RU2361271C1 - Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system - Google Patents
Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361271C1 RU2361271C1 RU2007144037/09A RU2007144037A RU2361271C1 RU 2361271 C1 RU2361271 C1 RU 2361271C1 RU 2007144037/09 A RU2007144037/09 A RU 2007144037/09A RU 2007144037 A RU2007144037 A RU 2007144037A RU 2361271 C1 RU2361271 C1 RU 2361271C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical element
- papillary
- optical
- radiation source
- photodetector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Image Input (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Предлагаемые устройство и способ относятся к считыванию и передаче изображений папиллярных узоров крайних фаланг пальцев, применяемым в автоматизированных биометрических информационных системах идентификации личности.The proposed device and method relates to the reading and transmission of images of papillary patterns of the extreme phalanges of the fingers used in automated biometric information identification systems.
Уровень техникиState of the art
Аналогами к предлагаемому устройству можно считать:Analogs to the proposed device can be considered:
1. Устройство считывания отпечатка пальца для идентификации, патент США №5222152 по МКИ G06K 09/00, оп. 22.6.1993 г., включающий источник света, оптическую систему, содержащую, в том числе, оптический элемент для прикладывания пальца, и рекодер изображения отпечатка пальца.1. Fingerprint reader for identification, US patent No. 5222152 according to MKI G06K 09/00, op. 22.6.1993, including a light source, an optical system containing, including, an optical element for applying a finger, and a fingerprint image recorder.
2. Устройство для регистрации папиллярного узора, патент РФ №2185096 по МКИ А61В 5/117, оп. 20.7.2002 г., включающий источник света, оптическую систему, содержащую, в том числе, оптический элемент для прикладывания пальца, и систему фотоприемных элементов, соединенную с блоком обработки изображения.2. Device for registering a papillary pattern, RF patent No. 2185096 according to MKI A61B 5/117, op. 07.20.2002, including a light source, an optical system, including, inter alia, an optical element for applying a finger, and a system of photodetector elements connected to the image processing unit.
Недостатками аналогов являются: недостаточно высокое качество исходных данных по всей площади контакта папиллярных рисунков крайних фаланг пальцев с рабочей поверхностью оптического элемента, поступающих в систему идентификации личности, недостаточно равномерная контрастность различных изображений папиллярных узоров вследствие различных характеристик предъявляемых папиллярных узоров и особенностей освещения оптического элемента, к которой прикладывается папиллярный рисунок крайних фаланг пальцев.The disadvantages of the analogues are: insufficiently high quality of the initial data over the entire contact area of the papillary drawings of the extreme phalanges of the fingers with the working surface of the optical element entering the identification system, insufficiently uniform contrast of various images of the papillary patterns due to different characteristics of the presented papillary patterns and lighting characteristics of the optical element, which is applied papillary drawing of the extreme phalanges of the fingers.
Наиболее близким по технической сущности прототипом для предлагаемых устройства и способа является «Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков и способ ее использования», патент РФ №2298222 по МКИ G06K 09/00, оп. 27.04.2007 г., включающий источник света, оптическую систему, содержащую, в том числе, оптический элемент для прикладывания пальца, и многоэлементный фотоприемник в виде ПЗС-матрицы.The closest in technical essence the prototype for the proposed device and method is "Anamorphic system for reading papillary drawings and the method of its use", RF patent No. 2298222 according to MKI G06K 09/00, op. 04/27/2007, including a light source, an optical system, including, inter alia, an optical element for applying a finger, and a multi-element photodetector in the form of a CCD array.
Недостатками прототипов являются недостаточно высокое качество исходных данных по всей площади контакта папиллярных рисунков крайних фаланг пальцев с рабочей поверхностью оптического элемента, поступающих в систему идентификации личности, недостаточно равномерная контрастность и освещенность различных изображений папиллярных узоров вследствие различных характеристик предъявляемых папиллярных узоров и особенностей освещения оптического элемента, к которой прикладывается папиллярный рисунок крайних фаланг пальцев.The disadvantages of the prototypes are the insufficient quality of the source data over the entire contact area of the papillary drawings of the extreme phalanges of the fingers with the working surface of the optical element entering the personality identification system, insufficiently uniform contrast and illumination of various images of the papillary patterns due to various characteristics of the presented papillary patterns and the lighting characteristics of the optical element, to which a papillary drawing of the extreme phalanges of the fingers is applied.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Геометрические размеры оптической системы сканера уменьшают, «сжимая» передаваемое на многоэлементный фотоприемник изображение папиллярного узора, подвергнув его анаморфированию и дезанаморфированию для получения требуемого неискаженного изображения. При этом для повышения качества передаваемых в систему идентификации личности изображений необходимо обеспечить в системе достаточно высокую контрастность и равномерность освещения рабочей поверхности, к которой прикладываются папиллярные рисунки крайних фаланг пальцев.The geometric dimensions of the scanner optical system are reduced by “compressing” the image of the papillary pattern transmitted to the multi-element photodetector, subjecting it to anamorphy and deanamorphization to obtain the desired undistorted image. Moreover, in order to improve the quality of images transmitted to the personality identification system, it is necessary to ensure a sufficiently high contrast and uniformity of illumination of the working surface in the system, to which papillary drawings of the extreme phalanges of the fingers are applied.
Задачей изобретения является повышение качества исходных данных, поступающих в систему идентификации личности, повышение контрастности и равномерности освещенности различных изображений папиллярных узоров, снижение стоимости системы, снижение полихроматических искажений.The objective of the invention is to improve the quality of the source data entering the identification system, increasing the contrast and uniformity of illumination of various images of papillary patterns, reducing the cost of the system, reducing polychromatic distortions.
Технические результаты изобретения:Technical results of the invention:
1) повышение качества исходных данных, поступающих в систему идентификации личности;1) improving the quality of the source data entering the system of personal identification;
2) повышение контрастности различных изображений папиллярных узоров;2) increasing the contrast of various images of papillary patterns;
3) повышение равномерности освещенности различных изображений папиллярных узоров;3) increasing the uniformity of illumination of various images of papillary patterns;
4) снижение стоимости системы;4) reducing the cost of the system;
5) снижение полихроматических искажений.5) reduction of polychromatic distortion.
Технические результаты достигаются тем, что анаморфотная система считывания папиллярных рисунков крайних фаланг пальцев содержит источник излучения, оптическую систему, включающую, в том числе, оптический элемент для прикладывания поверхности с папиллярным узором, и многоэлементный фотоприемник, размещенные в корпусе, одна из поверхностей оптического элемента выполнена отражающей, сферической, выпуклой наружу, корректирующей перспективные или трапециевидные искажения поверхности с папиллярным узором, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, оптический элемент изготовлен из вещества с показателем преломления в диапазоне от 1,2 до 1,8 с двугранным углом в диапазоне от 60° до 87° между рабочей поверхностью оптического элемента и плоскостью, проходящей через, по крайней мере, часть контура отражающей поверхности оптического элемента, между рабочей и преломляющей гранями в диапазоне от 81° до 109°, многоэлементный фотоприемник соединен с контроллером и наклонен к оптической оси, образуя оптический двугранный угол между многоэлементным фотоприемником и преломляющей гранью оптического элемента в диапазоне углов от 1° до 29°, источник излучения выполнен в виде, позволяющем получить освещенность рабочей грани, близкую к равномерной, программно-аппаратно-управляемым, оптическая система включает дополнительный, по крайней мере, один программно-аппаратно-управляемый источник излучения, причем направление излучений, отраженных от прикладываемой крайней фаланги пальца с папиллярным рисунком, от дополнительного источника излучения или от источника излучения в оптический элемент, позволяет получить проекции при прохождении через оптическую систему с устраненными искажениями на многоэлементный фотоприемник мест непосредственного соприкосновения папиллярных линий с рабочей гранью оптического элемента, вызывая большую интенсивность электрического сигнала на соответствующих элементах многоэлементного фотоприемника по сравнению с местами, свободными от непосредственного соприкосновения, а оптическая система включает объектив с апертурной диафрагмой. При этом анаморфотирование производится только по одному направлению, а коэффициент анаморфотирования лежит в диапазоне от 1,3 до 1,7, источник излучения расположен со стороны грани, противолежащей рабочей грани оптического элемента, излучает в диапазоне длин волн от 0,8 мкм до 0,9 мкм, дополнительные источники излучения расположены таким образом, что обеспечивают подсветку четырех угловых областей рабочей грани оптического элемента, излучают в диапазоне длин волн от 0,8 мкм до 0,9 мкм и монохроматизированы с источником излучения.Technical results are achieved by the fact that the anamorphic reading system of papillary drawings of the extreme phalanges of the fingers contains a radiation source, an optical system including, among other things, an optical element for applying a surface with a papillary pattern, and a multi-element photodetector located in the housing, one of the surfaces of the optical element is made reflecting, spherical, convex outward, correcting perspective or trapezoidal distortions of the surface with a papillary pattern applied to the working surface of the optical element, the optical element is made of a substance with a refractive index in the range of 1.2 to 1.8 with a dihedral angle in the range of 60 ° to 87 ° between the working surface of the optical element and the plane passing through at least part of the contour the reflecting surface of the optical element, between the working and refracting faces in the range from 81 ° to 109 °, the multi-element photodetector is connected to the controller and tilted to the optical axis, forming an optical dihedral angle between the multi-element photodetector and by the flickering face of the optical element in the range of angles from 1 ° to 29 °, the radiation source is made in the form that allows to obtain illumination of the working face close to uniform, software-hardware-controlled, the optical system includes an additional at least one hardware-software a controlled radiation source, and the direction of radiation reflected from the applied extreme phalanx of the finger with a papillary pattern, from an additional radiation source or from a radiation source to the optical element, allows to obtain projections when passing through an optical system with distortions eliminated onto the multi-element photodetector of the places of direct contact of the papillary lines with the working face of the optical element, causing a greater intensity of the electric signal on the corresponding elements of the multi-element photodetector compared to places free of direct contact, and the optical system includes a lens with aperture diaphragm. In this case, anamorphization is carried out in only one direction, and the anamorphization coefficient lies in the range from 1.3 to 1.7, the radiation source is located on the side of the opposite working face of the optical element, it emits in the wavelength range from 0.8 μm to 0, 9 μm, additional radiation sources are arranged in such a way that they illuminate the four angular regions of the working face of the optical element, emit in the wavelength range from 0.8 μm to 0.9 μm and are monochromatized with the radiation source.
Под термином «рабочая грань» оптического элемента следует понимать грань, к которой прикладывается поверхность с папиллярным рисунком крайней фаланги пальцев.The term “working face” of an optical element should be understood as a face to which a surface with a papillary pattern of the extreme phalanx of the fingers is applied.
Под термином «преломляющая грань» отражательной призмы следует понимать грань на которую направлен объектив оптической системы.The term "refracting face" of a reflective prism should be understood as the face to which the objective of the optical system is directed.
Монохроматизация источников излучения приводит к снижению полихроматических искажений и позволяет использовать однолинзовый объектив вместо многолинзового при обеспечении одинакового качества изображения, что влияет на общую стоимость устройства.Monochromatization of radiation sources reduces polychromatic distortion and allows the use of a single-lens instead of a multi-lens while ensuring the same image quality, which affects the overall cost of the device.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может быть выполнена с расположением дополнительных источников излучения со стороны грани, противолежащей рабочей грани оптического элемента. Такое выполнение системы позволяет повысить качество исходных данных, поступающих в систему идентификации личности за счет повышения равномерности освещения рабочей грани.An anamorphic reading system of papillary patterns can be performed with the location of additional radiation sources from the side opposite the working face of the optical element. This implementation of the system allows to improve the quality of the source data entering the personality identification system by increasing the uniformity of illumination of the working face.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может быть выполнена с расположением дополнительных источников излучения со стороны граней, прилежащих к рабочей грани оптического элемента. Такое выполнение системы позволяет повысить качество исходных данных, поступающих в систему идентификации личности за счет повышения равномерности освещения рабочей грани.Anamorphic reading system of papillary patterns can be performed with the location of additional radiation sources from the sides adjacent to the working face of the optical element. This implementation of the system allows to improve the quality of the source data entering the personality identification system by increasing the uniformity of illumination of the working face.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может быть выполнена с монохроматизацией дополнительных источников излучения с источником излучения подбором по характеристикам излучения по длинам волн. Такое выполнение системы позволяет повысить качество исходных данных, поступающих в систему идентификации личности за счет снижения полихроматических искажений.An anamorphic reading system for papillary patterns can be performed with monochromatization of additional radiation sources with a radiation source by selection according to the radiation characteristics by wavelengths. This implementation of the system allows to improve the quality of the source data entering the personality identification system by reducing polychromatic distortions.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может быть выполнена с многоэлементным фотоприемником, содержащим микролинзы для каждого элемента. Такое выполнение системы позволяет повысить качество исходных данных, поступающих в систему идентификации личности за счет фокусировки частей изображения на рабочие части фотоэлементов многоэлементного фотоприемника.An anamorphic reading system for papillary patterns can be performed with a multi-element photodetector containing microlenses for each element. This embodiment of the system allows to improve the quality of the initial data entering the personality identification system by focusing the image parts on the working parts of the photocells of the multi-element photodetector.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может содержать оптическую ось, изменяющую свое направление, например, зеркалами или призмами. Такое выполнение системы позволяет повысить ее компактность за счет уменьшения расстояния между оптическим элементом и многоэлементным фотоприемником.An anamorphic reading system for papillary drawings may contain an optical axis that changes its direction, for example, by mirrors or prisms. This embodiment of the system allows to increase its compactness by reducing the distance between the optical element and the multi-element photodetector.
Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков может содержать иммерсионный объектив. Такое выполнение системы позволяет повысить ее компактность за счет уменьшения расстояния между отражательной призмой и многоэлементным фотоприемником.An anamorphic reading system for papillary drawings may contain an immersion lens. This embodiment of the system allows to increase its compactness by reducing the distance between the reflective prism and a multi-element photodetector.
Объектив может содержать, по крайней мере, одну, например, асферическую линзу. Такое выполнение объектива позволяет получить требуемое неискаженное изображения папиллярного рисунка крайней фаланги пальца.The lens may contain at least one, for example, an aspherical lens. This embodiment of the lens allows you to get the desired undistorted image of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger.
Объектив может содержать вынесенную апертурную диафрагму. Такое выполнение объектива позволяет повысить качество изображения папиллярного рисунка крайней фаланги пальца.The lens may contain a remote aperture diaphragm. This embodiment of the lens improves the image quality of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger.
Многоэлементный фотоприемник анаморфотной системы считывания папиллярных рисунков может быть выполнен в виде ПЗС-матрицы (прибор с зарядовой связью) или КМОП-структуры (кремний-метал-окисел-полупроводник).A multi-element photodetector of an anamorphic papillary pattern reading system can be made in the form of a CCD matrix (charge-coupled device) or a CMOS structure (silicon-metal-oxide-semiconductor).
Способ использования анаморфотной системы заключается в том, что используют режимы ожидания контакта поверхности папиллярного рисунка крайней фаланги пальца с рабочей поверхностью оптического элемента и анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, настройки рациональной освещенности рабочей поверхности оптического элемента, настройки рациональной контрастности оптической системы, дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, и передачи оцифрованного изображения папиллярного рисунка крайней фаланги пальца в память компьютера или на носитель информации в случае удовлетворения критерия соответствия приложенной к рабочей поверхности оптического элемента поверхности с папиллярным рисунком крайней фаланги пальца папиллярным узорам с особенностями, присущими прикладываемым поверхностям, при котором источник излучения и дополнительные источники излучения активизируют периодически с периодами, близкими к таким, которые необходимы для последовательного проведения этапов излучения источником и дополнительными источниками до накопления максимально возможного изменения электрических параметров при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, по крайней мере, на одном элементе многоэлементного фотоприемника, настройки рациональной освещенности рабочей поверхности оптического элемента, настройки рациональной контрастности, дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхностью оптического элемента, и передачи оцифрованного изображения папиллярного рисунка крайней фаланги пальца в память компьютера или на носитель информации. Во время этапа ожидания контакта поверхности папиллярного рисунка крайней фаланги пальца с рабочей поверхностью оптического элемента и анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, учитывают генерируемые излучением в оптической системе изменения электрических параметров линейно, с учетом дискретности, расположенных элементов многоэлементного фотоприемника, при этом активизируют источник излучения и дополнительные источники излучения начальной длительностью, составляющей часть полной длительности, необходимой для получения максимально возможного изменения электрического параметра при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, по крайней мере, на одном из элементов многоэлементного фотоприемника, и суммируют пропорционально увеличенные или уменьшенные, например, по степенному закону, разность значений изменений электрических параметров в соседних линейно расположенных элементах многоэлементного фотоприемника, активизируют источник излучения и дополнительные источники излучения укороченной длительностью, составляющей часть начальной длительности, и суммируют пропорционально увеличенные или уменьшенные, например, по степенному закону, разность значений изменений электрических параметров в соседних линейно расположенных элементах многоэлементного фотоприемника и сравнивают полученные значения со значением критерия пропорционально увеличенного или уменьшенного, например, по степенному закону, разности значений изменений электрических параметров в соседних линейно расположенных элементах многоэлементного фотоприемника, определенного эмпирически для поверхностей с папиллярным рисунком крайних фаланг пальцев, и в случае удовлетворения условия сравнения приступают к этапам настройки рациональной освещенности рабочей поверхности оптического элемента и настройки рациональной контрастности анаморфотной системы для дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, а в случае неудовлетворения продолжают использовать режим ожидания контакта поверхности папиллярного рисунка крайней фаланги пальца с рабочей поверхностью оптического элемента и анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента. Во время этапа настройки рациональной освещенности рабочей поверхности оптического элемента активизируют источник излучения и дополнительные источники излучения частичной длительностью, составляющей часть полной длительности, необходимой для получения максимально возможного изменения электрического параметра при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов на элементах многоэлементного фотоприемника, которую дискретно увеличивают до достижения полной длительности, а во время активизации или нахождения в активном состоянии источника излучения и дополнительных источников излучения суммируют значения изменений электрических параметров линейно расположенных элементов многоэлементного фотоприемника с величиной этих параметров более 80% от максимально возможного изменения электрического параметра при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, и сохраняют значения сумм и соответствующих значений частичной длительности как на источнике излучения, так и на дополнительных источниках излучения, по достижении полной длительности выбирают величину частичной длительности, при которой обеспечивается рациональная освещенность рабочей поверхности оптического элемента. Во время этапа настройки рациональной контрастности оптической системы активизируют источник излучения и дополнительные источники излучения частичной длительностью, составляющей часть полной длительности, необходимой для получения максимально возможного изменения электрического параметра при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, по крайней мере, на одном из элементов многоэлементного фотоприемника, которую дискретно увеличивают до достижения полной длительности, а во время активизации или нахождения в активном состоянии источника излучения и дополнительных источников излучения суммируют значения изменений электрических параметров линейно расположенных элементов многоэлементного фотоприемника с величиной этих параметров более 80% от максимально возможного изменения электрического параметра при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, и сохраняют значения суммы и соответствующего значения частичной длительности, по достижении полной длительности выбирают величину частичной длительности, при которой обеспечивается рациональная контрастность оптической системы; во время этапа дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, активизируют источник излучения длительностью, обеспечивающей рациональную контрастность оптической системы в диапазоне от 0,8 мкм до 0,9 мкм, активизируют режим передачи оцифрованного изображения папиллярного рисунка крайней фаланги пальца в память компьютера или на носитель информации, в процессе которого учитывают изменения электрических параметров каждого элемента многоэлементного фотоприемника, генерируемых излучением в оптической системе.The way to use the anamorphic system is to use the standby modes for contacting the surface of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger with the working surface of the optical element and analyzing the surface applied to the working surface of the optical element, adjusting the rational illumination of the working surface of the optical element, adjusting the rational contrast of the optical system, additional analysis of the surface applied to the working surface of the optical element, and transmission of digitized on the image of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger in the computer memory or on the storage medium if the criterion for the correspondence of the surface attached to the working surface of the optical element of the finger with the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger to papillary patterns with features inherent in the applied surfaces, in which the radiation source and additional radiation sources activate periodically with periods close to those necessary for successive stages of radiation source and additional sources to the accumulation of the maximum possible change in electrical parameters when changing the conditions of illumination of the element from complete absence to maximum illumination acting on the element for a duration that guarantees the end of transient processes on at least one element of the multi-element photodetector, adjusting the rational illumination of the working surface of the optical element , rational contrast settings, additional analysis of the surface applied to the working surface of the optical element, and the transmission of the digitized image of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger in the computer's memory or on the storage medium. During the stage of waiting for the surface of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger to contact the working surface of the optical element and analyzing the surface applied to the working surface of the optical element, the changes in the electrical parameters generated by the radiation in the optical system are taken into account linearly, taking into account the discreteness of the elements of the multi-element photodetector, radiation source and additional radiation sources of initial duration, part of the total duration necessary to obtain the maximum possible change in the electrical parameter when changing the conditions of illumination of the element from complete absence to maximum illumination, acting on the element for a duration that guarantees the end of transients at least on one of the elements of a multi-element photodetector, and sum proportionally increased or decreased, for example , according to the power law, the difference in the values of changes in electrical parameters in adjacent linearly located elements of a multi-element instant photodetector, activate the radiation source and additional radiation sources with a shorter duration, which is part of the initial duration, and sum the proportionally increased or decreased, for example, according to a power law, the difference in the values of changes in electrical parameters in neighboring linearly arranged elements of the multi-element photodetector and compare the obtained values with the criterion value proportionally increased or decreased, for example, according to a power law, the difference of values changes in electrical parameters in neighboring linearly arranged elements of a multi-element photodetector, determined empirically for surfaces with a papillary pattern of the extreme phalanges of the fingers, and if the comparison conditions are satisfied, they proceed to the steps of adjusting the rational illumination of the working surface of the optical element and adjusting the rational contrast of the anamorphic system for additional analysis of the surface applied to the working surface of the optical element, and in case of unsatisfaction lzhayut use standby contact surface papillary pattern phalanx at the working surface of the optical element and surface analysis applied to the working surface of the optical element. During the stage of adjusting the rational illumination of the working surface of the optical element, the radiation source and additional radiation sources are activated with a partial duration that is part of the total duration necessary to obtain the maximum possible change in the electrical parameter when changing the illumination conditions of the element from complete absence to maximum illumination acting on the element with a duration of guaranteeing the end of transients on the elements of a multi-element photodetector the receiver, which is discretely increased until the full duration is reached, and while the radiation source and additional radiation sources are activated or in the active state, the values of changes in the electrical parameters of the linearly arranged elements of the multi-element photodetector are summed up with the value of these parameters exceeding 80% of the maximum possible change in the electrical parameter when changing the lighting conditions of the element from complete absence to maximum illumination acting on the element lasts with the power guaranteeing the end of transient processes, and the values of the sums and corresponding values of the partial duration are stored both at the radiation source and at additional radiation sources, upon reaching the full duration, the value of the partial duration is selected at which rational illumination of the working surface of the optical element is ensured. During the stage of adjusting the rational contrast of the optical system, the radiation source and additional radiation sources are activated with a partial duration, which is part of the total duration necessary to obtain the maximum possible change in the electrical parameter when changing the lighting conditions of the element from complete absence to maximum illumination, affecting the element with a duration guaranteeing the end transients at least on one of the elements of a multi-element phot receiver, which is discretely increased until the full duration is reached, and while the radiation source and additional radiation sources are activated or in an active state, the values of changes in the electrical parameters of the linearly arranged elements of the multi-element photodetector are summed up with the value of these parameters exceeding 80% of the maximum possible change in the electrical parameter when changing lighting conditions of the element from complete absence to maximum illumination acting on the element Call duration guaranteeing termination transients, and stored values of the sum and the corresponding value of the partial length, on reaching the full length of the partial length value is selected at which the contrast is provided a rational optical system; during the stage of additional analysis of the surface applied to the working surface of the optical element, activate a radiation source with a duration that ensures rational contrast of the optical system in the range from 0.8 μm to 0.9 μm, activate the mode of transferring the digitized image of the papillary pattern of the extreme phalanx of the finger to the computer's memory or to a storage medium in the process of which changes in the electrical parameters of each element of a multi-element photodetector generated by radiation are taken into account optical system.
Один из возможных вариантов применения многоэлементного фотоприемника для решения задач предлагаемого изобретения состоит в использовании полупроводниковых датчиков, на элементы которых в процессе работы подается запирающее напряжение, а при освещении их увеличивается ток в цепи элемента, вызванный снижением сопротивления за счет образования носителей заряда. Измерения изменений электрических параметров позволяют автоматизировать процесс распознавания папиллярных узоров.One of the possible applications of a multi-element photodetector to solve the problems of the present invention is to use semiconductor sensors, the elements of which are supplied with a blocking voltage during operation, and when illuminated, the current in the element circuit increases due to a decrease in resistance due to the formation of charge carriers. Measurements of changes in electrical parameters automate the recognition of papillary patterns.
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться пропорциональное увеличение или уменьшение разности значений изменений электрических параметров в соседних линейно расположенных элементах многоэлементного фотоприемника по квадратичному закону.In the method of using the anamorphic system, a proportional increase or decrease in the difference in the values of changes in the electrical parameters in neighboring linearly arranged elements of the multi-element photodetector can be performed according to the quadratic law.
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться управление многоэлементным фотоприемником компьютером.In the method of using the anamorphic system, a multi-element photodetector can be controlled by a computer.
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться управление многоэлементным фотоприемником микропроцессором.In the method of using the anamorphic system, a multi-element photodetector can be controlled by a microprocessor.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Возможность практической реализации изобретения поясняется чертежами и примерами действий, составляющих элементы способа распознавания папиллярного узора.The possibility of practical implementation of the invention is illustrated by drawings and examples of actions that make up the elements of a method for recognizing a papillary pattern.
На фиг.1 представлена схема анаморфотной системы.Figure 1 presents a diagram of anamorphic system.
На фиг.2 представлена пространственная схема анаморфотной системы с преломляющейся зеркалами оптической осью и расположением многоэлементного фотоприемника в плоскости монтажной платы.Figure 2 presents the spatial diagram of the anamorphic system with refracted mirrors by the optical axis and the location of the multi-element photodetector in the plane of the circuit board.
На фиг.3 представлена пространственная диаграмма изменения освещенности в зависимости от расстояния от источника излучения до рабочей поверхности при размещении последнего вблизи центра грани, противолежащей рабочей грани оптического элемента (размером 18×24 мм).Figure 3 presents the spatial diagram of the change in illumination depending on the distance from the radiation source to the working surface when placing the latter near the center of the face, the opposite working face of the optical element (size 18 × 24 mm).
На фиг.4 представлена пространственная диаграмма изменения (по сравнению с фиг.3) при совместной работе источника излучения и одного из дополнительных источников излучения.Figure 4 presents the spatial diagram of the change (compared with figure 3) during the joint operation of the radiation source and one of the additional radiation sources.
На фиг.5 представлены варианты учета генерируемых излучений в оптической системе электрических параметров линейно, с учетом дискретности, расположенных элементов многоэлементного фотоприемника: 5а, 5б - осевые; 5в, 5г - параллельно осям; 5д - наклонное; 5е - по диагонали, 5ж - сплайновое; 5з - по фрагменту окружности.Figure 5 presents the options for accounting for the generated radiation in the optical system of electrical parameters linearly, taking into account the discreteness of the elements of the multi-element photodetector: 5a, 5b - axial; 5c, 5d - parallel to the axes; 5d - inclined; 5e - diagonally, 5g - spline; 5c - along a fragment of a circle.
На фиг.6 представлена диаграмма активизации дополнительного источника излучения в режиме ожидания контакта поверхности папиллярного узора с рабочей поверхностью оптического элемента и анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента.Figure 6 presents a diagram of the activation of an additional radiation source in standby mode of contact of the surface of the papillary pattern with the working surface of the optical element and analysis of the surface applied to the working surface of the optical element.
На фиг.7 представлены диаграммы активизации источников излучения в режиме настройки рациональной освещенности и рациональной контрастности оптической системы.Figure 7 presents a diagram of the activation of radiation sources in the setting mode of rational illumination and rational contrast of the optical system.
Диаграммы на фиг.6, 7 представлены без детализации переходных процессов при включении и выключении источника излучения с условными изображениями промежутков, во время которых происходит учет генерируемых излучением в оптической системе изменений электрических параметров элементов многоэлементного фотоприемника.The diagrams in Fig.6, 7 are presented without detailing the transients when the radiation source is turned on and off with conditional images of the gaps during which the changes in the electrical parameters of the elements of the multi-element photodetector generated by the radiation in the optical system are taken into account.
Анаморфотная система считывания папиллярных узоров содержит источник излучения 1, оптическую систему, включающую объектив 2 с апертурной диафрагмой 3 и оптический элемент 4 для прикладывания поверхности с папиллярным рисунком крайней фаланги пальца 5, и многоэлементный фотоприемник 6. Оптический элемент 4 с двугранными углами 7 и 8 между рабочей 9 поверхностью оптического элемента и плоскостью, проходящей через, по крайней мере, часть контура отражающей поверхности 10 оптического элемента 4, между рабочей 9 и преломляющей 11 поверхностями соответственно, многоэлементный фотоприемник 6 соединен с контроллером 12 и наклонен к оптической оси 13, образуя оптический двугранный угол 14 между многоэлементным фотоприемником 6 и преломляющей гранью 11 оптического элемента 4. Анаморфотная система считывания папиллярных узоров содержит также дополнительные источники излучения 15. Оптическая система может содержать преломляющие оптическую ось 13 зеркала 16.The anamorphic reading system of papillary patterns contains a
Изготовление оптического элемента может быть осуществлено известными способами из используемых в оптике материалов, например из стекла и напылением на отражающую поверхность оптического элемента отражающего слоя, например, из металла.The manufacture of an optical element can be carried out by known methods from materials used in optics, for example glass, and by spraying on the reflective surface of the optical element of the reflective layer, for example, from metal.
Изготовление остальных элементов системы может быть осуществлено известными способами.The manufacture of the remaining elements of the system can be carried out by known methods.
Способ использования анаморфотной системы заключается в следующем.The way to use the anamorphic system is as follows.
Используют режим ожидания контакта поверхности папиллярного узора 5 с рабочей поверхностью 9 оптического элемента 4 и анализа поверхности, приложенной к рабочей 9 поверхности оптического элемента 4, при этом активизируют дополнительный источник излучения 14 периодически программно-аппаратно с периодом длительности Т (см. фиг.6), близким к такому, который необходим для последовательного проведения этапов излучения дополнительным источником 15 до накопления максимального значения зарядов, по крайней мере, на одном элементе многоэлементного фотоприемника, настройки рациональной контрастности, дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, и передачи оцифрованного изображения папиллярного узора в память компьютера или на носитель информации.Use the standby mode of contact of the surface of the
Во время активизации дополнительного источника излучения 14 учитывают генерируемые излучением в оптической системе электрические параметры линейно (линии обозначены позицией 17 на фиг.5), с учетом дискретности, расположенных элементов многоэлементного фотоприемника 6, при этом активизируют дополнительный источник излучения 15 начальной длительностью Т2, составляющей часть полной длительности Т1, необходимой для получения максимально возможного изменения электрических параметров при изменении условий освещенности элемента от полного отсутствия до максимальной освещенности, воздействующей на элемент длительностью, гарантирующей окончание переходных процессов, по крайней мере, на одном из элементов многоэлементного фотоприемника 6, и суммируют пропорционально увеличенные или уменьшенные, например, по степенному закону, разность значений изменений электрических параметров в соседних линейно 17 расположенных элементах многоэлементного фотоприемника, активизируют дополнительный источник излучения 15 укороченной длительностью Т3, составляющей часть начальной длительности Т2, и суммируют пропорционально увеличенные или уменьшенные, например, по степенному закону, разность значений изменений электрических параметров в соседних линейно 17 расположенных элементах многоэлементного фотоприемника 6 и сравнивают полученные значения со значением критерия пропорционально увеличенного или уменьшенного, например, по степенному закону, разности значений изменений электрических параметров в соседних линейно 17 расположенных элементах многоэлементного фотоприемника.During activation of the additional radiation source 14, the electrical parameters generated by the radiation in the optical system are taken into account linearly (lines are indicated by 17 in FIG. 5), taking into account the discreteness of the elements of the multi-element photodetector 6, while the additional radiation source 15 is activated with an initial duration T2, which is part the total duration T1 necessary to obtain the maximum possible change in electrical parameters when changing the lighting conditions of the element from full about absence to maximum illumination, acting on the element for a duration, guaranteeing the end of transients, at least on one of the elements of the multi-element photodetector 6, and the proportionally increased or decreased, for example, according to a power law, the difference in the values of changes in electrical parameters in adjacent linearly located 17 elements of a multi-element photodetector, activate an additional radiation source 15 with a shortened duration of T3, which is part of the initial duration T2, and summarize the proportionally increased or decreased, for example, according to a power law, the difference in the values of changes in electrical parameters in the neighboring linearly located 17 elements of the multi-element photodetector 6 and compare the obtained values with the value of the criterion proportionally increased or decreased, for example, according to the power law, the difference of values changes in electrical parameters in adjacent linearly located 17 elements of the multi-element photodetector.
При контакте поверхности папиллярного узора с рабочей поверхностью оптического элемента используют режимы настройки рациональной контрастности и рациональной освещенности оптической системы. При этом активизируют дополнительный источник излучения 15 или источник излучения 1 частичной длительностью Т4, составляющей часть полной длительности Т1, которую дискретно увеличивают до достижения полной длительности Т1 (см. фиг.7). Для дополнительного источника излучения 15 или источника излучения 1 длительности периодов их активизации для обеспечения рациональной контрастности могут быть различными.When the surface of the papillary pattern is in contact with the working surface of the optical element, the rational contrast and rational illumination settings of the optical system are used. In this case, an additional radiation source 15 or
Во время этапа дополнительного анализа поверхности, приложенной к рабочей поверхности оптического элемента, активизируют источник излучения 1 длительностью рациональной контрастности и рациональной освещенности оптической системы, активизируют режим передачи оцифрованного изображения папиллярного узора в память компьютера или на носитель информации, в процессе которого учитывают изменения электрических параметров каждого элемента многоэлементного фотоприемника, генерируемые излучением в оптической системе.During the stage of additional analysis of the surface applied to the working surface of the optical element, the
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться пропорциональное увеличение или уменьшение разности значений изменений электрических параметров в соседних линейно расположенных элементах многоэлементного фотоприемника 6 по квадратичному закону.In the method of using the anamorphic system, a proportional increase or decrease in the difference in the values of changes in electrical parameters in neighboring linearly arranged elements of the
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться управление многоэлементным фотоприемником 6 компьютером.In the method of using the anamorphic system, a
В способе использования анаморфотной системы может осуществляться управление многоэлементным фотоприемником 6 микропроцессором.In the method of using the anamorphic system, a
Таким образом, применение данных системы и способа ее использования позволяет повысить качество исходных данных, поступающих в систему идентификации личности, контрастность различных изображений папиллярных рисунков крайних фаланг пальцев и достоверность распознавания папиллярных рисунков крайних фаланг пальцев снизить полихроматические искажения и стоимость системы.Thus, the use of system data and the method of its use allows to improve the quality of the initial data entering the personality identification system, the contrast of various images of papillary patterns of the extreme phalanges of the fingers, and the recognition accuracy of papillary patterns of the extreme phalanges of the fingers to reduce polychromatic distortion and the cost of the system.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144037/09A RU2361271C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144037/09A RU2361271C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2361271C1 true RU2361271C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144037/09A RU2361271C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361271C1 (en) |
-
2007
- 2007-11-29 RU RU2007144037/09A patent/RU2361271C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9064139B2 (en) | Low power fingerprint capture system, apparatus, and method | |
| KR100432490B1 (en) | Optical fingerprint acquisition apparatus | |
| US5146102A (en) | Fingerprint image input apparatus including a cylindrical lens | |
| GB2400714A (en) | Combined optical fingerprint recogniser and navigation control | |
| US20090103788A1 (en) | High performance multi-mode palmprint and fingerprint scanning device and system | |
| RU2361271C1 (en) | Anamorphotic system for reading papillary patterns of outermost phalanges and method of using said system | |
| RU75296U1 (en) | ANAMORPHOTIC READING SYSTEM OF PAPILLARY DRAWINGS OF THE EXTREME FALANGES OF THE FINGERS | |
| RU2279130C2 (en) | Anamorphic system for reading papillary patterns and method for using said system | |
| RU2298222C2 (en) | Anamorphic system for reading papillary patterns and method for using said system | |
| JP2020086749A (en) | Imaging device and imaging method | |
| RU2347270C2 (en) | Anamorphic system of reading papillary drawings of fingers and palm and method of its use | |
| RU63570U1 (en) | ANAMORPHOTIC READING SYSTEM FOR PAPILLARY FINGERS OF THE FINGERS AND HANDS | |
| WO2007108715A1 (en) | Anamorpothic system for reading papillary pictures and a method for the use thereof | |
| US10657354B2 (en) | Compact system for registering papillary ridge patterns | |
| KR101438691B1 (en) | a optical system for iris-scan apparatus, and a iris camera having the same | |
| KR100379179B1 (en) | Optical fingerprint acquisition device | |
| KR100615540B1 (en) | Information terminal with fingerprint image acquistion device | |
| JPH06223163A (en) | Fingerprint detection sensor | |
| JP3168878U (en) | Fingerprint image reader | |
| KR20010054934A (en) | Subminiature fingerprint image acquisition module | |
| WO2003012729A1 (en) | Fingerprint imaging device | |
| RU2224287C1 (en) | Anamorphotic system for reading papillary pictures and method for its application | |
| EP3291143B1 (en) | Compact system for registering papillary ridge patterns | |
| RU2190352C1 (en) | Device for recording papillary pattern | |
| RU2241376C2 (en) | Device for recording papillary patterns |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131130 |