Gatter 104A zugeführt, um die Betriebsweise "RIV-Codierung FP-B" zu beenden.

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Im gesetzten Zustand bereitet das Ausgangssignal des Flip-Flops 112 den unteren Eingang eines UND-Gatters 114 vor. Das Flip-Flop 112 befindet sich somit in einer "RIV-Codierung FP-B"-Betriebsweise während der Zeitdauer, wo alle FP-B Merkmaldaten eines Fingerabdruckes B durch den Datenwandler 39 (Fig. 5) in RIV-Vektoren codiert werden. Es sei in Erinnerung gerufen, daß bei der Vervollständigung der RIV-Codierung von FP-B ein Signal "Ende der Abbildung" (EOP) am Ausgang des VerzögerungsSchaltkreises 95 (Fig. 6a) gebildet wird. Dieses EOP-Signal wird den UND-Gattern 114 und 120 zugeführt. Nur das UND-Gatter 114 wird jedoch während der Zeit dieses EOP-Signales vorbereitet. Dieses EOP-Signal setzt über das freigegeben UND-Gatter 114 ein "RIV Vergleich- und Tabellierung"-Fllp-Flop 116 und stellt das Flip-Flop 112 mittels des ODER-Gatters 112A zurück, um die Betriebsweise "RIV-Codierung FP-B" zu beenden.

Im gesetzten Zustand gibt das Flip-Flop 116 ein Signal "RIV Vergleich und Tabellierung" aus, das an den RIV-Selektor 69 (Fig. 18) angelegt wird, um den Ubereinstimmungsvergleicher 41 (Fig. 5) in die Lage zu versetzen, alle Vektoren RIV in den Fingerabdrücken A und B zu vergleichen und zu tabellieren. Dieses Signal "RIV Vergleich und Tabellierung" wird ebenfalls auf einen Verzögerungsschaltkreis 118 gegeben, um den unteren Eingang des UND-Gatters 120 vorzubereiten. Der Verzögerungsschaltkreis 118 kann irgendeine geeignete Verzögerung (z.B. eine Taktperiode C^) aufweisen, die ausreichend ist, den unteren Eingang des UND-Gatters 120 bis nach Beendigung des Signales EOP zu sperren, wobei dieses Signal EOP bei der Beendigung der RIV-Codierung des Fingerabdruckes B erzeugt wird. Das Flip-Flop 116 befindet sich somit in der Betriebsweise "RIV Vergleich und Tabellierung" während der Zeitperiode, wo alle Vektoren RIV der Fingerabdrucke A und B miteinander ver-

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glichen und tabelliert werden.

Der nächste EOP-Impuls ( Fig. 6A), der erzeugt wird, wird über das freigegebene UND-Gatter 120 als ein Impuls "Start GCA" ausgegeben. Dieser Impuls "Start GCA" wird an den globalen Kohärenzanalysierer 81 (Fig. 26) angelegt, um mit der globalen Kohärenzanalyse der Bewertungs- und Verschiebesignale zu beginnen, die in dem Bewertungslistenregister 79 gespeichert sind. Zu dem Zeitpunkt, wo diese nächsten EOP-Impulse auftreten, sind alle Vektoren RIV der Fingerabdrücke A und B miteinander verglichen worden. Infolgedessen wird dieser Impuls "Start GCA" benutzt, um das Flip-Flop 116 über das ODER-Gatter 116A zurückzustellen und die Betriebsweise "RIV Vergleich und Tabellierung" zu beenden.

Wenn der Schaltkreis 81 seine Analyse vervollständigt hat, so gibt er über das ODER-Gatter 122A ein Signal "Ende der GCA" zur Rückstellung des Flip-Flops 122 aus, um die Betriebsweise der globalen Kohärenzanalyse des Flip-Flops 122 zu beenden. Dieses Signal "Ende der GCA" setzt ebenfalls über das ODER-Gatter 94 das Flip-Flop 96 und setzt das Flip-Flop 96 zurück in die Betriebsweise "Warten". Ferner wird dieses Signal "Ende der GCA" benutzt, um den Zeitimpulsgenerator 85 (Fig. 6A) zu sperren und an der Bildung von Taktimpulsen C₁ ... Cr zu hindern.

Mit der Umsicht eines Systems höherer Ordnung (nicht dargestellt), von welchem der Fingerabdruck-Merkmalmustervergleicher einen Teil bildet, wird ein Signal "hole nächsten FP-B aus Datei" erzeugt. Dieses Signal wj.rd über das ODER-Gatter 106 als ein Freigabesignal dem Generator 85 (Fig. 6A) zugeführt, um

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die Entwicklung der Taktimpulse C^ ... Cc erneut auszulösen. Zusätzlich wird dieses Signal "hole nächsten FP-B aus Datei" über das ODER-Gatter 110 dem Flip-Flop 112 zugeführt, um dieses zurück in die Betriebsweise "RIV-Codierung FP-B" zu versetzen. Die Flip-Flops 100 und 104 müssen nicht gesetzt werden, da der Fingerabdruck FP-A bereits geladen und in Vektore RIV codiert ist. Diese Operation läßt daher einen neuen Fingerabdruck FP-A aus und wählt einen anderen Fingerabdruck FP-B zum Vergleich aus. Die nachfolgende Operation ist die gleiche wie zuvor beschrieben.

Der RIV-Codierer 59 gemäß Fig. 5 soll nunmehr vollständig unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert werden. Zum Zwecke der geeigneten zeitlichen Reihenfolge werden die im Format X, Y, θ vorliegenden FP-Merkmaldaten (von dem Multiplexer 47 in Fig. 5) eines jeden Merkmales in dem zu verarbeitenden Fingerabdruck zu einem vorgegebenen Zeitpunkt selektiv an einen Eingangspuffer 121 angelegt, bevor die FP-Merkmaldaten in einem Speicher RAM 123 mit wahlfreiem Zugriff gespeichert werden. Der Speicher RAM 123 weist im dargestellten Beispiel eine Speicherkapazität von 192 χ 24 Bit auf. Der Speicher RAM 123 speichert 192 Merkmale, wobei jedes Merk; ^l eine Breite von 24 Bit aufweist und jeder der Parameter X, Y und θ eine Breite von 8 Bit oder von einem Byte besitzt.

Die CMA- und NMA-Zählstände des Zeit- und Steuerschaltkreises 83 (Fig. 5 oder 6A) werden von dem Speicher RAM 123 bei der Erzeugung der Vektoren RIV benutzt. Bei jedem Auftritt eines CMA-Zählständes werden die in dem zugeordneten CMA-Speicherplatz des Speichers RAM 123 gespeicherten Merkmale ausgelesen und in einem Register 125 für die zentralen Merkmale gespeichert. Das Register 125 nimmt jedes adressierte Merkmal als das zentrale

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Merkmal CM (X„, Y_, θ_) eines zu bestimmenden zugeordneten RIV-Bündels auf. Ein Impuls "nächster RIV" (von Fig. 6A) wird durch einen Verzögerungscchaltkreis 126 um eine Taktperiode C₁ verzögert. Dieses verzögerte Signal "nächster RIV" bewirkt die Speicherung des zentralen Merkmals CM in dem Register 125 in einem zentralen Merkmal- und Nachbarschaftsregister 127. Das Register 127 besitzt ebenfalls Speicherbereiche, um neun andere Signale R^ - Rq zu speichern, welche Nachbarschaftsmerkmale des zentralen Merkmals CM sein können oder nicht. Jeder dieser R-Speicherbereiche besteht aus r, 0 und Λθ-Teilen. Der verzögerte Impuls "nächster RIV" von dem Verzögerungsschaltkreis 126 versetzt ebenfalls einen radialen Ordnungssortierer 129 in die Lage, alle r-Speicherteile (r^ - r_Q) in dem Register zu initialisieren, so daß alle Werte T₁ - r_Q beispielsweise dem Wert 31 entsprechen. Zusätzlich werden die Parameter X_, Y„ und

C C

θ_, die in dem Register 125 gespeichert sind, entsprechenden

Subtrahierern 131, 133 und 135 zugeführt.

Jedesmal, wenn die zentralen Merkmalparameter X„, Y„ und Θ. von

CC C

dem Register 125 den Subtrahierern 131, 133 und 135 entsprechend zugeführt werden, werden die Parameter X^, Y^ und Q* alle in dem Speicher RAM 123 gespeicherten Merkmale, außer dem zentralen Merkmal, der Reihe nach aus den NMA-Speicherplätzen des Speichers RAM 123 durch die NMA-Adressen ausgelesen.

Im vorstehenden Fall und ebenso bei der nachfolgenden Erläuterung sei angenommen, daß i Werte von O, 1, 2 ... und kleiner als 192 oder die Fingerabdruck-Merkmalanzahl des zu einem vorgegebenen Zeitpunkt verarbeiteten Fingerabdruckes aufweist.

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Die zentralen Merkmalparameter X„, Y„, θ_ werden von diesen

CCC

X₁, Y₁ und Gj^-Parametern (z.B. X₁, Y₁, O₁; ....; X-Ig₂* ^Yig2» G₁QP unter Ausschluß jener Parameter des zentralen Merkmals) in den Subtrahierern 131, 133 und 135 entsprechend subtrahiert. Für jedes zentrale Merkmal, das zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt ausgewählt wird, werden alle anderen Merkmale in dem Speicher RAM 123 im Hinblick auf dieses zentrale Merkmal berechnet, um die Horizontalverschiebungen ^X,, die Vertikalverschiebungen . und die Winkelverschiebungen Λθ. zu bilden. Im vorliegenΔ Δ

den Fall ist 4X₁ = X₁ - X_ß, Δυ_± » Y₁ - Y_c und Δ θ_±

Die Verschiebungen Λ X₁ und ^Y₁ werden einem r-Generator 137 zugeführt, um die radiale Entfernung (r) zwischen dem zentralen Merkmal und jedem Nachbarschaftsmerkmal zu berechnen. Der Generator 137 ist so verwirklicht, daß er aufgrund der Gleichung

T₁ = ν Z\X. + ^Y₁ die Radialentfernung T₁ berechnet. Die Verschiebungen Λ X,- und ΛΥ_λ ebenso wie 9„ werden einem

X X C

0-Generator 139 zugeführt, um den Winkel 0₁ zwischen der Orientierung des zentralen Merkmals und jedem Nachbarschaftsmerkmal dieses zentralen Merkmals zu berechnen. Der Generator 139 ist so aufgebaut, daß er entsprechend der Gleichung

0, - tan"¹ ( ) - Q„ die Winkel 0, berechnet. ¹ \Λ ^Ai/ ^c *

Die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale eines zentralen Merkmals, die in seinem Vektor RIV enthalten ist, kann entweder durch eine maximale radiale Entfernung R™ oder eine obere Grenze N_„ begrenzt werden, je nachdem, was einengender ist. Zum Zwecke dieser Erläuterung ist In Fig. 8 eine maximale radiale Entfernung R_T ausgewählt werden, um die Anzahl der einem zentralen Merkmal zugeordneten Nachbar-

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Schaftsmerkmale zu begrenzen. Infolgedessen wird jede der radialen Entfernungen r. (vom r-Generator 137) der Nachbarschaftsmerkmale eines zentralen Merkmals der Reihe nach einem Nachbarschaf ts-Maxinumvergleicher 141 zugeführt, in welchem die Entfernungen mit einem maximalen radialen Entfernungsschwellwert R_T verglichen werden. Der Maximum-Nachbarschaftsvergleichei 141 stellt fest, welches Nachbarschaftsmerkmal innerhalb der maximalen radialen Entfernung R_T von dem zentralen Merkmal aus gesehen liegt. Zum Zwecke der folgenden Erläuterung sei angenommen, daß der Wert des maximalen radialen Entfernungsschwellwertes R_T dem Wert 30 entspricht. Jede der radialen Entfernunger r., die den Schwellwert R™ von 30 nicht überschreiten, veranlassen den Vergleicher 141 zur Bildung eines Impulses 143, durch welchen das Register 127 in die Lage versetzt wird, gleichzeitig die Parameter r., 0., <Λβ. des neuen Nachbarschaftsmerkmals (Rq) zusammen mit der radialen Entfernung r^ zu speichern. Irgendwelche zuvor gespeicherten Nachbarschaftsmerkmale sind in R^ - Rg enthalten. Wie zuvor erläutert, werden die Parameter r., 0., /\ Q. eines Nachbarschaftsmerkmals R von den Generatoren 137 und 139 und dem Subtrahierer 135 entsprechend hergeleitet. Diese Werte r, 0 und Λ 0 werden wie dargestellt für jedes zentrale Merkmal im Hinblick auf alle anderen Merkmale der Reihe nach erzeugt. Die Werte r. und 0. bestimmen die Position des in der Nähe liegenden Merkmales, bezogen auf das zentrale Merkmal, während die Werte Δθ. die Richtungen der nahegelegenen Merkmale, bezogen auf das zentrale Merkmal festlegen.

Der Impuls 143" von dem Vergleicher 141 versetzt ebenfalls den radialen Ordnungssortierer 129 in die Lage, selektiv das neue Nachbarschaftsmerkmal Rq unter den zuvor sortierten und gespeicherten Signalen R₁ - R_Q aufgrund seiner relativen Entfernung von dem zentralen Merkmal CM (X^, Y_, Q) zu sortieren und alle

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diese neun Signale selektiv zurück in das Register 127 entsprechend ihren relativen radialen Entfernungen von dem zentralen Merkmal CM zu speichern. Da jeder der Werte r^ - r_g der Signale R₁ - Rq von einem Wert von 31 ausgelöst wurde, wird das erste neue Nachbarschaftsmerkmal, das einen Wert r von 30 oder weniger besitzt, in der Speicherposition R-. abgelegt. In gleicher Weise werden alle nachfolgenden Nachbarschaftsmerkmale entsprechend verschoben gemäß ihrer radialen Entfernungen und der Signale R, die mit ihren Werten r von dem Wert 31 ausgelöst wurden.

Innerhalb jeder CMA-Periode werden alle Merkmale X,, Yj, θ ^ mit Ausnahme des zugeordneten zentralen Merkmales im Hinblick auf das zugeordnete zentrale Merkmal X„, Y_, Q„ verrechnet, um die

CCC

relativen Positionen (im r*_t 0*_t ^Ö^-Format) der Nachbarschaftsmerkmale im Hinblick auf dieses zentrale Merkmal zu bestimmen. Bei Beendigung einer jeden CMA-Periode hat der radiale Ordnungssortierer 129 das naheliegendste radial sortierte Nachbarschaftsmerkmal im r. , 0. , /^Q.-Format für ein zentrales Merkmal in dem zu verarbeitenden Fingerabdruck bestimmt.

Die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale eines zentralen Merkmales innerhalb der radialen Schwellwertentfernung R^ kann der Zahl 0 oder einer größeren Zahl entsprechen. Wie zuvor jedoch erläutert, ist das Register 127 so ausgebildet, daß es nicht mehr als neun Nachbarschaftsmerkmale als R-Signale speichert. Nur jene R-Signale in dem Register 127, die r-Werte von 30 oder weniger besitzen, bilden die radial sortierten Nachbarschaftsmerkmale im r., 0., Λ,Q*-Format, die die RIV-Nachbarschaft des zugeordneten zentralen Merkmales bilden, das zu diesem Zeitpunkt in dem Register 127 gespeichert ist.

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Da ein neues Signal Rq bei jedem neuen Auftritt des Impulses 143 gebildet wird ( und nachfolgend radial sortiert wird), kann das Signal Rq nicht notwendigerweise das neunt dichteste Nachbarschaftsmerkmal des zentralen Merkmales CM sein. Zum Beispiel kann das Signal Rq noch eines der zuvor ausgelösten R-Signale sein, die einen r-Wert entsprechend 31 besitzen. Aus diesem Grund wird nur das zentrale Merkmal CM und die acht Signale R₁ - Rq einem Ausgangsschaltkreis 145 für die weitere Bearbeitung zugeführt. Es sei darauf verwiesen, daß CM und R₁ - Rq zum Zeitpunkt des Impulses "nächster RIV" dem Ausgangsschaltkreis 145 zugeführt werden. Hierdurch wird ermöglicht, daß auf die Daten CM und R^ - Rg aus dem Register 127 zugegriffen werden kann, bevor der verzögerte Impuls "nächster RIV" die Einspeicherung eines neuen Wertes CM und der anfänglichen Werte von T₁ - Tq in dem Register 127 ermöglicht.

Der Ausgangsschaltkreis 145 vergleicht intern die r-Werte der Signale R₁ - Rq mit dem vorgegebenen Schwellwert von 30. Es werden daher nur jene Signale R₁ - Rq, deren Radialwerte r dem Schwellwerttest des Vergleichers 141 genügen, durch den Ausgangsschaltkreis 145 als die nahesten Nachbarschaftsmerkmale und somit als die RIV-Nachbarschaft des zugeordneten zentralen Merkmales CM ausgegeben. Das zentrale Merkmal CM und der Vektor RIV dieses zentralen Merkmales CM werden an den Ausgang des Ausgangsschaltkreises 145 weitergeleitet.

Es ist daher ersichtlich, daß ein RIV-Vektor von 0 bis θ der dichtesten Nachbarschaftsmerkmale im r, 0, Δθ-Forraat. durch den Ausgangsschaltkreis 145 gebildet wird. Wenn beispielsweise die r-Werte von R₁ - R_Q alle 31, alle 30 oder kleiner oder gemischt zwischen 31 und 30 oder kleiner sind, so ergeben sich 0, 8 oder zwischen 1-7 Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV. Da die

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Anzahl der Merkmale in einem Vektor RIV von 0-8 schwanken kann, sind in dem Ausgangsschaltkreis 145 Einrichtungen enthalten, um die Anzahl der Merkmale in Jeden Vektor RIV (RIV Merk-Dialanzahl) zu bestimmen, die von dem RIV-Codierer 59 gebildet werden.

Ein unterschiedlicher Vektor RIV wird während jedes CMA-Zählstandes erzeugt. Der Beginn einer CMA-Periode zeigt daher den Beginn eines neuen zentralen Merkmales für einen neuen Vektor RIV an und er zeigt ferner das Ende des vorausgegangenen Vektors RIV an. Nachdem jeder Vektor RIV vollständig gebildet ist, wird dieser Vektor RIV und sein zugeordnetes zentrales Merkmal ebenso wie die Anzahl der Merkmale in diesem Vektor RIV zeitlich gestaffelt durch den Ausgangsmultiplexer 49 (Fig. 5) übertragen und in einem der zugeordneten RIV-Speicherschaltkreise 61 und 67 (Fig. 5) gespeichert.

Zum weiteren Verständnis der Ableitung der Vektoren RIV seien nunmehr die Fig. 9, 10, 11 und 12 erläutert. Zur Begrenzung dieser Erläuterung sei angenommen, daß ein modifizierter Fingerabdruck-Merkmalleser, wie er in Fig. 3 beschrieben ist, nur elf Merkmale während seiner Rastermusterabtastung eines Fingerabdruckes festgestellt hat, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Zahlen 1-11 zeigen die Ordnung an, in der die elf Merkmale festgestellt wurden, die Punkte innerhalb der Kreise zeigen das Merkmal an und die von den Kreisen weggerichteten Ausläufer zeigen die Winkelausrichtung des Merkmals an.

Es sei in Erinnerung gerufen, daß ein Vektor RIV für jedes Merkmal eines Fingerabdruckes berechnet wird und daß die Anzahl der Nachbarschaften eines zentralen Merkmals innerhalb des Vektors RIV durch die maximale radiale Entfernung R_T begrenzt wird. Wie

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zuvor angezeigt, führt der Maximum-Nachbarschaftsvergleicher 141 (Fig. 8) die Funktion der Bestimmung der Nachbarschaftsmerkmale innerhalb dieser maximalen radialen Entfernung R„ für Jedes in Fig. 9 dargestellte Merkmal durch.

Fig. 10 zeigt den Kreisbereich, der den Vektor RIV eines zentralen Merkmales für eine maximale radiale Entfernung R_T umfaßt. Jedes Merkmal, das innerhalb des Außenkreises in Fig. 10 liegt, bildet die RIV-Nachbarschaft des zentralen Merkmals. Wenn begrifflich die lange Achse R_T gemäß Fig. 10 der Reihe nach entlang der Achse von beispielsweise einem jeden der Merkmale 1-8 angelegt wird, so werden die RIV-Nachbarschaften für jedes Merkmal 1-8 erhalten, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist. Insbesondere stellt Fig. 11 die RIV-Nachbarschaften für die Merkmale 1-8 dar, v/obei jedes Merkmal 1-8 das zentrale Merkmal seiner eigenen RIV-Nachbarschaft bildet und entlang der Achse gemäß Fig. 10 gsmäß der Standardregel ausgerichtet ist. Auf diese V/eis« bilden die Nachbarschaftsmerkmale 1-11, die in dem Außenkreis gemäß Fig. 10 enthalten sind, den Vektor RIV für dieses zugeordnete zentrale Merkmal. Insbesondere enthält der Vektor RIV für das Merkmal 1 das Merkmal 3; der Vektor RIV für das Merkmal 2 umfaßt das Merkmal 4; der Vektor RIV für das Merkmal 3 umfaßt die Merkmale 1 und 7; der Vektor RlV für das Merkmal 4 umfaßt die Merkmale 2, 6 und 8; der Vektor RIV für das Merkmal 5 umfaßt die Merkmale 6 und 9; der Vektor RIV für das Merkmal 6 umfaßt die Merkmale 4, 5, 9 und 11; der Vektor RIV für das Merkmal 7 umfaßt die Merkmale 3, 8 und 10; und der Vektor RIV für das Merkmal 8 umfaßt die Merkmale 4, 7, 10 und 11. Jede RIV-Nachbarschaft ist daher ein Informationsvektor oder Deskriptor der Nachbarschaft für eines der zugeordneten Merkmale 1-8. Ein Grund dafür, daß ein Vektor RIV für jedes der Merkmale eines Fingerabdruckes anstelle nur für ein Merkmal erhalten wird, liegt

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darin, daß nicht festgestellt werden kann, welches Merkmal fehlen kann oder ob einige "Merkmale" falsch sind.

Der radiale Ordnungssortierer 129 (Fig. 8) führt die Funktion der Indizierung der Nachbarschaftsmerkmale eines jeden Vektors RIV in Fig. 11 in der Ordnung ansteigender radialer Entfernung von dem zugeordneten zentralen Merkmal durch. Ein radial geordnetes sortiertes Beispiel eines Vektors RIV für das Merkmal 4 gemäß Fig. 7 ist in Fig. 12 dargestellt.

Gemäß Fig. 13 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm des radialen Ordnungssortierers 129, des Registers 127 für das zentrale Merkmal und die Nachbarschaftsmerkmale und ein Ausgangsschaltkreis 145 von Fig. 8 dargestellt. Der radiale Ordnungssortierer 129 besteht aus einem Gatterschaltkreis 151 und einem Positionsfeststellschaltkreis 153, während der Ausgangsschaltkreis 145 aus einem Schwellwertschaltkreis 155 und einem Anzahlfeststellkreis 157 besteht.

Wie zuvor erläutert, wird zum Zeitpunkt eines jeden verzögerten Impulses "nächster RIV" (vom Verzögorungsschaltkreis 126, Fig.8) ein verschiedenes zentrales Merkmal CM .i.n das Register 127 geladen, während alle r-Werte in den Signalen R₁ - Rg in dem Register 127 anfänglich auf Werte von 31 mittels des Gatterschaltkreises 151 eingestellt werden. Von diesem Zeitpunkt an bis zum Ende einer CMA-Periode werden Nachbarschaftsmerkmale mit r-Werten, die die Schwellwertprüfung des Vergleichers 141 (Fig. 8) erfüllen, der Reihe nach in das Register 127 geladen. Nachdem ein neues Nachbarschaftsmerkmal Rq in dem Register 127 gespeichert worden ist, nimmt der Positionsfeststellkreis 153 der Reihe nach Zugriff auf R₁ - Rq und vergleicht Rq mit Rg, Rg mit Ry ... R₂ mit R₁ und speichert erneut der Reihe nach

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diese Paare von R-Signalen in das Register 127 zurück. Jedes verglichene Paar von R-Signalen wird durch den Schaltkreis radial sortiert, bevor es über den Gatterschaltkreis 151 zur Rückspeicherung dem Register 127 zugeführt wird.

Das zentrale Merkmal CM und die Signale R₁ - Rg» die in dem Register 127 gespeichert sind, werden dein Eingang des Schwellwertschaltkreises 155 in dem Ausgangsschaltkreis 145 zugeführt. Sie werden jedoch nicht durch den Schwellwertschaltkreis 155 verarbeitet, bevor das Signal "nächster RIV" (Fig. 6A) auftritt. Das Signal "nächster RIV", das erzeugt wird, nachdem alle Nachbarschaftsmerkmale in einem Vektor RIV festgestellt worden sind, versetzt den Schwellwertschaltkreis 155 in die Lage, die endgültigen Signale R₁ - R_Q von dem Register 127 aufzunehmen. Da einige dieser Signale R₁ - R_Q keine Nachbarschaftsmerkmale eines zentralen Merkmals darstellen mögen, aber anfänglich auf 31 eingestellte Signale, vergleicht der Schwellwertschaltkreis 155 jeden der r-Vierte der Signale R₁ - R_Q mit einem Schwellwertsignal von 30. Dieser Schwellwertschaltkreis 155 blockiert daher jedes R-Signal, dessen r-Yfert anfänglich auf 31 eingestellt worden war. Die verbleibenden Signale innerhalb der Signale R₁ - R_Q, die diesem Schwellwerttest genügen, enthalten die Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV des zentralen Merkmals CM. Dieser Vektor RIV und sein zugeordnetes zentrales Merkmal CM werden am Ausgang des Schwellwertschaltkreises 155 ausgegeben.

Der Schwellwertschaltkreis 155 läßt ebenfalls Signale zu dem Anzahlfeststellschaltkreis 157 passieren, um diesen in die Lage zu versetzen, ein Signal entsprechend der Anzahl von Merkmalen in dem Vektor RIV (RIV-Merkmalanzahl) zu erzeugen. Der Vektor RIV und sein zugeordnetes zentrales Merkmal CM ebenso wie die RIV-Merkmalanzahl werden von dem Ausgangsschaltkreis 145 parallel

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dem Ausgangsmultiplexer 49 (Fig. 5) zugeführt.

Fig. 14 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des Gatterschaltkreises 151 des radialen Ordnungssortierers 129 und des Registers

der Fig. 13
127/für das zentrale Merkmal und die Nachbarschaftsmerkmale. Der Gatterschaltkreis 151 umfaßt ein Gatter 159 und ODER-Gatterschaltkreise I6I - I69, während das Register 127 aus Gattern und 173 und Speicherregistern 175 und 181 - 189 besteht. Zum Zwecke der Erläuterung kann jeder der ODER-Gatterschaltkreise 161 - I69 (ebenso wie die nachfolgenden ODER-Gatterschaltkreise) aus einer Reihe von 24 ODER-Gattern bestehen und die Speicherregister 175 und 181 - 189 können jeweils eine Breite von drei Bytes oder 24 Bit für die Speicherung der Information in X , Y_c, ©_c und r., 0^, Z\ ^-Speicherplätzen aufweisen.

Ein verzögertes Signal "nächster RIV" (vom Verzögerungsschaltkreis 126 in Fig. 8) versetzt das Gatter 159 in die Lage, eine Konstante von 31 durch jeden der Gatterschaltkreise I6I - 169

(oder ri-rqj
zur Speicherung in den r.-Speicherplätzen der Speicherregister 181 - 189 passieren zu lassen. Dieses verzögerte Signal "nächster RIV" ermöglicht ferner über das Gatter 171 einem zentralen Merkmal X_, Y . Θ_Λ> welches in dem zentralen Merkmalregister 125

CCC

(Fig. 8) gespeichert ist, die Speicherung in den X , Υ , θ -Speicherplätzen des Speicherregisters 175.

Zu jedem Zeitpunkt innerhalb einer jeden vorgegebenen CMA-Periode (Fig. 6a), indem von dem Vergleicher 141 (Fig. 8) ein Nachbarschaftsmerkmal festgestellt wird, erzeugt der Vergleicher 141 den Impuls 143. Die Anstiegsflanke des Impulses 143 ermöglicht über das Gatter 173 die Einspeicherung eines Nachbarschaftsmerkmales r_i, 0_i# Ao₁ in den r^, 0_g, ^«^-Speicherplätzen ^des Speicherregisters 173. Der Impuls 143 wird ebenfalls dem Positions-

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bestimmungsschaltkreis 153 (in dem radialen Ordnungssortierer 129 gemäß Fig. 13) zugeführt, der nunmehr anhand der Fig. 15 erläutert werden soll. Die Kurvenzüge gemäß Fig. 16 werden ebenfalls erläutert und dienen der Erläuterung der Wirkungsweise des Schaltkreises 153.

Gemäß dem Positionsbestimmungsschaltkreis 153 in Fig. 15 wird der Impuls 143 (Fig. 8) dem Rückstelleingang eines Index- oder Dekrementzählers 191, über ein ODER-Gatter 193 dem Rückstelleingang eines Flip-Flops 195 und über einen Inverter 197 dem Setzeingang eines Flip-Flops 199 zugeführt. Zusätzlich werden die Signale Rq - R₂ und R_Q- R₁ von dem Register 127 (Fig. 14) an die Eingänge von Vergleichsmultiplexern 201 und 203 entsprechend angelegt.

Die Anstiegsflanke des Impulses 143 stellt den Indexzähler 191 auf einen Zählstand von 0 zurück und setzt das Flip-Flop 195 zurück, um dadurch die Gatter 205 und 207 zu sperren. Aufgrund ihrer Sperrung verhindern die Gatter 205 und 207 die Zuführung der Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 zu den Registerr 209 und 211 für R_c+1 (R-Zählstand plus Eins) und R_Q (R-Zählstanc

Die invertierte Abfallflanke des invertierten Impulses 143 setzi das Flip-Flop 199, um einen Impuls 213 am Ausgang Q des Flip-Flops 199 zu erzeugen. Der Impuls 213 wird dem UND-Gatter 215 zusammen mit den Cp-Taktimpulnen 217 zugeführt, um eine Reihe von acht Taktimpulsen 219 zu bilden. Die Anstiegsflanke des ersten Impulses innerhalb der Taktimpulse 219 setzt das Flip-Flop 195, um einen Ausgangsimpuls 221 zu bilden, der die Gatter 205 und 207 in die Lage versetzt, die Ausgänge der Multiplexer 201 und 203 auf die Eingänge der Register 209 und 211 zu schalten. Der erste Takt 219 veranlaßt ebenfalls einen Wechsel der

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Ausgangsadresse des Indexzählers 191 von O auf 8. Die nachfolgenden Taktimpulse 219 rufen in dem Zähler 191 die Herunterzählung des Ausgangs-Adressenzählstandes von 8 auf 1 hervor.

Die Adressenzählstände von 8, 7 ... 1 des Zählers 191 werden der Reihe nach dem Vergleichsmultiplexer 203 und einem Addierer 223 zugeführt. Der Addierer 223 addiert den Binärwert "1" zu Jedem Adressenzählstand, um eine Zahl zu bilden und diese dem Vergleichsmultiplexer 201 zuzuführen, wobei diese Zahl der Adresse des Zählers 191 plus Eins entspricht. Wenn daher der Zähler 191 Adressenzählstände von 8, 7 ... 1 entwickelt, so wählen die Multiplexer 201 und 203 Signale Rg, R_Q ... R₂ und R₈, R₇ ... R₁ für die Zuführung über die Gatter 205 und 207 an die Eingänge der Register 209 und 211 aus.

Die Taktimpulse 219 werden ebenfalls durch einen Inverter 225 invertiert, um entsprechende Takte zu bilden und diese Takte 227 an ein UND-Gatter 229 anzulegen. Der Impuls 221 und die C₁-Takte 231 werden ebenfalls dem UND-Gatter 229 zugeführt. Durch Prüfung der Eingangsimpulse 221, 227 und 231 an dem UND-Gatter 229 ist erkennbar, daß das UND-Gatter 229 ein Ausgangssignal 233 mit dem Wert "1" jedesmal dann bildet, wenn alle drei Eingänge den Binärwert "1" aufweisen. Dieses Ausgangssignal 233 des UND-Gatters 229 mit dem Wert "1", das auftritt, nachdem der Ausgangs-Adressenzählstand des Zählers 191 sich stabilisiert hat,versetzt die Register 209 und 211 in die Lage, parallel die Signale Rq, R_q ... R₂ und Rg, Ry ...R₁ mit dem auftretenden Takt hereinzunehmen.

Jeder Ausgangs-Adressenzählstand des Zählers 191 wird in einem Vergleicher 235 mit einer Konstanten von 1 verglichen. Wenn der Zähler 191 seinen Adressenzählstand bis auf 1 herunterge-

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zählt hat, so bildet der Vergleicher 235 ein Signal, welches einem Verzögerungsschaltkreis 237 zugeführt wird. Nach einer Verzögerung um eine C₂-Taktperiode stellt das Ausgangssignal des Verzögerungsschaltkreises 237 das Flip-Flop 199 zurück, um den Impuls 213 zu beenden und das UND-Gatter 215 zu sperren, wodurch verhindert wird, daß irgendwelche weiteren Cp-Taktimpulse durch den Zähler 191 gezählt werden. Der Ausgang des Verzögerungsschaltkreises 237 stellt ebenfalls über das ODER-Gatter 193 das Flip-Flop 195 zurück, wodurch der Impuls 221 beendet wird und die Gatter 205, 207 und 229 gesperrt werden. Dies verhindert, daß die Ausgänge der Multiplexer 201 und 203 an die Eingänge der Register 209 und 211 angelegt werden. Zusätzlich verhindert die Sperrung des UND-Gatters 229, daß das UND-Gatter 229 Taktimpulse an die Register 209 und 211 anlegt.

Während der Zeitperiode, in der der Indexzähler 191 Adressenzählstände von 8, 7 ... 1 entwickelt, werden die Ausgangssignale der Multiplexer 201 und 203 (Rg, R₈ ... R₂ und R_Q, R₇ ... R₁) entsprechend den Registern 209 und 211 zugeführt. Die r-Komponenten (radiale Entfernungen) der R-Signale, wie sie in den Registern 209 und 211 gespeichert sind, werden zusammen in einem Vergleicher 235 verglichen, um festzustellen, welches r (r 1 oder r ) größer ist. Wenn r ^ (welches im Register 209 gespeichert ist) kleiner als r (welches im Register 211 gespeichert ist) ist, so bildet der Vergleicher 235 ein Signal mit dem Wert "1", um anzuzeigen, daß die Signale R .. und R in der umgekehrten Ordnung in das Register 127 (Fig. 14) zurUckgespeichert werden müssen. Andernfalls bildet der Vergleicher 235 ein Signal mit dem Wert "0", um anzuzeigen, daß R_{c 1} und R_ nicht zurückgespeichert werden.

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Der Binärzustand des Ausgangs des Vergleichers 235 wird direkt den Gattern 237 und 239 zugeführt und wird ebenfalls durch einen Inverter 241 invertiert, bevor er Gattern 243 und 245 zugeführt wird. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers den Wert "1" aufweist und somit ein Rückspeicherungssignal bildet, so werden nur die Gatter 237 und 239 vorbereitet. Auf der anderen Seite werden nur die Gatter 243 und 245 vorbereitet, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers den Wert "O" aufweist, wodurch ein Signal "nicht rückspeichern" angezeigt wird. Die Adresse des Addierers 223 wird an die Gatter 237 und 243 angelegt, während die Adresse des Indexzählers 191 an die Gatter 239 und 245 angelegt wird. Die Ausgangssignale der Gatter 237 und 245 werden einem ODER-Gatterschaltkreis 247 zugeführt. In gleicher Weise werden die Ausgangssignale der Gatter 239 und 243 einem ODER-Gatterschaltkreis 249 zugeführt. Die Ausgangssignale der ODER-Gatterschaltkreise 247 und 249 liefern entsprechende Adressen an Speichermultiplexer 251 und 253. Die Signale R und R .. von den Registern 211 und 209 werden ebenfalls den Multiplexern 251 und 253 zugeführt. In Abhängigkeit von den Adressen der ODER-Gatterschaltkreise 247 und 249 legen die Multiplexer 251 und 253 entsprechende Signale R und R_c+1 über ein ausgewähltes Paar von ODER-Gatterschaltkreisen 161-169 zwecks Rückspeicherung in einem zugeordneten Paar von Speicherregistern in dem Register 127 an.

Es sei in Erinnerung gerufen, daß die Funktion des radialen Ordnungssortierers 129 in der Indizierung der Nachbarschaftsmerkmale eines jeden Vektors RIV eines zentralen Merkmals CM in der Reihenfolge der anwachsenden radialen Entfernung von diesem zentralen Merkmal bestand. Um die Gesamtfunktion des radialen Ordnungssortierers 129 i»i näheren Einzelheiten zu erläutern, sei nunmehr anhand der Fig. 14, 15 und 16 ein Beispiel beschrieben.

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Es sei angenommen, daß fünf Nachbarschaftsmerkmale festgestellt worden sind und radial sortiert worden sind, da die Werte r^ - r_q in dem Register 127 zum Zeitpunkt des letzten Impulses "nächster RIV auf den Wert 31 eingestellt worden war. Es sei ferner angenommen, daß die Werte r^ - r_q der radial sortierten Entfernungen der Signale R^-Rq, die in den Speicherregistern 181 - 189 des Registers 127 (Fig. 14) gespeichert sind, die Werte 16, 18, 19, 20, 23, 31, 31, 31 und 31 aufweisen. Schließlich sei angenommen, daß ein neues Nachbarschaftsmerkmal Rq des zentralen Merkmales CM festgestellt worden ist und daß die radiale Entfernung r_q des Signales Rq den Wert 21 aufweist. Der resultierende Impuls 143 (Fig. 8) gestattet die Einspeicherung dieses neuen Nachbarschaftsmerkmales Rq in dem Speicherregister 189 und stellt den Indexzähler 191 auf O zurück. Das neue Signal Rq ersetzt somit das alte Signal Rq. Demzufolge weisen zu diesem Zeitpunkt die Werte r^ - r_q der Signale R^ - Rq entsprechend die Größen 16, 18, 19, 20, 23, 31, 31, 31 und 21 auf. Nachdem das Signal Rq in dem Speicherregister 189 gespeichert worden ist, setzt die invertierte abfallende Flanke des Impulses 143 das Flip-Flop 199, wodurch das UND-Gatter 215 vorbereitet wird und eine Folge von acht Cp-Taktimpulsen 219 zu dem Indexzähler 191 zur Zählung passieren läßt.

Der erste Taktimpuls 219 von dem UND-Gatter 215 veranlaßt den Indexzähler 191 zur Bildung eines Adressenzählstandes von 8. Infolgedessen wählen die Vergleichsmultiplexer 201 und 203 die neuen Nachbarschaftsmerkmale Rq und Rg aus und geben diese über die Gatter 205 und 207 zwecks Speicherung an die Register 209 und 211 weiter. Die Werte r_q und Tg der Signale Ro und Rg werden in dem Vergleicher 235 verglichen. Da angenommen worden war, daß r_q = 21 und r_ö = 31 1st, bildet der Vergleicher 235 ein Rück-

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speicherungssignal mit dem Wert ⁿ1". Dieses Rückspeicherungssignal "1" bereitet die Gatter 237 und 239 vor, wodurch die Adressen des Addierers 223 und des Zählers 191 über die ODER-Gatterschaltkreise 247 und 249 zu den Speichermultiplexern 251 und 253 weitergereicht werden. Der Multiplexer 251 liefert somit das Signal Rg auf seiner Adressenleitung Rq und über den ODER-Gatterschaltkreis 169 in das Speicherregistcr 189. Zur gleichen Zeit liefert der Multiplexer 253 das Signal R_Q auf seine Adressenleitung Rg und über den ODER-Gatterschaltkreis 168 in das Speicherregister 188. Es ist daher ersichtlich, daß die Signale Rq und Rg, die zeitgestaffelt aus den Speicherregistern 189 und 188 herausgeholt worden sind, zurückgespeichert werden, wobei Rq und Rg entsprechend zeitgestaffelt in die Speicherregister 188 und 189 zurück übertragen werden. Wie zuvor angedeutet, speichern die Speicherregister 181 - 189 die Signale R₁ - Rq. Die alten Signale Rq und R_Q sind somit zu den neuen Signalen Rg und R_Q geworden, nachdem die Signale zurückgespeichert wurden. Infolgedessen weisen am Ende der ersten Taktperiode 219 die Werte r^ - r_Q der Signale R₁ - Rq die Größen 16, 18, 19, 20, 23, 31, 31, 21 und 31 auf.

Der zweite Taktimpuls 219 verursacht eine Herabzählung des Indexzählers 191 auf 7. Infolgedessen wählen die Vergleichsmultiplexer 201 und 203 die Signale Rg und R₇ aus den Speicherregistern 188 und 187 für eine entsprechende Speicherung in den Registern 209 und 211 aus. Die Werte r_Q und r₇ (21 und 31) der Signale Rg und Ry rufen durch den Vergleicher 235 ein Rückspeieherungssignal mit dem Wert ^M1" hervor, welches zur nachfolgenden Speicherung der Signale R_Q und R₇ in den Speicherregistern 187 und 188 führt. Am Ende der zweiten Taktperiode 219 weisen somit die Werte T₁ - rg der Signale R₁ - Rq die Größen 16, 18, I9, 20, 23, 31, 21, 31 und 31 auf. In gleicher

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Weise ruft der vierte Taktimpuls 219 eine Herabzählung des Zählers 191 auf den Zählstand von 5 hervor, was dazu führt, daß die Werte T₁ - r_g der Signale R₁ - R_g die Größen 16, 18, 19, 20, 21, 23, 31, 31 und 31 am Ende der vierten Taktperiode 219 aufweisen.

Während der fünften Taktperiode 219 weist die Adresse des Addierers 223 den Wert 5 und die Adresse des Indexzählers 191 den Wert 4 auf. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Werte r^ und r^ die Größen 21 und 20 auf. Der Vergleicher 235 wird daher ein Signal "nicht rückspeichern" mit dem Wert "0" bilden, wodurch die Gatter 257 und 239 gesperrt werden, während durch die Umkehrung dieses Signales die Gatter 243 und 245 vorbereitet werden. Infolgedessen wird die Adresse des Indexzählers 191 über die Schaltkreise 245 und 247 den Multiplexer 251 in die Lage versetzen, die Rückspeicherung des Signales R< in das Speicherregister 184 auszulösen. Zum gleichen Zeitpunkt versetzt die Adresse des Addierers 223 über die Schaltkreise 243 und 249 den Multiplexer 253 in die Lage, die Rückspeicherung des Signales Rc in das Speicherregister 185 auszulösen. Am Ende des fünften Taktimpulses 219 nehmen daher die Werte r* - r_g der Signale R₁ - R₉ die Größen 16, 18, 19, 20, 21, 23, 31, 31 und 31 ein, da das neueste Nachbarschaftsmerkmal radial in der Reihenfolge der anwachsenden radialen Entfernung von dem zentralen Merkmal sortiert worden ist. In gleicher Weise werden die nachfolgenden sechsten, siebten und achten Taktimpulse 219 die Reihenfolge dieser radial sortierten Signale R₁ - R_g nicht beeinflussen.

Das zentrale Merkmal CM und die Signale R₁ - Rg werden von dem Register 127 (Fig. 14) an den Ausgangsschaltkreis 145 angelegt. Ein Blockdiagramm des Ausgangsschaltkreises 145 ist in Fig. dargestellt und soll nunmehr erläutert werden.

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Gemäß Fig. 17 besteht der Ausgangsschaltkreis 145 aus einem Schwellwertschaltkreis 261 und einem Anzahlbestimmungsschaltkreis 263. Der Schwellwertschaltkreis 261 blockiert im wesentlichen jene Eingangssignale R^ - Rg, die r-Werte aufweisen, die anfänglich auf einen Wert von 31 eingestellt sind. Hierdurch werden nur Jene Signale R-j - R_ß bei der Schweliwertprüfung des Vergleichers 141 (Fig. 8) hindurchgelassen, deren Radialwerte r_A dem Schvellwert genügen, wobei die von dem Schwellwertschaltkreis 261 hindurchgelassenen Werte als Nachbarschaftsmerkmale innerhalb des Vektors RIV des eingegebenen zentralen Merkmales CM gebildet werden. Der Anzahlbestimmungsschaltkreis 263 benutzt Signale des Schwellwertschaltkreises 261, um die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale (RIV-Merkmalanzahl) in dem durch den Schwellwertschaltkreis 261 gebildeten Vektor RIV festzustellen. Jeder der Schaltkreise 261 und 263 wird getrennt weiter unten in Einzelheiten erläutert.

Die Komponenten r,. - Tq der radial sortierten Signale R^ - Rg werden den Eingängen von Gattern 271 - 278 in dem Schwellwertschaltkreis 261 entsprechend zugeführt. Das Signal "nächster RIV" (Fig. 6A) wird ebenfalls den Gattern 271 - 278 sowie dem Setzeingang des Flip-Flops 279 zugeführt. Es sei zu diesem Zeitpunkt in Erinnerung gerufen, daß ein Signal "nächster RIV" bei Vervollständigung eines Vektors RIV erzeugt wird (durch den Zeit- und Steuerschaltkreis 83 gemäß Fig. 6A). Zu diesem Zeitpunkt haben sich das zentrale Merkmal CM und die endgültigen Daten R₁ - R_Q des Registers 127 (Fig. 14) stabilisiert, da alle Nachbarschaftsmerkmale in einem Vektor RIV festgestellt worden sind.

Das Signal "nächster RIV" veranlaßt die Gatter 271 - 278 zur Weiterreichung der Werte r^ - r₈ an Schwellwertvergleicher

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281 - 288, wobei jeder der Werte T₁ - r_Q mit einem Schwellwert von 30 verglichen wird. Jeder der Schwellwertvergleicher 281 bis 288 bildet ein Schwellwert-Ausgangssignal (T) mit dem Wert "1", wenn der Wert des Eingangssignales r nicht den Schwellwert von 30 übersteigt. Im anderen Fall bildet der Schwellwertvergleicher ein Schwellwert-Ausgangssignal mit dem Wert ¹¹O".

Der Ausgang des Flip-Flops 279, der durch das Signal "nächster RIV" gesetzt worden war, veranlaßt die UND-Gatter 291 - 298, die Ausgangssignale (T₁ - Tg) der Verglaicher 281 - 288 an die Gatter 301 - 308 weiterzureichen. Den Gattern 301 - 308 werden ebenfalls die Signale R₁ - Rg von dem Register 127 (Fig. 14) zugeführt. Jene der Ausgangssignale T₁ - Tq der Vergleicher 281 - 288, die den Wert "1" aufweisen, versetzen die zugeordneten Gatter 301 - 308 in die Lage, entsprechende radial sortierte Signale R₁ - Rg als Nachbarschaftsmerkmale auszugeben, die den Vektor RIV des zugeordneten zentralen Merkmales CM bilden. Es ist somit ersichtlich, daß irgendein Signal R mit einem Komponentenwert von r, der sich noch auf dem Anfangswert von 31 befindet, dem zugeordneten Schv/ollwertvergleicher zur Bildung eines Schwellwert-Ausgangssignales mit dein Wert "0" veranlaßt, wodurch das zugeordnete Gatter daran gehindert wird, das Signal R weiterzuleiten.

Alle Schwellwert-Ausgangssignale T₁ - T_Q der UND-Gatter 291 bis 293 werden ebenfalls einem NOR-Gatter 311 und einem ODER-Gatter 313 zugeführt. Wenn irgendeines der Signale T₁ - T₈ den Wert "1¹ aufweist, so bildet das ODER-Gatter 313 ein Signal zur Vorbereitung des Gatters 315, wodurch das zentrale Merkmal CM an den Ausgang weitergereicht wird. Wenn andererseits alle Ausgangs-

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signale T₁ - T_Q den Wert "O" aufweisen, so legt das NOR-Gatter 311 ein Signal mit dem Wert "1" an einen ersten Eingang des UND-Gatters 317. Das UND-GatT.er 317 ebenso vie die Gatter 291 bis 298 wurde durch den Ausgang des Flip-Flops 279 vorbereitet, das durch das Signal "nächster RIV" gesetzt wurde. Das Ausgangssignal mit dem Wert "1" des NOR-Gatters 311 wird somit von dem UND-Gatter 317 und dem ODER-Gatter 313 weitergereicht, um das Gatter 315 vorzubereiten und somit das zentrale Merkmal CM an den Ausgang weiterzugeben. Daraus ist ersichtlich, daß das zentrale Merkmal CM eines Vektors RIV immer gebildet wird, ganz gleich, ob die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV dieses zentralen Merkmales CM den Maximalwert von 8 oder den Minimalwert von 0 aufweist.

Der Ausgang des Flip-Flops 279, der die Gatter 291 - 298 und 317 vorbereitet, wird um einen Taktimpuls C^ durch den Verzögerungsschaltkreis 319 verzögert, der vorher das Flip-Flop 279 zurückstellt und damit direkt die Gatter 291 - 298 und 317 und indirekt die Gatter 3G1 - 308 und 315 sperrt.

Während der Zeit, in der die UND-Gatter 291 - 298 durch das Flip-Flop 279 zwecks Bildung der Schwcllwertausgänge T^ - Tg freigegeben sind, werden die Ausgangssignale T^ - Tg entsprechenden UND-Gattern 321 - 328 in den Anzahlbestimmungsschaltkreis 263 zugeführt. Zusätzlich werden die negierten Ausgangssignale T^ - T₈" den UND-Gattern 321 - 327 entsprechend zugeführt. Bei dieser Ausführung wird nur eines der Gatter 321 - ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" bilden und dieses eine Gatter wird die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale in dem durch den Schwellwertschaltkreis 261 gebildeten Vektor RIV anzeigen.

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Die Ausgänge mit den Werten "O" oder "1" der UND-Gatter 321-328 werden an die Eingänge von Gattern 331 - 338 angelegt. An die Gatter 331 - 338 werden ferner Binärzahlen 1-8 mit 4 Bit entsprechend angelegt. Jedes der Gatter 331 - 338 entwickelt ein Ausgangssignal mit 4 Bit, das 0 (0000) sein kann. Die 4 Bit eines jeden dieser Gatter 331 - 338 werden ODER-Gattern 341 bis 344 zugeführt, wobei die am wenigsten signifikanten und die am signifikantesten Bits entsprechend den ODER-Gattern 341 und 344 zugeführt werden.

Nur das eine Gatter innerhalb der UND-Gatter 321 - 328, das ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" ausgibt, versetzt sein zugeordnetes Gatter 331 - 338 in die Lage, die angelegte 4 Bit-Binärzahl an die ODER-Gatter 341 - 344 weiterzugeben. Der kollektive 4 Bit-Binärausgang dieser vier ODER-Gatter 341 umfaßt daher die Anzahl der Nachbarschaftsmerkmale (RIV Merkmalanzahl) in dem Vektor RIV, der durch den Schwellwertschaltkreis 261 gebildet wird.

Die Wirkung ε v/ei se des Anzahlbestimmungsschaltkreises 263 wird weiter anhand der folgenden Beispiele beschrieben.

In einem ersten Beispiel, wenn r,. = 30 oder kleiner und ^r2 ~ ^r8 0^{eweils dem} Wert 31 entspricht, ist T₁ = 1 und T₂ - T_Q entsprechend dem Wert 0. In diesem Fall wird nur das UND-Gatter 321 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" bilden, wodurch das Gatter 331 in die Lage versetzt wird, die vier Bits de3 Binärwertes 1 (0001) an die ODER-Gatter 341 - 344 weiterzureichen. Demzufolge bilden die ODER-Gatter 341 - 344 die Ausgangsbits 0,0, 0 und 1, um anzuzeigen, daß die RIV-Merkmalanzahl des Vektors RIV den Wert 1 (0001) besitzt.

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In einem zweiten Beispiel, wenn i\j - rv jeweils den Wert von 30 oder weniger aufweisen und rv - r« jeweils den Wert 31 aufweisen, entsprechen die Signale T₁ - Tc jeweils dem Wert ^M1" und die Signale T₆ - Tg jeweils dem Wert "0". Da die Signale Τλ - Tc jeweils den Wert "1" aufweisen, weisen die Signale T^ - T^" jeweils den Wert "0" auf und die UND-Gatter 321 - 324 werden gesperrt. Da die Signale Tg - Tq jeweils den Wert "0" aufweisen, werden die UND-Gatter 326 - 328 ebenfalls gesperrt. Nur das UND-Gatter 325 ist vorbereitet, da sowohl das Signal Tc als auch das Signal T^ den Wert "1" aufweisen. Das Ausgangssignal mit dem Wert "1" des UND-Gatters 325 versetzt das Gatter 335 in die Lage, die vier Bit des Binärwertes 5 (0101) über die ODER-Gatter 341 - 344 passieren zu lassen, um anzuzeigen, daß die RIV-Merkmalanzahl des Vektors RTV den Wert 5 (0101) aufweist.

Wenn schließlich in einem dritten Beispiel v^ - r_ß jeweils den Wert "0" aufweisen, so sind alle Gatter 321 - 328 gesperrt und die ODER-Gatter 341 - 344 bilden zusammen ein Ausgangssignal von 0000, um anzuzeigen, daß keine Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV für dieses zentrale Merkmal CM vorliegen.

Das zentrale Merkmal CM, der Vektor RIV dieses zentralen Merkmales und die RIV-Merkmalanzahl des Vektors RIV werden alle parallel von dem Ausgangsschaltkreis 145 des RIV-Codierers 59 an den Ausgangsmultiplexer 49 (Fig. 5) zwecks weiterer Verarbeitung in der zuvor erläuterten Weise zugeführt.

Gemäß Fig. 18 ist ein Blockdiagramm des RIV-Selektors 69 sowie der FP-B und FP-A RIV-Informationsspeicherschaltkreise 67 und 61 gemäß Fig. 5 dargestellt. Es sei daran erinnert, daß ein Vektor RIV durch den RIV-Codierer >9 (Fig. 5) für jedes Merkmal eines Fingerabdruckes erzeugt wird. Zum Zwecke der Er-

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läuterung sei hier angenommen, daß M-Merkmale in dem Fingerab druck A und N-Herkmale in dem Fingerabdruck B vorliegen. Demzufolge enthalten die Informationssignale in dem Schaltkreis 61

(oder 1-M)
Vektoren RIV 1 bis M/Im Fingerabdruck A und die M zentralen Merkmale (CM₁ - CM^) jener Vektoren RIV sowie die RIV-Merkmalanzahl in Jedem dieser Vektoren RIV. In gleicher Weise enthalten

(oder 1-N die Informationssignale im Schaltkreis 67 Vektoren RIV 1 bis N/ im Fingerabdruck B und die N zentralen Merkmale (CN-j - CN_n) jener Vektoren RIV sowie die RIV-Merkmalanzahl in jedem dieser Vektoren RIV. Während die Zahl M nicht der Zahl N entsprechen muß, ist weder die Zahl M noch die Zahl N größer als 192.

Das Signal EOP, das am Ende des Fingerabdruckes A auftritt, setzt ein Flip-Flop 365, um einen ersten Eingang eines UND-Gatters 367 anzusteuern. Eimern zweiten Eingang des UND-Gatters 367 werden Taktimpulse C/ zugeführt. Diese Taktirnpulse C< werden jedoch am Durchtritt durch das UND-Gatter 367 gehindert, da ein dritter Eingang des UND-Gatters 367 den Wert ¹¹O" zu diesem Zeitpunkt aufweist (da das Signal "RIV Vergleich und Tabellierung" von Fig, 6B nicht vorliegt und damit auch nicht den Wert "1" aufweist). Es sei daran erinnert, daß das Signal EOP, welches auftritt, nachdem der Fingerabdruck B in Vektoren RIV codiert ist, ein Signal "RIV Vergleich und Tabellierung" erzeugt (siehe Erläuterung von Fig. 6B). Dieses Signal versetzt nunmehr das UND-Gatter 367 in die Lage, die Taktimpulse C^ zur Zählung durch einen Lese-Adresszähler 369 weiterzureichen. Beim Zählen der Taktimpulse C₁₊ bildet der Zähler 369 RIV-B-Leseadressen oder Adressenzählstände von 1 bis N. Aufgrund dieser Adressenzählstände nimmt der Speicherschaltkreis 67 sequentiell Zugriff auf jedes der RIV-B-Informationssignale 1-N des Fingerabdruckes B zwecks Zuführung zu dem Vergleichsschaltkreis

EC⁰Sl 1 /HP^ f

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71 für die zentralen Merkmale (Fig. 5 oder 19).

Die Adressenzählstände des Zählers 369 werden ebenfalls in einem Vergleicher 371 mit der Merkmalanzahl (vom Register 359) des Fingerabdruckes B und in einem Vergleicher 373 mit einer Konstanten von 192 verglichen. Wenn N 191 oder weniger entspricht, gibt der Vergleicher 371 ein Signal mit dem Wert "1" aus, wenn der Adressenzählstand des Zählers 369 den Wert N erreicht. Wenn andererseits N 192 oder größer ist, so gibt der Vergleicher 373 ein Signal mit dem Wert "1" aus, wenn der Adressenzählstand des Zählers 369 den Wert 192 erreicht.

Wenn irgendeiner der Vergleicher 371 und 373 ein Signal mit dem Wert "1" ausgibt, so wird dieses Signal seriell über ein ODER-Gatter 375 und einen Verzögerungsschaltkreis 377 weitergegeben. Das Ausgangssignal des Verzügerungsschaltkreises 377 sei von nun an als Signal "N" bezeichnet. Dieses Signal "N" tritt auf, wenn alle der N (oder 192) RIV-B-Infonnationssignale des Fingerabdruckes B in dem Speicherschaltkreis 67 der Reihe nach dem Vergleichsschaltkreis 71 (Fig. 5) zugeführt worden sind. Die Verzögerung des Verzögerungsschaltkreises 377 entspricht einer C^-Taktperiode. Hierdurch ist es möglich, das letzte RIV-B-Informationssignal in dem Speicherschaltkreis 67 an den Schaltkreis 71 für eine volle Taktperiode C/ anzulegen, bevor der Zähler 369 zurückgestellt wird.

Das Signal N des Verzögerungsschaltkreises 377 stellt den Zähler 369 auf einen Adressenzählstand von Null zurück, erhöht einen Lese-Adresszähler 379 um Eins und wird einem UND-Gatter 381 (noch zu erläutern) zugeführt.

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Jedesmal, wenn der Zähler 369 auf einen Zählstand von Null zurückgestellt wird, erhöht der Zähler 379 seinen Zählstand um Eins, um eine unterschiedliche RIV-A-Leseadresse zu bilden. Auf diese Weise entwickelt der Zähler 379 Adressenzählstände von 1 - M. Aufgrund dieser Adressenzählstände nimmt der Speicherschaltkreis 61 sequentiell auf jedes der RIV-A-Informationssignale 1 - M dec Fingerabdruckes A Zugriff, um diese dem Vergleichsschaltkreis 71 (Fig. 5 oder 19) für die zentralen Merkmale zuzuführen.

Wie zuvor beschrieben, erhöht der Zähler 379 seinen Adressenzählstand um Eine jedesmal dann, wenn alle N RIV-Informationssignale in dem Schaltkreis 67 der Reihe nach dem Schaltkreis 71 zugeführt worden sind. Während jeder Zeitperiode, in der einet der M RIV-Informationssignale des Fingerabdruckes A von dem Schaltkreis 61 dem Schaltkreis 71 zugeführt wird, werden somit alle RlV-Inforraationssignale in dem Schaltkreis 67 der Reihe nach dem Schaltkreis 71 zugeführt.

Die Adressenzählstände des Zählers 379 werden ebenfalls in einem Vergleicher 383 mit der FP-A Merkmalanzahl (von dem Register 355) und in einem Vergleicher 385 mit einer Konstanten von 192 verglichen. Wenn M 191 oder kleiner ist, so bildet der Vergleicher 383 ein Ausgangs signal mit dem Wert "1", wenn der Adressenzählstand des Zählers 379 den Wert M erreicht. Wenn andererseits M 192 oder größer ist, so bildet der Vergleicher 385 ein Ausgangssignal nit dem Wert "logisch 1", wenn der Adressenzählstand des Zählers 379 dem Wert 192 entspricht.

Wenn irgendeiner der Vergleicher 383 und 385 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" bildet, so wird dieses Signal über ein ODER-

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Gatter 387 einem Flip-Flop 389 zugeführt, um dieses zu setzen und ein Ausgangssignal "M" zu bilden. Dieses Signal K tritt

(oder 192-te) zum Beginn der Zeitperiode auf, wenn das M-te/RIV-A-Informationssignal des Fingerabdruckes A von dem Schaltkreis 61 dem Schaltkreis 71 (Fig. 5) zugeführt wird.

Das Signal M des Flip-Flops 389 wird benutzt, um das UND-Gatter 381 vorzubereiten. Wie zuvor festgestellt, wird auf alle N RIV-B-Informationcsignale von dem Schaltkreis 67 während der Zeitperiode der Reihe nach Zugriff genommen, wo auf das M-te RIV-A-Informationssignal von dem Schaltkreis 61 Zugriff genommen wird. Wenn auf alle RIV-B-Informationssignale von dem Schaltkreis 67 Zugriff genommen worden ist, so wird das Signal N erzeugt und über das freigegebene UND-Gatter 381 weitergegeben. Der Ausgang des UND-Gatters 381 bildet ein Signal "Ende eines Abdruckpaares", welches anzeigt, daß alle Kombinationen von Paaren von RlV-Informationssignalen in dem Paar Fingerabdrücke A und B dem Vergleichsschaltkreis 71 (Fig. 5) zugeführt worden sind.

Dieses Signalpaar "Ende des Abdruckes" wird in zeitlicher Übereinstimmung mit einem N-Signal erzeugt, das das Flip-Flop 365 und den Zähler 369 zurückstellt. Das Signalpaar "Ende des Abdruckes" stellt den Zähler 379 auf einen Zählstand von 1 zurück und stellt das Flip-Flop 389 zurück, um das Signal M zu beenden. Die Beendigung des Signales M sperrt das UND-Gatter 381, wodurch das Signalpaar "Ende des Abdruckes" beendet wird.

Der RIV-Selektor 69 befindet sich nun im Ruhezustand, wobei die Flip-Flops 365 und 389 und die Zähler 369 und 379 sich alle im zurückgestellten Zustand be finder... Der RIV-Selektor 69 verbleibt in diesem Ruhezustand, bis irgendein anderer Fingerab-

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druck B aus der Referenz-Fingerabdruck-Datei abgerufen wird zum Vergleich mit dem Fingerabdruck A oder bis ein anderer Fingerabdruck A mit einem oder mehreren Fingerabdrucken der Fingerabdruckdatei verglichen werden soll. Wenn ein unterschiedlicher Fingerabdruck A identifiziert werden soll, so ist die Betriebsweise hierbei gleich mit derjenigen, wie sie zuvor beschrieben worden ist. Wenn ein anderer Fingerabdruck B aus der Referenz-Fingerabdruckdatei abgerufen wird, so wird er anfänglich durch den Datenwandler 39 (Fig. 5) verarbeitet, wobei das Signal EOP das Flip-Flop 365 setzt, um die zuvor beschriebene selektive Zugriffsoperation zu den RIV-A und den neuen RIV-B-Informationssignalen zu beginnen.

Die RIV-A und RIV-B-Informationssignale von den Speicherschaltkreisen 61 und 67 werden dem Vergleichsschaltkreis 71 (Fig. 5) für die zentralen Merkmale zugeführt. Der Vergleichsschaltkreis 71 sei nunmehr unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm dieses Schaltkreises in Fig. 19 näher erläutert.

Jedes RIV-Informationssignal besteht aus einem zentralen Merkmal (X„, Y_, θ ) gefolgt von dem Vektor RIV dieses zentralen Merkmals und der RIV-Merkmalanzahl dieses Vektors RIV. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt seien die Parameter des zentralen Merkmals von RIV-A mit X_CA» ^yqa» ⁶CA ^xm(i ^{die ΡβΓειΐηθΪ6Γ des} zentralen Merkmals von RIV-B mit Xp_B, Yp_B und θρ_Β bezeichnet. Die Werte von Xq_B» Yq_B und 9_CB v/erden in Subtrahierern 401, 403 und 405 von den Werten Xp., Yp. und Qp. entsprechend subtrahiert. Dementsprechend werden an den Ausgängen der Subtrahierer 401, 403 und 405 die Signale ^X, Λύ und Aθ gebildet, die die absoluten Größen der zugeordneten Parameterdifferenzen darstellen. Insbesondere stellen Λ. X, Λυ und /HQ die X- und Y-Verschiebungen

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und die Θ-Winkelverschiebung oder Orientierung zwischen dem zentralen Merkmal der zu einem vorgegebenen Zeitpunkt miteinander verglichenen Vektoren RIV A und B dar. Um diese Subtraktionen durchzuführen, werden die Subtrahierer 401, 403 und 405 in einer herkömmlichen 2er Komplement-Anordnung verwirklicht.

Die Λ X, ^Y und .Δθ-Verschiebungen zwischen zwei zentralen Merkmalen werden entsprechend mit vorgewählten Schwellwerten Τ_χ, Ty und Tq in Λχ, ^Y und /iG-Verschiebungsvergleichern 407, 409 und 411 verglichen. Jeder Vergleicher ist so aufgebaut, daß er ein Signal mit dem Wert "1" bildet, wenn die Amplitude des zugeordneten Verschiebungseinganges nicht den zugeordneten Schwellwert übersteigt. Die Schwellwerte Τ_χ, Τ_γ und Tq können beispielsweise mit 350 Einheiten, 350 Einheiten und 30° gewählt werden, wobei jede Einheit 0,025 mm entspricht. Die Schwellwerte Τ_χ, Τ_γ und Tq können jedoch so gewählt werden, daß sie dem Typ der geforderten Operation angepaßt sind.

Die Ausgänge der Vergleicher 407, 409 und 411 werden einem UND-Gatter 413 zugeführt. Das UND-Gatter 413 kann ein Signal mit dem Wert "1" ausgeben, wenn die X-Koordinatendifferenz Δ Χ kleiner als Τ_χ ist, die Y-Koordinatendifferenz ΛΥ kleiner als Ty ist und die Orientierungswinkeldifferenz Λ G kleiner als Tq ist. Ein Signal mit dem Wert "1" wird daher nur dann am Ausgang des UND-Gatters 413 gebildet, wenn die Parameter des zentralen Merkmals der Vektoren RIV A und E alle genügend dicht aneinanderliegen.

Ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" des UND-Gatters 413 setzt ein Flip-Flop 415, um ein Signal "Auslösung RIV-Vergleich" zu erzeugen, welches die Gatter 417 und 419 betätigt, um die Vekto-

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ren RIV-A und RIV-B ebenso wie die entsprechenden RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahl jener Vektoren RIV an den RIV-Vergleichsschaltkreis 73 (Fig. 20) für den RIV-Vergleichstest weiterzuleiten. Das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" des Flip-Flops wird ebenfalls dem RIV-Vergleichsschaltkreis 73 zugeführt. Wenn das Ausgangssignal des UND-Gatters 413 vom Wert "1" auf den Wert "0" zurückschaltet (am Ende eines erfolgreichen Vergleichs der zentralen Merkmale), so wird das Signal mit dem Wert "0" durch einen Inverter 421 invertiert und stellt das Flip-Flop 415 zurück, welches seinerseits das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" beendet und die Gatter 417 und 419 sperrt.

Wenn alle Parameter des zentralen Merkmals der Vektoren RIV A und RIV B nicht genügend dicht beieinanderliegen, so bleiben die Gatter 417 und 419 gesperrt und die Vektoren RIV A und RIV B (der zu diesem Zeitpunkt miteinander verglichenen zentralen Merkmale) und die RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahl jener Vektoren RIV werden somit daran gehindert, dem RIV-Vergleichsschalt kreis 73 zugeführt zu werden.

Jedes der Gatter 419 und 421 kann aus mehreren UND-Gattern mit zv/ei Eingängen (nicht dargestellt) bestehen, deren erste Eingänge gemeinsam durch den Ausgang des Flip-Flops 415 (wenn gesetzt) vorbereitet werden, um individuell parallel die Bits des zugeordneten Vektors RIV (und die RIV-Merkmalanzahl dieses zugeordneten Vektors RIV) hindurchzulassen, die den zweiten Eingängen entsprechend zugeführt werden.

Gemäß Fig. 20 ist ein Blockdiagramm des RlV-Vergleichsschaltkreises 73 dargestellt. DieVektoren RIV-A und RIV-B, das Signal "Auslösung RIV-Vergleich", und die RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahl

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werden alle von dem Vergleichsschaltkreis 71 für das zentrale Merkmal (Fig. 19) aufgenommen. Grundsätzlich ist es die Aufgabe des RIV-Vergleichsschaltkreises 71» eine RlV-Ubereinstimmungsbewertung (S._ß) zu bilden, die den Grad der Gleichheit oder Übereinstimmung zwischen den Vektoren RIV-A und RIV-B anzeigt.

Das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" ermöglicht den RIV-A und RIV-B-Speicherschaltkreisen 431 und 433 die parallele Speicherung der Vektoren RIV-A und RIV-B. Jeder der Speicherschaltkreise 431 und 433 kann aus einer Reihe von acht Speicherregistern (nicht dargestellt) zur entsprechenden Speicherung von bis zu acht Nachbarschaftsmerkmalen im r, 0,Z\9-Format bestehen. Ebenso kann jedes Speicherregister drei aufeinanderfolgende Registerteile mit einer Breite von 8 Bit (nicht dargestellt) zur entsprechenden Speicherung der r, 0 und ^Ιθ-Teile eines Nachbarschaftsmerkmales aufweisen. Das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" versetzt ferner einen Steuerschaltkreis 435 in die Lage, die RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahl zu speichern.

Jedes der Nachbarschaftsmerkmale eines Vektors RIV-A in dein Speicherschaltkreis 431 wird parallel dem Eingang eines RIV-A-Multiplexers 437 zugeführt. In gleicher Weise wird jedes der Nachbarschaftsmerkmale eines Vektors RIV-B in dem Speicherschaltkreis 433 parallel dem Eingang eines RIV-B-Multiplexers 439 zugeführt. In Antwort des Signales "Auslösung RIV-Vergleich" und der RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahlsignale bildet der Steuerschaltkreis 435 eine Folge von RIV-A-Adressen mit 4 Bit sowie eine Folge von RIV-B-Adressen mit 4 Bit während des Vorliegens einer jeden RIV-A-Adresse. Die RIV-A-Adressen versetzen den Multiplexer 437 in die Lage, sequentiell und zeitgestaffelt jedes der Nachbarscn^ftsmerkmale in dem Vektor RIV-A auszugeben und die RIV-B-Adressen versetzen den Multiplexer

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439 in die Lage, der Reihe nach und zeitgestaffelt jedes der Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV-B auszugeben. Es wird jedoch die gleiche Folge von RIV-B-Adressen bei jeder unterschiedlichen RIV-A-Adresse entwickelt. Beispielsweise sei angenommen, daß fünf Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV-A und sieben Nachbarschaftsmerkmale in dem Vektor RIV-B vorliegen. In diesem Fall liegen fünf RIV-A-Adressen (OOG1 - 0101) und sieben RIV-B-Adressen (0001 - 0111) vor. Während der ersten RIV-A-Adresse von 0001 wird das erste Merkmal in dem Vektor RIV-A zeitgestaffelt am Ausgang des RIV-A-Multiplexers 437 ausgegeben und alle sieben Merkmale des Vektors RIV-B werden der Reihe nach zeitgestaffelt am Ausgang des RIV-B-Multiplexers 439 durch die RIV-B-Adressen 0001 - 0111 ausgegeben. In gleicher Weise wird während der fünften RIV-A-Adresse von 0101 das fünfte Merkmal in dem Vektor RIV-A am Ausgang des Multiplexers 437 ausgegeben und alle sieben Merkmale in dem Vektor RIV-B werden der Reihe nach zeitgestaffelt am Auegang dec Multiplexers durch die RIV-B-Adressen 0001 - 0111 ausgegeben. Auf diese Weise kann jedes codierte Nachbarschaftsmerkmal des Vektors RIV-A nachfolgend gegen jedes Nachbarschaftsmerkmal innerhalb der Folge von codierten Nachbarscha.ftsmerkmalen des Vektors RIV-B verglichen werden.

Zu jedem Zeitpunkt lassen sich die von dem Multiplexer 437 zeitgestaffelt ausgegebenen Teile der Nachbarschaftsmerkmale durch r._t 0. und Λ θ. und die von dein Multiplexer 439 ausgegebenen Teile der Nachbarschaftsmerkmale durch r_ß, 0_ß und ΛΘ-q darstellen. Die winkelmäßige Fehlübereinstimmung Λ0 zwischen diesen beiden Nachbarschaftsmerkmalen der Vektoren RIV-A und RIV-B wird durch Subtraktion des Wertes 0_ß von dem Wert 0^ in einem Subtrahierer 441 erhalten. In gleicher Weise wird die radiale Fehlübereinstimmung Ar durch Subtraktion des Wertes r_ß von

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dem Wert r. in einem Subtrahierer 443 erhalten. Schließlich wird die winkelmäßige FehlübereinstimmungΛθ durch Subtraktion des Wertes θ_β von dem Wert Θ» in einem Subtrahierer 445 erhalten.

Das Signal Δ0 für die winkelmäßige Fehlübereinstimmung und ein Schwellwertwinkel-Grenzwertsignal Tw wird Jedem der Vergleicher 447t 449 und 451 zugeführt. Zusätzlich werden Winkel-Vorspannungswerte Δ0 mit einem positiven Wert (+), mit dem Wert O (O) und mit einem negativen Wert (-) den Vergleichern 447, 449 und 451 entsprechend zugeführt. Diese Winkel-Vorspannwerte stellen Binärziffern dar, die beispielsweise ungefähr den Drehwinkeln von +8,4°, 0° und -8,4° zugeordnet sind, um das Ausmaß der Winkel-Fehlausrichtung hinsichtlich des Winkels 0 zwischen den Vektoren RlV-A und RIV-B in drei verschiedenen Bereichen zu prüfen.

Binärzahlen, die diese Winkel-Vorspannwerte von ungefähr +8,4°, 0° und -8,4° darstellen, können in der folgenden Weise hergeleitet werden. Die 256 verschiedenen Binärzahlen in einem Byte von 8 Bit können benutzt werden, um 256 verschiedene Winkel entlang einem Kreis von 360° darzustellen. Zwischen benachbarten Binärziffern in dem Byte besteht daher ein Winkel von 360/256° (ungefähr 1,4°). Infolgedessen stellen Binärziffern von 6 (00000110), 0 (00000000) und 250 (11111010) entsprechende Winkel-Vorspannwerte von ungefähr +8,4°, 0° und -8,4° dar, wobei die Binärziffer 11111010 das 2er Komplement der Binärziffer 00000110 darstellt.

Jeder der Vergleicher 447 und 451 gibt ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" aus, wenn der Absolutwert der algebraischen Summe des zugeordneten Eingangswinkel-Vorspannwertes und der winkelmäßigen Fehlübereinstimmung Λ0 gleich oder kleiner als das

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Schwellwertwinkel-Grenzwertsignal Tw ist. In gleicher Weise gibt der Vergleicher 449 an seinem Ausgang ein Signal mit dem Wert "1" aus, wenn der Absolutwert vonΔ0 kleiner als Tw ist. Es sei beispielsweise angenommen, daß bei den erwähnten Vorspannwerten von +8,4°, O⁰ und -8,4° das Grenzwertsignal Tw = 4,2° ist. Wenn somit Δ0 innerhalb des Bereiches von -4,2 bis +12,6° liegt, so gibt der Vergleicher 447 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" aus, da j Δ 0 + 8,4°/^ 4,2°. Wenn Δ0 innerhalb des Bereiches zwischen -4,2° und +4,2° liegt, so gibt der Vergleicher 449 in gleicher Weise ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" aus, da | Δ 0 |<4,2° ist. Wenn schließlich Δ0 in dem Bereich von +4,2° bis +12,6° liegt, so gibt der Vergleicher· 451 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" aus, das Ι-Δ0 -8,4⁰Ji= 4,2° ist.

Meistens kann nur einer dieser Vergleicher 447, 449 und 451 in Abhängigkeit von der winkelmäßigen Fehlübereinstimmung hinsichtlich des Winkels 0 ein Ausgangssignal mit dam Wert "1" zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt ausgeben. Es liegt jedoch auf der Hand, daß das miteinander verglichene Nachbarschafts-Merkmalpaar äußerst stark gedreht im Hinblick auf jedes andere solches Paar seinkann, so daß der Winkel A0 außerhalb des Grenzwertes aller Vergleicher 447, 449 und 451 liegt. Daher wird keiner dieser Vergleicher ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" bilden. Zum Beispiel kann in dem vorliegenden Beispiel der WinkelΔ0 eine winkelmäßige Fehlanpassung von +13° oder -13° aufweisen.

Eine radiale Fehlübereinstimmung Ar wird in dem Vergleicher 453 mit einer vorgewählten radialen Fehlanpassungs-Schwellwertgrenze T_r verglichen. Der Vergleicher 453 bildet nur dann an seinem Ausgang ein Signal mit dem Wert "1", wenn ^r gleich oder kleiner als der Wert von T_r ist.

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Das winkelmäßige Fehlanpassungssignal Δ Q und ein Schwellv/ertwinkel-Grenzsignal Tq werden jeweils Vergleichern 455, 457 und 459 zugeführt. Zusätzlich werden + , O und - Δθ-Winkelvorspannwerte den Vergleichern 455, 457 und 459 entsprechend zugeführt. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Vergleicher 455, 457 und 459 entsprechen jenen der Vergleicher 447, 449 und 451, die zuvor erläutert wurden, und sie werden somit hier nicht weiter erörtert.

Zurückschauend ist ersichtlich, daß die sieben Vergleicher 447, 449, 451, 453, 455, 457 und 459 grundsätzlich drei Vergleichergruppen umfassen, die entsprechend drei verschiedenen Gruppen von Grenzwerten und Winkelverschiebungen der Nachbarschaftsmerkmalpaare und somit den miteinander verglichenen Vektoren RIV-A und RIV-B zugeordnet sind. Die erste Vergleichergruppe besteht aus den Vergleichern 447, 453 und 455, deren Ausgänge auf die Eingänge eines positiv vorgespannten UND-Gatters 461 geschaltet sind. Die zweite Vergleichergruppe besteht aus den Vergleichern 449, 453 und 457, die mit ihren Ausgängen an die Eingänge eines mit dem Wert Null vorgespannten UND-Gatters 463 geschaltet sind. Die dritte Vergleichergruppe besteht aus den Vergleichern 451, 453 und 459, die mit ihren Ausgängen an die Eingänge eines negativ vorgespannten UND-Gatters 465 geschaltet sind. Es sei darauf verwiesen, daß der Ausgang des Vergleichers 453 (welcher gerade feststellt, ob die radiale Fehlübereinstimmung Ar zwischen den zwei Radien r. und r_ß innerhalb des vorgewählten Schwellwertes T_r liegt oder nicht) im allgemeinen in jeder dieser drei Vergleichergruppen enthalten ist. Der Ausgang des Vergleichers 453 wird somit an jedes der UND-Gatter 461, 463 und 465 angelegt.

Die verbleibenden zwei Eingänge eines jeden der UND-Gatter 461, 463 und 465 sind die +, O oder - Winkel-Vorspannwerte, die auf

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die winkelmäßige Verdrehung des Merkmalpaares hinsichtlich 0 und θ bezogen sind.

Wenn die miteinander verglichenen Vektoren RIV-A und RIV-B in Bezug aufeinander gedreht werden, so werden die Nachbarschaftsmerkmale innerhalb dieser Vektoren RIV ebenfalls in Bezug aufeinander gedreht. Wenn die winkelmäßigen Fehlanpassungen A0 und Aq und die radiale Fehlanpassung Ar eines miteinander verglichenen Nachbarschafts-Merkmalpaares alle innerhalb der Bereichsgrenzen eines der oben definierten Gruppen von Vergleichern liegen, so erzeugt die zugeordnete Gruppe von Vergleichern ein Signal mit dem Wert "1^;? am Ausgang, wodurch das jeweils zugeordnete UND-Gatter 461, 463 und 465 veranlaßt wird, an seinem Ausgang ebenfalls ein Signal mit dem Wert "1" auszugeben. Wenn z.B. die A0, Ar und A Θ-Fehlübereinstimmungssignale eines verglichenen Paares von Merkmalen der Vektoren RIV-A und RIV-B innerhalb des +--Vorspannbereiches oder der Schwellwertgrenze (z.B. \Δ 0 + Δ0 Vorspannung j— T^, Ar — T_r, und \A Q + Λ Q Vorspannung I~ T„) der ersten Vergleichergruppe liegen, so bilden die Vergleicher 447, 453 und 455 Ausgangssignale mit dem Wert "1", wodurch das UND-Gatter 461 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" ausgibt. In gleicher V/eise wird jedes Merkmal des Vektors RIV-A mit jedem Merkmal des Vektors RIV-B verglichen, um eines oder keines der UND-Gatter 461_f 463 und 465 zu veranlassen, ein Ausgangssignal zu bilden.

Die Ausgangssignale mit dem Wert "1" der UND-Gatter 461, 463 und 465 werden zu dem Inhalt von Bewertungsakkumulatoren 467, 469 und 471 addiert, die die +, 0 und - Vorspannwerte speichern. Jeder dieser Bewertungsakkumulatoren 467, 469 und 471 kann ein Zähler mit 4 Bit sein, der anfänglich durch das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" auf den Zählstand Null zurückgestellt

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ist. Wenn daher Paare von Nachbarschaftsmerkmalen der Vektoren RIV-A und RIV-B miteinander verglichen worden sind, so kann jeder dieser Bewertungsakkumulatoren eine Zahl von O bis 8 aufweisen. Mit anderen Worten bedeutet eine akkumulierte Bewertung von O, daß keines der Nachbarschaftsmerkmale übereinstimmte. In gleicher Weise bedeutet eine akkumulierte Bewertung von 8, daß alle 8 Merkmale in dem Vektor RIV-A mit allen 8 Merkmalen in dem Vektor RIV-B übereinstimmten. Wenn, wie vorher vorgegeben, 5 Merkmale in dem Vektor RIV-A und 7 Merkmale in dem Vektor RIV-B vorliegen, so bildet die Zahl 5 die höchste akkumulierte Bewertung, die irgendeiner der Akkumulatoren aufweisen kann. Dies würde anzeigen, daß jedes der 5 Merkmale in dem Vektor RIV-A eine Entsprechung in den Merkmalen des Vektors RIV-B findet. Schließlich kann eine Zwischenbewertung zwischen einem Minimum und einem Maximum ebenfalls akkumuliert werden. Es ist daher ersichtlich, daß bei Beendigung des Vergleichs aller möglichen Paare von Nachbarschaftsraerkmalen der Vektoren RIV-A und RIV-B, einer der Akkumulatoren 467, 469 und 471 die maximale gespeicherte Bewertung aufweisen wird. Vielehe der Winkelverdrehungen von +8,4°, O⁰ und -8,4° der Vergleichergruppen (447, 453, 455; 449, 453, 457; und 451, 453, 459) auch immer die dichteste Ausrichtung des Vektors RIV-A im Hinblick auf den Vektor RIV-B feststellt, wird den zugeordneten Akkumulator 467, 469 und 471 veranlassen, die maximale gespeicherte Bewertung zu bilden.

Der Inhalt mit einer Breite von 4 Bit, d.h. die gespeicherten Bewertungen D, E und F der Akkumulatoren 467, 469 und 471 seien entsprechend mit D1 - D4, E1 - E4 und F1 - F4 bezeichnet. Die gespeicherten Bewertungen dieser Akkumulatoren 467, 469 und 471 werden parallel einem Maximum-Bewertungnselektor 473 zugeführt. Nachdem alle möglichen Paare (i mal j) der Nachbarschaftsmerkmale in den Vektoren RIV-A und RIV-B miteinander verglichen

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worden sind, erzeugt der Steuerschaltkreis 435 ein Signal "Auswahl Maximumbewertung". In Abhängigkeit von diesem Signal erzeugt der Selektor 473 intern ein Signal mit dem Wert "1" für "Auswahl D", "Auswahl E" oder "Auswahl F" (noch zu erläutern) um die maximale gespeicherte Bewertung an den Ausgängen (D, E und F) der Akkumulatoren 467, 469 und 471 zu diesem Zeitpunkt auszuwählen. Die maximale ausgewählte Bewertung wird an dem Ausgang des Selektors 473 als die RlV-Übereinstimmungsbewertung S_AB ausgegeben, die quantitativ die Nähe der Übereinstimmung für dieses verglichene RIV-Paar anzeigt. Zusätzlich werden die Signale "Auswahl D", "Auswahl E" oder "Auswahl F" mit dem Wert "1" dem Koordinatentransformationsschaltkreis 75 (Fig. 24) zugeführt, um die relative Koordinatenverschiebung und die Winkelorientierung zwischen dem zu diesem Zeitpunkt verglichenen Vektorpaar zu bestimmen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 21 sei nunmehr ein Blockdiagramm des Steuerschaltkreises 435 gemäß Fig. 20 näher erläutert.

Das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" ermöglicht den Registern 481 und 483 die parallele Speicherung der RIV-B und RIV-A-Merkmalanzahl. Zusätzlich wird dieses Signal über ein ODER-Gatter 485 einem RIV-B-Zähler 487 zur Rückstellung auf den Zählstand 0 und ebenso über ein ODER-Gatter 489 einem RIV-A-Zähler 491 zur Rückstellung auf den Zählstand 0 zugeführt. Die Zählstände der Zähler 487 und 491 bilden die RIV-B- und RIV-A-Adressen, die den Multiplexern 439 und 437 (Fig. 20) entsprechend zugeführt werden. Die Zähler 487 und 491 werden auf den Zählstand 0 zurückgestellt, da ein Vektor RIV 0 Nachbarschaftsmerkmale aufweisen kann. Schließlich wird das Signal "Auslösung RIV-Vergleich" über einen Verzögeruugsschaltkreis 493 einem Flip-Flop 495 zugeführt, um dieses zu setzen und ein

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UND-Gatter 497 in die Lage zu versetzen, C₁-Taktimpulse zu dem RIV-B-Zähler 487 hindurchzulassen. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsschaltkreises 493 kann beispielsweise eine Taktimpulsperiode C₁ betragen, um genügend Zeit für die Speicherung der RIV-A und RIV-B-Merkmalanzahl in den Registern 481 und bereitzustellen und um jeden der Zähler 487 und 491 auf einen Zählstand von O zurückzustellen, bevor das UND-Gatter 497 in der Lage ist, C₁-Taktimpulse hindurchzulassen.

In Abhängigkeit von den C₁-Taktimpulsen des UND-Gatters 497 beginnt der 7ähler 487 mit der Erhöhung seines Zählstandes, um die RIV-B-Adressen zu entwickeln, die dem Multiplexer 439 (Fig. 20) zugeführt werden. Diese RIV-B-Adressen des Zählers 487 werden in einem B-Vergleicher 499 mit der RIV-B-Merkmalanzahl verglichen, wie sie in dem Register 481 gespeichert ist. Wenn die RIV-B-Adresse der RIV-B-Merkmalanzahl entspricht, so gibt der Vergleicher 499 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" aus. Dieses Ausgangssignal des Vergleichers 499 wird durch einen Verzögerungoschaltkreis 501 um eine Taktperiode C₁ verzögert, bevor es den RIV-A-Zähler 491 von einem Zählstand von 0 auf den Zählstand von 1 erhöht. Der Ausgang des Verzögerungsschaltkreises 501 setzt ebenfalls über das ODER-Gatter 485 den RIV-B-Zähler 487 auf den Zählstand von 0 zurück. Es ist daher ersichtlich, daß während der Zeit, in der der RIV-A-Zähler 491 eine RIV-A-Adresse von 0 entwickelt, der RIV-B-Zähler 487 eine Folge von RIV-B-Adressen von 0 bis zu der RIV-B-Merkmalanzahl entwickelt.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Betriebsweise zählt der RIV-B-Zähler 487 Taktimpulse C₁, um periodisch eine Folge von RIV-B-Adressen von 0 bis zu der RIV-b-üerkmalanzahl zu entwickeln. Jedesmal, wenn die RIV-B-Adresse der RIV-B-Merkmalanzahl ent-

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spricht, gibt der Vergleicher 499 ein Ausgangssignal ab, welches durch den Verzögerungsschaltkreis 501 verzögert wird, bevor es zur Rückstellung des RIV-B-Zählers 487 auf den Zählstand von 0 benutzt wird und bevor es den RIV-A-Zähler 491 auf die nächste RIV-A-Adresse erhöht. Auf diese Weise werdendie RIV-A-Adressen entwickelt. Wie zuvor festgestellt, werden diese RIV-A-Adressen dem Multiplexer 437 (Fig. 20) zugeführt. Zusätzlich werden diese RIV-A-Adressen des Zählers 491 einem A-Vergloicher 503 zugeführt.

Ein Addierer 505 summiert die RIV-A-Merkmalanzahl des Registers 483 mit einer Konstanten von 1 und legt die resultierende Summe (RIV-A-Merkmalanzahl plus 1) an den Vergleicher 503 an. Nachdem die gesamte Folge der RIV-B-Adressen durch den Zahler 487 während der Zeit entwickelt worden ist, in der die RIV-A-Adresse des Zählers 491 der RIV-A-Merkmalanzahl entspricht, erhöht das Ausgangssignal des Verzögerungsschaltkreises 501 erneut den Zählstand des Zählers 491 um 1. Zu diesem Zeitpunkt wird die RIV-A-Adresse des Zählers 491 gleich der Summe des Addierers 505 (RIV-A-Merkmalanzahl +1). Infolgedessen bildet der Vergle.icher 503 ein Signal "Auswahl maximale Bewertung" _r welches dem Ma:cimum-Bewertungsselektor 473 (Fig. 20) zugeführt wird. Dieses Signal stellt ebenfalls das Flip-Flop 495 zurück, um das UND-Gatter 497 zu sperren und zu verhindern, daß irgendwelche weiteren Taktimpulse C₁ an den RIV-B-Zähler 487 gelangen. Ferner wird das Signal "Auswahl maximale Bev/ertung" über das ODER-Gatter 489 dem Zähler 491 zugeführt, um diesen auf einen Zählstand von 0 zurückzustellen und das Signal "Auswahl maximale Bewertung" zu beenden. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Zähler 487 und 491 auf den Zählstand von 0 zurückgestellt worden und beide Zähler bilden Adressen von 0. Beide Zähler 487 und 491 bleiben auf dem Zählstand von 0 zurückgestellt, bis das folgende

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Signal "Auslösen RIV-Vergleich" den Steuerschaltkreis 435 veranlaßt, die zuvor beschriebene Operation erneut zu wiederholen.

Das Blockdiagramm des Maximum-Bewertungsselektors 473 sei nunmehr anhand von Fig. 22 näher erläutert. Die Ausgänge D1 - D4, E1 - E4 und F1 - F4 der Vergleicher 467, 469 und 471 seien als Signale D, E und F bezeichnet. Alle diese Signale D, E und F werden dem Eingang eines Gatterschaltkreises 509 zugeführt. Ferner vergleicht ein Vergleicher 511 die D und Ε-Signale, ein Vergleicher 513 vergleicht die E und F-Signale und ein Vergleicher 515 vergleicht die D und F-Signale. Wenn D-E, so bildet der Vergleicher 511 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1". In gleicher Weise bildet der Vergleicher 513 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1", wenn E^F. Entsprechend bildet der Vergleicher 515 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1", wenn

Die Ausgänge der Vergleicher 511 und 515 werden einem UND-Gatter 517 zugeführt. Die Ausgänge der Vergleicher 511 und 513 werden entsprechend invertierten und nicht-invertierten Eingängen eines UND-Gatters 519 zugeführt. Die Ausgänge der Vergleicher 513 und 515 v/erden den invertierten Eingängen eines UND-Gatters 521 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser UND-Gatter 517, 519 und 521, die alle auf den Gatterschaltkreis 509 geschaltet sind, sind entsprechend mit "Auswahl D", "Auswahl E" und "Auswahl F" bezeichnet. Zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt wird jedoch nur eines dieser Signale den Binärzustand "1" aufweisen und die beiden anderen Signale werden den Zustand "0" aufweisen.

Wenn D^E und D^F, so bildet das UND-Gatter 517 ein Signal "Auswahl D" mit dem Wert "1", um anzuzeigen, daß das Signal D

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das größte Signal ist. Ein Signal "Auswahl D" mit dem Wert "1" versetzt den Gatterschaltkreis 509 in die Lage, das Signal D als RlV-Ubereinstimmungsbewertungssignal (S._ß) auszuwählen.

Wenn E ^-F und E — D, so bildet das UND-Gatter 519 ein Signal "Auswahl E" mit dem Wert "1", um anzuzeigen, daß das Signal E das größte Signal ist. Ein Signal "Auswahl E" mit dem Wert "1" versetzt den Gatterschaltkreis 509 in die Lage, das Signal E als RIV-Ubereinstimmungsbewertungssignal auszuwählen.

Wenn F-^E und F^D, so bildet das UND-Gatter 521 ein Signal "Auswahl F" mit dem Wert "1", um anzuzeigen, daß das Signal F das größte Signal ist. Ein Signal "Auswahl F" mit dem Wert "1" versetzt den Gatterschaltkreis 509 in die Lage, das Signal F als RIV-Ubereinstimmungsbewertungssignal auszuwählen. Wie zuvor angezeigt, wird das RIV-Ubereinstimmungsbewertungssignal S»_s dem Bewertungsgatter 77 (Fig. 5) zugeführt.

Die Funktion des Gatterschaltkreises 509 sei nunmehr anhand seines in Fig. 23 dargestellten Biockdiagrammes näher erläutert.

Die Bits D1 - D4 des + -Vorspannungsbewertungsakkumulators 467 (Fig. 20) werden entsprechend den unteren Eingängen einer Reihe von UND-Gattern 531 - 534 zugeführt. Das Signal "Auswahl D" des UND-Gatters 517 (Fig. 22) wird den oberen Eingängen der UND-Gatter 531 - 534 zugeführt. Ein Signal "Auswahl D" mit dem Wert "1" versetzt die UND-Gatter 531 - 534 in die Lage, die Bits D1 - D4 über die ODER-Gatter 535 - 538 als RlV-Übereinstimmungsbewertungssignal passieren zu lassen.

In gleicher Weise werden die Bits E1 - E4 des O-Vorspannungsbewertungsakkumulators 469 (Fig. 20) den unteren Eingängen einer Reihe von UND-Gattern 541 - 544 entsprechend zugeführt. Das Signal "Auswahl E" des UND-Gatters 519 (Fig. 22) wird an

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die oberen Eingänge der UND-Gatter 541 - 544 angelegt. Ein Signal "Auswahl E" mit dem Wert "1" versetzt die UND-Gatter 541 bis 544 in die Lage, die Bits E1 - E4 über die ODER-Gatter 535 - 538 als RlV-Ubereinstimmungsbewertungssignal passieren zu lassen.

Entsprechend werden die Bits F1 - F4 des -Vorspannungsbewertungsakkumulators 471 (Fig. 20) den unteren Eingängen einer Reihe von UND-Gattern 551 - 554 entsprechend zugeführt. Das Signal "Auswahl F" des UND-Gatters 521 (Fig. 22) wird an die oberen Eingänge der UND-Gatter 551 - 554 gelegt. Ein Signal "Auswahl F" mit dem Wert "1" versetzt die UND-Gatter 551 - 554 in die Lage, die Bits F1 - F4 Über die ODER-Gatter 535 - 538 als RIV-Übereinstimmungsbewertungssignal passieren zu lassen.

Somit wird eines der Auswahlsignale D, E und F, das sich in dem Binärzustand "1" befindet, festlegen, welche Reihe von UND-Gattern 531 - 534, 541 - 544 und 551 - 554 ausgewählt wird, um den entsprechenden Ausgang eines zugeordneten Bewertungsakkumulators 467, 469 und 471 (Fig. 20) als RlV-übereinstimmungsbewertung S.g passieren zu lassen.

Gemäß Fig. 24 ist ein Blockdiagramm des Koordinatentransformationsschaltkreises 75 (Fig. 5) dargestellt. Der Schaltkreis 75 besteht aus Koordinatentransformatoren 561, 563 und 565, Gatterschaltkreisen 567 und 569 und einem Subtrahierer 571.

Die X- und Y-Koordinaten eines Jeden zentralen Merkmales der Vektoren RIV-A und RIV-B (X_CA» ^Y _CA und X_Cß, Y_Cß) werden an Jeden der Koordinatentransformatoren 561, 563 und 565 angelegt. In Abhängigkeit von diesen Eingängen X_CA, Y_CA, Χ_ββ und Y_Cß und von intern gebildeten Konstanten sin (AQ) und cos (AQ) bildet

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jeder der Transformatoren 561, 563 und 565 die folgenden herkömmlichen Koordinatentransformationsgleichungen für Δχ und A Y:

Λ X = X_CA + Y_CB sin (Λ Θ) - X_CB cos (A Q) O) A Y = Y_CA - Y_CB cos (A Q) - X_CB sin ( Δ Q) (2)

Ein unterschiedlicher Winkel oder eine winkelmäßige Fehlausrichtung (AG) wird jedoch in jedem der Transformatoren 561, 563 und 565 benutzt, um verschiedene Sinus- und Kosinus-Funktionen zu erzeugen.

Es seien Λ O_n, Aq, und Aq_ in den Transformern 561, 563 und

el D C

565 entsprechend benutzt, um diese Sinus- und Kosinus-Funktionen zu erzeugen, v/obei Aq = +8,4 , A Θ, = 0° und Aq = -8,4° ist. Es sei vermerkt, daß diese Winkel AQ_&, AQ^, <Δθ₀ in Graden den Yorspannwinkeln +AQ, OAQ und -AQ entsprechen, die entsprechend den Vergleichen^ 455, 457 und 459 in dem RIV-Vergleichsschaltkreis gemäß Fig. 20 zugeführt werden.

Da verschiedene Winkel A Q durch die Transformer bei der Erzeugung der Sinus- und Kosinus-Funktionen benutzt werden, sollen die X- und Y-Koordinatenverschiebungen an dem Ausgang des Transformers 56I mit ^X_n und AY_n bezeichnet sein. In gleicher

Q el

Weise seien die X- und Y-Koordinatenverschiebungen an den Ausgängen der Transformer 563 und 565 entsprechend mit ^X_b» A Y>, und A^_n, Ay. bezeichnet. Auf diese Weise werden drei verschiedene Gruppen von Koordinatenverschiebungen für die drei verschiedenen Winkel oder Winkelverdrehungen (Aq^AQ·^, ^\θ^) des zentralen Merkmales des zu diesem Zeitpunkt vergli-

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chenen RIV-Paares erzeugt. Es sei jedoch vermerkt, daß in der obigen Beschreibung von Fig. 20 verschiedene Winkel hinsichtlich Größe und Anzahl benutzt werden können, die eine entsprechende Modifikation der Struktur gemäß Fig. 20 erfordern können. Wenn beispielsweise fünf verschiedene Winkel (oder Winkelverdrehungen) benutzt werden, so sind fünf verschiedene Vergleichergruppen mit zugeordneten Schaltkreisen in Fig. 20 erforderlich und es werden fünf verschiedene Koordinatentransformatoren in dem Koordinatentransformationsschaltkreis 75 gemäß Fig. 24 benötigt.

Die X-Koordinatenverschiebungen A X. Ax, und ^X_ werden dem

α D C

Gatterschaltkreis 567 zugeführt, während die Y-Koordinatenverschiebungen ^Y_q»Ay_k und Λύ^ dem Gatterschaltkreis 569 züge-

EL U C

führt werden. Diese Gatterschaltkreise 567 und 569 sind hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise dem Gatterschallkreis 509 ähnlich, wie er in Fig. 23 dargestellt ist und werden daher nicht näher beschrieben.

In Abhängigkeit des Binärzustandes "1" des Signales "Auswahl D", "Auswahl E" oder "Auswahl F" von dem Vergleicherschaltkreis 73 (Fig. 22) wählen die Gatterschaltkreise 567 und 569 ein zugeordnetes Paar von Koordinatenverschiebungssignalen als Ausgangs-Koordinatenverschiebungssignale Δ χ_Aß und 4ϊ·_ΰ aus. Wenn beispielsweise das Signal "Auswahl D" den Binärwert "1" aufweist, so werden ^X_a und ^Y„ als Ausgangssignale ^X^_B und ausgewählt. In gleicher Weise versetzt das Signal "Auswahl E" mit dem Binärwert "1" die Gatterschaltkreise 567 und 569 in die Lage, die 0°-Koordinatenverschiebungen ^X_b und ^Y_b auszuwählen. Entsprechend versetzt das Signal "Auswahl F" die Gatterschaltkreise 567 und 569 in die Lage, die -8,4°-Koordinatenverschiebungen 4X_C und ^Y₀ auszuwählen.

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Die Orientierungswinkeldifferenz Δ©_AB zwischen den Orientierungswinkeln θρ. und 9_CB der zentralen Merkmale der Vektoren RIV-A und RIV-B wird durch Subtraktion des Wertes Q_n^ von dem Wert 9_CA in dem Subtrahierer 571 erhalten. Auf diese Weise stellt sich die dritte Koordinatentransformationagleichung wie folgt dar:

^A ^ΘΑΒ - ^eCA - ^eCB Ο

Die Wirkungsweise eines Koordlnatentransformierers sei unter Bezugnahme auf den Transformierer 561 näher beschrieben. Ein Multiplizierer 573 multipliziert die Eingangssignale Yp_B und

sin (A Θ) miteinander, um das Produktsignal Yp_n mal sin (Aq )

a vsij 8L

zu bilden. Ein anderer Multiplizierer 575 multipliziert die Eingangssignale Xp_B und cos (Δθ ) miteinander, um das Produktsignal X_C3 mal cos (Δθ_&) zu bilden. In einem Summationsschaltkreis 577 wird das Produktsignal X_cß cos (Δθ₃) von dem Wert subtrahiert, der aus der Summe des Eingangssignales Xp. und des Produkt signal es Yp_B sin (Δθ ) gebildet wird, um das X-Koordinatenverschiebungssignal Δχ zu bilden, dessen Wert durch die zuvor angegebene Gleichung (1) gegeben ist. In gleicher V/eise multipliziert ein Multiplizierer 579 die Eingangssignale Yp_B und cos (Δθ_β) miteinander, um das Produktsignal Y_nu cos (Ä©„) zu bilden, während ein Multiplizierer 581 das Eingangssignal X_CB und sin (Δθ ) miteinander multipliziert, um das Produktsignal X_CB sin (Δθ_β) zu bilden. In einem Summierschaltkreis 583 wird die Summe der Produktsignale Y_Cß cos (Δθ ) und sin (Δθ_&) von dem Eingangssignal Yp^ subtrahiert, um das Y-Koordinatenverschiebungssignal Δγ zu bilden, dessen Wert durch die zuvor angegebene Gleichung (2) gegeben ist.

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Wenn der Winkel Δθ_β in dem Koordinatentransformierer 561 auf den Wert +8,4° gesetzt wird, so werden die Werte A χ und Δγ

et a

durch die nachstehenden Gleichungen angegeben:

Ax₈= X_CA + Y_CB sin (+8,A⁰) - X_CB cos (+8,4°) (4) Δϊ₃ = Y_ca - Y_CB cos (+8,4°) - X_CB εΐη (+8,4°) (5)

In gleicher Weise bildet der Koordinatentransformierer 563, wenn Δθ^ auf den Wert O⁰ gesetzt ist, die Werte Δ X^ und Δ Y^ nach folgenden Gleichungen:

^AXb - ^XCA - ^XCB
^AYb - ^YCA - ^YCB

Schließlich bildet der Koordinatentransformierer 565» wenn Δθ auf den Wert -8,4° gesetzt ist, die Werte Δχ_ο und Ar

C CC

nach den nachstehenden Gleichungen:

+ Y_CB sin (-8,4°) - X_CB cos (-8,4°) (8)

^{= Y}CA - ^YCB ^cos (-⁸»⁴°) - ^XCB ^sin (~⁸»⁴°)

Die X- und Y-Koordinatenverschiebungen ^Xab ^und^^YAB ^{und die} Orientierungswinkelverschiebung Δ Q_Aß stellen die Koordinatensystemtransformation dar, die erforderlich ist, um die zentralen Merkmale der miteinander verglichenen Vektoren RIV-A und RIV-B in Bezug aufeinander auszurichten. Diese Verschiebesignale Ax_AB, Δγ^ und ^Θ^Β werden dem Bewertungsgatter 77 (Fig. 5) zugeführt, das nun unter Bezugnahme auf Fig. 25 erläutert sei.

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Gemäß Fig. 25 werden die Verschiebesignale A X_AB, Aq von dem Koordinatentransformationsschaltkreis 75 (Fig. 24) und das RlV-Ubereinstimmungsbewertungssignal S.g von dem RIV-Vergleichsschaltkreis 73 (Fig. 20) des übereinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) parallel über Verzögerungsschaltkreise 581-584 einem gemeinsamen Gatter 587 zugeführt. Die Verzögerungszeit eines jeden der Verzögerungsschaltkreise 581 - 584 kann beispielsweise eine Taktperiode C^ betragen. Das Gatter 587 kann aus vier Reihen von UND-Gattern mit zwei Eingängen (nicht dargestellt) für die vier Eingangssignale bestehen, wobei die Bits in jedem Eingangssignal ersten Eingängen der UND-Gatter in der zugeordneten Reihe zugeführt werden.

Das Signal S^ des Vergleichsschaltkreises 73 (Fig. 20) wird ebenfalls mit einem Schwellwertsignal Τ_σ in einem Vergleicher

^SAB

589 verglichen. Es sei in Erinnerung gerufen, daß die Übereinstimmungsbewertung S._ß aus der Anzahl von Merkmalen in dem Vektor RIV-A berechnet wird, die eine Übereinstimmung in dem Vektor RIV-B finden. Die Amplitude des Schwellwertsignales T_Q wird so vorgewählt, daß zwei oder mehr Nachbarschafts-

merkmale in den Vektoren RIV-A und RIV-B einander gleichen müssen, bevor die Übereinstimmungsbewertung S^ in der Amplitude größer als das Signal T_q ist. Wenn S_An größer als das Schwell-

^bAB ^Aö

wertsignal T_Q ist, so bildet der Vergleicher 589 ein Ausgangs-

^bAB
signal, um ein Flip-Flop 591 zu setzen. Im gesetzten Zustand steuert das Flip-Flop 591 alle zweiten Eingänge aller UND-Gatter in dem Gatter 587 an, so daß die Signale Δχ_ΑΒ, ^Y^b» ¹^⁰AB und S^ in das Bewertungslistenregister 79 (Fig. 5) zur Speicherung übertragen werden. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 591 wird ebenfalls durch einen Verzögerungsschaltkreis 593 in geeigneter Weise verzögert, bevor es das Flip-Flop 591 zurück-

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stellt und alle UND-Gatter in dem Gatter 587 sperrt. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsschaltkreises 593 kann beispielsweise zwei Taktperioden C₁ betragen, um dem Gatter 587 genügend Zeit für die Bildung seiner vier Ausgangssignale zu geben.

Wenn die Amplitude der RIV-Ubereinstimmungsbewertung S_Aß gleich oder kleiner als das Schwellwertsignal T₀ ist, so verbleibt

°AB das Flip-Flop 591 in einem zurückgestellten Zustand und das Gatter 587 wird daran gehindert, Ausgangssignale des Ubersinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) an das Bewertungslistenregister 79 (Fig. 5) weiterzugeben.

Gemäß Fig. 26 ist das Bewertungslistenregister 79 und ein Blockdiagramm des globalen Kohärenzanalysierers 81 gemäß Fig. 5 dargestellt. Jedesmal, wenn ein Speichersignal von dem Bewertungsgatter 77 (Fig. 25) erzeuge wird, werden die zugeordnete RIV-Ubereinstimmungsbewertung S.g und die Verschiebesignale Δχ._β, ^Y.g und Δο durch das Bewertungsgatter 77 weitergereicht und parallel in dem Bewertungslistenregister 79 gespeichert. Das Bewertungslistenregister 79 enthält die Übereinstimmungsbewertungen (S_i) und zugeordnete Verschiebungen (Λχ^, Λγ^ Δθ.) der beiden Koordinatensysteme (zwischen den miteinander verglichenen Fingerabdrücken) für jedes Paar von Vektoren RIV-A und RIV-B, die die Bedingungen des Übereinstimmungsvergleichers 41 (Fig. 5) und des Bewertungsgatters 77 (Fig. 5) befriedigen, wobei i von 1 bis N läuft, entsprechend der RIV-Paarvergleiche.

Im vorliegenden Fall kann N eine Zahl bis zu 192 sein. Da sich

ρ
im Prinzip 192 solcher Bewertungen ergeben können, wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel zugrundegelegt, daß bei einer typischen Benutzunj die ungeheure Vielzahl von RIV-Paarvergleichen kein Speichersignal ergeben. Demgemäß genügen 192 Positionen

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in dem Bewertungslistenregister 79 zur Pufferspeicherung dieser Bewertungen. Der Inhalt (S₁₁Ax₁, Ay₁, Aq^ bis S_n, Ax_n, Ay_n, Δθ»_τ) des Bewertungslistenregisters 79 wird parallel dem Eingang eines Multiplexers 601 in dem globalen Kohärenzanalysierer 81 zugeführt.

Die Gesamtfunkticn des Analysierers 81 besteht darin, den dichtesten Bereich im Αχ, Λ γ, .Δθ-Raum der Ubereinstimraungsbewertung und der in dem Bewertungslistenregister 79 gespeicherten Verschiebungsdaten zu lokalisieren. Im Hinblick auf diesen Z\x, Ay, Z\©-Rauin ist zuvor festgestellt worden, daß jede Ax, Δγ, A©-Eintrittsstelle die X, Y-Koordinatenverschiebung und Winkelrotation der beiden Koordinatensysteme eines RIV-Paares repräsentiert, von welchem dieses Resultat hergeleitet wurde.

Zur Unterstützung des Verständnisses, wie der globale Kohärenzanalysierer 81 den dichtesten Bereich im Ax, A Y, A, ©-Raum im Inhalt des Registers 79 lokalisiert, sei angenommen» daß die Αχ, Ay, AΘ-Raumkomponenten durch die drei orthogonalen Achsen eines Würfels entsprechend darstellbar sind. Jede der Δ. χ, Δγ und Δθ-Achsen des Würfels sei 256 Einheiten lang. Die 256 Einheiten entlang jeder der Ax und Αγ-Achsen seien in acht Abschnitte mit 32 Einheiten unterteilt und die 256 Einheiten entlang der A©-Achse seien in 128 Abschnitte mit jeweils zwei Einheiten unterteilt. Infolgedessen wird der Würfel in 8192 Unterblöcke (8 χ 8 χ 128) unterteilt, wobei jeder Unterblock eine Länge von 32 Einheiten in der Ax-Richtung, eine Breite von 32 Einheiten in der Αγ-Richtung und eine Tiefe von 2 Einheiten in der A©-Richtung aufweist.

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Ein Index- und Steuerschaltkreis 603 zählt die Speichersignale, um die Anzahl von signifikanten RIV-übereinstimmungsbewertungen S. festzustellen, die in dem Speicherlistenregister 79 gespeichert sind. Nachdem alle signifikanten RlV-Übereinstlmmungsbewertungen S* und ihre zugeordneten Verschiebungen Ax^₉ ΛY^, ^ θ. in dem Register 79 gespeichert worden sind, wird das Signal "Start GCA" von dem Zeit- und Steuerschaltkreis 83 (Fig. 5) an den Index- und Steuerschaltkreis 603 angelegt. Das Signal "Start GCA" versetzt den Index- und Steuerschaltkreis 603 in die Lage, damit zu beginnen, der Reihe nach Multiplexerädressen 1 - N an den Multiplexer 601 anzulegen. Aufgrund einer Jeden Adresse 1 - N legt der Multiplexer 601 entsprechend die Komponenten S.,Ax_i, Δγ^ und Δθ_Α (der adressierten Eintrittsstelle des Registers 79) an einen Akkumulator 605 und Δχ, Δ Υ und ΔΘ-Grenzwertdetektoren oder Vergleicher 606 - 608. Während Jeder Zeitperiode, in der der Schaltkreis 603 alle Multiplexeradressen 1 - N entwickelt, erzeugt der Schaltkreis 603 ebenfalls eine von 8192 Gruppen der folgenden unteren (L) und oberen (U) Verschiebungs- (D)Grenzen im^X, Δγ, Δθ-Raum: LΔXD und υΔΧΌ, lAyD und ϋΔΥΟ, LA9B und υΔθϋ. Die Δ Χ, Δγ ιιηαΔθ-Verschiebungsgrenzen (L-ΔΧΟ und U^XD; L^YD und UAYD; lAoD und uAqd) werden entsprechend an die Detektoren 606 angelegt.

Jeder der Detektoren 6O6 - 608 bildet ein Ausgangssignal mit dem Wert "1", wenn der Wert der zugeordneten Komponenten ΔX^, Δγ. und Δθ- zwischen den zugeordneten oberen und unteren Verschiebungsgrenzen liegt oder gleich der oberen Verschiebungsgrenze ist. Mit ΔΥ-Verschiebungsgrenzen von beispielsweise 64 und 96 bildet der Detektor 607 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" für Jedes ΔYj-Signal, das irgendeinen Wert im Bereich von 65 - 96 aufweist, wobei 96 umfaßt ist und 64 nicht.

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Jede der 8192 Gruppen von Verschiebungsgrenzen entspricht den Grenzen eines zugeordneten Unterblockes innerhalb der 8192 Unterblöcke in dem zuvor erwähnten Würfel. Der Schaltkreis 603 kann z.B. untere und obere Verschiebungsgrenzen Δχ (Ι,ΔΧΟ und UAXD) und ΔΥ (ΐ,ΔΥϋ und UAYD) bilden, die folgende Werte aufweisen: O und 32, 32 und 64, 64 und 96, 96 und 128, 128 und 160, 160 und 192, 192 und 224 und 224 und 256. In gleicher Weise kann der Schaltkreis 603 untere und obere Verschiebungsgrenzen Δθ (lAqD und UAOD) mit folgenden Werten bilden: 0 und 2, 2 und 4, 4 und 6, ... 254 und 256.

Während der Zeitperiode, in der einer der 8192 Gruppen von Ax, Δγ, Δθ-Verschiebungsgrenzen für einen Unterblock den Detektoren 6θ6 - 608 zugeführt wird, werden alle N-Gruppen von Koordinaten (Δ X , A Y., Aq.), die in dem Register 79 gespeichersind, der Reihe nach und zeitgestaffelt den Detektoren 6θ6 - zugeführt. Die Detektoren 6θ6 - 608 werden daher feststellen, ob irgendeine der N-Gruppen von Koordinaten Δχ ,Δ Y₁ und ^O₁ in dem zu diesem Zeitpunkt geprüften Unterblock vorhanden sind. Wenn die Koordinaten (Ax^, Δγ^,Αθ^) einer Bewertung S₁ innerhalb des geprüften Unterblockes liegen, so erzeugen alle Detektoren 606 - 608 Signale mit dem Wert "1", die über das UND-Gatter 611 den Akkumulator 605 ansteuern, um zu seinem Inhalt die Bewertung S₁, die diesen Koordinaten zugeordnet ist, hinzuzuaddieren.

Nachdem alle N-Eintrittsstellen (S₁, Ax_±, Ay₁, Aq₁) in dem Register 79 verarbeitet worden sind, erzeugt der Index- und Steuerschaltkreis 603 ein Signal "Ende des Unterblockes". Dieses Signal wird dem unteren Eingang fines UND-Gatters 615 zugeführt und ebenso den Eingängen von Verzögerungsschaltkreisen 617 und 619» die Verzögerungszeiten von einem halben und einem ganzen.

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Taktimpuls C₁ besitzen. Zu diesem Zeitpunkt zeigt der akkumulierte Gesamtwert (oder die vorliegende Ubereinstimmungsbewertung) des Akkumulators 605 den Grad der Übereinstimmung zwischen den Fingerabdrücken A und B in diesem Onterblock des geprüften A X, Δγ, Δθ-Raumes an. Die vorliegende Ubereinstimmungsbewertung des Akkumulators 605 wird in einem Vergleicher 621 mit der höchsten vorausgegangenen Unterblock-UbereinsLimmungsbewertung verglichen, die in dem Register 623 gespeichert ist. Die Ubereinstiramungsbewertungen des Akkumulators 605 und des Registers 623 werden ebenfalls einem Multiplexer 625 zugeführt.

Wenn zum Zeitpunkt des Signales "Ende des Unterblockes" die vorliegende Ubereinstimmungsbewertung vom Akkumulator 605 höher als die höchste vorausgegangene Ubereinstimmungsbewertung von dem Register 623 ist, so gibt der Vergleicher 621 ein Signal mit dem Wert "1" aus, welches über das betätigte UND-Gatter 615 den Multiplexer 625 in die Lage versetzt, die vorliegende Ubereinstimmungsbewertung an den Eingang des Registers 623 zu liefern. Wenn umgekehrt das Ausgangssignal des Registers 623 höher als das Ausgangssignal des Akkumulators 605 ist, so gibt der Vergleicher 621 ein Signal mit dem Wert "0" aus. In diesem Fall veranlaßt das sich am Ausgang des UND-Gatters 615 ergebende Signal mit dem Wert "0" den Multiplexer 625, die höchste vorausgegangene Ubereinstimmungsbewertung an den Eingang des Registers 623 zu legen.

Ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" des UND-Gatters 615 versetzt ebenfalls die Αχ, Δγ und Δθ-Register 627, 628 und 629 in die Lage, die zuvor gespeicherten Koordinaten LAXD, lAyd und L Δ QO eines vorausgegangenen Unterblockes nunmehr zu ersetzen und die Koordinaten LAXD, L ΔYD und L ΔOD des zu diesem Zeitpunkt geprüften Unterblockes zu speichern.

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Nach einer Verzögerung um eine halbe Taktperiode C₁ legt der Verzögerungsschaltkreis 617 das Signal "Ende des Unterblockes¹¹ an das Register 623. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die übereinstimmungsbewertung am Eingang des Registers 623 stabilisiert. Das verzögerte Signal "Ende des Unterblockes¹¹ von dem Verzögerungsschaltkreis 617 versetzt das Register 623 in die Lage, die Übereinstimmungsbewertung am Ausgang des Multiplexers 625 zu speichern.

Nach einer Verzögerung um eine Taktperiode C^ legt der Verzögerungsschaltkreis 619 das Signal "Ende des Unterblockes" über ein ODER-Gatter 631 an den Akkumulator 605 an, um diesen auf 0 zurückzustellen.

Die obige Operation wird 8192 mal durchgeführt. Somit werden alle Koordinateneintrittsstellen (Αχ_±, Ay₁JAq₁) in dem Bewertungslistenregister 79 überprüft, um festzustellen, wie viele in jedem der 8192 Unterblöcke des angenommenen Würfels vorliegen. Am Ende dieser 8192 Durchläufe durch die 8192 Unterblöcke in dem Würfel erzeugt der Index- und Steuerschaltkreis 603 das Signal "Ende der GCA". Dieses Signal stellt über das ODER-Gatter 631 den Akkumulator 605 auf den Zählstand 0 zurück und versetzt die Gatter 633 - 636 entsprechend in die Lage, den Inhalt der Register 623 und 627 - 629 als Systemausgang auszugeben. Das Gatter 633 bildet das Signal Sp, d.h. die endgültige übereinstimmungsbewertung, welche den Grad der Übereinstimmung zwischen den beiden Fingerabdrücken A und B anzeigt. Die Gatter 634 - 636 bilden entsprechend die Signale A Xp, Δγ_ρ und A Gp, d.h. die relativen Verschiebungen der A- und B-Fingerabdruck-Koordinatensysteme, die die beste Übereinstimmung zwischen den Fingerabdrücken erzeugen.

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Das Signal "Ende der GCA" wird durch einen Verzögerungsschaltkreis 639 geeignet verzögert, beispielsweise um eine Taktperiode C₁, bevor es das Register 623 auf einen Zählstand von 0 zurückstellt, um diesen Fingerabdruck-Paarvergleich zu beenden.

Es sei zu diesem Zeitpunkt, herausgestellt, daß N (wobei N der Anzahl von Eintrittsstellen in dem Bewertungslistenregister 79 entspricht) die maximale Anzahl der 8192 Unterblöcke in dem Würfel bildet, die besetzt sein werden oder Übereinstimmungsbewertungen in dem Akkumulator 605 bilden. Ferner¹ wird diese Aufteilung in dem A χ, Ay, Ag-Raum nur auftreten, wenn die Fingerabdrücke A und B gänzlich unähnlich sind. Andererseits werden bei einer perfekten Übereinstimmung zwischen den Fingerabdrucken A und B alle Eintrittsstellen in dem Register 79 innerhalb des gleichen Unterblockes desZ\X, Δγ, Αθ-Raumes angeordnet sein. Auch wenn zwei Fingerabdrücke von dem gleichen Finger hergeleitet sind, können jedoch falsche, fehlende oder gestörte Merkmale eine Aufteilung der Eintrittsstellen in dem Register 79 über eine Anzahl von Unterblücken in dem Ax, A.Y, -Δθ-Rauni hervorrufen. Aus diesem Grund bestimmt der globale Kohärenzanalysierer 81 gemäß Fig. 26 die endgültige Übereinstimmungt:--· bewertung in der zuvor beschriebenen V/eise, indem der dichteste Bereich im Ax, Δγ, A Θ-Raum der Eintrittsstellen in dem Register 79 lokalisiert wird.

Gemäß Fig. 27 ist ein Blockdiagramm des Index- und Steuerschaltkreises 603 (Fig. 26) dargestellt. Anfänglich befindet sich ein Flip-Flop 651 in einem zurückgestellten Zustand und ein Zählar 653 ist auf den Zählstand von 0 zurückgestellt worden. In diesem zurückgestellten Zustand veranlaßt der Ausgang Q des Flip-Flops 651 ein UND-Gatter 655 zur Weitergabe von Speicherimpulsen

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zwecks Zählung in dem Zähler 653. Nachdem alle Speichersignale gezählt worden sind, stellt ein Signal "Start GCA" einen Zähler 657 auf den Zählstand von O zurück, wobei dies über ein ODER-Gatter 659 geschieht, und dieses Signal stellt direkt einen Zähler 66I auf den Zählstand 0 zurück. Zusätzlich setzt das Signal "Start GCA" das Flip-Flop 65I, um das UND-Gatter 655 zu sperren und das UND-Gatter 661 freizugeben. Im betätigten Zustand läßt das UND-Gatter 66I Taktimpulse C₁ zu dem Zähler 657 zv/ecks Zählung hindurch.

Jedesmal, wenn der Zähler 657 einen Taktimpuls C₁ zählt, bildet und liefert er eine unterschiedliche Multiplexeradresse an den Multiplexer 6OI (Fig. 26). Die Multiplexeradresse wird ebenfalls in einem Vergieichcr 663 mit dem Aur'gang-.Vpeicherzählstand des Zählers 653 verglichen. Wenn die Multiplexeradressc die Zahl dar durch den Zähler 653 gezählten Speichersignale erreicht. so bildet der Vargleicher 66I ein Ausgangssignal mit dem Uert "1". Eine halbe Taktperiode C₁ nach Empfang des AuHgangcaignales des Vergleichers G63 bildet ein Verzögerungsschaltkreis 665 ein Signal "Ende eines Unterblockes". Dies gestattet dein Zähler 657» alle Multiplexeradressen zu erzeugen, bevor das Signal "Ende eines Unterblockes" über das ODER-Gatter 659 den Zähler 657 auf den Zählstand 0 zurückstellt. Zusätzlich erhöht das Signal "Ende eines Unterblockes'¹¹ den Zählstand des Zählers 661 \am 1. Es ist daher ersichtlich, daß der Zähler 657 Multiplexeradressen von 1 bis N entwickelt, bevor er durch das Signal "Ende eines Unterblockes" auf den Zählstand 0 zurückgestellt wird und daß dieser sodann diese Operation zyklisch wiederholt.

Der Zähler 66I, der ein 13-Bit-Zähler sein kann, zählt die Signale "Ende eines Unterblockes", um Ausgangszählstände von 1 bis 8192 zu bilden. Die ersten 3 Bit eines jeden Ausganges des

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13-Bit-Zählstandes werden einem Festwertspeicher ROM-667 zugeführt, um 1 von 8 Worten mit 16 Bit auszuwählen, die die unteren und oberen ΔX-Verschiebungsgrenzen bilden, welche dem Δχ-Gren^- detektor 606 (Fig. 26) zugeführt werden. Die nächsten 3 Bit eines jeden Ausganges des 13 Bit-Zählstandes werden einem Festwertspeicher ROM 668 zugeführt, um 1 von 8 V/orten mit 16 Bit auszuwählen, welche die unteren und oberen ΛY-Verschiebungsgrerzen bilden, die einem Δ Y-Grenzdetektor 607 (Fig. 26) zugeführt werden. Schließlich werden die letzten 7 Bit einer, jedem Ausganges des 13 Bit-Zählstandes einem Festwertspeicher R0M--669 zugeführt, um 1 von 128 Worten mit 16 Bit auszuwählen, welch/,· die unteren und oberen AG-Verschiebungsgrenzen vorgeben, die dem /Δθ-Grenzdetektor 668 zugeführt v/erden. Auf diese V/eise werden die zuvor erläuterten Koordinaten im Δ X, Λ Y, Δθ-Rcun für jeden der 8192 Unterblöcke in dem angenommenen Würfel bestimmt.

Beim Erreichen eines Zählstandes von 8192 bildet der Zähler 661 ein Signal "Zählstand 8192", welches einem Verzögerungsschaltkreis 671 zugeführt wird. Eine Taktperiode C, nach Empfang des Signales "Zählstand 8192" bildet der Verzögerungstchaltkreis 671 ein Signal "Ende der globalen Kohärenzanalyse" (Ende der GCA), welches das Flip-Flop 651 zurückstellt und den Zähler 653 auf den Zählatand 0 zurückstellt. Dieses Signal "Ende der GCA" ist ebenfalls als ein Ausgangssignal verfügbar, um die Verwendung der endgültigen Vergleichsbewertung "S^, in einem Gesamtsystem, von dem der RIV-Vergleicher eine Komponente darstellt, zu gestatten und dieses Signal setzt entweder das Warte-Flip-Flop 96 (Fig. 6b), um einen neuen unbekannten Fingerabdruck FP-A gemäß Fjg. 6B vorzubereiten oder dem Gesamtsystem die Steuerentscheidung zu überlassen, ob es einen zusätzlichen Fingerabdruck FP-B aus der Datei für den Vergleich durch Setzen

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des Flip-Flops 112 in Fig. 6B auswählen mag.

Der Index- und Steuerschaltkreis 603 verbleibt in diesem ruhenden Betriebszustand, bis ein anderer Fingerabdruclc-Paarvergleich nachfolgend von dem Zähler 653 zu zählende Speicherimpulse bildet.

Die Erfindung gibt somit, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel offenbart, ein System zur automatischen Bestimmung der Übereinstimmung zweier Fingerabdrucke vor, wobei automatisch festgestellt \^ird, wio jeder in einem RIV-Format beschriebene lokale Bereich von Merkmalen eines Fingerabdruckes mit jedem lokalen Bereich von Merkmalen eines anderen Fingerabdruckes übereinstimmt. Sodann werden alle diese Zwischenresultate in einem dreidimensionalen Koordinatenraum zusammengesetzt, um ein globales Bild des Grades dor Übereinstimmung zwischen den beiden Fingerabdrücken zu erhalten.

Während die hervorstechenden Merkmale im Hinblick auf einen Fingerabdruck-Merkraalrnustervergleicher dargestellt und beschrieben worden sind, sei darauf verwiesen, daß die Erfindung im allgemeinen bei jedem Merkmalmustervergleich anwendbar ist. Grundsätzlich wird durch den RIV-Vergleichsalgorithmus der Erfindung ein numerisches Maß der Gleichheit zwischen zwei Mustern erzeugt, wobei jedes Muster durch eine Gruppe von Merkmalen beschrieben worden ist und jedes Merkmal durch seine Position und Orientierung charakterisierbar ist. Diese Merkmale können sehr breit als signifikante viederholbare Charakteristiken von zu vergleichenden Mustern definiert werden. Beispielsv/eise werden solche Merkmale durch Straßen, Gebäude, Kreuzungen, Hügel, Berge, Seen, Monumente usw. in einem Luftbild gebildet oder durch Er-

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hebungsenden, Inseln, Stellen, Verzweigungen, Dreifach-Verzweigungen usw. in einem Fingerabdruckmuster. Der RlV-Vergleichsalgorithmus der Erfindung ist speziell nützlich, wenn die zu vergleichenden Muster einigen signifikanten Störungen und Veränderungen unterworfen worden sind. Beispielsweise kann die Anzahl von Merkmalen infolge einer WolkenUberdeckung (Luftbild) oder einer übertuschung (Fingerabdrucke) variieren; die relativen Positionen der Merkmale können infolge einer Perspektivenveränderung (Luftbild) oder eines Rolldruckes (Fingerabdrucke) variieren; schließlich können falsche Charakteristiken aufgrund von Störungen, verursacht durch Regen, Schnee usw. (Luftbild) oder durch Menrfachabdrücke (Fingerabdrucke) auftreten. Bei diesen Zuständen toleriert die RIV-Lösung einen relativ breiten Grad an Veränderungen und ist noch in der Lage, den Grad der Gleichheit zwischen den zu vergleichenden Mustern zu messen. Es liegt daher für den Fachmann auf der Hand, daß Modifikationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, wobei die Erfindung durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

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Claims

PATWTANWAir DtPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

7. September 1977 GzHz/Ra.

Rockwell International Corporation, 2230 East Imperial Highway, El Segundo, California 90245 / USA

Automatisches Vergleichssystem für Merkmale eines Musters

Patentansprüche

1y Automatisches Vergleichssystem für Merkmale eines Musters, gekennzeichnet durch:

eine auf Merkmale von ersten und zweiten Mustern ansprechende Einrichtung zur selektiven Erzeugung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale, die die Nähe der Übereinstimmung und Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen Merkmalnachbarschaften des ersten und zweiten Musters anzeigen; und

eine auf die mehreren Nachbarschafts-Vergleichssignale ansprechende Einrichtung zur Bildung eines Ausgangssignales, das die relative Nähe der Übereinstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Muster anzeigt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Er-· Zeugungseinrichtung umfaßt:

eine auf die Merkmale des ersten Musters und der zweiten Muster ansprechende Einrichtung zum selektiven Bilden einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung nahe Umgebungsmerk male für jedes der Merkmale des ersten Musters und der zwel-

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ten Muster; und

eine auf die detaillierte Nachbarschaftsbeschreibung des ersten Musters und der zweiten Muster selektiv ansprechende Einrichtung zur Bildung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Nachbarschaftsbeschreibung umfaßt:

eine Einrichtung zur Bestimmung der relativen Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen dem ersten Muster und den zv/eiten Mustern für die beste Übereinstimmung zwischen diesen Mustern.

4. Automatisches Vergleichssystem für Merkmale eines Musters, gekennzeichnet durch:

eine auf Merkmale eines ersten Musters und von zweiten Merkmalmustern ansprechende Einrichtung zur selektiven Bildung einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung einer Merkmalnachbarschaft von nahen, jedes Merkmal umgebenden Merkmalen in dem ersten Merkmalmuster und in den zweiten Merkmalmustern;

eine auf die detaillierten Nachbarschaftsbeschreibungen des ersten Merkmalmusters und der zweiten Merkmalmuster selektiv ansprechende Einrichtung zur Bildung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale, die die Nähe eines Vergleichs und Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen jeder Merkmalnachbarschaft des ersten Merkmalmusters im Hinblick auf jede Merkmalnachbarschaft der zweiten Merkmalmuster anzeigt; und

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eine auf die Nachbarschafts-Vergleichssignale ansprechende Einrichtung zur Bildung eines Ausgangssignales, welches die relative Nähe der Übereinstimmung zwischen dem ersten und den zweiten Merkmalmustern anzeigt.

5. Automatisches Fingerabdruck-Vergleichssystem, gekennzeichnet durch:

eine auf Merkmale eines ersten Fingerabdrucks und von zweiten Fingerabdrücken ansprechende Einrichtung zur selektiven Erzeugung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale, die die Nähe der Übereinstimmung und Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen Merkmalnachbarschaften des ersten Fingerabdrucks und der zweiten Fingerabdrücke anzeigen; und eine auf die mehreren Nachbarschafts-Vergleichssignale ansprechende Einrichtung zur Bildung eines Ausgangssignales, das die relative Nähe der Übereinstimmung zwischen dem ersten Fingerabdruck und den zweiten Fingerabdrücken anzeigt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung umfaßt:

eine auf Merkmale des ersten Fingerabdruckes und der zweiten Fingerabdrücke ansprechende Einrichtung zum selektiven Bilden einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung von nah umliegenden Merkmalen für jedes Merkmal des ersten Fingerabdrucks und der zweiten Fingerabdrücke; und eine auf die detaillierten Nachbarschaftsbeschreibungen des ersten Fingerabdrucks und der zweiten Fingerabdrücke selektiv ansprechende Einrichtung zur Bildung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichsslgnale.

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7. Automatisches Fingerabdruck-Vergleichssystem, gekennzeichnet durch:

eine auf Merkmale von ersten und zweiten Fingerabdrucken ansprechende Einrichtung zur selektiven Bildung einer detaillierten Nachbarschaftsbeschreibung einer Merkmalnachbarschaft von nahen Merkmalen, die jedes Merkmal in den ersten und zweiten Fingerabdrücken umgeben; eine auf die detaillierten Nachbarschaftsbeschreibungen der ersten und zweiten Fingerabdrücke selektiv ansprechende Einrichtung zur Bildung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale, die die Nähe des Vergleichs und Koordinatenverschiebungen zwischen jeder Merkmalnachbarschaft des ersten Fingerabdruckes in Bezug auf jede Merkmalnachbarschaft des zweiten Fingerabdruckes anzeigen; und eine auf die Nachbarschafts-Vergleichssignale ansprechende Einrichtung zur Bildung eines Ausgangssignales, das die relative Nähe der Übereinstimmung zwischen dem ersten und zweiten Fingerabdruck anzeigt.

8. Automatisches Vergleichssystem für Merkmale von Fingerabdrücken, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zur Erzeugung von Merkmalnachbarschaften für jedes Merkmalmuster von ersten und zweiten Fingerabdrücken ;

eine Einrichtung zum selektiven Vergleich der Merkmalnachbarschaften der ersten und zweiten Fingerabdrücke, um mehrere Nachbarschafts-Vergleichssignale zu erzeugen; und eine auf die mehreren Nachbarschafts-Vergleichssignale ansprechende Einrichtung zur Feststellung der Nähe der Übereinstimmung zwischen den ersten und zweiten Fingerabdrucken.

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9. Automatisches Fingerabdruck-Vergleichssystem, gekennzeichnet durch:

eine auf Merkmale von nicht identifizierten Fingerabdrucken und von Referenz-Fingerabdrucken selektiv ansprechende erste Einrichtung zur Bildung einer Bewertung, die die Nähe der Übereinstimmung zwischen zugeordneten kleinen Bereichen des nicht identifizierten Fingerabdruckes und der Referenz-Fingerabdrucke anzeigt und zur Erzeugung von Informationssignalen, die die relative Koordinatenverschiebung zwischen ausgewählten Bereichen des nicht identifizierten Fingerabdruckes und der Referenz-Fingerabdrucke anzeigt; eine zweite Einrichtung zur Speicherung der Bewertungs-und Informationssignale, bezogen auf jede zugeordnete Gruppe von Merkmalen des nicht identifizierten Fingerabdruckes und der Referenz-Fingerabdrucke; und eine auf die Bewertungen und die in der zweiten Einrichtung gespeicherten Informationssignale selektiv ansprechende dritte Einrichtung zur Feststellung, ob der nicht identifizierte Fingerabdruck und die Referenz-Fingerabdrucke Ubereins timmen.

10. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß jede Merkmalgruppe aus einem relativen Informationsvektor RIV besteht und daß die erste Einrichtung umfaßt: einen auf einen relativen Informationsvektor von jedem der nicht identifizierten und Referenz-Fingerabdrucke ansprechenden Vergleicher zur Erzeugung der Bewertung, die die Nähe der Übereinstimmung zwischen jedem Paar relativer Informationsvektoren der nicht identifizierten und der Referenz-Fingerabdrucke anzeigt;

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einen auf die dem Vergleicher zugeführten relativen Informationsvektoren ansprechenden Koordinaten-Transformationsschaltkreis zur Erzeugung der Informationssignale; und einen auf Jede Bewertung oberhalb eines vorgev/ählten Schwellwertpegels ansprechenden Gatterschaltkreis zur Ermöglichung der Speicherung dieser Bewertung und der ihr zugeordneten Informationssignale in der zweiten Einrichtung.

11. System nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch: erste und zweite Speicherschaltkreise; eine auf Merkmalfolgen der nicht identifizierten und der Referenz-Fingerabdrucke selektiv ansprechende vierte Einrichtung zur Codierung der Merkmale der nicht identifizierten und der Referenz-Fingerabdrucke in ein relatives Informationsvektor-Format und zur entsprechenden Speicherung der codierten Fingerabdrücke in den ersten und zweiten Speicherschaltkreisen; und

eine Einrichtung zum selektiven Zuführen der relativen Informationsvektoren zu diesem Vergleicher.

12. Maschinelles Verfahren zum Vergleichen erster und zweiter Merkmalmuster, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erzeugung mehrerer Nachbarschafts-Vergleichssignale, die die Nähe des Vergleichs und Koordinaten- und Orientierungsverschiebungen zwischen Merkmalnachbarschaften von ersten und zweiten Merkmalmustern anzeigen; und Analysierung der mehreren Nachbarschafts-Vergleichssignale, um ein Ausgangssignal zu entwickeln, das die N?he des Vergleichs zwischen den ersten und zweiten Merkmalmustern anzeigt.

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13. Maschinelles Verfahren zum Vergleichen erster und zweiter Merkmalmuster, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bildung von Merkmalnachbarschaften von jedem der ersten und zweiten Merkmalmuster;

Vergleich einer jeden Merkmalnachbarschaft des ersten Merkmalmusters mit jeder Merkmalnachbarschaft des zweiten Merkmalmusters, um mehrere Nachbarschafts-Vergleichssignale zu erzeugen; und

Analysierung der mehreren Nachbarschafts-Vergleichssignale, um ein Ausgangssignal zu bilden, das die Nähe des Vergleichs zwischen den ersten und zweiten Merkmalmustern anzeigt.

14. Mustervergleichseinrichtung zum Vergleichen zweier Muster, von denen jedes Merkmalmuster enthält, gekennzeichnet durch:

eine auf ein erstes und ein zweites Referenzmuster selektiv ansprechende Einrichtung zur Erzeugung von Merkmalnachbarschaften in einem relativen Informationsvektor-Datenformat; eine auf diese formatierten Daten selektiv ansprechende Einrichtung zum Vergleich von Merkmalnachbarschaften des ersten Musters mit jenen des Referenzmusters, um Daten abzuleiten, die den Vergleich zwischen diesen Mustern anzeigen; und

eine auf diese Daten ansprechende Schwellwertsignal-Kombinationseinrichtung, um eine zusammengesetzte Bewertung zu erzeugen, die den Grad der Übereinstimmung zwischen dem ersten Muster und dem Referenzmuster anzeigt.

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15. Muster-Vergleichseinrichtung zum Vergleich zweier Muster, von denen jedes Merkmalmuster enthält, gekennzeichnet durch:

eine auf ein erstes Muster und ein zweites Referenzmuster selektiv ansprechende Einrichtung zur Erzeugung von Merkmalnachbarschaften in einem relativen Informationsvektor-Datenformat;

eine auf diese formatierten Daten selektiv ansprechende Einrichtung zum Vergleich von Merkmalnachbarschaften des ersten Musters mit jenen des Referenzmusters, um ein zusammengesetztes Signal abzuleiten, das den Grad der Übereinstimmung zwischen diesem ersten Muster und dem Referenzmuster anzeigt.

16. Maschinelles Verfahren zur automatischen Ausführung eines Mustervergleiches zwischen ersten und zweiten Mustern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmung der Differenzen zwischen jedem relativen Informationsvektor innerhalb einer Anzahl von Vektorpaaren eines relativen Informationsvektors für ein erstes Muster und eines relativen Informationsvektors für ein zweites Muster; und

vorgewähltes Kombinieren solcher Feststellungen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den Grad der Übereinstimmung zwischen diesem ersten und zweiten Muster anzeigt.

17. Maschinelles Verfahren zur automatischen Durchführung eines Mustervergleiches zwischen ersten und zweiten Mustern, gekennzeichnet durch den Schritt:

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vorgewählte Kombination von Differenzfeststellungen zwischen Paaren relativer Informationsvektoren des ersten und zweiten Musters, um einen Ausgang zu erzeugen, der den Grad der Übereinstimmung zwischen diesem ersten und dem zweiten Referenzmuster anzeigt.

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