DE19750865A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation und Wiedererkennung von Lebewesen und/oder Gegenständen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Identifikation und Wiedererkennung von Lebewesen und/oder Gegenständen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 31.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden überall dort eingesetzt, wo beispielsweise die Identität einer Person nachgewiesen werden muß, um z. B. eine Zugriffs- oder Zugangsberechtigung zu vergeben. Hierzu gehören Bankautomaten, Computerarbeitsplätze, Zugänge zu Betrieben, Sicherheitsbereiche oder Schließfächer. Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen, bei denen Ausweise, Chipkarten mit oder ohne persönliche Identifikationsnummer (PIN) oder Paßwörter vergeben werden. Als nachteilig erweist sich bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen, daß ein spezielles Mittel zur Identifikation von der Person stets mitgeführt werden muß. Wird dieses Mittel vergessen, so ist ein Zugang oder Zugriff nicht möglich. Wird das Mittel von einer nichtberechtigten Person entwendet, so kann sich diese Zugang oder Zugriff verschaffen. Damit sind diese bekannten Verfahren für die Benutzer aufwendig und in ihrer Handhabung nicht zuverlässig.

Weiterhin sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt (US 5 067 162), bei denen zur Identifizierung einer Person auf die Daktyloskopie zurückgegriffen wird. Von den Hautleisten eines Fingers der zu identifizierenden Person wird eine Aufnahme gemacht und diese gespeichert. Zur Wiedererkennung der betreffenden Person wird eine weitere Aufnahme angefertigt und diese direkt mit der ab gespeicherten ersten Aufnahme verglichen. Stimmen die beiden Aufnahmen überein, so gilt die Person als identifiziert. Als nachteilig erweist sich hierbei, daß die Prüfung aufgrund des direkten Vergleichs der beiden Aufnahmen relativ aufwendig ist. Die Prüfung dauert daher entsprechend lange und nimmt bei dem das Verfahren durchführenden Computer viel Speicherplatz in Anspruch. Außerdem scheitert die Wiedererkennung oder Identifizierung einer Person, wenn sich die Hautleisten, beispielsweise aufgrund einer Verletzung, verändert haben.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Demgegenüber hat das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 31 den Vorteil, daß zunächst ein Referenzbild erstellt wird, in dem ein vorgegebener Abschnitt des zu identifizierenden Lebewesens oder des zu identifizierenden Gegenstands durch ein Bildaufnahmegerät aufgenommen wird. Anschließend werden aus dem Referenzbild charakteristische Merkmale und deren Position bestimmt und als Referenzdatensatz auf einem Speicher ab gespeichert. Zur Identifizierung oder Wiedererkennung des Lebewesens oder des Gegenstands wird von dem vorgegebenen Abschnitt mit Hilfe eines Bildaufnahmegeräts ein Identifizierungsbild aufgenommen. Anschließend wird das Identifizierungsbild auf das Vorliegen der Merkmale und Positionen des Referenzdatensatzes untersucht. Finden sich die Merkmale ausschließlich an den vorgegebenen Positionen im Identifizierungsbild wieder, so gilt das betreffende Lebewesen oder der betreffende Gegenstand als identifiziert. Finden sich die Merkmale dagegen nicht oder an anderen Positionen, so gilt das Lebewesen oder der Gegenstand als nicht identifiziert. Die Anzahl der im Referenzdatensatz abgespeicherten Merkmale kann je nach Anwendung unterschiedlich sein. Sie hängt ab von der Komplexität der aufgenommenen Strukturen des zu identifizierenden Lebewesens oder Gegenstands, von der gewünschten Genauigkeit der Identifizierung und von den Möglichkeiten, die das Bildaufnahmegerät bietet. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeiten schnell und zuverlässig, da die Anzahl der abzuspeichernden Daten gering ist und kein direkter Vergleich zwischen Referenzbild und Identifizierungsbild stattfindet, sondern lediglich die Daten des Referenzdatensatzes im Identifizierungsbild gesucht werden. Der Identifizierungsvorgang läuft damit schnell und ohne erhöhten Speicherplatzbedarf ab. Als zur Identifizierung geeignete Abschnitte des betreffenden Lebewesens oder des betreffenden Gegenstands eignen sich beispielsweise Teile der Oberfläche des Gegenstandes oder spezielle Hautpartien des Lebewesens. Bei einem Menschen können dies beispielsweise die Finger oder das Gesicht sein, da diese selten durch Bekleidungsstücke abgedeckt sind und damit zu Prüfzwecken stets zur Verfügung stehen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für den Referenzdatensatz die relativen Positionen der Merkmale zueinander ermittelt und abgespeichert. Der Nullpunkt des betreffenden Bezugssystems kann dabei beispielsweise in die Position eines der Merkmale gelegt werden. Dies erleichtert das Auffinden der Merkmale im Identifizierungsbild.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstands die beim Abschnitt vorhandenen Regelmäßigkeiten oder Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt. Auf diese Weise können Lebewesen selbst bei leichten Verletzungen oder Deformierungen ihrer Körperteile oder Gegenstände bei geringen Beschädigungen identifiziert und wiedererkannt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Referenzdatensatz an Veränderungen bei den Merkmalen und deren Position angepaßt. So können bei Personen chronische Veränderungen oder bei Gegenständen andauernde Veränderungen berücksichtigt werden. Eine entsprechende Prüfung des Referenzdatensatzes kann bei jedem Identifizierungsvorgang durchgeführt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Referenzdatensatz mehrere verschiedene Arten von Merkmalen verwendet. Sollte es sich beispielsweise bei dem zu identifizierenden Abschnitt um den Finger einer Person handeln, so können als Merkmalsarten beispielsweise topologische oder morphologische Strukturen verwendet werden. Hierzu gehören zum Beispiel Hautleisten oder Drüsen wie Talg oder Schweißdrüsen. Die Verwendung mehrerer Merkmalsarten erhöht die Zuverlässigkeit des Verfahrens, insbesondere auch bei der Identifikation von Abschnitten, die bezüglich einzelner Merkmale durch Beschädigung oder Verletzung verändert sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere Merkmale in Zahlenwerte umgewandelt und zu einem Wert zusammengefaßt. Auf diese Weise kann die Datenmenge reduziert und der Identifizierungsvorgang beschleunigt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere Merkmale eines bestimmten Typs zu einem Muster oder einer Mustergruppe zusammengefaßt. Auf diese Weise können auch mehrere Personen oder Gegenstände auf übereinstimmende Merkmale untersucht und in Gruppen eingeteilt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Suchhilfe für die Suche der Referenzdatensatz im Speicher zusätzliche Daten (Persönliche Identifikationsnummer, Daten auf einem Datenträger) eingegeben. Dies beschleunigt den Identifizierungsvorgang zusätzlich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Erstellen des Referenzdatensatzes und zum Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstandes mehrere verschiedene numerische Verfahren auch gleichzeitig verwendet. Dies führt zum einen zu einer erhöhten Flexibilität und Schnelligkeit des Verfahrens und der Vorrichtung. Zum anderen wird dadurch die Beeinflussung, Verfälschung oder Kopie des Verfahrens oder der Vorrichtung erschwert und damit die Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöht.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Erstellen des Referenzdatensatzes und zum Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstands neben anderen numerischen Verfahren das Trelly-Verfahren verwendet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Erstellung des Referenzdatensatzes und zur Suche der Merkmale des Referenzdatensatzes in dem Identifizierungsbild neben anderen numerischen Verfahren das Wavelet-Verfahren verwendet. Hierbei werden insbesondere die Möglichkeiten der Datenkomprimierung, der Bildzusammensetzung, der Rekonstruktion von Bildfehlern, dem Erkennen und Selektieren von Merkmalen und das Ausnützen der Eigenschaft, daß Phaseninformationen übertragen werden, ausgenutzt. Außerdem sind Möglichkeiten zur Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und zur Reduzierung der Datenmengen vorgesehen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das zu identifizierende Lebewesen eine Person.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Identifizierung der Person als Merkmale für das Individuum charakteristische Teile der Epidermis verwendet. Hierzu gehören beispielsweise Hautleisten, Schweiß und Talgdrüsen sowie deren Öffnungen, Gefäße, insbesondere Blutgefäße sowie deren Bewegungen aufgrund des Pulsschlages. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, die Positionen der Drüsenöffnungen relativ zu den Hautleisten anzugeben. Bei einer zeitaufgelösten Aufnahme sind außerdem die Registrierung dynamischer Effekte, wie beispielsweise Pump- oder Fließbewegungen oder Durchmesseränderungen der Gefäße, und deren Ausnutzung zur Identifikation möglich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Abschnitt der zu identifizierenden Person die dem Fingernagel ab gewandte Seite des Fingers. Mit dieser Seite des Fingers werden auch in den bekannten Verfahren der Daktyloskopie Fingerabdrücke aufgenommen und ausgewertet. Im Unterschied zu den bekannten daktyloskopischen Verfahren werden bei der Erfindung jedoch nicht lediglich die Merkmale der Hautleisten erfaßt und ausgewertet, sondern auch weitere in der Epidermis vorhandene Strukturen, wie Schweiß- oder Talgdrüsen oder Gefäße. Bei Verwendung von Bildaufnahmegeräten mit entsprechend hoher Empfindlichkeit können auch kleine Strukturen wie Drüsen oder Gefäße oder auch Strukturen unter der Hautoberfläche erkannt und für die Identifizierung genutzt werden. Das Verfahren kann auch die Aufrahme und Auswertung mehrerer Finger vorsehen. Dadurch kann die Erkennungsrate erhöht werden. Zudem stehen bei einer Verletzung an einem der Finger die übrigen Finger zur Identifikation zur Verfügung. Darüberhinaus können verschiedene Finger unterschiedliche Absichten der Person zum Ausdruck bringen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Abschnitt der zu identifizierenden Person das Gesicht oder Teile des Gesichts. Als Merkmale können auch hier die Eigenschaften der Epidermis oder aber die Stellung oder Farbe der Augen, die Position der Nase, die Form des Mundes, die Position von Hautfalten oder die Form des Gesichts herangezogen werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Erstellen des Referenzbildes und zum Identifizieren der Person durch das Bildaufnahmegerät die natürliche Wärmestrahlung des menschlichen Körpers aufgenommen. Das Aufnehmen des Referenz- oder Identifizierungsbildes kann ohne jede Anstrahlung oder Beleuchtung des betreffenden Körperteils erfolgen. Es funktioniert auch bei absoluter Dunkelheit. Verschmutzungen, Störungen oder kleine Verletzungen an der Hautoberfläche beeinflussen das Referenz- oder Identifizierungsbild nur gering. Darüber hinaus wird die zu identifizierende Person nicht durch eine zusätzliche Beleuchtungsquelle beeinflußt. Damit können das Verfahren und die Vorrichtung zu keinerlei körperlicher Beeinträchtigung führen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Erstellen des Referenzbildes und zum Identifizieren der Person Licht im Bereich des sichtbaren oder des infraroten Wellenlängenbereichs verwendet. Eine zusätzliche Lichtquelle zur Beleuchtung des betreffenden Abschnitts ist insbesondere bei Verwendung eines empfindlichen Bildaufnahmegeräts nicht notwendig, da in der Umgebung stets ausreichend Raum- und Streulicht vorhanden ist. Auch hier wird die zu identifizierende Person nicht durch eine zusätzliche Lichtquelle angestrahlt und erfährt keine diesbezügliche Beeinträchtigung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Abschnitt der zu identifizierenden Person mit einer Lichtquelle im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich beleuchtet. Sofern eine zusätzliche Beleuchtungsquelle für die Durchführung des Verfahrens notwendig ist, so kann diese direkt im oder am Gerät oder vom Gerät räumlich getrennt, wie beispielsweise an den Decken, Wänden oder am Boden des Raums, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgestellt ist und das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, angeordnet sein. Die Beleuchtung kann außerdem gezielt für andere Zwecke zusätzlich genutzt werden. Darüberhinaus ist eine gezielte zeitliche oder geometrisch räumliche Steuerung der Beleuchtung möglich. Eine Beleuchtung kann beispielsweise nur in Fällen erfolgen, in denen das Aufnahmegerät ein Bild aufnimmt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Aufnahme des Referenzbildes und des Identifizierungsbildes Filter zum Ausblenden von Wellenlängenbereichen verwendet. So werden beispielsweise bei Verwendung eines im infraroten Wellenlängenbereich empfindlichen Bildaufnahmegeräts Filter verwendet, welche dem Infrarot benachbarte Wellenlängenbereiche ausblenden. Dies gilt für im Bereich der Wärmestrahlung oder des sichtbaren Lichts empfindliche Bildaufnahmegeräte entsprechend.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aufnahme des Referenzbildes und des Identifizierungsbildes im Bezug auf eine das Bildaufnahmegerät enthaltende Vorrichtung berührungslos. Auf diese Weise entstehen an der Vorrichtung keine Verschmutzungen oder Abdrücke, die später angefertigte Aufnahmen beeinflussen könnten. Sofern dies notwendig ist, kann eine Abstandseinrichtung vorgesehen sein, die den Abstand zwischen dem zu identifizierenden Abschnitt und dem Bildaufnahmegerät vorgibt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zu identifizierende Person bei der Aufnahme des Referenzbildes oder des Identifizierungsbildes zur genauen Positionierung des Abschnitts an dem Bildaufnahmegerät durch optische oder akustische Signale an geleitet. So können beispielsweise farbige Lampen oder Anzeigen mit Pfeilen vorgesehen sein, die dem Benutzer anzeigen, in welche Richtung der betreffende Abschnitt zu verschieben ist. Dies kann auch durch einen entsprechenden Ton, eine Melodie oder eine sprachliche Ansage erfolgen. Zur Bestimmung der Abstände kann die Schärfe der durch das Bildaufnahmegerät aufgenommenen Bilder eingesetzt werden. Die Information bezüglich der korrekten Position betreffend Abstand (Fokussierung) und Zentrierung innerhalb des Bildes wird dann aus den ermittelten Referenzdaten gewonnen. Es sind jedoch auch Lichtschranken oder Positionsmeßverfahren möglich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Referenzbild in elektrische Signale umgewandelt, digitalisiert und als Referenzdaten in Form einer Datenmatrix in einem Speicher abgespeichert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Referenzdaten in einem Zentralspeicher abgespeichert. Auf diese Weise können gleich mehrere Systeme oder Vorrichtungen auf die Referenzdaten Zugriff erhalten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Referenzbild in elektrische Signale umgewandelt, digitalisiert und als Referenzdaten in Form einer Datenmatrix auf einem externen Datenträger abgespeichert. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Chipkarte oder einen Transponder handeln. Die betreffende Person muß zur Identifizierung den Datenträger mit sich führen. Der Vorgang der Identifizierung läuft hierbei schneller ab, da das Identifizierungsbild der Person lediglich mit den Referenzdaten des mitgeführten Datenträgers verglichen werden muß. Ein Zugriff auf einen Zentralrechner und das Auffinden des entsprechenden Referenzdatensatzes im Zentralspeicher ist hierbei nicht notwendig. Ein derartiger von der zu identifizierenden Person mitgeführter externer Datenträger eignet sich insbesondere, wenn eine große Anzahl von Personen mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung identifiziert werden soll. Dies ist beispielsweise bei den Kunden einer Bank der Fall.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Ermittlung der Berechtigung einer Person zur Durchführung einer Handlung, die Berechtigung der Person mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Identifikation und Wiedererkennung einer Person durchgeführt. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren integrierter Bestandteil der Berechtigungsprüfung sein. Bei der Berechtigung kann es sich um eine Zugriffs- oder Zugangsberechtigung handeln. Diese finden beispielsweise bei Bankautomaten, Personaleingängen oder Sicherheitsbereichen Anwendung. Aufgrund der Identifizierung einer Person wird ihr die Berechtigung gegeben, beispielsweise ein bestimmtes Gerät zu bedienen oder eine Tür zu öffnen. Eine berechtigte Person kann außerdem weitere Berechtigungen an Dritte vergeben. Bestimmte Gruppen von Personen können zu unterschiedlichen Handlungen berechtigt werden, so daß für das System ein Entscheidungsbaum angelegt werden kann. Hierbei können die Mechanismen des Petri-Netzes Anwendung finden. Die Berechtigungen können auch zusammengefaßt oder unterteilt oder nachträglich aberkannt werden. Das Verfahren kann in eine Prozeßsteuerungs- oder Überwachungssprache oder in eine Instrumentierungs-, Datenfluß- oder Darstellungssprache integriert werden. Beispiele hierfür sind die Software-Werk­ zeuge der Firma National Instruments wie Labview, Lab Windows/CVI oder Bridgeview. Das Verfahren kann beispielsweise beim Kauf, bei der Geldauszahlung, bei einem Datenbankzugriff oder bei einer Zugangskontrolle Anwendung finden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Berechtigung räumlich und/oder zeitlich beschränkt werden. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn eine betreffende Person sich für eine bestimmte Zeit an einem bestimmten Ort aufhält. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Hotel handeln, welches die Person in ihren Ferien bewohnt oder um ein Krankenhaus oder ein Sanatorium, welches die Person zur Genesung aufsucht. Bei Beenden des Aufenthaltes können die vergebenen Berechtigungen beendet und beispielsweise alle von der Person vorgenommenen Bezahlungen abgerechnet werden. Der externe Speicher, auf welchem die Referenzdaten ab gespeichert sind, kann beispielsweise in einen von der Person in der Zeit während ihres Aufenthalts benutzten Schlüssel oder in eine Anstecknadel integriert sein. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Referenzdaten in einem Zentralspeicher oder einem Computernetz abgelegt sind, so daß zur Identifikation kein zusätzlicher Datenträger mitgeführt werden muß. Als Suchhilfe kann eine persönliche Identifikationsnummer oder ein anderer Zusatz vergeben werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Berechtigung auf eine Anzahl von Handlungen beschränkt sein. Insbesondere kann sie für unterschiedliche Personen verschieden sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zur Überprüfung der Durchführung einer Handlung durch eine Person das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifizierung der Person herangezogen werden, um nachzuprüfen, ob eine bestimmte Person eine Handlung vorgenommen hat. Dies ist beispielsweise bei Wachdiensten erforderlich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur zusätzlichen Überprüfung elektronischer Unterschriften (electronic signatures) herangezogen. So kann beispielsweise aufgrund der eindeutigen Identifizierbarkeit des Fingers einer Person, dieser zur Identifizierung der Person herangezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ein kryptologisches System einbezogen werden, mit dem einzelne Personen identifiziert, die der Person zugeordneten Informationen verschlüsselt und gegen Änderungen geschützt werden können. Insbesondere kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die Berechtigung einer auf die Daten zugreifenden Person geprüft werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifikation und Wiedererkennung eines Lebewesens oder eines Gegenstands weist ein erstes Bildaufnahmegerät zur Aufnahme eines Referenzbildes eines vorgegebenen Abschnittes des zu identifizierenden Lebewesens oder des zu identifizierenden Gegenstands auf. Mit Hilfe eines ersten Computers und eines ersten Computerprogramms werden in dem Referenzbild charakteristische Merkmale und deren Positionen bestimmt. Diese Daten werden als Referenzdatensatz auf einem Speicher abgespeichert.

Zur Identifizierung des Lebewesens oder des Gegenstandes wird mit Hilfe eines zweiten Bildaufnahmegeräts ein Identifizierungsbild aufgenommen. Ein zweiter Computer sowie ein zweites Computerprogramm überprüfen das Identifizierungsbild auf das Vorliegen der Daten des Referenzdatensatzes. Findet sich dieser im Identifizierungsbild wieder, so gilt das Lebewesen oder der Gegenstand als identifiziert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Bildaufnahmegerät vorgesehen, welches die Funktion des ersten und zweiten Bildaufnahmegerätes übernimmt. Damit ist sowohl zum Erstellen eines Referenzdatensatzes als zum Identifizieren der Person nur ein Bildaufnahmegerät notwendig.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Computer vorgesehen, der die Funktion des ersten und zweiten Computers übernimmt. Zum Erstellen des Referenzdatensatzes und zum Identifizieren der Person oder des Gegenstandes ist damit nur ein Computer notwendig.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können jedoch die beiden Bildaufnahmegeräte und die beiden Computer auch räumlich voneinander getrennt sein. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn der Referenzdatensatz an einem anderen Ort erstellt wird als die Identifizierung stattfindet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der erste und der zweite Computer miteinander vernetzt. Auf diese Weise kann der Datentransfer zwischen den beiden Computern stattfinden, so daß der zweite Computer Zugriff auf die im ersten Computer ab gespeicherten Referenzdaten hat.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Speicher ein Zentralspeicher, auf den der erste und der zweite Speicher Zugriff haben.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Speicher ein externer Speicher. Auf diesen Speicher haben beide Computer Zugriff. Bei dem externen Speicher kann es sich beispielsweise um eine Chipkarte oder um einen Transponder handeln.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein externer portabler Datenspeicher als Suchhilfe für die Suche der Referenzdaten auf dem Speicher vorgesehen. Auf diese Weise kann der Identifikationsvorgang beschleunigt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in einem Gerät zur Überprüfung einer Zugangs- oder Zugriffsberechtigung aufgenommen. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest teilweise in ein Gerät zur Überprüfung der Zugangs- oder Zugriffsberechtigung integriert. Die Vorrichtung kann auch als ganzes in das Gerät integriert sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sie in eine weitere Vorrichtung, bei der Handlungen nur von dazu berechtigten Personen ausgeführt werden dürfen, integriert und mit dieser logisch verknüpft. Die Handlung kann von der betreffenden Person nur ausgeführt werden, wenn sie von der erfindungsgemäßen Vorrichtung identifiziert wird. In diesem Fall besteht eine direkte und interaktive Wechselwirkung zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Anwendung der zweiten Vorrichtung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in einen Bankautomat aufgenommen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Geldautomaten, um einen Kontoauszugsdrucker oder um ein SB-Terminal handeln. Zur Identifizierung kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die betreffende Person ihren Finger an das in den Bankautomat aufgenommene Bildaufnahmegerät heranführt und eine Identifizierung aufgrund der im Finger vorhandenen Merkmale erfolgt. Die dem Finger zugeordneten Referenzdaten können beispielsweise auf einer ebenfalls in das Gerät einzuführenden Chipkarte oder auf einem Zentralrechner abgespeichert sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in eine Taste zur Bedienung eines Gerätes aufgenommen. Dabei kann es sich beispielsweise um die Enter-Taste eines Computers oder um eine Maustaste handeln. Es kann jedoch auch eine gesonderte Taste für diesen Zweck an dem Gerät vorgesehen sein. Die betreffende Person verschafft sich damit den Zugriff auf den Computer nicht durch Eingabe eines Paßwortes sondern durch Drücken der Enter-Taste, wobei der Finger der Person eindeutig identifiziert wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erste und/oder zweite Bildaufnahmegerät in ein Fahrzeug aufgenommen. Auch die übrigen Teile der Vorrichtung können in das Fahrzeug integriert sein. Bevor das Fahrzeug gestartet werden kann, muß der Fahrer seine Identität beispielsweise durch Heranführen seines Fingers an das Bildaufnahmegerät nachweisen. Auf diese Weise kann die Gefahr einer Nutzung des Fahrzeugs durch Unbefugte minimiert werden. Dies kann im zivilen aber auch im militärischen Bereich von Bedeutung sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erste und/oder zweite Bildaufnahmegerät in eine Waffe aufgenommen. Bevor die Waffe ausgelöst werden kann, wird die Identität des Benutzers mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der erste und/oder der zweite Computer mit einem in dem Gerät vorhandenen Computer gekoppelt. Der Identifizierungsvorgang kann damit in die durch das Gerät vorgegebene Anwendung integriert werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Aufgaben des ersten und/oder des zweiten Computers und die Aufgaben eines in dem Gerät vorhandenen Computers von einem Computer wahrgenommen. Auch in diesem Fall findet eine Integration des Identifizierungsvorgangs in die Anwendung des Gerätes statt. In diesem Fall muß der Prozessor geeignet sein, alle Aufgaben zu übernehmen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorrichtung Teil eines kryptologischen Systems. Mit diesem können elektronische Unterschriften (electronic signatures) zusätzlich verschlüsselt, überprüft und vor Änderungen geschützt werden. Das kryptologische System wird hierdurch zuverlässiger, da bessere Schutzmechanismen bestehen. Insbesondere ist das System besser vor Mißbrauch geschützt und die Kontrolle dadurch erhöht. Ein derartiges System kann außerdem die Vergabe von Schlüsseln regeln.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.

Alle in der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (49)

1. Verfahren zur Identifikation und Wiedererkennung von Lebewesen und/oder Gegenständen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Erstellen eines Referenzbildes indem ein vorgegebener Abschnitt des zu identifizierenden Lebewesens oder des zu identifizierenden Gegenstands durch ein Bildaufnahmegerät aufgenommen wird,
• - Erstellen eines Referenzdatensatzes indem aus dem Referenzbild charakteristische Merkmale und deren Position heraus gesucht und ab gespeichert werden,
• - Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstandes indem von dem vorgegebenen Abschnitt mit Hilfe eines Bildaufnahmegeräts ein Identifizierungsbild aufgenommen wird, und das Identifizierungsbild auf das Vorliegen der Daten des Referenzdatensatzes untersucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Referenzdatensatz die relativen Positionen der Merkmale zueinander ermittelt und abgespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstandes die bei dem Abschnitt vorhandenen Regelmäßigkeiten oder Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzdatensatz an Veränderungen bei den Merkmalen und deren Position angepaßt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzdatensatz mehrere verschiedene Arten von Merkmalen verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Merkmale in Zahlenwerte umgewandelt und zu einem Wert zusammengefaßt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Merkmale eines bestimmten Typs zu einem Muster oder einer Mustergruppe zusammengefaßt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Suchhilfe für die Suche des Referenzdatensatzes im Speicher zusätzliche Daten (Persönliche Identifikationsnummer, Daten auf einem Datenträger) eingegeben werden

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstellen des Referenzdatensatzes und zum Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstandes mehrere verschiedene numerische Verfahren auch gleichzeitig verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstellen des Referenzdatensatzes und zum Identifizieren des Lebewesens oder des Gegenstandes neben anderen numerischen Verfahren das Trelly-Verfahren verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erstellung des Referenzdatensatzes und zur Suche der Merkmale des Referenzdatensatzes in dem Identifizierungsbild neben anderen numerischen Verfahren das Wavelet-Verfahren verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lebewesen eine Person ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Identifizierung der Person als Merkmale für das Individuum charakteristische Teile der Epidermis verwendet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der zu identifizierenden Person die dem Fingernagel abgewandte Seite des Fingers ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der zu identifizierenden Person das Gesicht oder Teile des Gesichts sind.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstellen des Referenzbildes und zum Identifizieren der Person durch das Bildaufnahmegerät die natürliche Wärmestrahlung des menschlichen Körpers aufgenommen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstellen des Referenzbildes und zum Identifizieren der Person Licht im Bereich des sichtbaren oder des infraroten Wellenlängenbereichs verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der zu identifizierenden Person mit einer Lichtquelle im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich beleuchtet wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Referenzbildes und des Identifizierungsbildes Filter zum Ausblenden von Wellenlängenbereichen verwendet werden.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Referenzbildes und des Identifizierungsbildes im Bezug auf eine das Bildaufnahmegerät enthaltende Vorrichtung berührungslos erfolgt.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu identifizierende Person bei der Aufnahme des Referenzbildes oder des Identifizierungsbildes zur genauen Positionierung des Abschnitts an dem Bildaufnahmegerät durch optische oder akustische Signale angeleitet wird.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß das Referenzbild in elektrische Signale umgewandelt, digitalisiert und als Referenzdaten in Form einer Datenmatrix in einem Speicher ab gespeichert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdaten in einem Zentralspeicher ab gespeichert werden.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß das Referenzbild in elektrische Signale umgewandelt, digitalisiert und als Referenzdaten in Form einer Datenmatrix auf einem externen Datenträger ab gespeichert wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnete daß die Referenzdaten auf einer Chipkarte oder einem Transponder ab gespeichert werden.

26. Verfahren zur Ermittlung der Berechtigung einer Person zur Durchführung einer Handlung, dadurch gekennzeichnete daß die Berechtigung der Person mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25 überprüft wird.

27. Verfahren zur Ermittlung der Berechtigung einer Person zur Durchführung einer Handlung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnete daß die Berechtigung räumlich und/oder zeitlich beschränkt wird.

28. Verfahren zur Ermittlung der Berechtigung einer Person zur Durchführung einer Handlung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnete daß die Berechtigung auf eine Anzahl von Handlungen beschränkt wird.

29. Verfahren zur Überprüfung der Durchführung einer Handlung durch eine Person, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung, ob eine bestimmte Person eine Handlung vorgenommen hat, nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 durchgeführt wird.

30. Verfahren zur Erstellung und Überprüfung einer elektronischen Unterschrift (electronic signature), dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschrift zusätzlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 25 überprüft wird.

31. Vorrichtung zur Identifikation und Wiedererkennung von Lebewesen und/oder Gegenständen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
daß ein erstes Bildaufnahmegerät zur Aufnahme eines Referenzbildes eines vorgegebenen Abschnitts des zu identifizierenden Lebewesens oder des zu identifizierenden Gegenstands vorgesehen ist,
daß ein erster Computer und ein erstes Computerprogramm zur Bestimmung von charakteristischen Merkmalen und deren Position in dem Referenzbild vorgesehen ist,
daß ein Speicher zum Abspeichern der charakteristischen Merkmale und deren Position als Referenzdatensatz vorgesehen ist,
daß zur Identifizierung des Lebewesens oder des Gegenstandes ein zweites Bildaufnahmegerät vorgesehen ist, welches ein Identifizierungsbild des vorgegebenen Abschnitts aufnimmt,
daß ein zweiter Computer und ein zweites Computerprogramm zur Überprüfung des Identifizierungsbildes auf das Vorliegen der Daten des Referenzdatansatzes vorgesehen ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildaufnahmegerät vorgesehen ist, das die Funktion des ersten und des zweiten Bildaufnahmegeräts übernimmt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer vorgesehen ist, der die Funktion des ersten und des zweiten Computers übernimmt.

34. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß erstes und zweites Bildaufnahmegerät räumlich voneinander getrennt sind.

35. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Computer räumlich voneinander getrennt sind.

36. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Computer miteinander vernetzt sind.

37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Zentralspeicher ist, auf den der erste und der zweite Computer Zugriff haben.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein externer Speicher ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher eine Chipkarte oder ein Transponder ist.

40. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein externer portabler Datenspeicher als Suchhilfe für die Suche der Referenzdaten auf dem Speicher vorgesehen ist.

41. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in ein Gerät zur Überprüfung einer Zugangs- oder Zugriffsberechtigung aufgenommen sind.

42. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine weitere Vorrichtung, bei der Handlungen nur von dazu berechtigten Personen ausgeführt werden dürfen, integriert und mit dieser logisch verknüpft ist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in einen Bankautomat aufgenommen sind.

44. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in ein Fahrzeug aufgenommen sind.

45. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerät in eine Waffe aufgenommen sind.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Bildaufnahmegerat in eine Taste zur Bedienung eines Gerätes aufgenommen sind.

47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Computer mit einem in dem Gerät vorhandenen Computer gekoppelt ist.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgaben des ersten und/oder zweiten Computers und die Aufgaben eines in dem Gerät vorhandenen Computers von einem Computer wahrgenommen werden.

49. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines kryptologischen Systems ist.