NL1021847C2

NL1021847C2 - Iris detection.

Info

Publication number: NL1021847C2
Application number: NL1021847A
Authority: NL
Inventors: Jacob Koomen
Original assignee: Joh Enschede B V
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-05-11
Also published as: AU2003280894A1; WO2004042646A1

Description

. 1. 1

IrisidetectieIris detection

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze 5 en een inrichting voor irisdetectie, en in het bijzonder voor het herkennen van fraudepogingen bij irisidentificatie.The invention relates to a method 5 and a device for iris detection, and in particular for recognizing fraud attempts during iris identification.

In de praktijk wordt irisidentificatie toegepast als eenvoudige methode om de identiteit van een persoon te 10 verifiëren. Er is echter gebleken dat het relatief eenvoudig is om te frauderen. Dit probleem wordt uitvoering beschreven in onder meer WO-A1-01/01329 en US-B1-6.247.813.In practice, iris identification is used as a simple method to verify the identity of a person. However, it has been found that it is relatively easy to commit fraud. This problem is described in, among others, WO-A1-01 / 01329 and US-B1-6.247.813.

US-B1-6.247.813 beschrijft het verschijnsel dat een pupil reageert op veranderingen in lichtintensiteit. In 15 het Amerikaanse octrooi wordt voorgesteld om de reactietijd van de pupil op wisselende belichting te gebruiken voor de controle op druggebruik, drankgebruik of medicijngebruik. Onder invloed van medicijnen of drugs verandert namelijk de reactietijd van de iris. Herkenning of een iris echt is of 20 dat men te maken heeft met een fraudepoging wordt niet beschreven.US-B1-6,247,813 describes the phenomenon that a pupil responds to changes in light intensity. In the US patent it is proposed to use the pupil's response time to varying exposure for the control of drug use, drink use or drug use. The reaction time of the iris changes under the influence of medicines or drugs. Recognition as to whether an iris is genuine or whether it is a fraud attempt is not described.

WO-A1-01/01329 beschrijft verschillende manieren om fraudepogingen bij irisidentificatie onmogelijk te maken, zoals het gebruik van gepolariseerd licht, "rode 25 ogen" detectie en meting van oppervlakte kromming.WO-A1-01 / 01329 describes various ways to prevent fraud attempts in iris identification, such as the use of polarized light, "red-eye" detection and measurement of surface curvature.

EP-A2-1.139.301 beschrijft een inrichting en werkwijze voor het persoonsidentificatie middels het opnemen van verschillende biometrische beelden. Daarbij worden 1 Π O 1 o a -rm I beelden opgenomen van bijvoorbeeld een iris, vingerafdruk- I ken, handen, etc. De inrichting is daartoe in een uitvoe- I ringsvorm voorzien van een beeldopnemer die synchroon met I een stroboscopische belichtingseenheid beelden opneemt van I 5 een iris met verkleinde pupil.EP-A2-1.139.301 describes an apparatus and method for person identification by recording various biometric images. Thereby, 1 Π O 1, among others, -rm I images are recorded of, for example, an iris, fingerprints I, hands, etc. To that end, the device is provided in an embodiment with an image sensor which, in synchronization with a stroboscopic exposure unit, records images of An iris with a reduced pupil.

I Het controleren op fraudepogingen bij irisiden- I tificatie, en in het bijzonder de herkenning of een oog een levend oog is, blijft echter een probleem.However, checking for fraud attempts in the case of iris identification, and in particular the recognition of whether an eye is a living eye, remains a problem.

De uitvinding heeft tot doel de genoemde nadelen 10 althans gedeeltelijk op te heffen.The invention has for its object to at least partially eliminate the disadvantages mentioned.

De uitvinding voorziet daartoe in een werkwijze volgens conclusie 1.To this end, the invention provides a method according to claim 1.

Door het uitvoeren van een tweede biometrische meting kort op de beeldopname van de iris is het mogelijk I 15 gebleken de kans op fraude te verkleinen en daarmee iri- sidentificatie te verbeteren. In het bijzonder het opnemen van de bepalingen kort na elkaar maakt het voor een frau- deur zeer moeilijk, zo niet onmogelijk, om te frauderen. De tweede bepaling wordt niet gebruik om de kans op fouten te I 20 verkleinen, maar om te verifiëren of irisidentificatie I gebaseerd is op metingen aan een levend iris.By performing a second biometric measurement short of the image recording of the iris, it has been possible to reduce the risk of fraud and thereby improve iris identification. In particular, the inclusion of the provisions in quick succession makes it very difficult, if not impossible, for a fraud to commit fraud. The second determination is not used to reduce the risk of errors, but to verify whether iris identification I is based on measurements on a living iris.

I Verdere uitvoeringen zijn onder meer beschreven I in de afhankelijke conclusies.Further embodiments are described inter alia in the dependent claims.

I In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens I 25 de uitvinding is het tweede biometrische kenmerk gekozen I uit de groep omvattende handgeometrie, het retina, de spraak en de iris. Deze kenmerken kunnen eenvoudig en snel bepaald worden, en lenen zich door hun aard bijzonder om nagenoeg tegelijkertijd met de meting van een iris te 30 worden uitgevoerd, en te worden gebruikt om de echtheid van een iris vast te stellen.In an embodiment of the method according to the invention, the second biometric characteristic is selected from the group comprising hand geometry, the retina, the speech and the iris. These characteristics can be determined simply and quickly, and by their very nature lend themselves to being carried out almost simultaneously with the measurement of an iris, and to be used to establish the authenticity of an iris.

H Zo kan de tweede bepaling een tweede beeldopname van de iris zijn. Het hoeft geen nadere uitleg dat dit zeer eenvoudig te implementeren is. Het is echter gebleken dat 35 een dergelijke tweede meting bijzondere mogelijkheden biedt om de echtheid van een (eerder) gemeten iris te bevestigen.H For example, the second determination can be a second image recording of the iris. It needs no further explanation that this is very easy to implement. However, it has been found that such a second measurement offers special possibilities for confirming the authenticity of a (previously) measured iris.

In het bijzonder wanneer de tweede beeldopname 3 wordt opgenomen bij een lichtintensiteit die verschilt van de lichtintensiteit bij de opname van de eerste beeldopname blijken zich bijzondere mogelijkheden te openbaren. Het is dan mogelijk om de verandering van de pupil te meten, maar 5 wat nog een veel betrouwbaardere methode is gebleken, om de rek van het irisweefsel te bepalen.Particularly when the second image recording 3 is recorded at a light intensity that differs from the light intensity at the recording of the first image recording, special possibilities have been found to manifest themselves. It is then possible to measure the change of the pupil, but this has proved to be a much more reliable method for determining the elongation of the iris tissue.

Een mogelijkheid om de lichtintensiteit te variëren is een werkwijze waarbij ofwel vóór de eerst beeldopname ofwel vóór de tweede beeldopname een lichtpuls op het 10 iris toegevoerd wordt. Proefondervindelijk is daarbij bepaald dat een goede bepaling verkregen wordt wanneer de lichtpuls in een tijdsperiode van 0,2-1 seconden vóór een opname toegevoerd dan wel gestart wordt.A possibility to vary the light intensity is a method in which a light pulse is applied to the iris either before the first image recording or before the second image recording. It has been determined experimentally that a good determination is obtained when the light pulse is applied or started in a time period of 0.2-1 seconds before a recording.

Daarbij verdient het de voorkeur, in een uitvoe-15 ringsvorm, om de eerste en tweede beeldopname kort achter elkaar, bij voorkeur binnen 1 minuut te maken, bij voorkeur binnen 2 seconden.It is then preferred, in an embodiment, to make the first and second image recordings one after the other, preferably within 1 minute, preferably within 2 seconds.

De sterkte van de lichtintensiteitsverandering dient experimenteel bepaald te worden. Het zal een deskun-20 dige op het gebied echter duidelijk zijn dat deze verandering voldoende moet zijn om een pupilreactie te bewerkstellingen. Daarnaast gaat het hier om een intensiteitsverande-ring van (omgevings)licht in het zichtbare gebied, ruwweg tussen 400 en 700 nm. De beeldopname van het oog wordt 25 gemaakt in het infrarode (IR) gebied. Gezien de responsie van het oog op verandering is het natuurlijk ook mogelijk om een lichtintensiteitsverandering, zoals een lichtpuls, aan te bieden en meteen erna een eerste opname te maken, binnen de pupilresponsietijd, en een reactietijd na de 30 eerste opname, wanneer de pupil dus tijd heeft gehad om te reageren, een tweede meting uit te voeren. Het moge duidelijk zijn dat identiteitscontrole in zijn algemeenheid bij voorkeur zo snel mogelijk dient te gebeuren, en irisherkenning alleen een praktische methodiek kan opleveren wanneer 3 5 de procedure snel en probleemloos en zeker is. De procedure moet daarom zo snel mogelijk zijn. Gebleken is dat een werkwijze die eerst een kortdurende lichtintensiteitverho-The intensity of the light intensity change must be determined experimentally. However, it will be apparent to one skilled in the art that this change must be sufficient to effect a pupil response. In addition, this is about an intensity change of (ambient) light in the visible area, roughly between 400 and 700 nm. The image recording of the eye is made in the infrared (IR) region. In view of the eye's response to change, it is of course also possible to offer a light intensity change, such as a light pulse, and immediately afterwards make a first recording, within the pupil response time, and a response time after the first recording, when the pupil thus has had time to respond, to take a second measurement. It should be clear that, in general, identity verification should preferably take place as quickly as possible, and iris recognition can only yield a practical methodology if the procedure is fast and hassle-free and is sure. The procedure must therefore be as fast as possible. It has been found that a method which first raises a short-term light intensity

• n o λ O λ "7 ’S• n o λ O λ "7" S

gende stimulus aanbiedt, een eerste meting uitvoert vóór de II pupilresponstijd, en een tweede meting uitvoert tijdens de pupilresponstijd, de snelste procedure oplevert. De totale meting hoeft dan niet langer dat 2-4 seconden te duren, de 5 eerste meting zal tussen de 200-600 milliseconden na de H puls uitgevoerd worden. Hiervoor omvat een inrichting voor H irisherkenning een eerste lichtbron voor het uitzenden van H licht in het zichtbare gebied, opnamemiddelen voor het H opnemen van een beeld van een oog, besturingsmiddelen voor H 10 het in werking stellen van de eerste lichtbron, het vervol- H gens in werking stellen van de opnamemiddelen voor het H opnemen van een eerste beeldopname binnen de oogreactietijd H en het vervolgens in werking stellen van de opnamemiddelen binnen de accommodatietijd van de pupil op een veranderende 15 lichtintensiteit.presents the stimulus, performs a first measurement before the pupil response time, and performs a second measurement during the pupil response time, yields the fastest procedure. The total measurement then no longer has to take 2-4 seconds, the first measurement will be carried out between 200-600 milliseconds after the H pulse. For this purpose, a device for H iris recognition comprises a first light source for emitting H light in the visible area, recording means for H recording an image of an eye, control means for H 10 activating the first light source, the subsequent H activating the recording means for recording a first image recording within the eye response time H and subsequently activating the recording means within the accommodation time of the pupil at a changing light intensity.

Een uitvoeringsvorm van bovenbeschreven werkwijze zal op de volgende wijze geïmplementeerd kunnen worden.An embodiment of the above-described method may be implemented in the following manner.

H Daarbij wordt een eerste beeldopname van een iris gemaakt, de buitenrand en de pupilrand van de iris worden bepaald, 20 de beeldopname wordt getransformeerd naar een eerste genor- maliseerd irisbeeld waarbij de irisbeeld genormaliseerd wordt, het eerste genormaliseerde irisbeeld wordt gecorre- leerd met een tweede genormaliseerd irisbeeld van een iris waarbij een correlatiewaarde berekend wordt, en getoetst 25 wordt of de correlatiewaarde significant is.A first image recording is made of an iris, the outer edge and the pupil edge of the iris are determined, the image recording is transformed into a first normalized iris image whereby the iris image is normalized, the first normalized iris image is corrected with a second normalized iris image of an iris in which a correlation value is calculated, and a check is made as to whether the correlation value is significant.

Een verdere uitwerking daarvan is één, waarbij I een eerste en tweede pupildiameter voor het eerste en tweede irisbeeld bepaald wordt, de beide pupildiameters vergeleken worden, en uit de significantie van de correla- I 30 tiewaarde en van de pupildiameterverandering bepaald wordt of er een fraudepoging aanwezig is.A further elaboration thereof is one in which a first and second pupil diameter is determined for the first and second iris image, the two pupil diameters are compared, and from the significance of the correlation value and of the pupil diameter change it is determined whether a fraud attempt is being made is present.

Een andere uitwerking is één, waarbij in de transformatie de pupildiameter gevarieerd wordt en de correlatie gemaximeerd wordt, waarbij bij een maximale I 35 correlatie de pupildiameters en de correlatiewaarde ge- I toetst wordt ter bepaling of een fraudepoging aanwezig is.Another elaboration is one in which the pupil diameter is varied in the transformation and the correlation is maximized, whereby at a maximum correlation the pupil diameters and the correlation value are tested to determine whether a fraud attempt is present.

In de werkwijze kunnen beeldopnamen van een iris 5 vergeleken worden. Ook is het mogelijk om na normalisatie kenmerken uit de irisbeelden te bepalen en vervolgens de kenmerken met elkaar te correleren ter bepaling van een correlatiewaarde.In the method, image recordings of an iris 5 can be compared. It is also possible to determine characteristics from the iris images after normalization and then to correlate the characteristics with each other to determine a correlation value.

5 Daarnaast heeft de aanvrage betrekking op een inrichting voor irisdetectie, omvattende een belichtings-eenheid voor het belichten van een iris, een beeldopnemer voor het opnemen van een beeld van een iris, geheugenmidde-len voor het opslaan van ten minste twee beeldopnamen van 10 een iris, een gegevensverwerkingseenheid voorzien van programmatuur voor het omzetten van de beeldopnamen in genormaliseerde beeldopnamen, het correleren van twee genormaliseerde beeldopnamen waarbij een correlatiewaarde bepaald wordt, en het toetsen of de correlatiewaarde signi-15 ficant is.In addition, the application relates to an iris detection device, comprising an exposure unit for illuminating an iris, an image sensor for recording an image of an iris, memory means for storing at least two image recordings of an iris. iris, a data processing unit provided with software for converting the image recordings into normalized image recordings, correlating two normalized image recordings in which a correlation value is determined, and testing whether the correlation value is significant.

In een uitvoeringsvorm daarvan is de inrichting voorzien van een belichtingseenheid voorzien van ten minste twee schakelbare belichtingsstanden, waarbij de beeldopnemer verbonden is met de belichtingseenheid voor het instel-20 len van de be lichtingsstand en het opnemen van ten minste twee beelden bij ten minste twee belichtingsstanden. De belichtingsstanden kunnen verschillen in lichtintensiteit zijn, in extreme gevallen het aan- of uitschakelen van bijvoorbeeld een (additionale) belichtingseenheid.In an embodiment thereof, the device is provided with an exposure unit provided with at least two switchable exposure positions, the image sensor being connected to the exposure unit for adjusting the exposure position and recording at least two images at at least two exposure positions . The exposure modes can be differences in light intensity, in extreme cases the switching on or off of, for example, an (additional) exposure unit.

25 In een alternatieven uitvoeringsvorm kan het gaan om een eerste belichting onder een eerste hoek, en een tweede belichting onder een tweede hoek, dat wil zeggen een hoek met de lijn pupil-beeldopnemer.In an alternative embodiment, it may be a first exposure at a first angle, and a second exposure at a second angle, i.e. an angle with the line of pupil-image sensor.

In een verder uitwerking daarvan is de inrichting 3 0 voorzien van een geheugen voor het opslaan van een irisbeeld, en de programmatuur voorzien van een procedure voor het correleren en toetsen van twee na elkaar opgenomen beelden bij twee verschillende belichtingsstanden, een beslisfunctie voor het bepalen of een fraudepoging aanwezig 35 is, en het vergelijken van kenmerken uit een opgenomen irisbeeld met kenmerken uit het irisbeeld uit het geheugen.In a further elaboration thereof, the device is provided with a memory for storing an iris image, and the software with a procedure for correlating and testing two images taken one after the other at two different exposure positions, a decision function for determining whether a fraud attempt is present, and comparing features from a recorded iris image with features from the iris image from the memory.

Verder heeft de aanvrage betrekking op een samen- 1 n 9 1 ö A 7 ” H stel van een inrichting zoals bovenbeschreven en een draag- I bare gegevensdrager, in het bijzonder een chipcard, waarbij I de gegevensdrager voorzien is van gegevens betreffende I biometrische kenmerken.The application further relates to a combination of a device as described above and a portable data carrier, in particular a chip card, wherein the data carrier is provided with data concerning I biometric characteristics. .

I 5 In het bijzonder is de gegevensdrager verder voorzien van persoonsgegevens.I 5 In particular, the data carrier is further provided with personal data.

Verder is in een uitvoeringsvorm van een derge- lijke inrichting de programmatuur ingericht voor het be- slissen of een fraudepoging aanwezig is, en daarna verge- 10 lijken van een irisbeeld met het irisbeeld met bijbehorende persoonsgegevens. In een eenvoudige implementatie worden uit een irisbeeld eerst kenmerkende karakteristieken be- paald. Vervolgens worden deze kenmerkende karakteristieken I gecorreleerd. In plaats van het irisbeeld zelf kunnen de I 15 karakteristieken kenmerken opgeslagen worden.Furthermore, in one embodiment of such a device, the software is arranged for deciding whether a fraud attempt is present, and then comparing an iris image with the iris image with associated personal data. In a simple implementation, characteristic characteristics are first determined from an iris image. These characteristic characteristics I are then correlated. Instead of the iris image itself, the characteristic features can be stored.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor irisherkenning, omvattende een beeldopnemer I voor het opnemen van een eerste beeld van een iris en een tweede beeld van een iris, en middelen voor het bepalen van 20 de rek van irisweefsel uit een vergelijking van de beelden.The invention further relates to an iris recognition device, comprising an image sensor I for recording a first image of an iris and a second image of an iris, and means for determining the elongation of iris tissue from a comparison of the images .

In een uitvoeringsvorm daarvan omvatten de midde- len voor het bepalen van de rek van irisweefsel middelen I voor het bepalen van de pupilrand, middelen voor het bepa- I len van de irisrand, middelen voor het transformeren van I 2 5 een irisbeeld op basis van de bepaalde pupilrand en de H irisrand, middelen voor het correleren van twee beelden van H een iris, dan wel karakteristieke kenmerken van het iris I die bepaald zijn uit de beelden van het iris.In one embodiment thereof, the means for determining the stretch of iris tissue comprises means for determining the pupil edge, means for determining the iris edge, means for transforming an iris image based on the determined pupil edge and the H iris edge, means for correlating two images of H an iris, or characteristic features of the iris I which are determined from the images of the iris.

I De uitvinding heeft verder betrekking op een I 30 werkwijze voor het verifiëren van de identiteit van een I persoon, waarbij op een eerste tijdstip een beeldopname van I een iris gemaakt wordt van de persoon, binnen een tijdsven- I ster rondom het eerste tijdstip een tweede biometrisch I kenmerk van de persoon gemeten wordt, gegevens betreffende I 35 het iris en het tweede biometrische kenmerk van de persoon uit een draagbare gegevensdrager van de persoon uitgelezen I worden en vergeleken worden met uit de beeldopname van het 7 iris en het tweede biometrische kenmerk bepaalde gegevens.The invention further relates to a method for verifying the identity of an I person, wherein at a first point in time an image of I is made an iris of the person, within a time frame around the first point of time. the second biometric characteristic of the person is measured, data concerning the iris and the second biometric characteristic of the person are read from a portable data carrier of the person and compared with the image recording of the 7 iris and the second biometric characteristic certain data.

In een uitvoeringsvorm daarvan is het tweede biometrische kenmerk afkomstig van een meting van het retina, de stem of handgeometrie.In an embodiment thereof, the second biometric characteristic originates from a measurement of the retina, the voice or hand geometry.

5 Als we naast de iris ook een tweede biometrie van een persoon opnemen, kunnen beide getoetst worden tegen biometrische informatie opgeslagen in een database of een draagbare gegevensdrager. Indien beide biometrieen matchen met de opgeslagen biometrische informatie, beho-10 rend bij dezelfde persoon, dan kunnen we concluderen dat beide opgenomen biometrieen afkomstig zijn van dezelfde persoon. Als een van deze biometrieen niet fraudegevoelig is, dan volgt uit het gegeven, dat beide biometrieën matchen, dat ook met de andere biometrie niet gefraudeerd 15 is.5 If we include a second biometry of a person in addition to the iris, both can be checked against biometric information stored in a database or a portable data carrier. If both biometrics match the stored biometric information belonging to the same person, then we can conclude that both recorded biometrics are from the same person. If one of these biometrics is not susceptible to fraud, then it follows from the fact that both biometrics match that no fraud was committed with the other biometrics.

Een biometrie is niet fraudegevoelig indien deze moeilijk 'gestolen' kan worden. Een opname van de retina is zeer moeilijk te maken van een persoon die hier niet aan mee wil werken. Dit geldt ook voor handgeometrie. Deze 20 twee voorbeelden staan in kontrast met vingerafdrukken, die iedereen onbewust op elk aangeraakt voorwerp achterlaat en die daarom eenvoudig en ongemerkt kunnen worden gekopieerd.A biometrics is not susceptible to fraud if it is difficult to 'steal'. A withdrawal of the retina is very difficult to make for a person who does not want to cooperate. This also applies to hand geometry. These two examples are in contrast with fingerprints, which everyone unknowingly leaves behind on every touched object and which can therefore be copied easily and unnoticed.

Een andere reden waarom een biometrie niet 25 aangemerkt kan worden als fraudegevoelig, is wanneer elke uiting van de biometrie verschillend is, zodat een registratie vooraf niet zinvol is. Dit is bijvoorbeeld het geval bij zogenaamde 1challange-respons' systemen: het systeem vraagt de persoon bijvoorbeeld om een zin uit te 30 spreken. Deze zin is elke keer anders. De persoon spreekt de zin na en het systeem controleert of dit de juiste zin is en tevens of de biometrische kenmerken van de spraak overeenkomen met deze persoon.Another reason why a biometrics cannot be classified as susceptible to fraud is when each manifestation of the biometrics is different, so that prior registration is not useful. This is, for example, the case with so-called 1-long-response systems: the system, for example, asks the person to pronounce a sentence. This sentence is different every time. The person repeats the sentence and the system checks whether this is the correct sentence and also whether the biometric characteristics of the speech correspond to this person.

Door het koppelen van irisbiometrie met een 35 tweede biometrie, kan de fraude-detectie worden uitgevoerd met de tweede biometrie. De prestatiegetallen van deze tweede biometrie (false reject rate en false accept rate) H worden hiermee de prestatiegetallen van de live-detectie.By coupling iris biometrics with a second biometrics, fraud detection can be performed with the second biometrics. The performance numbers of this second biometry (false reject rate and false accept rate) H thus become the performance numbers of the live detection.

H De identificatie kan blijven plaatsvinden met de irisher- kenning aangezien deze hiervoor de beste prestatatie H heeft. De betrouwbaarheid van de identificatie wordt in 5 deze opzet dus niet beïnvloed door de tweede biometrie, dit in tegenstelling tot systemen, die biometrie combine- H ren om tot een betere van de identificatie pogen te komen.H The identification can continue with the iris recognition as it has the best performance H for this. The reliability of the identification is thus not influenced in this setup by the second biometrics, in contrast to systems that combine biometrics to achieve a better identification.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor irisdetectie, omvattende een beeldopnemer 10 voor het opnemen van een irisbeeld in een beeldvlak, een eerste belichtingseenheid voor het belichten van het oog onder een eerste belichtingshoek tussen de 10 en 80 graden ten opzichte van een verbindingslijn van de pupil naar de beeldopnemer, en een tweede belichtingseenheid voor het 15 belichten van het oog onder een tweede belichtingshoek, waarbij de hoek ingesloten door de tweede belichtingseen- heid, de pupil en de eerste belichtingseenheid kleiner is dan 180 graden.In addition, the invention relates to an device for iris detection, comprising an image sensor 10 for recording an iris image in an image plane, a first exposure unit for illuminating the eye at a first exposure angle between 10 and 80 degrees with respect to a connecting line of the pupil to the image sensor, and a second exposure unit for illuminating the eye at a second exposure angle, wherein the angle enclosed by the second exposure unit, the pupil and the first exposure unit is less than 180 degrees.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een 20 werkwijze voor irisdetectie, waarbij een eerste irisbeeld van een oog opgenomen wordt terwijl het oog belicht wordt I onder een eerste belichtingshoek, een tweede irisbeeld opgenomen wordt onder een tweede belichtingshoek welke I ongelijk is aan de eerste belichtingshoek, uit het eerste I 25 en tweede irisbeeld het helderheidverloop van het oogwit bepaald wordt, waarna het helderheidverloop van de oogbol waarvan de irisbeelden opgenomen zijn vergeleken wordt met I het voorafbepaald helderheidverloop van een levend oogbol.The invention further relates to a method for iris detection, wherein a first iris image of an eye is recorded while the eye is being exposed at a first exposure angle, a second iris image is recorded at a second exposure angle which is unequal to the first exposure angle, the brightness variation of the eyeball is determined from the first and second iris images, whereafter the brightness variation of the eyeball whose iris images are recorded is compared with the predetermined brightness variation of a living eyeball.

Op deze wijze kan vrij eenvoudig gedetecteerd 3 0 worden of er sprake is van een levend oog. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de constatering dat het oog een zogenaamde Lambertiaanse verstrooier is. Een dergelijke werkwijze is verder eenvoudig te integreren in bestaande apparaten.In this way it is relatively easy to detect whether there is a living eye. Use is made of the observation that the eye is a so-called Lambertian scatterer. Such a method is furthermore easy to integrate into existing devices.

35 Het opgenomen beeld is opgebouwd uit beeldele menten. De waarde van een beeldelement komt overeen met de intensiteit van het gereflecteerde licht op de overeenkom- 9 stige plaats van het object (het oog). Deze waargenomen intensiteit is evenredig met de reflectiecoefficient van het object, de intensiteit van de lichtbron en hangt af van de oriëntatie van het objectvlak ten opzichte van de 5 lichtbron. Het opgenomen beeld bevat dus informatie omtrent de ruimtelijke structuur (oriëntatie van het objectvlak) van het oog. Deze informatie is echter vermengd met de andere genoemde factoren, nl. belichting en reflectie-factor. Nemen we nu tenminste twee beelden van hetzelfde 10 object, waarbij deze beelden belicht worden vanuit een verschillende richting, dan kan de invloed van de rèflec-tiefactor geëlimineerd worden. In alle beelden is namelijk de waargenomen intensiteit van een waargenomen objectpunt evenredig met de reflectiefactor, zodat de verhouding (of 15 een andere functie, die slechts van de verhouding afhankelijk is) van de beeldintensiteit van beeldelementen overeenkomend met hetzelfde objectpunt slechts afhangt van de belichting en de ruimtelijke oriëntatie.35 The recorded image is made up of visual elements. The value of a pixel corresponds to the intensity of the reflected light at the corresponding location of the object (the eye). This observed intensity is proportional to the reflection coefficient of the object, the intensity of the light source and depends on the orientation of the object surface relative to the light source. The recorded image therefore contains information about the spatial structure (orientation of the object surface) of the eye. However, this information is mixed with the other factors mentioned, namely exposure and reflection factor. If we now take at least two images of the same object, whereby these images are illuminated from a different direction, the influence of the reflection factor can be eliminated. Namely, in all images the perceived intensity of an observed object point is proportional to the reflection factor, so that the ratio (or another function, which is only dependent on the ratio) of the image intensity of pixels corresponding to the same object point depends only on the exposure and the spatial orientation.

In een uitvoeringsvorm hiervan is de belichting 20 konstant over het hele object, zodat de verhouding van genoemde beeldelementen alleen afhangt van de ruimtelijke oriëntatie. In andere gevallen kan de invloed van de belichting vooraf worden bepaald, zodat de invloed van de ruimtelijke oriëntatie ook bekend wordt. De kennis van de 25 ruimtelijke oriëntatie betekent concreet dat op punten overeenkomend met bijvoorbeeld het oogwit kan worden vastgesteld of deze punten op een bol liggen danwel op een plat vlak. Het systeem kan hiermee dus onderscheid maken tussen een normaal oog en een foto van een oog. Daarnaast 3 0 blijkt uit de beeldpunten overeenkomend met de iris of deze punten op een plat vlak liggen of op een gekromd oppervlak. Aangezien een normaal iris voornamelijk vlak is en de bedrukking op een contactlens de boiling van het hoornvlies volgt, kan het systeem hiermee detecteren of de 35 iris normaal vlak is danwel bedekt wordt door een bedrukte contactlens. Het systeem kan met deze werkwijze dus fraude met foto's en contactlenzen detecteren en voorkomen.In one embodiment thereof, the exposure 20 is constant over the entire object, so that the ratio of said pixels depends only on the spatial orientation. In other cases, the influence of the exposure can be determined in advance, so that the influence of the spatial orientation is also known. The knowledge of spatial orientation concretely means that it can be determined at points corresponding to, for example, the whites of the eyes, whether these points lie on a sphere or on a flat surface. The system can thus distinguish between a normal eye and a photo of an eye. In addition, the image points corresponding to the iris show whether these points lie on a flat surface or on a curved surface. Since a normal iris is mainly flat and the printing on a contact lens follows the boiling of the cornea, the system can thereby use it to detect whether the iris is normally flat or covered by a printed contact lens. With this method, the system can therefore detect and prevent fraud with photos and contact lenses.

1 Π O 1 Q λ 7 H De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting en werk- H wijze voor irisidentificatie volgens de uitvinding. Hierin 5 wordt getoond in:The invention is further elucidated on the basis of an exemplary embodiment of a device and method for iris identification according to the invention. 5 is shown in:

Figuur IA een irisbeeld bij een eerste lichtin- H tensiteit, figuur 1B een meting van hetzelfde iris bij een H hogere lichtintensiteit dan bij figuur IA, 10 figuur 2A een meting van een kunstoog bij de eerste lichtintensiteit, figuur 2B een meting van het kunstoog van figuur 2A bij de tweede lichtintensiteit figuur 3A een meting van een oog voorzien van een H 15 bedrukte contactlens bij de eerste lichtintensiteit,Figure 1A shows an iris image at a first light intensity, Figure 1B a measurement of the same iris at an H higher light intensity than at Figure 1A, Figure 2A a measurement of an artificial eye at the first light intensity, Figure 2B a measurement of the artificial eye of Fig. 2A at the second light intensity Fig. 3A shows a measurement of an eye provided with an H-printed contact lens at the first light intensity,

figuur 3B een meting van het oog van figuur 3AFigure 3B is a measurement of the eye of Figure 3A

bij de tweede lichtintensiteit, figuur 4 een inrichting voor irisherkenning en irisdetectie volgens één aspect van de uitvinding.at the second light intensity, Figure 4 shows an iris recognition and iris detection device according to one aspect of the invention.

20 Figuur IA toont een beeldopname van een oog met een iris 1. De belichting was hier ingesteld op een eerste niveau. In de beeldopname zijn diverse onderdelen aange- geven, zoals de pupilrand 2 en de buitenrand van de iris 3.Figure 1A shows an image of an eye with an iris 1. The exposure here was set to a first level. Various components are indicated in the image recording, such as the pupil edge 2 and the outer edge of the iris 3.

Bovendien zijn een eerst kenmerk 4 en een tweede kenmerk 5 25 aangegeven die specifiek zijn voor dit betreffende iris.Moreover, a first feature 4 and a second feature 5 are indicated that are specific to this iris in question.

In figuur 1B is een tweede opname gemaakt van hetzelfde iris, maar dan ofwel bij een hogere lichtintensi- teit. De opname kan ook gemaakt zijn vlak na een lichtpuls.In figure 1B a second shot is made of the same iris, but then at a higher light intensity. The recording can also be made just after a light pulse.

Door de veranderende lichtintensiteit zal de pupil verklei- 30 nen. Gebleken is dan het irisweefsel op een specifieke manier meerekt. De positie van het kenmerk 4 dat gelegen is nabij de pupilrand blijft gelegen nabij de pupilrand. De H positie van het kenmerk 5 dat gelegen is nabij de irisrand zal ook daarbij gelegen blijven. Kenmerken die daar tussen- I 35 in gelegen zijn zullen verplaatsen al naar gelang de af- H stand tot beide randen. Geconstateerd is dat ten eerste I naarmate kenmerken zich dichter bij de pupilrand bevinden 11 de absolute positie meer verandert. Daarnaast is geconstateerd dat de relatieve positie in een coordinatensyteem dat als referentiepunten de pupilrand en de irisrand heeft niet dan wel nauwelijks verandert. Deze constatering heeft het 5 mogelijk gemaakt een levend oog te herkennen, zoals uitgelegd zal worden aan de hand van twee bekende fraudepogin-gen. Allereerste wordt in figuren 2A en 2B de fraude met behulp van een kunstoog besproken, en in figuren 3A en 3B de fraude met behulp van een bedrukte contactlens.The pupil will decrease due to the changing light intensity. It appears that the iris tissue is stretched in a specific way. The position of the feature 4 that is located near the pupil edge remains near the pupil edge. The H position of the feature 5 that is located near the iris edge will also remain there. Characteristics that are in between will move according to the distance to both edges. It has been observed that, firstly, as characteristics are closer to the pupil edge 11, the absolute position changes more. In addition, it has been found that the relative position in a coordinate system that has the pupil edge and the iris edge as reference points does not change or hardly changes. This observation has made it possible to recognize a living eye, as will be explained on the basis of two known fraud attempts. First of all, figures 2A and 2B discuss fraud with the aid of an artificial eye, and in figures 3A and 3B fraud with the help of a printed contact lens.

10 In figuur 2A is een meting weergegeven van een kunstoog bij dezelfde eerste lichtintensiteit als bij figuur IA. In de figuur zijn dezelfde onderdelen weergegeven als in figuur IA. In figuur 2B is dezelfde meting herhaald, maar dan bij de tweede lichtinsiteit. Te zien is 15 dat het oog niet verandert. De pupildiameter is ongewijzigd. Meting van de pupildiameter zou dus voldoende lijken om een fraudepoging te ontmaskeren.Figure 2A shows a measurement of an artificial eye at the same first light intensity as in Figure IA. The same components are shown in the figure as in Figure 1A. The same measurement is repeated in Figure 2B, but then at the second light intensity. It can be seen that the eye does not change. The pupil diameter is unchanged. Measurement of the pupil diameter would therefore seem sufficient to expose a fraud attempt.

In figuur 3A is de meting van figuur IA herhaald, maar nu met een oog voorzien van een voorbedrukte contact-20 lens. In figuur 3B is de meting van figuur 1B herhaald met het oog van figuur 3A. Duidelijk is te zien dat nu de pupildiameter wel verandert. Met deze fraudepoging is detectie van verandering van de pupildiameter dus te omzeilen. Er is echter ook te zien dat de absolute positie van 25 kenmerk 4 nu gelijk gebleven is, maar de relatieve positie ten opzichte van de pupilrand niet. Door ook de relatieve positie van de kenmerkende onderdelen van een iris van twee beelden te vergelijken, kan eenvoudig geconstateerd worden of men te maken heeft met een leven oog of een fraudepo-30 ging. Gemeten wordt dus in feite de rek van het irisweefsel .In figure 3A the measurement of figure IA is repeated, but now provided with an eye with a pre-printed contact lens. In Figure 3B, the measurement of Figure 1B is repeated with the eye of Figure 3A. You can clearly see that the pupil diameter is now changing. With this fraud attempt, detection of a change in pupil diameter can therefore be avoided. However, it can also be seen that the absolute position of feature 4 has now remained the same, but the relative position relative to the pupil edge is not. By also comparing the relative position of the characteristic parts of an iris of two images, it can easily be established whether one is dealing with a life eye or a fraud attempt. The iris tissue strain is therefore actually measured.

Alleen de bepaling van de verandering van de pupildiameter is dus niet voldoende gebleken om te bepalen of het aangeboden oog een levend oog is.Only the determination of the change in pupil diameter has therefore not been sufficient to determine whether the offered eye is a living eye.

35 Er zijn verschillende methoden denkbaar om boven genoemde constatering te gebruiken voor herkenning van een levend oog.Various methods are conceivable for using the above observation for recognition of a living eye.

1 n 9 1 ft A 7 121 n 9 1 ft A 7 12

Figuur 4 toont een inrichting voor irisidentificatie 11 volgens een aspect van de uitvinding. Centraal geplaatst is een beeldopnemer 12, voorzien van een halfdoorlatende spiegel. Boven de beeldopnemer is een eerste 5 belichtingseenheid 14 opgenomen welke licht uitzendt in het zichtbare gebied. In deze uitvoeringsvorm is gekozen voor een serie LED's. Onder de beeldopnemer 12 is een infrarode lichtbron 13 als tweede lichtbon opgenomen. De beeldopnemer 12 neemt een beeld op in het infrarode (IR) gebied.Figure 4 shows an iris identification device 11 according to an aspect of the invention. Centrally placed is an image sensor 12, provided with a semi-transparent mirror. Above the image sensor, a first exposure unit 14 is included which emits light in the visible area. In this embodiment, a series of LEDs has been chosen. Below the image sensor 12, an infrared light source 13 is included as a second light receipt. The image sensor 12 records an image in the infrared (IR) region.

10 De werking is als volgt. Een persoon die bijvoor beeld toegang wil of anderszins geïdentificeerd wil worden kijkt in de spiegel van de beeldopnemer 12. Hierdoor wordt één van zijn ogen in het beeldvlak gepositioneerd. De eerste belichtingseenheid 14 gaat zeer kort aan, waardoor 15 de lichtintensiteit in het beeldvlak hoger wordt. Meteen daarop dan wel tegelijkertijd wordt een eerste beeldopname gemaakt terwijl de tweede belichtingseenheid aan gaat. Kort daarop gaat de pupil reageren door te verkleinen. Er wordt een tweede opname gemaakt op het moment dat de pupil klei-20 ner is dan wel zijn minimale grootte bereikt heeft. Meestal tussen de 0,5-3 seconden.The operation is as follows. A person who, for example, wants access or otherwise wants to be identified, looks in the mirror of the image sensor 12. As a result, one of his eyes is positioned in the image plane. The first exposure unit 14 turns on very briefly, whereby the light intensity in the image plane becomes higher. Immediately or simultaneously thereafter, a first image recording is made while the second exposure unit turns on. Shortly thereafter the pupil will respond by reducing. A second shot is made when the pupil is clay or has reached its minimum size. Usually between 0.5-3 seconds.

Bepalen van gelijkheid 25 Als we willen vaststellen of één meetwaarde gelijk is aan een andere meetwaarde kunnen we onderzoeken of beide meetwaarden een gelijke waarde hebben (of hun verschil nul is) . Als de meting zonder enige storende invloeden heeft plaatsgevonden is dit een bevredigende methode. Zodra er 30 echter afwijkingen optreden rijst de vraag: 'is deze afwijking significant?'. Een echte afwijking wordt pas duidelijk als deze groter wordt dan de meetnauwkeurigheid. Aan de andere kant kan de meetonnauwkeurigheid ook een echte afwijking verdoezelen. Het optimale beslispunt kan 35 worden afgeleid uit testmateriaal.Determining equality 25 If we want to determine whether one measurement value is equal to another measurement value, we can investigate whether both measurement values have the same value (or if their difference is zero). If the measurement has taken place without any disturbing influences, this is a satisfactory method. However, as soon as 30 deviations occur, the question arises: "is this deviation significant?". A real deviation only becomes clear if it exceeds the measurement accuracy. On the other hand, the measurement inaccuracy can also cover up a real deviation. The optimum decision point can be derived from test material.

Om te bepalen of twee opgenomen signalen waarnemingen zijn 13 van dezelfde bron dan zal een simpele vergelijking over het algemeen niet voldoen. Het registratieproces kan het opgenomen signaal beïnvloeden Als deze beïnvloeding lineair is, dan bestaat er een lineair verband tussen de 5 twee opgenomen signalen, indien deze inderdaad van dezelfde bron afkomstig zijn. Deze situatie treedt vaak op b.v. bij geluidsopnames met verschillende versterker instellingen, of beeldopnames met verschillende belichting. In geval van een lineaire verband, is de correlatie coëf-10 ficiënt een goede maat voor gelijkheid van het bronsig-naal:To determine whether two recorded signals are observations from the same source, a simple comparison will generally not suffice. The recording process can influence the recorded signal. If this influence is linear, then there is a linear relationship between the two recorded signals, if they indeed come from the same source. This situation often occurs e.g. with sound recordings with different amplifier settings, or image recordings with different exposure. In the case of a linear relationship, the coefficient-10 correlation is a good measure of the source signal equality:

Cxy = 0χy / J ( Oxx· Oyy) ; (1) met 15 Οχy = covariantie: E{ (χ-μχ) · (y-My) } enCxy = 0 y / J (Ox x Oyy); (1) with 15 Οχy = covariance: E {(χ-μχ) · (y-My)} and

Mx = gemiddelde: E{ x }Mx = average: E {x}

Wanneer y = ax + b geldt: 20 Οχy = a. Οχχ en 2-If y = ax + b applies: 20 Οχy = a. Οχχ and 2-

Oyy — a Οχχ zodat: CXy = Οχy / '/(Oxx*Oyy) = 3. Οχχ / /(θχχ*3 Οχχ) = & / 'fB. = sign(a) = ±1 25 Indien y niet met x gecorreleerd is zal oxy en daarmee Cxy naar nul gaan.Oyy - a Οχχ such that: CXy = Οχy / '/ (Oxx * Oyy) = 3. Οχχ / / (θχχ * 3 Οχχ) = & /' fB. = sign (a) = ± 1 If y is not correlated with x, oxy and thus Cxy will go to zero.

Een praktisch vaak voorkomende vraag is: "komt basissig naal Y voor in de registratie X". X wordt gemeten is op 30 een zekere positie of op een zeker tijdstip kan signaal Y met een bepaalde sterkte optreden tezamen met andere fenomenen. Denk hierbij aan een echo in een sonar signaal, een verzonden bit over een modemlijn of een contrast over-gang in een digitale beeldopname. In dit geval moeten we 35 de correlatie coëfficiënt bepalen tussen de registratie X en elke mogelijke verschuiving/vertraging van basissignaal Y. We bepalen de correlatie als functie van de verschui- 1 n o 1 Q / 7 \ H ving of vertraging. Dit staat bekend als de kruiscorrela- H tie Rxy: I Rxy (t) = E{ X (t) y (t-τ) } I (2) 5 De kruiscorrelatie maat staat ook bekend als 'template H matching' of 'matched filtering'. De kruiscrorrelatie is ook te beschrijven als signaal (of beeld) filter, waarbij de filterkern overeenkomt met het basissignaal. Deze vorm H van filteren wordt Optimal filtering' genoemd, en levert 10 bij normaal verdeelde ruis een signaal met zo groot moge- H lijke signaal/ruis verhouding.A practically common question is: "does the basic signal Y appear in the X registration". X is measured at a certain position or at a certain point in time signal Y with a certain strength can occur together with other phenomena. Think of an echo in a sonar signal, a transmitted bit over a modem line or a contrast transition in a digital image recording. In this case we have to determine the correlation coefficient between the record X and any possible shift / delay of base signal Y. We determine the correlation as a function of the shift or delay. This is known as the cross-correlation Rxy: I Rxy (t) = E {X (t) y (t-τ)} I (2) 5 The cross-correlation measure is also known as 'template H matching' or 'matched' filtering '. The cross-correlation relationship can also be described as a signal (or image) filter, the filter core corresponding to the basic signal. This form H of filtering is called Optimal filtering, and delivers a signal with the highest possible signal-to-noise ratio with normally distributed noise.

Voor detectie doeleinden is het eenvoudiger om de kruis- H correlatie te schalen, zoals ook bij de correlatie coëffi- ciënt gebeurt: I 15 Cxy(r) = E{ (x(t) - Mx) · (y (t-r) - μν) } / /(ff^ffyy) I (3) of in geval van een 2 dimensionaal signaal, zoals een beeldopname: I Cxy (t, u) = E{ (x(u,v) - βχ) · (y(u-t,v-u) - βγ) } / 20 y/io^'Oyy) (4) I Het vorige probleem I "Komt een verschoven versie van basissignaal Y voor I 25 in de registratie X" kunnen we algemener maken tot:For detection purposes, it is easier to scale the cross-H correlation, as is done with the correlation coefficient: I Cxy (r) = E {(x (t) - Mx) · (y (tr) - μν )} / / (ff ^ ffyy) I (3) or in the case of a 2-dimensional signal, such as an image recording: I Cxy (t, u) = E {(x (u, v) - βχ) · (y ( ut, vu) - βγ)} / 20 y / io ^ 'Oyy) (4) I The previous problem I "Will a shifted version of base signal Y for I 25 in the registration X" be made more general to:

"Komt een getransformeerde versie van basissignaal Y"Comes a transformed version of base signal Y

voor in de registratie X".for the X "registration.

Deze transformatie kan zijn: een lineaire transformatie, 30 een translatie, een rotatie, onscherpte of andere (geome- trische) transformaties. De transformatie noemen we G.This transformation can be: a linear transformation, a translation, a rotation, blur or other (geometric) transformations. We call the transformation G.

Deze wordt bepaald door een transformatie model en een I verzameling parameters p (bv. translatie vector, verdraai- I inghoek, etc.). Het model bepaalt welke transformaties I 35 (vervormingen) in aanmerking genomen worden. Het getrans- I formeerde basissignaal is dan G(y(u,v); p).This is determined by a transformation model and a set of parameters p (eg translation vector, rotation angle, etc.). The model determines which transformations I 35 (distortions) are taken into account. The transformed base signal is then G (y (u, v); p).

1515

Wederom kunnen we de correlatie berekenen voor elke transformatie mogelijk binnen ons model:Again we can calculate the correlation for every transformation possible within our model:

Cxy(p) = E{ (x(u,v) - Mx) · ( G (y (U,v) ; p) - MG(y(u,v); p)) } / ^(axx*aG(y)G(y) ) (5) 5Cxy (p) = E {(x (u, v) - Mx) · (G (y (U, v); p) - MG (y (u, v); p))} / ^ (axx * aG (y) G (y)) (5) 5

Het zal duidelijk zijn, dat elke extra vrijheidsgraad in de transformatie G de berekening van de correlatie functie een orde moeilijker maakt. In praktische toepassingen zal op voorhand zoveel mogelijk model parameters worden ge-10 schat en alleen gecorreleerd worden over het domein van niet te voorspellen parameters.It will be clear that any additional degree of freedom in the transformation G makes the calculation of the correlation function an order more difficult. In practical applications, as many model parameters as possible will be estimated in advance and only correlated over the domain of unpredictable parameters.

We kunnen dit algemene probleem ook iets anders formuleren als: 15 "Zijn de beelden X en Y getransformeerde versies van hetzelfde basissignaal"We can also formulate this general problem slightly differently as: "Are the images X and Y transformed versions of the same basic signal"

In dit geval zoeken we naar een uniforme beschrijving voor beide beelden. De transformatie kan voor beide beelden verschillend zijn. Het achterliggende model, dat de trans-20 formatie beschrijft is echter gelijk. We zoeken dus naar die transformaties, die de beide beelden zo veel mogelijk in overeenstemming brengen. De correlatie tussen de getransformeerde beelden geeft vervolgens aan, hoe goed de beelden in overeenstemming zijn te brengen: 25 Cxy (px , Py) = E{ ( G(x(u,v); px) - MG(x(u,v); p) ) ·( G(y(u,v); py) - MG(y(u,v); p)) } / s (σ G(x)G(x) e(TG(y)G(y)) (6)In this case we look for a uniform description for both images. The transformation can be different for both images. However, the underlying model describing the transformation is the same. So we look for those transformations that bring the two images into harmony as much as possible. The correlation between the transformed images then indicates how well the images can be reconciled: Cxy (px, Py) = E {(G (x (u, v); px) - MG (x (u, v) ); p)) · (G (y (u, v); py) - MG (y (u, v); p))} / s (σ G (x) G (x) e (TG (y) G (y)) (6)

Toepassing op iris beeldenApplication to iris images

Bij een beeldopname van de iris, wordt het irisweefsel 30 afgebeeld op een reeks beeldelementen (pixels). De beeldelementen geven een getransformeerde versie weer van het irisweefsel. Deze afbeelding wordt (onder meer) beïnvloed door de volgende parameters: Λ Cs a r\ λ i Η · optiek camera: H diafragma invloed op beeldscherpte en H lichtintensiteit op beeldsensor zoom invloed op vergrotingsfactor 5 scherpstelling invloed op beeldscherpte lens aberraties veroorzaakt niet-lineaire H geometrische vervorming en onscherpte H · positie iris t.o.v. camera: 6 vrijheidsgraden: positie (x,y,z) invloed op positie in 10 beeld, vergrotingsfactor en scherpte hoekrotaties rotatie van iris in de beeldopname of iriscirkel wordt als ellips afgebeeld · belichting invloed op lichtintensiteit op beeld- sensor 15 · pupilgrootte invloed op rek-toestand van het iris- weefsel · afdekking door oogleden en reflecties zijn delen van het irisweefsel onzichtbaar · lichtafbuiging door hoornvlies (en evt. bril of con- I 20 tactlens) veroorzaakt niet-lineaire geometrische I transformatie van irisweefsel op beeldsensor H · beeldbemonsteringsraster (resolutie) 25 invloed op vergrotingsfactor. Vergro- I tingsfactor kan verschillen I in x en y richting.With an image recording of the iris, the iris tissue 30 is imaged on a series of pixels (pixels). The picture elements represent a transformed version of the iris tissue. This image is (inter alia) influenced by the following parameters: Λ Cs ar \ λ i Η · optical camera: H aperture influence on image sharpness and H light intensity on image sensor zoom influence on magnification factor 5 focus influence on image sharpness lens aberrations causes non-linear H geometric distortion and blur H · iris position relative to camera: 6 degrees of freedom: position (x, y, z) influence position in 10 image, magnification factor and sharpness angular rotation rotation of iris in image recording or iris circle is displayed as ellipse · exposure influences light intensity on image sensor 15 · pupil size influence iris tissue elongation condition · coverage by eyelids and reflections parts of the iris tissue are invisible · cornea light deflection (and possibly glasses or contact lens) causes non-linear geometric I transformation of iris tissue on image sensor H · image sampling grid (resolution) influence on magnification factor r. Magnification factor can differ I in x and y direction.

· relatie lichtintensiteit o pixelwaarde instelling van video analoog-digitaal con- 30 vertor, H gevoeligheid beeldsensor · ruis ruis in beeldsensor, video versterking, maar ook spiegelende lichtreflectie van I het hoornvlies.· Relation to light intensity o pixel value adjustment of video analog-digital converter, H sensitivity of image sensor · noise noise in image sensor, video amplification, but also reflective light reflection of the cornea.

35 I Om de iris te beschrijven als oppervlak met variërende 17 reflectie, kunnen we het beste gebruik maken van een lokaal coördinaten systeem. De oorsprong ligt in het centrum van de pupil en in het vlak van de iris. Het weefsel oppervlak is nu te beschrijven als functie van 2 5 variabelen (τ,φ) waarbij de straal loopt van pupilrand tot irisrand en de hoek loopt van 0 tot 2ιτ radialen. We gebruiken hiervoor bijvoorkeur een genormaliseerde straal-waarde, met waarde 0 op de pupilrand en waarde 1 op de irisrand.35 I To best describe the iris as a surface with varying reflection, we can best use a local coordinate system. The origin lies in the center of the pupil and in the plane of the iris. The tissue surface can now be described as a function of 2 variables (τ, φ) in which the radius runs from pupil edge to iris edge and the angle runs from 0 to 2ιτ radians. For this we preferably use a normalized radius value, with value 0 on the pupil edge and value 1 on the iris edge.

1010

De transformatie G ( . ; p) van dit genormaliseerde iris- vlak In(r/0) naar de beeldopname bevat de volgende elementen: • rotatie van genormaliseerde irisvlak 15 In,r(r , Φ) = In(r , (φ - φ0) mod 2π) • transformatie naar ellips-ringThe transformation G (.; P) of this normalized iris plane In (r / 0) to the image capture contains the following elements: • rotation of normalized iris plane 15 In, r (r, Φ) = In (r, (φ -) φ0) mod 2π) • transformation to ellipse ring

De ellipsring wordt bepaald door de buiten ellips (grootste straal r+, kleinste straal r., hoofdasligging a)/ nl. de grens tussen iris en oogwit, en 20 · de binnen ellips, die de grens is tussen iris en pupil. Het lijnstuk {(τ,φ) | r=0} wordt afgebeeld op de binnen ellips, Het lijnstuk {(Γ,φ) | r=l} wordt afgebeeld op de buiten ellips. De keuze van de buiten ellips modelleert de vergro- 25 ting, zoomfactor, beeldresolutie in x en y, rotatie van het oog. De keuze van de binnen ellips modelleert de pupilgrootte en rek-toestand van het irisweefsel. Een vereenvoudigd model, waarbij de pupil dezelfde vorm heeft als de buitengrens van de iris 30 en bovendien de pupil in het centrum van de iris ligt, wordt gegeven door de volgende relaties: Ie(x,y) = In,r(r(x,y) , φ(χ,Υ>) (x(r.tf>) ,y(r,0)) = (l-c+r.c) . R(a) · [r+.cos Φ , r-.sin φ]τ 35 met R(a) = rotatiematrix = [ cosa -sina ; Η Η sina cosa ] Η c contractie e [0,1] (0 maximale pupil, 1 minimale pupil).The ellipse ring is determined by the outer ellipse (largest radius r +, smallest radius r., Main axis position a) / ie the boundary between iris and whites, and the inner ellipse, which is the boundary between iris and pupil. The segment of line {(τ, φ) | r = 0} is displayed on the inner ellipse, The segment {(Γ, φ) | r = l} is displayed on the outer ellipse. The choice of the outer ellipse models the magnification, zoom factor, image resolution in x and y, rotation of the eye. The choice of the inner ellipse models the pupil size and elongation state of the iris tissue. A simplified model, in which the pupil has the same shape as the outer border of the iris 30 and moreover the pupil is in the center of the iris, is given by the following relations: Ie (x, y) = In, r (r (x , y), φ (χ, Υ>) (x (r.tf>), y (r, 0)) = (1-c + rc) .R (a) · [r + .cos Φ, r-. sin φ] τ 35 with R (a) = rotation matrix = [cosa -sina; Η Η sina cosa] contract c contraction e [0,1] (0 maximum pupil, 1 minimum pupil).

· translatie van ellips modelleert de positie van de 5 iris t.o.v. de optische as en beeldsensor.Translation of ellipse models the position of the iris relative to the optical axis and image sensor.

it(x»y) = ie (x-xo/y-yo) H · Punt Spreid Functie (Modulation Transfer Function) modelleert de scherpte van de afbeelding als gevolg van afstand iris-camera, diafragma en optiek als 10 een convolutie (beeldfiltering): I If(x,y) = It(x,y) <g> PSF(x,y) · Bemonstering in plaatsdomein:it (x »y) = ie (x-xo / y-yo) H · Point Spread Function (Modulation Transfer Function) models the sharpness of the image due to iris camera distance, aperture and optics as a convolution (image filtering) ): I If (x, y) = It (x, y) <g> PSF (x, y) · Sampling in place domain:

Id(xk,yk) = If(xk,yk) If is gedefinieerd opId (xk, yk) = If (xk, yk) If is defined on

RxR, Xk,yk eZ.RxR, Xk, yk eZ.

I 15 · Intensiteitsschaling en -bemonstering schaling van weefselreflectie naar pixel waarde.I 15 · Intensity scaling and sampling scaling of tissue reflection to pixel value.

Hierbij voldoet een lineaire transformatie gevolgd door afronding en door een begrenzing op het bereik van de AD-convertor (meestal 0 en 255).A linear transformation suffices, followed by rounding and by a limitation on the AD converter range (usually 0 and 255).

20 De schaling modelleert belichtingssterkte, dia- I fragma, sensorgevoeligheid, bereik AD-convertor.20 The scaling models exposure strength, aperture, sensor sensitivity, AD converter range.

I Is(xk,yk) = max(0, min(255, round( a Id(xk,yk)+b I ))) 25 De vraag of een iris in een zekere beeldopname gelijk is I aan de iris in een andere beeldopname kunnen we nu op- splitsen in drie delen: I 1. bepaal voor beide beelden zoveel mogelijk model pa- I rameters (van px en py in vgl. (6)) om de genorma- I 30 liseerde irisbeschrijving af te beelden op de iris I in het beeld I 2. correleer volgens de twee genormaliseerde irisbe- I schrijvingen over de overgebleven vrijheidsgraden in px en py.I Is (xk, yk) = max (0, min (255, round (a Id (xk, yk) + b I))) 25 The question of whether an iris in one image capture is equal I to the iris in another We can now split the image recording into three parts: I 1. Determine as many model parameters as possible for both images (from px and py in cf. (6)) to display the normalized iris description on the image. iris I in the image I 2. correlate according to the two normalized iris descriptions over the remaining degrees of freedom in px and py.

35 3. Toets of de maximale waarde van de correlatie Cxy(px I , py) significant is, waarmee besloten wordt of de 19 beide irisbeelden afkomstig zijn van hetzelfde weefsel.3. Test whether the maximum value of the correlation Cxy (px I, py) is significant, with which it is decided whether the two iris images originate from the same tissue.

55

Claims

A method according to claim 1, wherein the second image recording is made at a light intensity on the iris to be measured which has been changed more than a response time before the second image recording. 3. Method according to claim 2, wherein within I a time window of at most a few minutes the second image recording of the iris is included.

Method according to claims 1-3, wherein the light intensity differs in the visible light. 5. Method according to claims 1-4, wherein I is applied to the iris either before the first image recording or before the second image recording, preferably shorter than about 1 second.

6. Method according to claim 5, wherein the light pulse is applied in a time period of 0.2-1 seconds before an I recording.

7. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein the first and second image recording are made shortly after one another, preferably within 1 minute, more preferably within 2 seconds.

A method according to claims 1-7, wherein a second biometric characteristic is recorded within a time window of a maximum of a few minutes around I the first point in time. 9. Method according to claims 1-8, wherein the second biometric characteristic is selected from the group comprising hand geometry, the retina, the speech and the iris.

The method of claim 9, wherein the second biometric feature is a second image capture of the iris.

The method of claims 1-10, wherein the second image recording is recorded at a light intensity that differs from the light intensity at the recording of the first image recording.

12. Method according to claim 3, wherein the light intensity on the iris to be measured in the visible area is changed more than one pupil response time before the second image recording.

A method according to claim 12, wherein either a short light pulse is applied to the iris before the first image recording or before the second image recording, preferably shorter than about 1 second.

A method according to claim 12 or 13, wherein the light pulse is applied in a time period of 0.2-1 seconds before a recording.

A method according to claims 11-14, wherein the first and second image recordings are made in quick succession, preferably within 1 minute, more preferably within 2 seconds.

16. A method according to any one of the preceding claims, wherein a first image recording is made of an iris, the outer edge and the pupil edge of the iris are determined, the image recording is transformed into a first normalized iris image wherein the iris image is normalized, the first normalized iris image is correlated with a second normalized iris image of an iris in which a correlation value is calculated, and a check is made as to whether the correlation value is significant.

17. Method as claimed in claim 16, wherein a first and second pupil diameter is determined for the first and second iris image, the two pupil diameters are compared, and it is determined from the significance of the correlation value and the pupil diameter change whether there is a

4 A Λ j Λ Λ ΛΛ If a fraud attempt is present.

18. Method according to claim 17, wherein in the transformation the pupil diameter is varied and the correlation is maximized, wherein at a maximum correlation the pupil diameters and the correlation value are tested to determine whether a fraud attempt is present.

19. Method according to claims 16-18, wherein characteristics are calculated from each iris image, a correlation value of the characteristics of different iris images is calculated, and a check is made as to whether the correlation value is significant.

20. Device for iris detection, comprising an exposure unit for illuminating an iris, an image sensor for recording an image of an iris, memory means for storing at least two image recordings of an iris or characteristics of the iris, a data processing unit provided with software for converting the image recordings into normalized image recordings, correlating two normalized image recordings where a correlation value is determined, and testing whether the correlation value is significant.

21. Device as claimed in claim 20, wherein the exposure unit is provided with at least two switchable exposure positions, the image sensor being connected to the exposure unit for setting the exposure position and recording at least two images at at least two exposure positions.

22. Device as claimed in claim 21, wherein the device is provided with a memory for storing an iris image of a person, the software is provided with a procedure for correlating and testing two images taken one after the other at two different exposure positions, a decision function for determining whether a fraud attempt is present, and comparing features from a recorded iris image with features from the iris image from the memory associated with the person.

23. Assembly of a device according to one of the preceding claims and a portable data carrier, in particular a chip card, wherein the data carrier is provided with the iris image of the owner of the data carrier or features from the iris image of the owner of the data carrier.

An assembly according to claim 23, wherein the data carrier is further provided with data regarding biometric features other than iris features.

25. Device as claimed in claim 24, wherein the software is provided with a decision routine for deciding whether a fraud attempt is present, and comparing an iris image recorded for testing with an iris image stored in a memory or features from the iris image.

An iris recognition device, comprising an image sensor for recording a first image of an iris and a second image of an iris in an image plane and means for determining the elongation of iris tissue by comparing the first and second image.

27. Device as claimed in claim 26, wherein the means for determining the stretch of iris tissue comprises means for determining the pupil edge, means for determining the iris edge, means for transforming an iris image based on the determined pupil edge and the iris edge, and means for correlating two images of an iris.

28. Device as claimed in any of the claims 26 or 27, comprising a first exposure unit that can be switched on and off for increasing the light intensity in the visible area at the location of the image plane, and a control unit which is connected to the image sensor and the first exposure unit, for activating the first exposure unit, activating the image sensor for recording a first iris image, and activating the image sensor for recording a second iris image after a pupil response time. 29. Device as claimed in claim 28, wherein the H control unit is adapted to activate the image sensor for recording the first iris image within a pupil response time after the first exposure unit is activated.

The device of claim 29, wherein the image sensor is an image sensor for recording images in the infrared (IR) region, the device comprising a second exposure unit for increasing H10 the light intensity in the infrared region at the location of H image plane.

31. Method for iris detection in a person, H in which a picture of an iris is made of the person at a first time point, within a time window around the first time point a second biometric characteristic of the person is measured, data concerning the iris and the iris second biometric characteristic of the person can be read from a portable data carrier of the person and compared with data determined from the image recording of the iris and the second biometric characteristic.

The method of claim 31, wherein the second biometric characteristic is derived from a measurement of the retina, the voice, or hand geometry.

33. Method for verifying the identity of a person, wherein an image of an iris is made of the person at a first point in time, a second biometric characteristic of the person is measured within a time window around the first point of time , data on one of the measured biometric features of the person is read from a person's portable data carrier and data on the other biometric feature is retrieved from a data file outside the portable data carrier and the data on the measured biometric features and the read out and retrieved biometric features.

34. Method for iris detection, wherein a first iris image of an eye is recorded while the eye is exposed at a first exposure angle, a second iris image is recorded at a second exposure angle that is not equal to the first exposure angle, and from the first and second iris image the brightness variation of the eye is determined, after which the brightness variation of the eye whose iris images are recorded is compared with the predetermined brightness variation of a living eye.

35. Device for iris detection, comprising an image sensor for recording an iris image in an image plane, a first exposure unit for illuminating the eye at a first exposure angle between 10 and 80 degrees relative to a connection line from the pupil to the image sensor and a second exposure unit for illuminating the eye at a second exposure angle, the angle included by the second exposure unit, the pupil and the first exposure unit being less than 180 degrees.

36. Device comprising one or more of the characterizing measures described in the description and / or shown in the drawings.

37. Method comprising one or more of the characterizing measures described in the description and / or shown in the drawings. -o-o-o-o-o-o-o-