專利名稱：關(guān)于指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別、提取和三維分析策略的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請(qǐng)的相互參照本發(fā)明要求下列專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)于2003年10月23日提交的號(hào)碼為60/513,669的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2003年11月6日提交的號(hào)碼為60/517,849的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2003年11月7日提交的號(hào)碼為60/518,263的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2004年2月27日提交的號(hào)碼為60/548,214的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2004年4月14日提交的號(hào)碼為60/562,635的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2004年5月19日提交的號(hào)碼為60/572,665的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；于2004年6月23日提交的號(hào)碼為60/582,414的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；以及于2004年8月23日提交的號(hào)碼為60/604,092的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)；其全部且出于所有的教導(dǎo)和公開(kāi)在此引入以作參考。
背景技術(shù)：
指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AFIS)系統(tǒng)(http://onin.com/fp/afis/adis.html)傳統(tǒng)上不能搜索和匹配檢查員可通過(guò)手動(dòng)方法識(shí)別的所有指紋。部分是因?yàn)槿祟?lèi)潛在印記檢查員可使用附加細(xì)節(jié)，例如級(jí)別III細(xì)節(jié)來(lái)匹配指紋(如在此使用，“印記”指的是動(dòng)物一般為人類(lèi)上的獨(dú)特識(shí)別印記，例如指紋、掌紋、趾紋、足印等)。同時(shí)，人眼的生理缺陷阻止檢查員區(qū)分很精細(xì)的灰度量級(jí)級(jí)別，其妨礙指紋中級(jí)別I、II和III細(xì)節(jié)的每一個(gè)中的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記(minutiae marker)的準(zhǔn)確性和位置的識(shí)別。級(jí)別3細(xì)節(jié)是三個(gè)級(jí)別中最精細(xì)的細(xì)節(jié)。一般而言，級(jí)別1指印記的紋脊紋流(ridge flow)，級(jí)別2指印記的紋脊紋路(ridge path)，以及級(jí)別3指紋脊形狀，其包括獨(dú)特的邊緣細(xì)節(jié)、毛孔形狀和位置、開(kāi)始的紋脊形狀以及其它小于紋脊寬度的細(xì)節(jié)。因此，現(xiàn)有的系統(tǒng)并不總允許AFIS系統(tǒng)、操作者和檢查員將特征解釋和標(biāo)記成細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，其中的特征可通過(guò)顯現(xiàn)指紋圖像的灰度量級(jí)中的細(xì)微差別而被準(zhǔn)確地辨別。
沒(méi)有開(kāi)發(fā)出AFIS系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、提取、量化、搜索和匹配兩個(gè)或更多指紋圖像中的級(jí)別III特征。還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出AFIS系統(tǒng)能夠識(shí)別和標(biāo)記級(jí)別III細(xì)節(jié)的所期望的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。在沒(méi)有此能力的情況下，不能徹底分析灰度量級(jí)的細(xì)微差別，因此某些特寫(xiě)可能不被識(shí)別、提取、量化、搜索和/或匹配。此外，AFIS III細(xì)節(jié)可存在于指紋圖像中的不同的灰度量級(jí)(或其它量級(jí)例如色相或飽和度)。如果不考慮灰度量級(jí)，那么某些級(jí)別III特征可能不被識(shí)別、提取、量化、搜索和/或匹配。(注意，AFIS III在此常用作的簡(jiǎn)略的表達(dá)，以表示實(shí)際上在自動(dòng)系統(tǒng)中執(zhí)行或者手動(dòng)地執(zhí)行的印記的級(jí)別III分析)。
因此，存在未滿足的對(duì)于另外的AFIS系統(tǒng)工具的需要，該工具參與在存在于不同灰度量級(jí)的特征之間區(qū)分，以及以用AFIS系統(tǒng)能搜索的方式標(biāo)記該特征。本系統(tǒng)、方法等提供了這些和其它優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施例中，本系統(tǒng)和方法在此被認(rèn)為是用于多種實(shí)施例的AFIS3-D或AFIS III+，且?guī)椭鷻z查員對(duì)于包含在AFIS系統(tǒng)內(nèi)的已知印記數(shù)據(jù)庫(kù)徹底搜索和比較印記或其基本部分。所述基本部分包括足夠的印記來(lái)能夠識(shí)別足夠的特征以搜索和與已知數(shù)據(jù)庫(kù)的印記相比較，以及在一些實(shí)施例中，包括足夠的印記來(lái)至少試探性地將所述印記與已知印記的至少一個(gè)匹配。在一些實(shí)施例中，印記可以確定地與數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)的相同印記匹配。更徹底的搜索和比較的結(jié)果可具有更高的找到分?jǐn)?shù)和正確率。在某些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括先前獲得的印記的候選列表，以幫助識(shí)別。
在此提供的一重要益處是潛在印記與已知印記圖像的更準(zhǔn)確比較(“印記”包括任何適當(dāng)?shù)纳眢w部分例如唇、皮膚、指紋、掌印、趾印等的印記)。例如，炸彈碎片(bomb fragment)可包括僅一個(gè)小的局部潛在印記。更準(zhǔn)確的AFIS 3-D和/或III+系統(tǒng)能夠基于對(duì)于印記/圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)的搜索更可能導(dǎo)致潛在印記源的識(shí)別。
本革新例如通過(guò)使用圖像中的微小的灰度和/或其它量級(jí)以更準(zhǔn)確的方式搜索此圖像/印記以產(chǎn)生更全面和準(zhǔn)確的AFIS標(biāo)記例如細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記(AFIS級(jí)別2或3標(biāo)記)，和/或通過(guò)使用圖像中的不同量級(jí)來(lái)多次搜索此圖像/印記來(lái)產(chǎn)生不同通路(pathway)，所述通路然后用于識(shí)別、提取、量化、搜索和匹配全面的一組級(jí)別III特征，可幫助識(shí)別和消除對(duì)本國(guó)安全的威脅，而不管所述威脅是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的。
因此，在一些實(shí)施例中，在此的所述方法和相關(guān)軟件和其它系統(tǒng)包括分析印記，其包括a)提供至少2維的印記圖像；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)測(cè)量可描繪在相對(duì)于至少2維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的2維圖像，另外的量級(jí)級(jí)別對(duì)于人眼基本上更可識(shí)別；c)顯示所述增強(qiáng)圖像；以及d)手動(dòng)檢查所述量級(jí)增強(qiáng)圖像，以在所述印記上放置至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
所述放置過(guò)程包括識(shí)別和放置先前在所述印記上未識(shí)別的至少一個(gè)、兩個(gè)或更多細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，以及可包括移動(dòng)先前不正確地放置在所述印記上的至少一個(gè)、兩個(gè)或更多細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
所述方法還可包括分析印記，其包括a)提供至少2維的印記圖像，其包括由自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記算法確定的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，以提供自動(dòng)特征點(diǎn)標(biāo)記；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)量級(jí)描繪在相對(duì)于至少2維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的2維圖像，另外的所選測(cè)量或量級(jí)級(jí)別可對(duì)于人眼可見(jiàn)；c)顯示所述增強(qiáng)圖像；以及d)手動(dòng)檢查所述量級(jí)增強(qiáng)圖像，以評(píng)估所述自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記的正確性。所述方法進(jìn)一步可包括放置所述印記的至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，其所述放置過(guò)程包括移去不正確的自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記、移動(dòng)不正確的自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記或增加另外的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記中的至少一個(gè)。
在另一方面，在此的方法包括分析印記，其包括a)提供至少二維的印記圖像；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)量級(jí)描繪在相對(duì)于至少二維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的二維圖像，另外的量級(jí)級(jí)別對(duì)于人眼可見(jiàn)；c)將所述量級(jí)增強(qiáng)圖像分成多個(gè)強(qiáng)度級(jí)別；d)個(gè)別地選擇至少一個(gè)孤立的強(qiáng)度級(jí)別；e)從所述孤立的強(qiáng)度級(jí)別確定至少一個(gè)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的標(biāo)記。所述方法進(jìn)一步可包括顯示所述孤立的級(jí)別，以及手動(dòng)或自動(dòng)地確定所述至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
在此申請(qǐng)包括下列詳細(xì)的描述和附圖中解釋了這些和其它方面、特征和實(shí)施例。除非另外特別說(shuō)明或從上下文變得清楚，所有的實(shí)施例、方面、特征等可以以任何期望的方式混合和匹配、組合和改變次序。另外，在此解釋了多種參考，其討論某些系統(tǒng)、裝置、方法和其它信息；所有的這些參考全部且出于所有的教導(dǎo)和公開(kāi)在此引入以作參照，而不管所述參考出現(xiàn)在此申請(qǐng)的位置。


圖1是根據(jù)在此的方法所分析的印記的圖像的屏幕截圖(screenshot)。該圖像包括4個(gè)自動(dòng)提取的特征，僅1個(gè)是正確的。其它三個(gè)特征(在右邊)不正確。
圖2描繪出使用軟件所繪制的與圖1相同的潛在印記，該軟件按3D表面描繪圖像強(qiáng)度特征。
圖3-5是圖1和圖2中的圖像的一部分的一系列屏幕截圖，其顯示出3維紋脊形狀的動(dòng)態(tài)圖，其中z軸表示灰度量級(jí)。
圖6是正常獲得的且在另一維具有所示的強(qiáng)度量級(jí)的2D掌印的屏幕截圖。
圖7是使用在此所討論的3D細(xì)節(jié)特征點(diǎn)制作工具的實(shí)施例繪出的指紋的屏幕截圖。
圖8描繪出經(jīng)過(guò)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)處理與圖6相同的掌印。
圖9描繪出經(jīng)過(guò)滾動(dòng)、傾斜和搖動(dòng)的與圖6相同的掌印。
圖10描繪出通過(guò)增強(qiáng)型過(guò)濾器所觀察的與圖6相同的掌印，該增強(qiáng)型過(guò)濾器例如對(duì)比度調(diào)整進(jìn)一步增加了視覺(jué)清晰。
圖11描繪出與圖6相同的掌印圖像，其中使用者已在3D表面上放置了細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，相對(duì)于已有的2D數(shù)據(jù)庫(kù)，其可被量化和搜索。
圖12a描繪出已知印記印痕的圖像。
圖12b描繪出AFIS II系統(tǒng)讀出的紋脊紋路和基于主紋脊紋路的偏差。
圖12c描繪出AFIS II系統(tǒng)識(shí)別和提取的具有方向和關(guān)系的級(jí)別II細(xì)節(jié)。
圖13a-c描繪出具有所示出的AFIS級(jí)別III細(xì)節(jié)的與圖12a-c相同的圖像。
圖14描繪出在不同灰度量級(jí)的、與圖12a-c中的圖像相同的印記的一部分的AFIS III+地形分析。
圖15a-c描繪出在不同灰度量級(jí)的與圖12a-c相同的圖像的AFIS III+分析。
圖16a-c描繪出以與圖15a-c的分析不同的灰度量級(jí)的、與圖12a-c相同的圖像的AFIS III+分析。
圖17是表示自多級(jí)別和多圖像的切片(slice)組合的漸進(jìn)性質(zhì)的表。
圖18描繪出包括印記圖像中的凹入形態(tài)特征和凸起形態(tài)特征的示例的圖像。
圖19描繪出包括印記圖像中的邊緣特征的示例的圖像。
具體實(shí)施例方式
AFIS 3-D可視化方法和系統(tǒng)當(dāng)指紋圖像中整個(gè)范圍的灰度值被檢查員徹底分析時(shí)，作為AFIS系統(tǒng)搜索的一部分出現(xiàn)的圖像上標(biāo)記的位置會(huì)更準(zhǔn)確。一系列標(biāo)記比可能缺少整個(gè)范圍的灰度或其它量級(jí)的分析更準(zhǔn)確和/或以更大的數(shù)量放置，其可增加AFIS找到的機(jī)會(huì)。
當(dāng)前AFIS分析模塊(其不允許分析員基于顯現(xiàn)在3-D面上的灰度量級(jí)來(lái)放置細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記)的兩個(gè)問(wèn)題為，所有出現(xiàn)在印痕上的相關(guān)特征可能未被檢查員識(shí)別，或一些特征的準(zhǔn)確位置可能未被正確的確定。軟件和系統(tǒng)克服人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)在辨別圖像灰度量級(jí)的弱點(diǎn)，方式為描繪該值作為3D表面，其幫助指紋檢查員辨別圖像灰度量級(jí)很細(xì)微的變化，且將AFIS標(biāo)記放置在正確的地點(diǎn)和位置。
AFIS系統(tǒng)一般以下面兩種方式識(shí)別細(xì)節(jié)1)自動(dòng)的系統(tǒng)產(chǎn)生的指紋細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記的布置，和2)由分析員布置細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。此外，檢查員可將另外的標(biāo)記放置在印記圖像上以補(bǔ)充由AFIS系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的標(biāo)記，反之亦然，且檢查員可移動(dòng)或刪除印記圖像上不正確的標(biāo)記，以改正由AFIS系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的不正確的標(biāo)記。AFIS 3-D和AFIS III+幫助人類(lèi)檢測(cè)和將細(xì)節(jié)和細(xì)節(jié)特征點(diǎn)記號(hào)放置在指紋圖像或其它印記圖像中，由此導(dǎo)致改善的AFIS搜索結(jié)果。
在圖1中，通過(guò)通用隱約指印工作站(Universal Latent Workstation，(ULW))的自動(dòng)提取和細(xì)節(jié)特征點(diǎn)放置特征處理潛在印記30。此軟件被全國(guó)執(zhí)法機(jī)構(gòu)使用以將潛在印記搜索提交給FBI IAFIS系統(tǒng)。在印痕右邊的三個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)志32未正確反映記號(hào)下紋脊的結(jié)構(gòu)。其是不正確的。左邊的特征點(diǎn)標(biāo)記33是正確的。通過(guò)以3-D面優(yōu)選地動(dòng)態(tài)地(即，其中3-D面可滾動(dòng)、傾斜和搖晃，也稱作為縱偏(pitch)、偏航(yaw)和/或滾動(dòng)，且其甚至可加入電影環(huán)路(cine loop)，從而3-D面以重復(fù)方式縱偏、偏航和/或滾動(dòng))來(lái)顯示此印痕，可在整個(gè)此區(qū)域沒(méi)有分開(kāi)或到終止沿著此區(qū)域的紋脊紋路前進(jìn)。
在圖2中，用軟件繪制出同樣的潛在印記，該軟件以3D表面描繪圖像強(qiáng)度特征。具體地，提供圖1的數(shù)字圖像用于繪制，然后圖像受到強(qiáng)度值增強(qiáng)分析，從而在印記至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)強(qiáng)度值描繪在對(duì)于至少2維的另一維上。這提供了強(qiáng)度值增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有強(qiáng)度值增強(qiáng)分析的2維圖像，另外的強(qiáng)度值級(jí)別對(duì)于人眼基本上更可辨識(shí)?？杀孀R(shí)表示在一些實(shí)施例中在未增強(qiáng)下，特征是不可見(jiàn)的，而在其它實(shí)施例中，未增強(qiáng)下特征是可見(jiàn)的，但作為具有增強(qiáng)的特征，特征基本上更可辨識(shí)或更可快速辨識(shí)。通過(guò)詳細(xì)檢查此特性，許多更正確的特征被顯現(xiàn)出，且繪出另外的AFIS特征點(diǎn)標(biāo)記34。例如，在圖2中，15個(gè)特征顯現(xiàn)在動(dòng)態(tài)3D表面圖上，且將細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記34繪在圖像上。
圖3-5是圖1和圖2中的圖像的一部分36的一系列屏幕截圖，其示出3維紋脊形狀的動(dòng)態(tài)(搖晃、傾斜或滾動(dòng))AFIS 3-D分析，其中z軸表示灰度量級(jí)，這給予檢查員更多的信息去顯現(xiàn)，且因此創(chuàng)建了機(jī)會(huì)來(lái)放置更多的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，且更準(zhǔn)確來(lái)完成。在本發(fā)明的此或其它方面的某些實(shí)施例中，圖像或其期望的部分還可被放大(圖像放大)、縮小等。
當(dāng)圖2所描繪的另外、正確放置的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記存入AFIS系統(tǒng)使用的文件格式時(shí)，然后使用AFIS匹配算法對(duì)于系統(tǒng)的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)搜索其。然后，AFIS系統(tǒng)產(chǎn)生匹配概率的報(bào)告，且如果匹配，則對(duì)該概率度分配相對(duì)分?jǐn)?shù)。一般上，正確特征點(diǎn)標(biāo)記的數(shù)量越高，(i)出現(xiàn)AFIS“找到”的概率越大，以及(ii)由AFIS系統(tǒng)對(duì)每一找到發(fā)給的“置信度(confidencelevel)”分?jǐn)?shù)越高。
在此的AFIS額外維系統(tǒng)、設(shè)備、方法等可使用于多種配置，包括下面的配置(此目錄是示例性的而非排他的)1、在現(xiàn)有的AFIS系統(tǒng)的“預(yù)AFIS”級(jí)增加/使用3-D可視化工具。這幫助檢查員以查看3-D指紋圖像(例如，表面的z軸表示灰度量級(jí))，在3D表面上繪出AFIS細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，然后將細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記提交給AFIS系統(tǒng)以用于搜索。
2、作為以上1的一變型，3-D可視化工具還幫助檢查員(a)在AFIS系統(tǒng)已自動(dòng)產(chǎn)生細(xì)節(jié)特征點(diǎn)后增加另外的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，以及(b)調(diào)整由AFIS系統(tǒng)的自動(dòng)放置特征放置的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)。
3、對(duì)于包含在印記中的級(jí)別III細(xì)節(jié)，在此的灰度和其它量級(jí)的3-D可視化參與細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的放置。
3-D可視化工具還應(yīng)用于掌印自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automated PalmprintIdentifiation Systems)和其它基于印記的識(shí)別系統(tǒng)，如圖6中的示例所示的，在圖6中出于更詳細(xì)的3D檢查，在此所討論的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例中，示出了一般(即，以2D)且以在另一維具有示出的灰度量級(jí)的3D繪制的2D掌印38。掌印和指紋都包括摩擦紋脊皮膚(friction ridge skin)且以相似的方式搜索。一般人類(lèi)的其它期望的印記例如趾印、足印、非紋脊皮膚印記等也可被成像，以及使用在此的方法和系統(tǒng)。
圖7-11顯示了AFIS 3D細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記軟件的實(shí)施例的屏幕截圖，且示出了示例性的為標(biāo)記紋脊終結(jié)點(diǎn)和分叉點(diǎn)(級(jí)別II細(xì)節(jié))所采取的步驟。
圖7是用在此所討論的3D細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記工具的實(shí)施例繪出的指紋的屏幕截圖?？稍趫D7中(和在一些其它附圖中)看到，在一些實(shí)施例中，細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記在3D圖像上的布置可同時(shí)顯示在2D圖像上，如果期望，如所示，2D圖像可鄰近3D圖像插入或插入其內(nèi)，或者圖像可是并行的，或者另外按期望設(shè)置。
接下來(lái)，圖8描繪了經(jīng)受細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記處理的、與圖6相同的掌印圖像38。第一圖像表示在細(xì)節(jié)特征點(diǎn)繪圖軟件(minutia plotting softward)中所顯現(xiàn)的2D潛在掌印。當(dāng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)放置在3D圖像中時(shí)，其自動(dòng)出現(xiàn)在左邊2D圖像上的相應(yīng)地點(diǎn)。
圖9描繪了與圖6相同的掌印圖像38，顯示了經(jīng)受沿任何方向的旋轉(zhuǎn)、偏斜(skew)、滾動(dòng)等以促使紋脊結(jié)構(gòu)44的深入的3維檢查的圖像。
圖10描繪了與圖6相同的掌印圖像38，其通過(guò)增強(qiáng)型過(guò)濾器例如對(duì)比度調(diào)整被觀察，以提供過(guò)濾的圖像45。這樣的過(guò)濾器可在任何期望的時(shí)間里使用來(lái)進(jìn)一步增加視覺(jué)清晰。
圖11描繪了與圖6相同的掌印圖像38，其中使用者還可將細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記46放置在3D表面上，對(duì)于現(xiàn)有的2D數(shù)據(jù)庫(kù)其被量化和搜索。
因此，在一些實(shí)施例中，在此的方法與相關(guān)軟件和其它系統(tǒng)包括分析印記，其包括a)提供至少2維的印記圖像；b)使該圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)測(cè)量可描繪在對(duì)于至少2維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)的圖像，使得相比于沒(méi)有量級(jí)增強(qiáng)分析的2維圖像，另外的量級(jí)級(jí)別能夠?qū)τ谌搜刍旧细杀孀R(shí)；c)顯示增強(qiáng)的圖像；以及d)手動(dòng)檢查量級(jí)增強(qiáng)的圖像以將至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記放置在印記上。
該放置過(guò)程可包括識(shí)別和放置先前在印記上未識(shí)別的至少一個(gè)、兩個(gè)或更多細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，以及可包括移動(dòng)先前不正確放置在印記上的至少一個(gè)、兩個(gè)或更多細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
該方法還可包括分析印記，其包括a)提供至少2維的印記圖像，其包括由自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記算法確定細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，以提供自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記；b)使該圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相對(duì)量級(jí)可描繪在對(duì)于至少2維的另一維，以提供量級(jí)增強(qiáng)的圖像，使得相比于沒(méi)有量級(jí)增強(qiáng)分析的2維圖像，另外的所選測(cè)量或量級(jí)級(jí)別能夠?qū)τ谌搜劭梢?jiàn)；c)顯示增強(qiáng)的圖像；以及d)手動(dòng)檢查量級(jí)增強(qiáng)的圖像，以評(píng)估自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記的正確性。該方法可進(jìn)一步包括放置印記的至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，該放置過(guò)程包括至少一個(gè)移去不正確的、自動(dòng)的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，移動(dòng)不正確的、自動(dòng)的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，或增加另外的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
AFIS III+方法和系統(tǒng)當(dāng)連接指紋圖像中的特定的灰度或其它量級(jí)時(shí)，最后所得的通路符合特定的級(jí)別III邊緣和毛孔紋脊特征。使用多灰度或其它量級(jí)通路增強(qiáng)了印痕中更多的有時(shí)基本上多有的級(jí)別III特征的識(shí)別和提取，因此增加了AFIS找到的可能性。
通過(guò)連接擁有相同灰度或其它量級(jí)的象素，形成通路或輪廓。此通路符合沿著摩擦紋脊印痕的邊緣、毛孔和表面形態(tài)出現(xiàn)的獨(dú)特紋脊形狀。圖形路線(charted course)和一般x-y軸通路的圖形路線的改變可用于識(shí)別和提取級(jí)別III特征。
當(dāng)選擇不同的灰度值(或其它用于所測(cè)量的量級(jí)的值)時(shí)，通路或輪廓呈現(xiàn)新的路線。圖形新路線的改變與任何其他通路路線的改變不同。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)用于繪制通路圖的量級(jí)改變時(shí)，沿此通路特征的形狀、位置、突出和存在特征也改變。如果在AFIS III+環(huán)境使用多量級(jí)通路(在給定測(cè)量指示器例如灰度內(nèi)的多通路，和/或在不同量級(jí)指示器例如灰度和色相以及飽和度內(nèi)或在其之間的多通路)，可識(shí)別存在于印痕中的許多及可能基本全部的特征。
級(jí)別II AFIS(AFIS II)模式主要考慮印痕中主要的摩擦紋脊紋路偏差。這些包括如圖12a-c所示的分叉點(diǎn)48和紋脊終結(jié)點(diǎn)50。圖12a(左)描繪了已知印痕的圖象，圖12b(中央)示出AFIS系統(tǒng)讀出的紋脊紋路和主要紋脊紋路偏差，那么在圖12c(右)識(shí)別和提取具有方向性和關(guān)系的級(jí)別II細(xì)節(jié)。
級(jí)別III AFIS(AFIS III)另外考慮沿著次要偏差邊緣的特征，例如沿著紋脊中央的紋脊位置52、54和毛孔位置56，如果在印記的印痕中可獲得的話是如此。圖13a(左)描繪了已知印痕的圖形，圖13b(中央)示出AFIS II系統(tǒng)讀出紋脊紋路和主要紋脊紋路偏差，那么在圖13c(右)識(shí)別和提取具有方向性和關(guān)系的級(jí)別II細(xì)節(jié)。
AFIS III+考慮如圖14所示的印痕的多級(jí)別或印痕切片的此細(xì)節(jié)和更多細(xì)節(jié)。這些切片由灰度值定義，該灰度值用于繪制切片內(nèi)輪廓或通路的路線。因此，圖14，AFIS III+使用包括多圖像通路的切片，其不同地符合在不同灰度(或其它)量級(jí)的級(jí)別III特征。
如圖15a-c和圖16a-c所示，這些AFIS III+通路可被孤立且個(gè)別地檢查以顯示產(chǎn)生印痕的摩擦紋脊的獨(dú)特性。圖15a-c描繪了在不同灰度量級(jí)的、與圖12a-c相同的圖像的AFIS III+分析；圖16a-c描繪了相同但在與圖15a-c的分析的不同灰度量級(jí)的圖像的AFIS III+分析。通過(guò)檢查通路的路線且具體地通路路線的改變，可在不同切片識(shí)別此路線的獨(dú)特特征(圖15b和16b)。通過(guò)對(duì)通路的路線的改變分配值，那些獨(dú)特特征可被提取和使用來(lái)進(jìn)行搜索(圖15c和16c)。因此，在圖15a和16a中，查看到不同的各通路。在圖15b和16b中，識(shí)別填充的通路(或切片)的特征。在圖15c和16c中，僅顯示了標(biāo)記特征(關(guān)系、方向和突出可與每一特征有關(guān))。
因此，如果根據(jù)不同灰度或其它量級(jí)繪制印記中的通路或級(jí)別，那么沿通路的特征的位置、地點(diǎn)、突出和存在改變。
通過(guò)基于圖像中全面的一組灰度值而繪制通路，那么很大數(shù)量的細(xì)節(jié)存在可被認(rèn)出、提取且使用在指紋圖像的比較和識(shí)別中。AFIS III+導(dǎo)致更準(zhǔn)確和完整的基于潛在印記特征的外形(profile)，但是此外形可需要較多處理時(shí)間和能量來(lái)搜索。這是因?yàn)樽詈笏玫奶卣骷习臄?shù)據(jù)為傳統(tǒng)級(jí)別2AFIS系統(tǒng)捕獲所具有的數(shù)據(jù)許多倍。此外，此增加數(shù)量的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)在所比較的每一圖像的每一切片上，且每一切片可與已知數(shù)據(jù)庫(kù)的多個(gè)切片相比，其在圖17中示出。
因此，在一些實(shí)施例中，僅使用所選的切片，或可提供程序來(lái)壓縮數(shù)據(jù)或另外促使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、處理、分析等。
轉(zhuǎn)到在此的革新的此方面的更一般討論中，一個(gè)特征涉及在AFIS環(huán)境下單個(gè)圖像的多個(gè)切片的使用。另一方面包括在摩擦紋脊印痕的圖像內(nèi)使用由灰度或其它量級(jí)定義的通路。一旦確定每一切片中的通路，那么可使用任何提取或匹配算法來(lái)收集和比較數(shù)據(jù)。另外的方面包括定義用于識(shí)別的特征。
一般有涉及灰度量級(jí)通路的方向改變的四種級(jí)別III特征，其可在AFIS III+環(huán)境下出現(xiàn)和量化。
1)EC凹入邊緣特征的最大偏移點(diǎn)2)EV凸起邊緣特征的最大偏移點(diǎn)3)MC凹入形態(tài)特征的質(zhì)心4)MV突起形態(tài)特征的質(zhì)心形態(tài)特征是這樣的特征，其中輪廓線或通路圍繞級(jí)別III特征的周線。圖18示出凹入形態(tài)特征的示例，其可包括汗孔、紋脊頂部的凹陷或細(xì)節(jié)比周?chē)迪袼鼐哂休^亮的灰度陰影的其它形態(tài)特征。凸起形態(tài)特征的示例包括開(kāi)始紋脊(incipient ridge)或摩擦紋脊上的隆起，其中細(xì)節(jié)比周?chē)良?xì)節(jié)顯示出較暗的灰度陰影。在這些附圖中，凹入形態(tài)特征具有較亮灰度值，而凸起形態(tài)特征具有比周?chē)?xì)節(jié)暗的灰度值。
如圖19所示，邊緣特征為沿著通路向摩擦紋脊邊緣下面前進(jìn)的通路，其由通路方向的改變來(lái)表示。凹入邊緣特征的示例包括到摩擦紋脊或汗孔的亮部入口(溝槽(furrow))細(xì)節(jié)，其不完全在一邊緣封閉。突起邊緣特征的示例包括在紋脊側(cè)部或紋脊一部分上的隆起，其突入溝槽中。在圖19中，紫色特征是凹入邊緣特征的示例，且綠色特征是凸起邊緣特征的示例。
識(shí)別通過(guò)簡(jiǎn)單的代數(shù)或所期望的別的方式，可相對(duì)于圖樣中心和x-y軸的其它特征確定和繪出每一特征的地點(diǎn)和方向。
在形態(tài)特征的情況下，基于相對(duì)于周?chē)档南笏鼗叶攘考?jí)，可計(jì)算質(zhì)心和特征區(qū)域，且可分配方向。例如，凸起特征接受“+”值，以及凸起特征接受“-”值。可通過(guò)分析整個(gè)多切片特征的突出來(lái)降低噪聲(可忽視細(xì)微變化，或可設(shè)置閥值容限(threshold tolerance)。也可通過(guò)分析周?chē)笏刂械幕叶认笏亓考?jí)的百分比變化來(lái)降低噪聲(劇烈的變化表示假的特征，其不是摩擦紋脊皮膚特征)。
對(duì)于邊緣特征，基于相對(duì)于通路任一側(cè)部上的值的象素灰度量級(jí)，可計(jì)算最遠(yuǎn)離平均路徑的通路上的點(diǎn)，且可分配方向。例如，凸起特征接受“+”值，以及凹入特征接受“-”值?？赏ㄟ^(guò)分析該點(diǎn)自平均通路的偏差來(lái)降低噪聲(可忽視細(xì)微變化，或可設(shè)置容限的閥值)。也可通過(guò)分析沿通路的特征的頻率來(lái)降低噪聲(頻率特征表示假的特征，其不是摩擦紋脊皮膚特征)。
轉(zhuǎn)到一些一般的討論，在此的革新的發(fā)展可能較大地增加了指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，和/或增加了更多國(guó)外國(guó)內(nèi)罪犯的識(shí)別，因此有助于法律實(shí)施、刑事司法系統(tǒng)和本國(guó)安全工作的進(jìn)步。
實(shí)際上任何維度，和至少2D數(shù)字圖像的維度的加權(quán)組合(例如，直接數(shù)字圖像、掃描照片、自視頻或其它運(yùn)動(dòng)圖像的屏幕獲取)可表示成至少3D表面圖(即象素的維度或強(qiáng)度(或由象素的一些其它數(shù)學(xué)表示或相關(guān)性確定的量級(jí)，例如象素強(qiáng)度和其周?chē)笏貜?qiáng)度的平均或僅周?chē)笏仄骄?可表示成至少一個(gè)另外維度；x、y圖像可用于產(chǎn)生x、y、z面，其中z軸定義產(chǎn)生z軸的所選的量級(jí))。例如，量級(jí)可以是灰度或給定的色彩通道(color channel)。
其它例子包括圖像的默認(rèn)色空間(default color space)轉(zhuǎn)換成HLS(色相、亮度、飽和度)色空間，然后選擇飽和度、色度或亮度維度作為量級(jí)。轉(zhuǎn)換成RGB色空間允許色彩通道的選擇(紅色通道、綠色通道、藍(lán)色通道等)。該選擇也可為單波長(zhǎng)或波段，或?yàn)槎嗖ㄩL(zhǎng)或波段。例如，選擇和/取消選擇某些波段可允許圖像的熒光檢測(cè)，或檢測(cè)圖像中血色素的相對(duì)氧含量。使用線性或非線性算法或其它期望的數(shù)學(xué)函數(shù)可確定量級(jí)。
因此，從色空間維度(通道)與某些加權(quán)因子的組合(例如0.5*紅色+0.25*綠色+0.25*藍(lán)色)，或甚至同時(shí)來(lái)自不同色空間的維度的組合(例如，象素強(qiáng)度(來(lái)自HIS色空間)與其亮度(來(lái)自YUV、YcbCr、Yxy、LAB等色空間)相乘)，可計(jì)算表面上每一象素的高度。
在某些實(shí)施例中，象素接象素表面投影通過(guò)圖像處理技術(shù)來(lái)連接，以產(chǎn)生連續(xù)的表面圖。用于連接投影且產(chǎn)生表面的圖像處理技術(shù)包括將2D象素映射到3D網(wǎng)格的格點(diǎn)(例如三角形或直線)，將格點(diǎn)的z軸值設(shè)置為合適的值(基于所選度量例如強(qiáng)度，紅色通道等來(lái)增加)；用標(biāo)準(zhǔn)3D陰影技術(shù)(高洛德、平面等)來(lái)填充網(wǎng)格；然后用四周和方向照明裝置來(lái)照亮3D場(chǎng)景。可對(duì)使用某一3D表面創(chuàng)建/可視化軟件中的修改的實(shí)施例實(shí)施這些技術(shù)，例如在美國(guó)專利No.6,445,820和No.6,654,490；美國(guó)專利申請(qǐng)20020114508；20020176619；20040096098；20040109608；和PCT專利申請(qǐng)公布No.WO 02/17232中討論。
本發(fā)明可顯示3D地形圖或1比特或更高比特的圖像中的色空間維度的其它3D顯示。例如，12比特圖像中的色相變化可用表面高度的4,096變化來(lái)表示為3D表面。
量級(jí)和/或顯示選擇的其它示例包括色空間維度外，使用2D數(shù)據(jù)集的任何函數(shù)可計(jì)算z軸上的格點(diǎn)高度。用于將自2D數(shù)據(jù)集的信息改變成z高度的函數(shù)表現(xiàn)形式為f(x、y，圖像)＝z。所有色空間維度都是此形式，然而也可有其它值。例如，可在Lumen軟件中創(chuàng)建函數(shù)，其基于(i)霍斯菲耳德氏單位(Hounsfield unit)(f(象素值)＝霍斯菲耳德氏值)的查找表，(ii)僅基于2D坐標(biāo)(例如，f(x，y)2x+y)，(iii)圖像外部可存儲(chǔ)的任何其它字段變量，或(iv)2D圖像中的面積算符(areaoperator)，例如高斯模糊值或Sobel邊緣檢測(cè)器值來(lái)映射z高度。
在所有情況下，外部函數(shù)或數(shù)據(jù)集以有些有意義的方式與圖像相關(guān)。在此的軟件可包含函數(shù)g，其將2D圖像中的象素映射到某一其它外部變量(例如，霍斯菲耳德氏單位)，且此值然后用作z高度的值(具有可選調(diào)整)。最終結(jié)果為包含在2D圖像中的霍斯菲耳德氏單位的3D地形圖；該3D圖投影在2D圖像本身上。
因此，例如，量級(jí)可以是灰度、色相、亮度或飽和度的至少一個(gè)或更多個(gè)，或者量級(jí)可包括從灰度、色相、亮度或飽和度的至少一個(gè)所獲得的組合，和集中于圖像內(nèi)的象素的、由面積算符定義的平均數(shù)。使用線性或非線性函數(shù)可確定量級(jí)。
該方法還可包括執(zhí)行圖像中標(biāo)記的AFIS II類(lèi)型、AFIS III類(lèi)型和/或AFIS III+類(lèi)型的一個(gè)或更多。
印記的至少2維圖像可以是2維圖像，以及相對(duì)于2維的另一維可以是第三維，以提供具有3維面的3D圖像，其具有以x、y軸表示的2維圖像的兩維，和以z軸表示的第三維。
該量級(jí)分析可區(qū)分足夠級(jí)別的值以區(qū)別印記的級(jí)別III特征。該量級(jí)增強(qiáng)分析可以是動(dòng)態(tài)量級(jí)增強(qiáng)分析，且可包括滾動(dòng)、傾斜和/或搖晃圖像。該動(dòng)態(tài)分析還可包括將動(dòng)態(tài)分析加入電影環(huán)路，其表示視頻或其它運(yùn)動(dòng)圖像，其中特定的滾動(dòng)、傾斜或搖晃被來(lái)回重復(fù)；其它用于電影回路的選擇包括將表面的縱橫比從0改變?yōu)橐恍┢渌鼣?shù)(正或負(fù))，改變照明參數(shù)(例如，四周和方向亮度的％混合)，施加到表面的方向照明的角度(使燈在表面上“掃過(guò)(sweeping)”)燈。圖像可以是數(shù)字圖像、攝影影像、彩色圖象或黑、白圖像。印記可以是指紋、掌印、局部印記、潛在印記。
該方法進(jìn)一步可包括，在放置印記的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記時(shí)，同時(shí)在印記的2D圖像和3D圖像上顯示細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。印記的2D圖像和3D圖像可同時(shí)顯示在單個(gè)顯示屏上。
在此的革新還包括計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)(computer-implementedprogramming)，其執(zhí)行該方法的自動(dòng)元素；和包括該計(jì)算機(jī)實(shí)施程序的計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)可包括鏈接計(jì)算機(jī)的分布式網(wǎng)絡(luò)，例如手持無(wú)線計(jì)算機(jī)，且該方法可以以手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該革新還包括AFIS系統(tǒng)，其包括計(jì)算機(jī)和/或執(zhí)行在此的方法的計(jì)算機(jī)實(shí)施程序。
在一些實(shí)施例中，在此的圖像數(shù)據(jù)模型程序保持在原有數(shù)據(jù)集執(zhí)行的每一命令的持久記錄或命令歷史。為了返回到先前表面物體的觀察，從命令歷史下拉列表，或通過(guò)其它機(jī)制例如數(shù)次打擊“取消/重做”命令鍵或所期望的別的方式來(lái)選擇相應(yīng)的命令。當(dāng)存儲(chǔ)量級(jí)增強(qiáng)圖像時(shí)，命令歷史和在歷史中當(dāng)前的位置存儲(chǔ)為部分圖像文件格式或其它復(fù)雜鏈接格式。命令歷史這樣的存儲(chǔ)可以是自動(dòng)或手動(dòng)的，以及可以是強(qiáng)制的或可選的。例如，在期望法庭歷史和/或樣品的保管鏈(和樣品的測(cè)試)的情況下，例如在法院訴訟程序陳述證據(jù)的再審中，命令歷史可保持為強(qiáng)制(即，不能被用戶關(guān)閉)、自動(dòng)特征，其記錄每一圖象控制以用于反對(duì)的律師或?qū)＜一蚱渌鼨?quán)威以后再審。相似地，在需要追蹤雇員行為的公司場(chǎng)合，命令歷史可以是強(qiáng)制的。在其它場(chǎng)合，其中可證實(shí)歷史是不關(guān)鍵或期望的，命令歷史功能可被關(guān)閉或可擦除。期望的實(shí)施例的特征是命令歷史從不可能“假的”。
在一些實(shí)施例中，無(wú)論何時(shí)打開(kāi)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)模型文件，所存儲(chǔ)的命令歷史會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)，且可以以相同的序列次序應(yīng)用。因此，命令歷史是“持久的”，這是因?yàn)槠浔３至嗣恳伙@示文件的一部分，該顯示文件在已輸入命令后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)模型文件中。
一旦存儲(chǔ)命令歷史，單獨(dú)歷史或具有圖像復(fù)制品的歷史可郵寄給另一使用者，該使用者然后輸入歷史，或存取歷史，且在相同的基本圖像(underlying image)上使用所存儲(chǔ)的命令集。這產(chǎn)生了一樣的顯示，而實(shí)際不必來(lái)回發(fā)送該顯示。例如在犯罪實(shí)驗(yàn)室想要外部專家使用圖像模型系統(tǒng)來(lái)查看圖像，但最后想要內(nèi)部進(jìn)行所繪制的顯示或者不能容易傳送或接收很大的計(jì)算機(jī)文件(或一系列這種文件)的情況下，其可能是有利的。其還增加了第二個(gè)使用者反復(fù)核對(duì)最初的使用者所使用的方法的能力。因此，該圖像可由一個(gè)使用者檢查，以實(shí)現(xiàn)期望的量級(jí)分析、縱偏、滾動(dòng)和偏航和/或其它顯示設(shè)置，來(lái)產(chǎn)生期望的增強(qiáng)圖像顯示，然后例如通過(guò)電子郵件將提供該期望的增強(qiáng)圖像顯示的命令歷史傳送給第二個(gè)使用者。其然后能夠在他們的計(jì)算機(jī)所安裝的軟件中產(chǎn)生相同的基本圖像，或另外插入或復(fù)制發(fā)送給他們的命令歷史，且產(chǎn)生原樣的繪制。然后還可制作另外的繪制，且將其發(fā)送回最初的使用者或到其他所希望的使用者。在一些實(shí)施例中，第一個(gè)使用者是核心力量，例如是圖像模型軟件的提供者，其具有圖像或圖像類(lèi)型的檢查的特殊專長(zhǎng)。在其它實(shí)施例中，使用者可以是多個(gè)不同的犯罪實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室、病理學(xué)家或其它具有特有專長(zhǎng)領(lǐng)域但不特定束縛于圖像模型軟件的使用者。如所希望的，也可能有其它的使用者。
在另一方面中，可有利地顯示在此所討論的印記和其它圖像，使得可在8比特或更少比特的顯示系統(tǒng)上顯示具有用于每一象素通道信息的9比特或更多比特量級(jí)的圖像?？砂ㄔ谠摲椒ê拖到y(tǒng)等中的工具包括表面/線框/輪廓/格點(diǎn)映射、等高線間距控制、海拔比例和縮放、假彩色/灰度映射、顏色/透明映射、表面方向、表面投影透視、特寫(xiě)和遠(yuǎn)景、比較視窗瓷磚濾鏡和同步、圖像配準(zhǔn)、圖像克隆、通過(guò)直方圖均衡化和線性范圍映射的顏色貼圖對(duì)比度控制。該系統(tǒng)等將灰度圖像強(qiáng)度、其它量級(jí)轉(zhuǎn)變成量級(jí)的3D表面表示。該轉(zhuǎn)變導(dǎo)致HVS感知機(jī)制的基本變化，其中音調(diào)值轉(zhuǎn)變成于相應(yīng)象素的所選量級(jí)對(duì)應(yīng)的“海拔”形狀和形式。海拔形狀和形式可以以任何所選的對(duì)比度級(jí)別或色相來(lái)表示，避免了灰度音調(diào)顯示和HVS感知問(wèn)題?？墒褂枚喾N用于數(shù)量感的交互工具和輔助，例如圖象變比(zoom)、傾斜、搖晃、旋轉(zhuǎn)、所應(yīng)用的顏色值、等值線、線性縮放、空間校準(zhǔn)和圖像特征的鼠標(biāo)手勢(shì)測(cè)量。
該系統(tǒng)等提供在傳統(tǒng)顯示裝置上顯示多于8比特(多于256色調(diào))和更多(例如，16比特，65,536色調(diào))的灰度色調(diào)，一般能夠辨別最大8比特灰度。在一些實(shí)施例中，這是通過(guò)在圖像的X和Y軸映射數(shù)字量級(jí)圖像空間信息，同時(shí)在Z軸或海拔維度繪出灰度值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最后所得的三維面可對(duì)Z軸分配任何期望的長(zhǎng)度和縮放因子，因此提供了等于或超過(guò)打印機(jī)、顯示器和人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的通常256灰度限制的灰度信息的顯示。
另外，可在“放大視窗”顯示信息的全部比特集合的子集合(即，完全未壓縮或至少比量級(jí)信息的其余部分較少壓縮)，從而僅信息的某些段被完全顯示，而其余部分被壓縮或甚至“離開(kāi)”顯示屏。例如“視窗”可以是全部灰度范圍的子集，例如4096中的256。可定位此“視窗”以查看中音“級(jí)別”(1920到2176)、極暗“級(jí)別”(0到255)或其他的12比特等級(jí)到達(dá)4096的灰度值。對(duì)于極暗的例子，調(diào)整來(lái)自4096或其它高比特級(jí)別圖像的極暗(級(jí)別)灰度的256灰度部分(視窗)以顯示那些暗灰度，其是使用對(duì)普通顯示裝置上的HVS容易可見(jiàn)的中音級(jí)別灰度。在12比特圖像中的3840灰度(4096減去256)的平衡在顯示上不可見(jiàn)。使用可選的3維表面，極暗色調(diào)以及灰色的中音和極亮色調(diào)不用調(diào)整(視窗和級(jí)別)就可見(jiàn)。作為3D表面的對(duì)象，對(duì)于HVS感知可一下子(若期望，或更多)獲得所有4096灰度值。
此外，在此以上和別處討論的某些表面創(chuàng)建技術(shù)、持久命令歷史、顯示選擇、軟件等本身構(gòu)成在此的革新，包括除了AFIS分析以外的目的。例如，該技術(shù)等可用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、牙齒、法庭、質(zhì)量保證、個(gè)人識(shí)別等情況。
在此所使用的所有術(shù)語(yǔ)包括在此部分下面具體討論的那些術(shù)語(yǔ)根據(jù)其通常的意思使用，除非上下文或定義另外清楚地指出。此外，除非另有所指，除了落在權(quán)利要求內(nèi)，“或”的使用包括“和”，反之亦然。非限制性術(shù)語(yǔ)不應(yīng)解釋成限制，除非特別說(shuō)明或上下文另外清楚地指出，(例如，“包含”、“具有”和“包括”一般表示“包括而非限制”)。包括在權(quán)利要求中的單數(shù)形式例如“一(a)”、“一(an)”和“所述的(the)”包括多于一個(gè)參考，除非特別說(shuō)明或上下文另外清楚地指出。
“計(jì)算機(jī)”是一種設(shè)備，其能夠控制掃描儀、數(shù)字圖像分析儀、或處理器等或在此所討論的方法和裝置的其它元件。例如，計(jì)算機(jī)可控制在此所討論的AFIS分析、軟件，其確定灰度或其它亮度和/或強(qiáng)度切片等。一般上，計(jì)算機(jī)包括中央處理單元(CPU)、或其它邏輯實(shí)現(xiàn)設(shè)備，例如獨(dú)立計(jì)算機(jī)如桌面型或膝上型計(jì)算機(jī)、具有外圍、手持、局域網(wǎng)或因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)等。計(jì)算機(jī)已眾所周知，且鑒于本公開(kāi)，對(duì)于特定方面或特征選擇所期望的計(jì)算機(jī)落在技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
本系統(tǒng)和方法等的范圍包括裝置加功能，以及步驟加功能概念。然而，在本申請(qǐng)中所闡釋的術(shù)語(yǔ)在權(quán)利要求中不應(yīng)被解釋成表示“裝置加功能”的關(guān)系，除非單詞“裝置”在權(quán)利要求中被特別引用，以及在單詞“裝置”在權(quán)利要求中被特別引用的情況下，其在權(quán)利要求中被解釋成表示“裝置加功能”的關(guān)系。相似地，在本申請(qǐng)中所闡釋的術(shù)語(yǔ)在方法或過(guò)程權(quán)利要求中不應(yīng)被解釋成表示“步驟加功能”的關(guān)系，除非單詞“步驟”在權(quán)利要求中被特別引用，以及在單詞“步驟”在權(quán)利要求中被特別引用的情況下，其在權(quán)利要求中被解釋成表示“步驟加功能”的關(guān)系。
從前述來(lái)看，應(yīng)該理解，盡管出于示出的目的，在此已描述了特定實(shí)施例，然而在不脫離在此的討論和權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可作各種修改。
權(quán)利要求
1.一種分析印記的方法，其包括a)提供印記的至少二維的圖像；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相關(guān)量級(jí)描繪在相對(duì)于所述至少二維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的所述二維圖像，附加的量級(jí)級(jí)別對(duì)于人眼基本上更可識(shí)別；c)顯示所述增強(qiáng)圖像；以及d)人工檢查所述量級(jí)增強(qiáng)圖像，以放置所述印記的至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述放置過(guò)程包括識(shí)別和放置先前在所述印記上未被識(shí)別的至少兩個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述放置過(guò)程包括移動(dòng)先前不正確地放置在所述印記上的至少兩個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
4.一種分析印記的方法，其包括a)提供印記的至少二維的圖像，所述圖像包括由提供自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記的自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記算法確定的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相關(guān)量級(jí)描繪在相對(duì)于所述至少二維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的所述二維圖像，附加的量級(jí)級(jí)別對(duì)于人眼可見(jiàn)；c)顯示所述增強(qiáng)圖像；以及d)人工檢查所述量級(jí)增強(qiáng)圖像，以評(píng)估所述自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記的正確性。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括確定所述印記的至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記，所述確定過(guò)程包括除去不正確的自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記、移動(dòng)不正確的自動(dòng)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記或增加另外的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)是灰度。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括色相、亮度或飽和度的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括從灰度、色相、亮度或飽和度的至少一個(gè)所獲得的值的組合。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括由集中于所述圖像內(nèi)的象素的面積算符所定義的平均強(qiáng)度。
10.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用線性函數(shù)確定所述量級(jí)。
11.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用非線性函數(shù)確定所述量級(jí)。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行所述圖像中的所述標(biāo)記的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)II類(lèi)型分析。
13.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行所述圖像中的所述標(biāo)記的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)III類(lèi)型分析。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中印記的所述至少二維的圖像是二維圖像，且相對(duì)于所述二維的另一維是第三維，以提供具有三維表面的三維圖像，其中所述二維圖像的兩維用x、y軸表示，且所述第三維用z軸表示。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)分析區(qū)分足夠的所述量級(jí)級(jí)別以辨別所述印記的級(jí)別III特征。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)增強(qiáng)分析是動(dòng)態(tài)量級(jí)增強(qiáng)分析。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括至少滾動(dòng)、傾斜或搖晃所述圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括至少滾動(dòng)、傾斜和搖晃所述圖像。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括使所述動(dòng)態(tài)分析加入電影環(huán)路。
20.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是數(shù)字圖像。
21.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是攝影影象的數(shù)字掃描
22.如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是彩色圖象。
23.如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是黑—白圖像。
24.如權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記為指紋。
25.如權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記為掌印。
26.如權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記為局部印記。
27.如權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記是潛在印記。
28.如權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在放置所述印記的所述細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記時(shí)，同時(shí)在所述印記的二維圖像和三維圖像上顯示所述細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述印記的所述二維圖像和所述三維圖像同時(shí)顯示在單個(gè)顯示屏上。
30.執(zhí)行權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素的計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)。
31.一種包括計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，其執(zhí)行權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素。
32.如權(quán)利要求31所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)包括相鏈的計(jì)算機(jī)的分布式網(wǎng)絡(luò)。
33.如權(quán)利要求32所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)包括手持計(jì)算機(jī)，且權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法用所述手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
34.如權(quán)利要求32所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)包括無(wú)線連接計(jì)算機(jī)，且權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法用所述手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
35.一種包括計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)執(zhí)行權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素。
36.如權(quán)利要求32所述的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)，其中，所述指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)包括手持無(wú)線計(jì)算機(jī)，且權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的方法用所述手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
37.一種包括根據(jù)權(quán)利要求31-35中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)。
38.一種分析印記的方法，其包括a)提供印記的至少二維的圖像；b)使所述圖像經(jīng)受量級(jí)增強(qiáng)分析，從而在所述印記的至少一基本部分上的至少一個(gè)相關(guān)量級(jí)描繪在相對(duì)于至少二維的另一維上，以提供量級(jí)增強(qiáng)圖像，從而相比于沒(méi)有所述量級(jí)增強(qiáng)分析的二維圖像，附加的量級(jí)級(jí)別對(duì)于人眼可見(jiàn)；c)將所述量級(jí)增強(qiáng)圖像分成多個(gè)強(qiáng)度級(jí)別；d)個(gè)別地選擇至少一個(gè)孤立的強(qiáng)度級(jí)別；e)從所述孤立的強(qiáng)度級(jí)別確定至少一個(gè)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的標(biāo)記。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括顯示所述孤立級(jí)別，以及人工確定至少一個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其中自動(dòng)確定所述細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記
41.如權(quán)利要求38-40中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述多個(gè)強(qiáng)度級(jí)別包括至少三個(gè)級(jí)別。
42.如權(quán)利要求38-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括除去不正確的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記、移動(dòng)不正確的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記或給所述圖像增加細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記中的至少一個(gè)。
43.如權(quán)利要求38-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定過(guò)程包括確定先前在所述印記上未被識(shí)別的至少兩個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
44.如權(quán)利要求38-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定過(guò)程包括移動(dòng)先前不正確地放置在所述印記上的至少兩個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
45.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述強(qiáng)度值是灰度。
46.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括色相、亮度或飽和度的至少一個(gè)。
47.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括從灰度、色相、亮度或飽和度的至少兩個(gè)所獲得的值的組合。
48.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)包括由集中于圖像內(nèi)的象素的面積算符所定義的平均強(qiáng)度。
49.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用線性函數(shù)確定所述量級(jí)。
50.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用非線性函數(shù)確定所述量級(jí)。
51.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行所述圖像中的標(biāo)記的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)II類(lèi)型分析。
52.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行所述圖像中的標(biāo)記的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)III類(lèi)型分析。
53.如權(quán)利要求38-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中印記的所述至少二維的圖像是二維圖像，且相對(duì)于所述二維的另一維是第三維，以提供具有三維表面的三維圖像，其中所述二維圖像的兩維用x、y軸表示，且所述第三維用z軸表示。
54.如權(quán)利要求38-53中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)分析區(qū)分足夠的所述量級(jí)級(jí)別以辨別所述印記的級(jí)別III特征。
55.如權(quán)利要求38-54中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述量級(jí)增強(qiáng)分析是動(dòng)態(tài)量級(jí)增強(qiáng)分析。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括滾動(dòng)、傾斜或搖晃所述圖像。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括滾動(dòng)、傾斜和搖晃所述圖像。
58.如權(quán)利要求56或57所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)分析包括使所述動(dòng)態(tài)分析加入電影環(huán)路。
59.如權(quán)利要求38-58中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是數(shù)字圖像。
60.如權(quán)利要求38-58中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是攝影影象的數(shù)字掃描。
61.如權(quán)利要求38-60中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述所述圖像是彩色圖象。
62.如權(quán)利要求38-60中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像是黑白圖像。
63.如權(quán)利要求38-62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述所述印記為指紋。
64.如權(quán)利要求38-62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述所述印記為掌印。
65.如權(quán)利要求38-64中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記為局部印記。
66.如權(quán)利要求38-64中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述印記是潛在印記。
67.如權(quán)利要求38-66中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在放置所述印記的所述細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記時(shí)，同時(shí)在所述印記的二維圖像和三維圖像上顯示所述細(xì)節(jié)特征點(diǎn)標(biāo)記。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中所述印記的所述二維圖像和所述三維圖像同時(shí)顯示在單個(gè)顯示屏上。
69.執(zhí)行權(quán)利要求38-68中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素的計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)。
70.一種包括計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，其執(zhí)行權(quán)利要求38-68中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素。
71.如權(quán)利要求70所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)包括相鏈計(jì)算機(jī)的分布式網(wǎng)絡(luò)。
72.如權(quán)利要求70所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)包括手持無(wú)線計(jì)算機(jī)，且權(quán)利要求38-68中任一項(xiàng)所述的方法用所述手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
73.一種包括計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)實(shí)施程序設(shè)計(jì)執(zhí)行權(quán)利要求38-68中任一項(xiàng)所述的方法的自動(dòng)元素。
74.如權(quán)利要求71所述的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)，其中所述指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)包括手持無(wú)線計(jì)算機(jī)，且權(quán)利要求38-68中任一項(xiàng)所述的方法用所述手持無(wú)線計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
75.一種包括根據(jù)權(quán)利要求70-72中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)。
全文摘要
關(guān)于指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別、提取和三維分析策略的系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)和方法等幫助印記檢查員對(duì)于包含在指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)的已知印記數(shù)據(jù)庫(kù)搜索和比較印記或其基本部分。在某些實(shí)施例中，印記可確定地與在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)的所述印記匹配。更徹底的搜索和比較的結(jié)果可具有更高的找到分?jǐn)?shù)和正確率。在某些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括先前獲得的印記的候選列表，以幫助識(shí)別。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1898680SQ200480038597
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者卡西·沃特海姆, 杰弗里·瓦拉泰斯 申請(qǐng)人:流明Iq有限公司