DE102010016109A1 - Method for detecting biometric features - Google Patents

Method for detecting biometric features Download PDF

Info

Publication number
DE102010016109A1
DE102010016109A1 DE102010016109A DE102010016109A DE102010016109A1 DE 102010016109 A1 DE102010016109 A1 DE 102010016109A1 DE 102010016109 A DE102010016109 A DE 102010016109A DE 102010016109 A DE102010016109 A DE 102010016109A DE 102010016109 A1 DE102010016109 A1 DE 102010016109A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wavelength
body part
light
image
biometric features
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010016109A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Dilger Markus
Dr. Neudel Frank
Dr. Abderhalden Jürg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TST Biometrics Holding AG
Original Assignee
TST Biometrics Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TST Biometrics Holding AG filed Critical TST Biometrics Holding AG
Priority to DE102010016109A priority Critical patent/DE102010016109A1/en
Priority to PCT/DE2011/075007 priority patent/WO2011116761A1/en
Publication of DE102010016109A1 publication Critical patent/DE102010016109A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1312Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/143Sensing or illuminating at different wavelengths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen biometrischer Merkmale bei einem zu untersuchenden Körperteil (4), insbesondere bei einem Finger mit Fingerlinien, bei dem das Körperteil (4) mit einem Licht einer ersten Wellenlänge und mit einem Licht (11) einer von der ersten Wellenlänge abweichenden zweiten Wellenlänge, das ein Muster aufweist, beleuchtet wird und bei dem das von dem Körperteil (4) reflektierte Licht der ersten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der ersten Wellenlänge biometrische Merkmale als ein Biometriebild (15) des Körperteils (4) zu bestimmen, und bei dem gleichzeitig das von dem Körperteil (4) reflektierte Licht der zweiten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge mit einer Auswertung der Verzerrung des Musters eine dreidimensionale Gestalt des Körperteils (4) als ein Geometriebild (14) des Körperteils (4) zu bestimmen, und bei dem das Biometriebild (15) auf das Geometriebild (14) abgebildet wird, um eine dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil (4) zu erhalten.The invention relates to a method for detecting biometric features in a body part (4) to be examined, in particular a finger with finger lines, wherein the body part (4) with a light of a first wavelength and with a light (11) one of the first wavelength deviating second wavelength, which has a pattern, and in which the light of the first wavelength reflected by the body part (4) is detected in order to use the detected light of the first wavelength to make biometric features as a biomedical image (15) of the body part (4). and simultaneously detecting the second wavelength light reflected from the body part (4) to detect a three-dimensional shape of the body part (4) as a geometry image (14) from the detected second wavelength light with an evaluation of the distortion of the pattern ) of the body part (4), and in which the bio-mode image (15) on the geometry image (14) a is formed to obtain a three-dimensional distribution of the biometric features on the body part (4).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung ist gebildet durch ein Verfahren zum Erfassen biometrischer Merkmale bei einem zu untersuchenden Körperteil, insbesondere bei einem Finger mit Fingerlinien, bei dem das Körperteil mit einem Licht einer ersten Wellenlänge und mit einem Licht einer von der ersten Wellenlänge abweichenden zweiten Wellenlänge, das ein Muster aufweist, beleuchtet wird und bei dem das von dem Körperteil reflektierte Licht der ersten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der ersten. Wellenlänge biometrische Merkmale als ein Biometriebild des Körperteils zu bestimmen, und bei dem gleichzeitig das von dem Körperteil reflektierte Licht der zweiten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge mit einer Auswertung der Verzerrung des Musters eine dreidimensionale Gestalt des Körperteils als ein Geometriebild des Körperteils zu bestimmen, und bei dem das Biometriebild auf das Geometriebild abgebildet wird, um eine dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil zu erhalten.The invention is formed by a method for detecting biometric features in a body part to be examined, in particular a finger with finger lines, in which the body part with a light of a first wavelength and a light of a second wavelength deviating from the first wavelength, which is a pattern is illuminated, and in which the light of the first wavelength reflected by the body part is detected to the basis of the detected light of the first. Wavelength biometric features to be determined as a biomimetic part of the body part and simultaneously detecting the second wavelength light reflected from the body part to detect a three-dimensional shape of the body part as a geometry image from the detected second wavelength light with an evaluation of the distortion of the pattern of the body part, and in which the biomimetic image is mapped onto the geometry image to obtain a three-dimensional distribution of the biometric features on the body part.

Dreidimensionale Aufnahmen von Fingeroberflächen ermöglichen eine höhere biometrische Erkennungsleistung gegenüber Fingerabdruckscannern, da der in Richtung und Betrag als auch im zeitlichen Verlauf unbekannte Anpressdruck auf die Oberfläche eines zweidimensionalen Scanners zu einer Verformung des Fingers führt und die Erkennungsleistung des System verringert oder höhere Toleranzen in der Auswertungssoftware erfordert, was zu Lasten der Trennschärfe zwischen den Fingern verschiedener Personen geht. Aus diesem Grunde sind verschiedene Ansätze zur Vermessung von Fingerkuppen untersucht worden. In der US 5963664 und in der DE 10153808 werden Verfahren beschrieben, bei denen durch Spiegelanordnungen mehrere Ansichten von Fingerkuppen aufgenommen werden. Die DE 10315923 beschreibt ein Verfahren, bei dem durch sequentielle Beleuchtungen aus unterschiedlichen Richtungen mehrere Ansichten aufgenommen werden. Diese Ansichten werden entweder mit Mehrkamerasystemen, wie in der US 7606395 beschrieben, oder durch Teilbilder in einer Kamera aufgenommen. Ein Nachteil der herkömmlichen Verfahren liegt darin, dass die Verwendung von Spiegeln entweder eine äußerst exakte Positionierung der Spiegel, die zu erhöhten Kosten bei der Fertigung führt, oder einen softwareseitigen Ausgleich des Spiegelversatzes erfordert. Diese Überlagerung ist bei merkmalsarmen Teilbildern der Ansichten aufwendig und störungsanfällig. Die Verwendung mehrerer Kameraeinheiten führt zu einem zusätzlichen Aufwand an elektronischen und optischen Bauteilen, wodurch sich die Herstellungskosten für das Gesamtsystem erhöhen. Grundsätzlich könnten auch Kamerasysteme, die mit einem Laufzeitverfahren Entfernungen bestimmen, (3D-TOF-Kamerasysteme) zur Bestimmung der Geometrie des Körperteils eingesetzt werden. In der US 20020097896 wird eine strukturierte Beleuchtung als Punktmatrix unter einem Triangulationswinkel zu der Kamera offenbart, wodurch mittels deren Verschiebung eine Aussage über die Topologie des Körperteils getroffen werden kann. Eine Erweiterung dieser Funktionsweise wird durch die Verwendung von Mustern unterschiedlicher Frequenz erreicht, wobei Interferenzen mit Strukturen gleicher Frequenz auf der zu vermessenden Oberfläche des Körperteils vermieden werden können. Ein Nachteil der sequentiellen Bildaufnahme liegt allerdings darin, dass der Benutzer den Finger während der Aufnahme ortsfest halten muss oder eine softwareseitige Korrektur der Position notwendig wird.Three-dimensional recordings of finger surfaces allow for higher biometric recognition performance over fingerprint scanners, because the amount of pressure, unknown over time, on the surface of a two-dimensional scanner results in finger deformation and reduces the recognition performance of the system or requires higher tolerances in the evaluation software , which is at the expense of the power of separation between the fingers of different persons. For this reason, various approaches to the measurement of fingertips have been studied. In the US 5963664 and in the DE 10153808 describes methods in which multiple views of fingertips are recorded by mirror assemblies. The DE 10315923 describes a method in which multiple views are taken by sequential illuminations from different directions. These views are either with multi-camera systems, as in the US 7606395 described or captured by sub-images in a camera. A disadvantage of the conventional methods is that the use of mirrors requires either extremely precise positioning of the mirrors, which leads to increased manufacturing costs, or a software offset of the mirror offset. This overlay is complicated and prone to failure in low-detail fields of the views. The use of multiple camera units leads to an additional outlay on electronic and optical components, which increases the manufacturing costs for the entire system. In principle, camera systems which use a transit time method to determine distances (3D TOF camera systems) could also be used to determine the geometry of the body part. In the US 20020097896 a structured illumination is disclosed as a dot matrix at a triangulation angle to the camera, whereby by means of its displacement a statement about the topology of the body part can be made. An extension of this mode of operation is achieved by the use of patterns of different frequencies, whereby interference with structures of the same frequency on the surface of the body part to be measured can be avoided. A disadvantage of the sequential image recording, however, is that the user must hold the finger during recording stationary or a software-side correction of the position is necessary.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereit zu steilen, mit dem biometrische Informationen besser erfasst und verarbeitet werden können.The invention is therefore based on the object to provide a method ready to better capture and process biometric information.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Erfassung biometrischer Merkmale bei einem zu untersuchenden Körperteil, insbesondere bei einem Finger mit Fingerlinien gelöst, indem das Körperteil mit einem Licht einer ersten Wellenlänge und mit einem Licht einer von der ersten Wellenlänge abweichenden zweiten Wellenlänge, das ein Muster aufweist, beleuchtet wird, und indem das von dem Körperteil reflektierte Licht der ersten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der ersten Wellenlänge biometrische Merkmale als ein Biometriebild des Körperteils zu bestimmen, und indem gleichzeitig das von dem Körperteil reflektierte Licht der zweiten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge mit einer Auswertung der Verzerrung des Musters eine dreidimensionale Gestalt des Körperteils als ein Geometriebild des Körperteils zu bestimmen, und indem das Biometriebild auf das Geometriebild abgebildet wird, um eine dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil zu erhalten. Der Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, dass durch das Abbilden des Biometriebildes auf das Geometriebild die biometrischen Merkmale besser dreidimensional bestimmt werden. Darüber hinaus wird durch das gleichzeitige Erfassen eine Ortsverschiebung der Bilder zueinander vermieden.This object is achieved in a method for detecting biometric features in a body part to be examined, in particular a finger with finger lines, by the body part having a light of a first wavelength and having a light of a second wavelength deviating from the first wavelength having a pattern is illuminated, and by detecting the light of the first wavelength reflected by the body part to determine biometric characteristics as a bio-mode image of the body part from the detected light of the first wavelength, and by simultaneously detecting the light of the second wavelength reflected from the body part for determining a three-dimensional shape of the body part as a geometry image of the body part from the detected light of the second wavelength by evaluating the distortion of the pattern, and imaging the biomimetic image on the geometry image to obtain a three-dimensional distribution ng of the biometric features on the body part. The advantage of this procedure is that by mapping the biomimetic image to the geometry image, the biometric features are better determined three-dimensionally. In addition, the simultaneous detection of a spatial displacement of the images to each other is avoided.

Bei diesem Verfahren werden bevorzugt das Licht der ersten Wellenlänge und das Licht der zweiten Wellenlänge mit einer Farbkamera erfasst, deren Farbkanäle die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge trennen, wodurch die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einfacher ausgestaltet werden kann.In this method, the light of the first wavelength and the light of the second wavelength are preferably detected with a color camera whose color channels separate the first wavelength and the second wavelength, whereby the device for carrying out the method can be made simpler.

Als vorteilhaft hat es sich bei dem Verfahren erwiesen, wenn dem Licht der zweiten Wellenlänge sinusförmige Strukturen aufgeprägt worden sind. Über die Beleuchtung mit der sinusförmigen Struktur ist im Vergleich zu einem Streifenmuster eine verbesserte Bestimmung des Geometriebildes möglich. Vorzugsweise wird das Licht der ersten Wellenlänge mit schnellen Fourier-Transformationen und/oder Phasenregelschleifen vermessen, da sinusförmige Muster mit einer ausreichend hohen Anzahl an Perioden über schnelle Fourier-Transformationen oder Phasenregelschleifen vermessen werden können, wobei eine niedrige Auflösung in den Maxima und in den Minima des Sinus durch Interpolation kompensiert werden kann. Wichtig für die Funktionsweise des auf Basis der strukturierten Beleuchtung vermessenden Geometriebildes ist, dass die topologischen Eigenschaften des zu untersuchenden Körperteils in der Frequenz deutlich getrennt werden können. Die Frequenz der Beleuchtung muss sich demzufolge von der Frequenz der Fingerlinien unterscheiden, die ebenfalls eine dem Sinus angenäherte Information im Frequenzraum erzeugt.It has proved to be advantageous in the method when sinusoidal structures have been impressed on the light of the second wavelength. By means of the illumination with the sinusoidal structure, an improved determination of the geometry is possible in comparison to a fringe pattern. Preferably, the first wavelength light is measured with fast Fourier transforms and / or phase locked loops, since sinusoidal patterns with a sufficiently high number of periods can be measured via fast Fourier transforms or phase locked loops, with a low resolution in the maxima and minima of the sine can be compensated by interpolation. Important for the functioning of the based on the structured illumination measuring Geometriebildes is that the topological properties of the body part to be examined in the frequency can be clearly separated. The frequency of the illumination must therefore differ from the frequency of the finger lines, which likewise generates an information approximating the sine in the frequency domain.

Weiterhin können die erste Wellenlänge und/oder die zweite Wellenlänge sich in dem Bereich von 400 nm bis 580 nm befinden. Bevorzugt wird bei dem Verfahren das Licht der ersten Wellenlänge unter einem Triangulationswinkel auf eine gesamte Oberfläche des zu untersuchenden Körperteils projiziert wird.Furthermore, the first wavelength and / or the second wavelength may be in the range of 400 nm to 580 nm. Preferably, in the method, the light of the first wavelength is projected at a triangulation angle on an entire surface of the body part to be examined.

Des Weiteren kann bei dem Verfahren eine abstandsabhängige Vergrößerung auf einer Bildoberfläche des zu untersuchenden Körperteils kompensiert werden, wodurch eine telezentrische Aufnahme erhalten werden kann.Furthermore, in the method, a distance-dependent magnification on an image surface of the body part to be examined can be compensated, whereby a telecentric recording can be obtained.

Besonders bevorzugt wird anhand des erfassten Lichtes der ersten Wellenlänge und des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge ein vom Umfang abgerolltes Bild des Körperteils berechnet.With particular preference, an image of the body part which has been unwound from the circumference is calculated on the basis of the detected light of the first wavelength and of the detected light of the second wavelength.

Bei diesem Verfahren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mit vorbestimmten Parametern, insbesondere Anpressdruck und/oder Elastizität des Körperteils und/oder Durchmesser des Körperteils, ein Bild des deformierten Körperteils berechnet wird. Dabei hat es sich als günstig gezeigt, wenn die vorbestimmten Parameter anhand des Geometriebildes bestimmt werden. Bevorzugt werden bei dem Verfahren das vom Umfang abgerollte Bild des Körperteils oder das Bild des deformierten Körperteils mit in einer Datenbank gespeicherten zweidimensionalen Abdrücken des Körperteils verglichen, wodurch ein Abgleich mit Datensätzen biometrischer Merkmale möglich wird, die von kontaktbasierenden Scannern, über Tintenabdrücke oder forensischen Bildern gewonnen worden sind.In this method, it has proven to be advantageous if an image of the deformed body part is calculated with predetermined parameters, in particular contact pressure and / or elasticity of the body part and / or diameter of the body part. It has proven to be favorable if the predetermined parameters are determined on the basis of the geometry. Preferably, the method compares the circumferentially unrolled image of the body part or the image of the deformed body part to two-dimensional impressions of the body part stored in a database, thereby enabling matching with biometric data sets obtained from contact-based scanners, ink prints or forensic images have been.

Alternativ und/zusätzlich kann bei dem Verfahren die auf diese Weise bestimmte dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil mit in einer Datenbank gespeicherten Datensätzen biometrischer Merkmale verglichen werden, die erfindungsgemäß erfasst worden sind.Alternatively and / or additionally, in the method, the thus determined three-dimensional distribution of the biometric features on the body part can be compared with data sets of biometric features stored in a database which have been detected according to the invention.

Im Folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail in exemplary embodiments illustrated in the drawing; show it:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, 1 a schematic representation of a first device which is suitable for carrying out the method according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, und 2 a schematic representation of a second device which is suitable for carrying out the method according to the invention, and

3 und ein Schema zum Verfahren des Erfassens biometrischer Merkmale. 3 and a scheme for the method of detecting biometric features.

1 und 2 zeigen schematische Darstellungen einer ersten Vorrichtung bzw. einer zweiten Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind. Ein zu untersuchender Finger 4 wird in einem biometrisch zu erfassenden Bereich 6 über eine erste Lichtquelle 3 mit einem Licht einer ersten Wellenlänge beleuchtet. Die Lichtquelle 3 kann eine Leuchtdiode oder mehrere Leuchtdioden gleicher Farbe aufweisen. Das reflektierte Licht aus dem Bereich 6 wird von einer Kamera 1 erfasst, wobei z. B. ein Objektiv 2 vor der Kamera 1 angeordnet ist. Wie in der 1 gezeigt, kann der Finger 4 auch auf einer Auflage 5 aufliegen. Alternativ kann, wie in der 2 gezeigt, der Finger 5 frei über der Kamera 1 gehalten werden, um Verformungen des Fingers 4 zu vermeiden. Der biometrisch zu erfassende Bereich 6 wird weiterhin unter einem Triangulationswinkel 7 über eine zweite Lichtquelle 8 mit einem Licht einer zweiten Wellenlänge beleuchtet, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet. Über ein Absorptionsmuster 9 wird dem Licht der zweiten Wellenlänge ein Muster aufgeprägt, wobei im Strahlengang eine Projektionsoptik 10 angeordnet sein kann. Zur besseren Trennung der Farbkanäle können ein optischer oder mehrere optische Filter 16 vor der ersten Lichtquelle 3 und/oder der zweiten Lichtquelle 8 angeordnet sein. 1 and 2 show schematic representations of a first device and a second device, which are suitable for carrying out the method according to the invention. A finger to be examined 4 will be in a biometrically detected area 6 via a first light source 3 illuminated with a light of a first wavelength. The light source 3 can have one LED or multiple LEDs of the same color. The reflected light from the area 6 is from a camera 1 detected, wherein z. B. a lens 2 in front of the camera 1 is arranged. Like in the 1 shown, the finger can 4 also on a run 5 rest. Alternatively, as in the 2 shown, the finger 5 free above the camera 1 held to deformations of the finger 4 to avoid. The area to be recorded biometrically 6 will continue to be under a triangulation angle 7 via a second light source 8th illuminated with a light of a second wavelength, which differs from the first wavelength. About an absorption pattern 9 a pattern is impressed on the light of the second wavelength, wherein in the beam path a projection optics 10 can be arranged. For better separation of the color channels can be an optical or multiple optical filters 16 in front of the first light source 3 and / or the second light source 8th be arranged.

3 zeigt ein Schema zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung biometrischer Merkmale. Der zu untersuchende Finger 4 wird mit dem Licht 11 einer zweiten Wellenlänge, dem ein sinusförmiges Muster aufgeprägt worden sein kann, beleuchtet. Eine sich daraus ergebene Phasenverschiebung 12 und eine Modellierung der Frequenz des Musters ergibt Tiefeninformationen 13 für eine topographische Vermessung des Fingers 4 und dessen Position im Raum, so dass ein Geometriebild 14 bestimmt werden kann, während mit dem Licht der ersten Wellenlänge ein Biometriebild 15 bestimmt wird. Mit der Abbildung des Biometriebildes 15 auf das Geometriebild 14 kann ein Datensatz mit den biometrischen Informationen auf der Oberfläche des Fingers 4 dreidimensional präzise bestimmt werden. Neben Translationen und/oder Rotationen dieses dreidimensionalen Datensatzes können weitere Abbildungen zu biometrischen Auswertungen erzeugt werden.

  • 1) Z. B. kann eine optisch korrigierte Abbildung erzeugt werden, welche die abstandsabhängige Vergrößerung auf dem zu vermessenden Körperteil kompensiert, wodurch eine telezentrische erhalten wird.
  • 2) Des Weiteren kann eine vom Umfang abgerollte erzeugt werden, die die durch die Draufsicht verkürzte Darstellung der Ebenen kompensiert, deren Flächennormale nicht parallel zur optischen Achse ist. Dadurch entfallen bei biometrischen Vergleichen zwischen ein und demselben Körperteil die rotationsbedingten Unterschiede.
  • 3) Darüber hinaus kann durch eine simulierte Deformation des zu untersuchenden Körperteils eine Abbildung erzeugt werden, die z. B. dem Aufpressen auf eine ebene Fläche mit einem vorbestimmten Anpressdruck entspricht, so dass für den Vergleich Datensätze verwendet werden können, die aus kontaktbasierten Scannern, Tintenabdrücken oder forensischen Bilder gewonnen worden sind. Die Parameter für die simulierten Deformationen können sowohl empirisch, wie z. B. aus der Elastizität des Fingers, oder auch aus dem dreidimensionalen Datensatz, wie z. B. aus dem Radius des Fingers, erhalten werden. Für die aus der Simulation entstandene Abbildung können verschiedene Anpressdrücke oder Geometrien der Oberflächen verwendet werden, so dass jeweils eine zweidimensionale Abbildung eines Abdruckes auch von unebenen Objekten erzeugt werden kann, wie dies für die Forensik erwünscht ist.
  • 4) Außerdem kann auch eine Kombination der Abbildungsverfahren 2) und 3) durchgeführt werden, so dass Datensätze erhalten werden können, die einem abgerollten forensischen Finger mit durch Anpressdruck erzeugter Deformationen entsprechen.
3 shows a scheme for the inventive method for detecting biometric features. The finger to be examined 4 becomes with the light 11 a second wavelength, which may have been impressed on a sinusoidal pattern, illuminated. A resulting phase shift 12 and modeling the frequency of the pattern gives depth information 13 for a topographic survey of the finger 4 and its position in space, leaving a geometry image 14 can be determined while with the light of the first wavelength a biometriebildild 15 is determined. With the picture of the bio mode picture 15 on the geometry image 14 can be a record with the biometric information on the surface of the finger 4 be determined three-dimensionally precise. In addition to translations and / or rotations of this three-dimensional data set, further illustrations can be generated for biometric evaluations.
  • 1) For example, an optically corrected image can be generated, which compensates the distance-dependent magnification on the body part to be measured, whereby a telecentric is obtained.
  • 2) Furthermore, an unrolled from the scope are generated, which compensates for the shortened by the top view representation of the planes whose surface normal is not parallel to the optical axis. This eliminates biometric comparisons between one and the same body part, the rotation-related differences.
  • 3) In addition, by a simulated deformation of the body part to be examined, an image can be generated, the z. B. the pressing on a flat surface with a predetermined contact pressure, so that can be used for comparison records that have been obtained from contact-based scanners, ink prints or forensic images. The parameters for the simulated deformations can both empirically, such. B. from the elasticity of the finger, or from the three-dimensional record such. B. from the radius of the finger can be obtained. For the simulation resulting image different contact pressures or geometries of the surfaces can be used, so that in each case a two-dimensional image of an impression of uneven objects can be generated, as is desirable for forensics.
  • 4) In addition, a combination of the imaging methods 2) and 3) can also be performed so that data records corresponding to a rolled forensic finger with deformations generated by contact pressure can be obtained.

Das Verfahren zur Erfassung eines biometrischen Merkmals ist nicht auf die Erfassung von Fingerlinien beschränkt, sondern es kann auch auf andere zu untersuchenden Körperteile (wie z. B. die Iris) angewandt werden.The method for detecting a biometric feature is not limited to the detection of finger lines, but it can also be applied to other body parts to be examined (such as the iris).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Digitalkameradigital camera
22
Objektivlens
33
erste Lichtquellefirst light source
44
Fingerfinger
55
Auflageedition
66
biometrisch zu erfassender Bereichbiometrically detectable area
77
Triangulationswinkeltriangulation
88th
zweite Lichtquellesecond light source
99
Absorptionsmusterabsorption pattern
1010
Projektionsoptikprojection optics
1111
Licht mit sinusförmigen MusterLight with sinusoidal pattern
1212
Phasenverschiebungphase shift
1313
Tiefeninformationdepth information
1414
Geometriebildgeometry image
1515
Biometriebildbiometrics image
1616
optischer Filteroptical filter
1717
telezentrische Abbildungtelecentric picture
1818
vorn Umfang abgerollte Abbildungfront of the circumference unrolled picture

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5963664 [0002] US 5963664 [0002]
  • DE 10153808 [0002] DE 10153808 [0002]
  • DE 10315923 [0002] DE 10315923 [0002]
  • US 7606395 [0002] US 7606395 [0002]
  • US 20020097896 [0002] US 20020097896 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Erfassen biometrischer Merkmale bei einem zu untersuchenden Körperteil (4), insbesondere bei einem Finger mit Fingerlinien, bei dem: – das Körperteil (4) mit einem Licht einer ersten Wellenlänge und mit einem Licht (11) einer von der ersten Wellenlänge abweichenden zweiten Wellenlänge, das ein Muster aufweist, beleuchtet wird, – das von dem Körperteil (4) reflektierte Licht der ersten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der ersten Wellenlänge biometrische Merkmale als ein Biometriebild (15) des Körperteils (4) zu bestimmen, – gleichzeitig das von dem Körperteil (4) reflektierte Licht der zweiten Wellenlänge erfasst wird, um anhand des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge mit einer Auswertung der Verzerrung des Musters eine dreidimensionale Gestalt des Körperteils (4) als ein Geometriebild (14) des Körperteils (4) zu bestimmen, und – das Biometriebild (15) auf das Geometriebild (14) abgebildet wird, um eine dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil (4) zu erhalten.Method for detecting biometric features in a body part to be examined ( 4 ), in particular a finger with finger lines, in which: - the body part ( 4 ) with a light of a first wavelength and with a light ( 11 ) of a second wavelength deviating from the first wavelength, which has a pattern, which is illuminated by the body part ( 4 ) reflected light of the first wavelength is detected in order to use the detected light of the first wavelength biometric features as a Biometriebild ( 15 ) of the body part ( 4 ) - at the same time that of the body part ( 4 ) reflected light of the second wavelength is detected in order to use the detected light of the second wavelength with an evaluation of the distortion of the pattern, a three-dimensional shape of the body part ( 4 ) as a geometry image ( 14 ) of the body part ( 4 ), and - the biomass image ( 15 ) on the geometry image ( 14 ) in order to obtain a three-dimensional distribution of the biometric features on the body part ( 4 ) to obtain. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der ersten Wellenlänge und das Licht (11) der zweiten Wellenlänge mit einer Farbkamera (1) erfasst werden, deren Farbkanäle die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge trennen.Method according to claim 1, characterized in that the light of the first wavelength and the light ( 11 ) of the second wavelength with a color camera ( 1 ) whose color channels separate the first wavelength and the second wavelength. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Licht (11) der zweiten Wellenlänge sinusförmige Strukturen aufgeprägt worden sind.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the light ( 11 ) of the second wavelength sinusoidal structures have been impressed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge und/oder die zweite Wellenlänge sich in dem Bereich von 400 nm bis 580 nm befinden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first wavelength and / or the second wavelength are in the range of 400 nm to 580 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der ersten Wellenlänge mit schnellen Fourier-Transformationen und/oder Phasenregelschleifen vermessen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light of the first wavelength is measured with fast Fourier transforms and / or phase locked loops. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der ersten Wellenlänge unter einem Triangulationswinkel (7) auf eine gesamte Oberfläche des Körperteils (4) projiziert wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light of the first wavelength at a triangulation angle ( 7 ) on an entire surface of the body part ( 4 ) is projected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine abstandsabhängige Vergrößerung auf einer Bildoberfläche des Körperteils (4) kompensiert wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a distance-dependent magnification on an image surface of the body part ( 4 ) is compensated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des erfassten Lichtes der ersten Wellenlänge und des erfassten Lichtes der zweiten Wellenlänge ein vom Umfang abgerolltes Bild (18) des Körperteils (4) berechnet wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the basis of the detected light of the first wavelength and the detected light of the second wavelength, a rolled-up image (18) of the body part ( 4 ) is calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit vorbestimmten Parametern, insbesondere Anpressdruck und/oder Elastizität des Körperteils (4) und/oder Durchmesser des Körperteils (4), ein Bild des deformierten Körperteils berechnet wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that with predetermined parameters, in particular contact pressure and / or elasticity of the body part ( 4 ) and / or diameter of the body part ( 4 ), an image of the deformed body part is calculated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Parameter anhand des Geometriebildes (14) bestimmt werden.A method according to claim 9, characterized in that the predetermined parameters based on the Geometriebildes ( 14 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Umfang abgerollte Bild (18) des Körperteils (4) und/oder das Bild des deformierten Körperteils (4) mit in einer Datenbank gespeicherten zweidimensionalen Abdrücken des Körperteils verglichen werden.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the image unrolled from the circumference ( 18 ) of the body part ( 4 ) and / or the image of the deformed body part ( 4 ) are compared with two-dimensional impressions of the body part stored in a database. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte dreidimensionale Verteilung der biometrischen Merkmale auf dem Körperteil (4) mit in einer Datenbank gespeicherten Datensätzen biometrischer Merkmale verglichen wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the specific three-dimensional distribution of the biometric features on the body part ( 4 ) is compared with data sets of biometric features stored in a database.
DE102010016109A 2010-03-24 2010-03-24 Method for detecting biometric features Withdrawn DE102010016109A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010016109A DE102010016109A1 (en) 2010-03-24 2010-03-24 Method for detecting biometric features
PCT/DE2011/075007 WO2011116761A1 (en) 2010-03-24 2011-01-21 Method for detecting biometric features

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010016109A DE102010016109A1 (en) 2010-03-24 2010-03-24 Method for detecting biometric features

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010016109A1 true DE102010016109A1 (en) 2011-09-29

Family

ID=44455229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010016109A Withdrawn DE102010016109A1 (en) 2010-03-24 2010-03-24 Method for detecting biometric features

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010016109A1 (en)
WO (1) WO2011116761A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3401837A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-14 Idemia Identity & Security France Device for capturing fingerprints

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022246022A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 Gentex Corporation Polarized biometric operations

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963664A (en) 1995-06-22 1999-10-05 Sarnoff Corporation Method and system for image combination using a parallax-based technique
US20020097896A1 (en) 1998-03-17 2002-07-25 Lars Kuckendahl Device and method for scanning and mapping a surface
DE10153808A1 (en) 2001-11-05 2003-05-22 Tst Touchless Sensor Technolog Method for contact free optical generation of complete fingerprint images encompassing the whole finger ball, whereby partial overlapping images are obtained and then combined by use of the fingerprint line pattern structure
DE10315923A1 (en) 2003-04-08 2004-10-28 Tbs Holding Ag Procedure to detect data of uneven surfaces for biometric data, using non-contact optical sensing of surface
US7606395B2 (en) 2004-08-25 2009-10-20 Tbs Holding Ag Method and arrangement for optical recording of data

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7460696B2 (en) * 2004-06-01 2008-12-02 Lumidigm, Inc. Multispectral imaging biometrics
WO2007050776A2 (en) * 2005-10-25 2007-05-03 University Of Kentucky Research Foundation System and method for 3d imaging using structured light illumination

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963664A (en) 1995-06-22 1999-10-05 Sarnoff Corporation Method and system for image combination using a parallax-based technique
US20020097896A1 (en) 1998-03-17 2002-07-25 Lars Kuckendahl Device and method for scanning and mapping a surface
DE10153808A1 (en) 2001-11-05 2003-05-22 Tst Touchless Sensor Technolog Method for contact free optical generation of complete fingerprint images encompassing the whole finger ball, whereby partial overlapping images are obtained and then combined by use of the fingerprint line pattern structure
DE10315923A1 (en) 2003-04-08 2004-10-28 Tbs Holding Ag Procedure to detect data of uneven surfaces for biometric data, using non-contact optical sensing of surface
US7606395B2 (en) 2004-08-25 2009-10-20 Tbs Holding Ag Method and arrangement for optical recording of data

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3401837A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-14 Idemia Identity & Security France Device for capturing fingerprints
FR3066294A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-16 Safran Identity and Security IMPRESSION CAPTURE DEVICE
US10460145B2 (en) 2017-05-10 2019-10-29 Idemia Identity & Security France Device for capturing imprints

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011116761A1 (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2034269B1 (en) Method and device for three-dimensional digitalising of objects
DE69312975T2 (en) System for determining the topography of a curved surface
DE102006055758B4 (en) Method for calibrating cameras and projectors
DE102017009128B4 (en) Projection pattern making device and three-dimensional measuring device
DE102011086467B4 (en) METHOD FOR INVESTIGATING A SUBSTRATE
DE102012215215A1 (en) Method and device for detecting deviations of a surface of an object
DE3907430C1 (en)
EP3775767A1 (en) Method and system for measuring an object by means of stereoscopy
WO2008077538A1 (en) Method for picture mark supported image evaluation
EP2504659B1 (en) Device and method for measuring and compensating movement influences in phase-shift profilometers and the application thereof in mobile, manually controlled profilometry
DE102010016109A1 (en) Method for detecting biometric features
DE102018208417A1 (en) Projection device and projection method
DE102005043753A1 (en) Test sample surface point spatial coordinates determining method, involves computing spatial coordinates as projective reconstruction for all reference points, and converting coordinates of points into metric coordinates of surface points
DE102012222505A1 (en) Method of acquiring three-dimensional data of object to be measured i.e. face of person, involves identifying stripe indices of strips of fringe patterns, and determining three-dimensional data of object based on indexed strip
DE102019122083A1 (en) OPTICAL ALIGNMENT BASED ON SPECTRALLY CONTROLLED INTERFEROMETRY
DE19882191B4 (en) Interference measurement of absolute dimensions of cylindrical surfaces in grazing incidence
DE102018006932A1 (en) Image processing device and program
DE102016116323A1 (en) gauge
DE102017001757A1 (en) MEASURING PROCESS AND MEASURING PROGRAM
WO2022012934A1 (en) Method for printing on a three-dimensional article
DE102016113068A1 (en) A method and apparatus for determining the location of an optical interface along a first direction
DE102010029627B4 (en) Apparatus and method for determining the structure of a specular surface of an object
EP3540507A1 (en) Imaging apparatus and method for taking an image of a document and use thereof
DE3939811C2 (en)
EP3798570B1 (en) Optical measuring system and method for calibrating an optical measuring system, and calibration object for an optical measuring system

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20121002