EP1371011A1 - Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe - Google Patents

Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe

Info

Publication number
EP1371011A1
EP1371011A1 EP02729788A EP02729788A EP1371011A1 EP 1371011 A1 EP1371011 A1 EP 1371011A1 EP 02729788 A EP02729788 A EP 02729788A EP 02729788 A EP02729788 A EP 02729788A EP 1371011 A1 EP1371011 A1 EP 1371011A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
user
fingerprint
finger
instructions
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.)
Ceased
Application number
EP02729788A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Birchbauer
Kurt Heschgl
Wolfgang Marius
Bernd Wachmann
Martin Winter
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.)
Atos IT Solutions and Services GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1371011A1 publication Critical patent/EP1371011A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/98—Detection or correction of errors, e.g. by rescanning the pattern or by human intervention; Evaluation of the quality of the acquired patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/98—Detection or correction of errors, e.g. by rescanning the pattern or by human intervention; Evaluation of the quality of the acquired patterns
    • G06V10/993—Evaluation of the quality of the acquired pattern
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/60—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/67—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition by interactive indications to the user

Definitions

  • the invention relates to a method for user guidance of a biometric system with fingerprint input, in which a user brings at least one finger into contact with / to a fingerprint sensor and the system uses the data supplied by the sensor to extract features for storage and / or Comparing the features.
  • fingerprints on an electronic basis has, in addition to the well-known importance in criminalistics, also gained considerable importance in many other areas, for example in credit card and cash dispensing machines, in access control to buildings and rooms, in authorization control in computer systems, telecommunications devices, etc.
  • a fingerprint sensor is used to enter a fingerprint into the respective system, which, for example, scans the finger surface, more precisely a fingertip, by means of optical or capacitive sensors or ultrasonic sensors.
  • Characteristics important for fingerprint recognition or for comparison are extracted from the information obtained, these being characteristics of the papillary lines of particular importance, namely end points, branches, islands and other singular characteristics, all called minutiae. This is explained in more detail, for example, in WO 98/52149 by the applicant.
  • a reference fingerprint which is used for comparison when the respective user enters a fingerprint.
  • Systems often have a library of fingerprints from different users or more than one finger from a single user.
  • the reference fingerprints can be provided to the system, for example, in electronic form, but there are many systems that are set up so that a user first enters the previously unknown fingerprint and this fingerprint is then stored in the system, of course together with one User names, code, etc. This process is called enrollment, in contrast to the so-called matching, in which, for example, a comparison is made between a currently entered fingerprint and a fingerprint stored in the system for identification.
  • Identification with the help of fingerprints offers a high level of security due to the uniqueness of a fingerprint, although it should be noted that this security depends on the type of feature extraction from the fingerprint image. The more accurate this extraction is, the more features are available to increase security. The problem arises that when a fingerprint is recorded with the aid of the sensor, a large number of errors can occur which lead to a qualitatively unsatisfactory recording of the fingerprint and then make it impossible to record a sufficient number of features or to make a sensible comparison.
  • the user receives a special incentive to help with the optimization if the instructions contain a representation of the current fingerprint captured by the sensor. It is useful if to display the current of the sensor a target geometry is displayed, such as a target area or target position.
  • the invention also has particular advantages if the instructions contain optimizing information relating to a physical correction of the finger surface, such as moistening, drying or cleaning.
  • the instructions contain optimizing information regarding the pressing force of the finger against a sensor surface.
  • the data supplied to the sensor are fed to an image acquisition and their image data are subjected to a quality assessment, the optimizing instructions being transmitted to the user only if the quality assessment results in a quality measure which is below a predeterminable minimum .
  • the quality assessment is carried out on the basis of individual features from which an overall quality measure is derived. In this case, an evaluated individual feature, for example the structure of the fingerprint lines, the covered sensor area, the uniformity of the gray distribution or the percentage of defective sensor pixels can be.
  • the task is also solved with a biometric system for performing the method according to the features specified above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the sequence of the method according to the invention in a biometric system
  • FIG. 2 shows a possible screen illustration sketched in FIG. 1 with instructions for a user on a larger scale
  • FIG. 3 shows a further screen representation from FIG. 1, enlarged.
  • a biometric system for example one that controls the access authorization to a computer network, has a fingerprint input FAE, as used, for. B. in Connection with a computer mouse in WO 00/38096 and WO 00/38105 of the applicant is disclosed.
  • This fingerprint input FAE contains a fingerprint sensor FAS, the z. B. is formed as a semiconductor chip and based on electro-optical or capacitive methods scans the surface of a fingertip, which is placed on a support surface for this purpose, which can be integrated with the fingerprint sensor.
  • the data supplied by the FAS sensor is sent to an BQB image quality evaluation via an electronic BEF image acquisition.
  • Various features of the recorded fingerprint are recorded here, in particular the structure of the fingerprint lines, the sensor area covered by the finger, the uniformity of the gray distribution, the percentage of any defective sensor pixels, etc.
  • an overall image quality measure is derived from the different weighting of the individual quality features. If this dimension reaches a predefinable target dimension, the usual image processing takes place with feature extraction and then either an enrollment, a verification or an identification in the usual way.
  • a feedback logic is activated which aims to optimize the information supplied by the sensor FAS.
  • a knowledge base is used, in which, for. B. the properties and problems when recording with the sensor used are stored. This includes the type d. H. the principle of operation of the sensor, the dimensions of the sensor surface etc.
  • the knowledge base for a capacitive sensor contains the information that moist or wet skin leads to images that are too dark, but very dry skin leads to bright images.
  • a screen display is shown with an already recorded fingerprint.
  • the outline and relative position of the second image in relation to the first are shown symbolically as a grid provides.
  • Green color means an optimal compromise from the system's perspective between the reliability of the relative location estimate and the area enlargement achieved.
  • Yellow color indicates that only a little potential for improvement is possible by entering the second image, for example when the second image is completely contained in the first. Red color indicates that even the spatial assignment of the pictures is doubtful and therefore no improvement is to be expected
  • instructions can optionally also be output via a printer PRI or additionally or in simple cases also alone via a dot matrix PMA.
  • this dot matrix can consist, for example, of four light-emitting diodes which indicate to the user a directional correction with regard to the resting of the finger on the sensor. In the present case, the user should slide his finger in the direction of the flashing arrow in order to improve the image quality.
  • the dot matrix display can inform the user of the increase or decrease in quality by changing the display color, for example by changing from green to red or vice versa.
  • FIG. 2 shows a possible display structure with instructions for an enroument.
  • the sensor area is shown in the large field on the left ("Finger Data"), and the actually recorded area of a finger is faded in. The user can thus see here that his finger surface is clearly not being detected at the moment.
  • Finger Data the large field on the left
  • Below this field are three fields which, in the example considered, show how many of three fingerprints required for an enroUment have already been taken and processed. In the present case, it is indicated that a fingerprint has already been processed, but two further (empty) fields are required.
  • a possible display is to be illustrated, which indicates which of the fingers of one hand should be assigned next to the fingerprint entry.
  • the index finger of the right hand has already been registered, which is shown by the darkened round field, whereas the middle finger of the right hand is to be fed as the next finger, which is shown here by an arrow.
  • a pictorial instruction with text is shown, according to which the pressing force of the finger against the contact surface of the sensor FAS is to be increased. 2 of course require a monitor, but this is present anyway in connection with PC solutions.
  • the user is given instructions regarding the quality (fingerprint quality) and the actual contact surface (fingerprint area) on a monitor image in connection with a matching, which is indicated by rising or falling bars which in practice have different colors display, is done.
  • the user receives a pictorial representation of the captured fingerprint compared to the entire sensor area.
  • a font is shown (IMPRESSION TOO SMALL), which indicates that the total print area is too small.
  • the user will therefore try to increase this area by correspondingly moving or pressing on his finger, etc., which also increases the bar on the right (fingerprint area) and enables a successful comparison.
  • the feedback and the image quality evaluation are therefore in a mutual relationship or a causal connection.
  • the image quality assessment eliminates lower quality fingerprints that do not appear to be suitable for further processing and / or feature extraction, and the feedback analyzes the cause of the image rejection and then clarifies the system view to the user.
  • a precise diagnosis in connection with previous knowledge (knowledge base) about possible causes of problems enables the formulation of concrete solution proposals, in particular via a visualization, which of course has to be adapted to the circumstances and the technical possibilities of the system used.
  • One essence of the invention is evidently that it can lead the user to a certain behavior when using a biometric system. Any problems are presented to the user in a transparent and generally understandable manner, so that, assuming the user's cooperative behavior, interaction with the system increases the recognition performance and, for example, access control can be made much more convenient.
  • the invention also takes into account a recurring unexpected or undesirable behavior of a user, as well as the fact that the skin condition in combination with the measuring principle used in each case is a limiting factor.
  • the optimal visual representation on a monitor can be dispensed with and messages can be output via simple LCD displays or in printed form, some of which are given for illustration:
  • the invention is particularly advantageous for the EnroUment, which generally represents the user's first contact with the system and subsequently decisively determines recognition, since it enables suitable user guidance.
  • the color coding of the grid lines in the sense of the usual traffic light colors can be used, for example Probability of success for a merger can be expressed. Thanks to the invention, relatively complex facts can be made transparent for the user and reduced to the comparatively simple task of maximizing the chances of success by varying the sensor / finger interaction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Benutzerführung eines biometrischen Systems mit Fingerabdruckeingabe, bei welchem ein Benutzer jeweils zumindest einen Finger in Kontakt mit/zu einem Fingerabdrucksensor (FAS) bringt und das System aus den von dem Sensor gelieferten Daten eine Merkmalsextraktion für eine Speicherung und/oder einen Vergleich der Merkmale vornimmt. Dabei werden dem Benutzer in Abhängigkeit von der Sensor/Finger-Interaktion optische und/oder akustische Anweisungen übermittelt, welche auf eine Optimierung der seitens des Sensors gelieferten Information nach vorgebbaren Kriterien abzielen.

Description

VERFAHREN ZUR BENUTZERFUHRUNG EINES BIOMETRISCHEN SYSTEMS MIT
FΓNGERABDRUCKEΓNGABE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Benutzerführung eines biometrischen Systems mit Fingerabdruckeingabe, bei welchem ein Benutzer jeweils zumindest einen Finger in Kontakt mit/zu einem Fingerabdrucksensor bringt und das System aus den von dem Sensor gelieferten Daten eine Merkmalsextraktion für eine Speicherung und/oder einen Vergleich der Merkmale vornimmt.
Die Identifizierung von Fingerabdrücken auf elektronischer Basis hat neben der bekannten Bedeutung in der Kriminalistik auch auf vielen anderen Gebieten erhebliche Bedeutung gewonnen, beispielsweise bei Kreditkarten- und Geldausgabeautomaten, bei der Zutrittskontrolle zu Gebäuden und Räumen, der Berechtigungskontrolle bei Computersystemen, Telekommunikationsgeräten etc.
Zur Eingabe eines Fingerabdrucks in das jeweilige System dient ein Fingerabdrucksensor, der beispielsweise mittels optischer oder kapazitiver Sensoren oder Ultraschallsensoren die Fingeroberfläche, genauer gesagt eine Fingerkuppe abtastet. Aus der erhaltenen Information werden für Fingerabdruckerkennung bzw. für den Vergleich wichtige Merkmale extrahiert, wobei es sich um Merkmale der Papillarlinien von besonderer Bedeutung, nämlich um Endpunkte, Verzweigungen, Inseln und andere singuläre Merkmale, insgesamt Minutien genannt, handelt. Dies ist beispielsweise in der WO 98/52149 der Anmelderin näher erläutert.
Für die laufende und übliche Benutzung eines biometrischen Systems ist es erforderlich, dass dem System ein Referenzfingerabdruck bekannt ist, der bei einer Fingerabdruckeingabe durch den jeweiligen Benutzer zum Vergleich dient. Dabei besitzen Systeme oft eine Bibliothek von Fingerabdrücken verschiedener Benutzer bzw. auch von mehr als einem Finger eines einzelnen Benutzers. Die Referenzfingerabdrücke können dem System beispielsweise in elektronischer Form zur Verfügung gestellt werden, doch gibt es viele Systeme, die dazu eingerichtet sind, dass ein Benutzer zunächst den noch nicht bekannt gewesenen Fingerabdruck eingibt und dieser Fingerabdruck dann in dem System gespeichert wird, natürlich zusammen mit einem Benutzernamen, Code etc. Diesen Vorgang nennt man Enrollment, im Gegensatz zu dem sogenannten Matching, bei welchem beispielsweise zur Identifikation ein Vergleich zwischen einem aktuell eingegebenen Fingerabdruck und einem in dem System gespeicherten Fingerabdruck erfolgt. Eine Identifikation mit Hilfe von Fingerabdrücken, gegebenenfalls zusätzlich zur Eingabe eines Codes etc. bietet aufgrund der Einmaligkeit eines Fingerabdruckes eine hohe Sicherheit, wozu allerdings zu bemerken ist, dass diese Sicherheit von der Art der Merkmalsextraktion aus dem Fingerabdruckbild abhängt. Je genauer diese Extraktion erfolgt, um so mehr Merkmale stehen zur Erhöhung der Sicherheit zur Verfügung. Dabei tritt die Problematik auf, dass bei der Aufnahme eines Fingerabdrucks mit Hilfe des Sensors eine große Anzahl von Fehlern auftreten können, welche zu einer qualitativ nicht befriedigenden Aufnahme des Fingerabdrucks führen und sodann die Erfassung genügend vieler Merkmale bzw. einen vernünftigen Vergleich unmöglich machen.
Beispielsweise spielt bei kapazitiven Sensoren die Hautfeuchtigkeit eine große Rolle, und Verschmutzungen eines Fingers können auch bei anderen Sensoren zu Problemen führen. Da üblicherweise ein Fingerballen gegen eine Sensorfläche gepresst werden muss, führt auch ein zu geringer oder ein zu großer Auflagedruck zu unbefriedigenden Fingerabdruckbildern und zu einer mangelhaften Qualität, die eine Auswertung nicht ermöglicht.
Man hat nach dem Stand der Technik versucht, den Benutzer z. B. durch farbige Lämpchen mitzuteilen, dass ein Aufnahmevorgang noch andauert oder beendet ist, bzw. nicht erfolgreich war. Dementsprechend kann sich der Benutzer verhalten, sodass er beispielsweise nicht während des Aufnahmevorganges den Finger von dem Sensor entfernt. Falls ein Misserfolg angezeigt wird, wird der Benutzer den Vorgang der Fingerabdruckaufnahme von sich aus wiederholen. Alle diese bekannten Verfahren sind jedoch nicht befriedigend, da der Benutzer keine Information erhält, was er nun eigentlich falsch gemacht hat und wie er es besser machen könnte. Wiederholte Fehleingaben führen bei vielen Systemen aus Sicherheitsgründen zu Blockierungen und sind daher äußerst unerwünscht.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren anzugeben, welches bei der Fingerab- druckeingabe eine optimierende Benutzerführung ermöglicht, so dass die oben genannten Nachteile und Probleme weitgehend vermieden sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der "eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß dem Benutzer in Abhängigkeit von der Sensor/Finger-Interaktion optische und/oder akustische Anweisungen übermittelt werden, welche auf eine Optimierung der seitens des Sensors gelieferten Information nach vorgebbaren Kriterien abzielen.
Der Benutzer erhält einen besonderen Anreiz zur Mithilfe bei der Optimierung, wenn die Anweisungen eine Darstellung des aktuellen von dem Sensor erfassten Fingerabdrucks enthalten. Zweckmäßig ist es dabei, wenn zu der Darstellung des aktuell von dem Sensor erfassten Fingerabdrucks eine Sollgeometrie eingeblendet wird, wie eine Sollfläche oder Solllage.
Besondere Vorteile bringt die Erfindung auch, wenn die Anweisungen optimierende Informationen bezüglich einer physikalischen Korrektur der Fingeroberfläche, wie Anfeuchten, Trocknen oder Reinigen beinhalten.
Andererseits kann es zusätzlich oder alternativ auch vorteilhaft sein, wenn die Anweisungen optimierende Informationen bezüglich der Anpresskraft des Fingers gegen eine Sensoroberfläche beinhalten.
Bei einer zweckmäßigen Variante der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass die dem Sensor gelieferten Daten einer Bilderfassung zugeführt und deren Bilddaten einer Qualitätsbewertung unterzogen werden, wobei dem Benutzer nur dann optimierende Anweisungen übermittelt werden, falls die Qualitätsbewertung ein Qualitätsmaß ergibt, das unterhalb eines vorgebbaren Minimums liegt. In der Praxis hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn die Qualitätsbewertung auf Basis von Einzelmerkmalen erfolgt, aus welchen ein Gesamtqua- litätsmaß abgeleitet wird. Dabei kann ein bewertetes Einzelmerkmal, beispielsweise die Strukturausprägung der Fingerabdrucklinien, die bedeckte Sensorfläche, die Gleichmäßigkeit der Grauverteilung oder Prozentsatz defekter Sensorpixel sein.
Die gestellte Aufgabe wird auch mit einem biometrischen System zur Durchführung des Verfahrens gemäß den oben angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im folgenden anhand beispielsweiser Ausführungen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen
• Fig. l in schematischer Darstellung den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem biometrischen System,
• Fig. 2 eine-mögliche in Fig. l skizzierte Bildschirmdarstellung mit Anweisungen für einen Benutzer in größerem Maßstab und
• Fig.3 eine weitere Bildschirmdarstellung aus Fig. l, vergrößert.
Gemäß Fig. l besitzt ein biometrisches System, beispielsweise ein solches, das die Zugriffsberechtigung zu einem Computernetz steuert, eine Fingerabdruckeingabe FAE, wie sie z. B. in Zusammenhang mit einer Computermaus in der WO 00/38096 und der WO 00/38105 der Anmelderin geoffenbart ist.
Diese Fingerabdruckeingabe FAE enthält einen Fingerabdrucksensor FAS, der z. B. als Halbleiterchip ausgebildet ist und auf elektrooptisch oder kapazitiven Verfahren beruhend die Oberfläche einer Fingerkuppe abtastet, die zu diesem Zweck auf eine Auflagefläche gelegt wird, welche mit dem Fingerabdrucksensor integriert sein kann.
Die seitens des Sensors FAS gelieferten Daten gelangen über eine elektronische Bilderfassung BEF zu einer Bildqualitätsbewertung BQB. Hier werden verschiedene Merkmale des erfass- ten Fingerabdrucks erhoben, insbesondere die Strukturausprägung der Fingerabdrucklinien, die von dem Finger bedeckte Sensorfläche, die Gleichmäßigkeit der Grauverteilung, der Prozentsatz allfällig defekter Sensorpixel etc.
Je nach Anwendung wird durch unterschiedliche Gewichtung der einzelnen Qualitätsmerkmale ein Gesamt-Bild-Qualitätsmaß abgeleitet. Falls dieses Maß ein vorgebbares Sollmaß erreicht, erfolgt die übliche Bildverarbeitung mit Merkmalsextraktion und daraufhin entweder ein Enrollment, eine Verifikation oder eine Identifikation in üblicher Weise.
Falls jedoch das Gesamt-Qualitätsmaß das Sollmaß nicht erreicht, wird eine Feedback-Logik aktiviert, welche auf eine Optimierung der seitens des Sensors FAS gelieferten Informationen abzielt. Dazu wird eine Wissensbasis eingesetzt, in welcher z. B. die Eigenschaften und Probleme bei der Aufnahme mit dem verwendeten Sensor abgespeichert sind. Dazu gehören die Art, d. h. des Funktionsprinzip des Sensors, die Abmessungen der Sensorfläche etc. Beispielsweise enthält die Wissensbasis für einen kapazitiven Sensor die Information, dass feuchte oder nasse Haut zu Bildern führt, die zu dunkel sind, sehr trockene Haut hingegen zu hellen Bildern.
Es kann somit die Ursache für eine Bildrückweisung durch die Qualitätsbewertung erkannt werden, sodass eine möglichst genaue Anweisung an den Benutzer ausgegeben werden kann, welche bei Beachtung durch den Benutzer zu einer Optimierung-des Bildes führtr~
Links in Fig. 1 sind zwei Bildschirmdarstellungen mit Anweisungen an den Benutzer dargestellt, die weiter unten näher beschrieben werden. Bei einer der drei hier gezeigten möglichen optischen Anweisungen in dem dritten Feld von oben ist eine Bildschirmdarstellung mit einem bereits erfassten Fingerabdruck gezeigt. Durch die Eingabe eines zweiten Bildes soll die Fläche und Qualität dieses bereits erfassten Fingerabdrucks verbessert werden. Umriss und relative Lage des zweiten Bildes in Bezug auf das erste sind symbolisch als Raster darge- stellt. Somit kann der Benutzer während der Bewegung des Fingers erkennen, inwieweit die Fläche des ersten Fingerabdruckes durch die Eingabe des zweiten Bildes vergrößert werden kann. Zusätzlich wird ihm über die Farbe des Rasters mitgeteilt, wie das System den Qualitätszuwachs des Fingerabdrucks durch das zweite Bild bewertet: Grüne Farbe bedeutet dabei einen aus Sicht des Systems optimalen Kompromiss zwischen der Verlässlichkeit der relativen Lageabschätzung und der erzielten Flächenvergrößerung. Gelbe Farbe zeigt dagegen an, dass nur eher geringes Verbesserungspotential durch die Eingabe des zweiten Bildes möglich ist, beispielsweise dann, wenn das zweite Bild vollständig im ersten enthalten ist. Rote Farbe deutet darauf hin, dass sogar schon die räumliche Zuordnung der Bilder zweifelhaft und daher eine Verbesserung nicht zu erwarten ist
Außerdem ist gezeigt, dass Anweisungen gegebenenfalls auch über einen Drucker PRI ausgegeben werden können oder zusätzlich bzw. in einfachen Fällen auch alleine über eine Punktmatrix PMA. Diese Punktmatrix kann beispielsweise, wie hier gezeigt, aus vier Leuchtdioden bestehen, welche dem Benutzer eine Richtungskorrektur hinsichtlich der Auflage des Fingers auf dem Sensor anzeigen. Im vorliegenden Fall soll der Benutzer den Finger in Richtung des blinkenden Pfeils verschieben, um eine Verbesserung der Bildqualität zu erreichen. Die Punktmatrixanzeige kann auch hier durch Änderung der Anzeigefarbe den Benutzer über die Qualitätssteigerung oder -Verminderung informieren, beispielsweise durch einen Übergang von grün auf rot oder umgekehrt.
Aus Fig. 2 erkennt man eine mögliche Anzeigestruktur mit Anweisungen für ein EnroUment. In dem großen Feld links („Finger Data") ist die Sensorfläche dargestellt, und in diese ist der tatsächlich aufgenommene Bereich eines Fingers eingeblendet. Der Benutzer erkennt somit hier, dass im Augenblick sichtlich zuwenig seiner Fingeroberfläche erfasst wird. Unterhalb dieses Feldes sind drei Felder vorgesehen, welche bei dem betrachteten Beispiel anzeigen, wie viele von drei für ein EnroUment erforderlichen Fingerabdrücken bereits abgenommen und verarbeitet wurden. Im vorliegenden Fall ist angezeigt, dass bereits ein Fingerabdruck verarbeitet wurde, jedoch noch zwei weitere (leere) Felder erforderlich sind.
In dem Feld rechts oben mit den-beiden Händen soll eine mögliche Anzeige veranschaulicht sein, die angibt, welcher der Finger einer Hand als Nächster der Fingerabdruckeingabe zugeordnet werden soll. Im vorliegenden Fall ist der Zeigefinger der rechten Hand bereits erfasst worden, was durch das verdunkelte runde Feld gezeigt ist, wogegen als nächster Finger der Mittelfinger der rechten Hand der Fingerabdruckeingabe zugeführt werden soll, was hier durch einen Pfeil gezeigt ist. Unterhalb des soeben beschriebenen Feldes ist eine bildliche Anweisung mit Text gezeigt, gemäß welcher die Anpresskraft des Fingers gegen die Auflagefläche des Sensors FAS erhöht werden soll. Darstellungen gemäß Fig. 2 erfordern natürlich einen Monitor, der jedoch im Zusammenhang mit PC-Lösungen ohnedies vorhanden ist.
Bei der Darstellung nach Fig. 3 wird auf einem Monitorbild im Zusammenhang mit einem Matching dem Benutzer eine Anweisung hinsichtlich der Qualität (Fingerprint Quality) sowie der tatsächlichen Auflagefläche (Fingerprint Area) gegeben, was durch steigende oder fallende Balken, die in der Praxis unterschiedliche Farben anzeigen, erfolgt. Links von dieser Darstellung erhält der Benutzer eine bildliche Darstellung des erfassten Fingerabdrucks im Vergleich zur gesamten Sensorfläche. Im vorliegenden Fall wird eine Schrift eingeblendet (IMPRESSION TOO SMALL), welche darauf hinweist, dass die Gesamtabdruckfläche zu gering ist. In dem gezeigten Beispiel wird der Benutzer daher versuchen, durch entsprechendes Verschieben oder stärkeres Aufdrücken etc. seines Fingers diese Fläche zu vergrößern, wodurch auch der Balken rechts (Fingerprint Area) höher werden und ein erfolgreicher Vergleich ermöglicht wird.
Bei der Erfindung stehen daher das Feedback und die Bildqualitätsbewertung zueinander in einer wechselseitigen Beziehung bzw. einem ursächlichen Zusammenhang. Die Bildqualitätsbewertung scheidet Fingerabdrücke minderer Qualität aus, die für eine weitere Verarbeitung und/oder Merkmalsextraktion nicht geeignet erscheinen, und das Feedback analysiert die Ursache für die Bildrückweisung und verdeutlicht dann dem Benutzer die Systemsicht. Eine präzise Diagnose in Verbindung mit einem Vorwissen (Wissensbasis) über mögliche Problemursachen ermöglicht die Formulierung konkreter Lösungsvorschläge, im besonderen über eine Visualisierung, welche natürlich auf die Gegebenheiten und die technischen Möglichkeiten des verwendeten Systems abzustimmen ist.
Ein Wesen der Erfindung liegt ersichtlicherweise darin, dass sie dem Benutzer zu einem bestimmten Verhalten im Umgang mit einem biometrischen System führen kann. Allfällige Probleme werden für den Benutzer transparent und allgemein verständlich dargestellt, sodass, ein kooperatives Verhalten des Benutzers vorausgesetzt, durch die Interaktion mit dem System die Erkennungsleistung gesteigert und beispielsweise eine Zugangskontrolle deutlich komfortabler gestaltet werden kann.
Die Erfindung berücksichtigt auch ein immer wieder vorkommendes unerwartetes bzw. unerwünschtes Verhalten eines Benutzers ebenso, wie den Umstand, dass die Hautbeschaffenheit in Kombination mit dem jeweils angewandten Messprinzip ein limitierender Faktor ist. Natürlich kann auf die an sich optimale bildliche Darstellung auf einen Monitor verzichtet werden und es können Meldungen über einfache LCD-Displays oder in gedruckter Form ausgegeben werden, von welchen einige zur Veranschaulichung angeführt sind:
„Bitte Finger auflegen"
„Bitte Sensor reinigen"
„Sensorfläche möglichst zur Gänze bedecken"
„Etwas fester aufdrücken"
„Bitte Finger möglichst in der Sensormitte positionieren"
„Haut/Sensor zu feucht - bitte trocken reiben" (bei kapazitiven Sensoren)
„Haut zu trocken - bitte leicht anhauchen" (bei kapazitiven Sensoren)
Insbesondere für das EnroUment, das im allgemeinen den ersten Kontakt des Benutzers mit dem System darstellt und in Folge die Wiedererkennung maßgeblich bestimmt, ist die Erfindung von besonderem Vorteil, da sie die geeignete Benutzerführung ermöglicht. Im Falle eines weiter oben bereits kurz angesprochenen Fusions-Enrollments, bei dem mehrere Aufnahmen eines Fingers zu einer einzigen Referenz verschmolzen werden, kann etwa durch eine farbliche Codierung der Gitterlinien (siehe Fig. 2, Fig. 3) im Sinne der üblichen Ampelfarben, die Erfolgswahrscheinlichkeit für eine Verschmelzung ausgedrückt werden. Relativ komplexe Sachverhalte können Dank der Erfindung für die Benutzer transparent und auf die vergleichsweise einfache Aufgabe reduziert werden, die Erfolgsaussichten durch Variation der Sensor-/Finger-Interaktion zu maximieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Benutzerführung eines biometrischen Systems mit Fingerabdruckeingabe, bei welchem ein Benutzer jeweils zumindest einen Finger in Kontakt mit/zu einem Fingerabdrucksensor bringt und das System aus den von dem Sensor gelieferten Daten eine Merkmalsextraktion für eine Speicherung und/ oder einen Vergleich der Merkmale vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Benutzer in Abhängigkeit von der Sensor/Finger-Interaktion optische und/oder akustische Anweisungen übermittelt werden, welche auf eine Optimierung der seitens des Sensors gelieferten Information nach vorgebbaren Kriterien abzielen.
2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Anweisungen eine Darstellung des aktuell von dem Sensor erfassten Fingerabdruckes enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Darstellung des aktuell von dem Sensor erfassten Fingerabdruckes eine Sollgeometrie eingeblendet wird, wie eine Sollfläche oder Solllage.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Anweisungen optimierende Informationen bezüglich einer physikalischen Korrektur der Fingeroberfläche, wie Anfeuchten, Trocknen oder Reinigen beinhalten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Anweisungen optimierende Informationen bezüglich der Anpresskraft des Fingers gegen eine Sensoroberfläche beinhalten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Sensor gelieferten Daten einer Bilderfassung zugeführt und deren Bilddaten einer Qualitätsbewertung unterzogen werden, wobei dem Benutzer nur dann optimierende Anweisungen übermittelt werden, falls die Qualitätsbewertung ein Qualitätsmaß ergibt, das unterhalb eines vorgebbaren Minimums liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätsbewertung auf Basis von Einzelmerkmalen erfolgt, aus welchen ein Gesamtqualitätsmaß abgeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchen ein bewertetes Einzelmerkmal die Strukturausprägung der Fingerabdrucklinien ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, bei welchen ein bewertetes Einzelmerkmal die bedeckte Sensorfläche ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchen ein bewertetes Einzelmerkmal die Gleichmäßigkeit der Grauverteilung ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei welchen ein bewertetes Einzelmerkmal der Prozentsatz defekter Sensorpixel ist.
12. Biometrisches System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
EP02729788A 2001-03-21 2002-03-13 Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe Ceased EP1371011A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT4532001 2001-03-21
AT4532001 2001-03-21
PCT/DE2002/000898 WO2002077907A1 (de) 2001-03-21 2002-03-13 Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1371011A1 true EP1371011A1 (de) 2003-12-17

Family

ID=3674439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02729788A Ceased EP1371011A1 (de) 2001-03-21 2002-03-13 Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1371011A1 (de)
WO (1) WO2002077907A1 (de)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60114241T2 (de) 2000-12-05 2006-07-13 Validity Sensors Inc., Phoenix System und methode zur kapazitiven aufnahme von fingerabdrücken durch überstreichen
JP4207717B2 (ja) * 2003-08-26 2009-01-14 株式会社日立製作所 個人認証装置
US8229184B2 (en) 2004-04-16 2012-07-24 Validity Sensors, Inc. Method and algorithm for accurate finger motion tracking
EP1754180A1 (de) 2004-04-16 2007-02-21 Validity Sensors Inc. Fingerpositions-erfassungsverfahren und -vorrichtungen
US8165355B2 (en) 2006-09-11 2012-04-24 Validity Sensors, Inc. Method and apparatus for fingerprint motion tracking using an in-line array for use in navigation applications
US8175345B2 (en) 2004-04-16 2012-05-08 Validity Sensors, Inc. Unitized ergonomic two-dimensional fingerprint motion tracking device and method
US8077935B2 (en) 2004-04-23 2011-12-13 Validity Sensors, Inc. Methods and apparatus for acquiring a swiped fingerprint image
US8358815B2 (en) 2004-04-16 2013-01-22 Validity Sensors, Inc. Method and apparatus for two-dimensional finger motion tracking and control
US8447077B2 (en) 2006-09-11 2013-05-21 Validity Sensors, Inc. Method and apparatus for fingerprint motion tracking using an in-line array
US8131026B2 (en) 2004-04-16 2012-03-06 Validity Sensors, Inc. Method and apparatus for fingerprint image reconstruction
WO2006041780A1 (en) 2004-10-04 2006-04-20 Validity Sensors, Inc. Fingerprint sensing assemblies comprising a substrate
FR2880157B1 (fr) 2004-12-28 2007-04-06 Sagem Dispositif optique de capture biometrique avec affichage d'information a destination de l'utilisateur
EP1715443B1 (de) * 2005-04-22 2012-12-05 Hitachi-Omron Terminal Solutions, Corp. Biometrische Authentifizierungsvorrichtung
US7460697B2 (en) 2005-07-19 2008-12-02 Validity Sensors, Inc. Electronic fingerprint sensor with differential noise cancellation
JP4786483B2 (ja) * 2006-09-14 2011-10-05 富士通株式会社 生体認証装置の生体誘導制御方法及び生体認証装置
US8107212B2 (en) 2007-04-30 2012-01-31 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for protecting fingerprint sensing circuitry from electrostatic discharge
US8290150B2 (en) 2007-05-11 2012-10-16 Validity Sensors, Inc. Method and system for electronically securing an electronic device using physically unclonable functions
US8204281B2 (en) 2007-12-14 2012-06-19 Validity Sensors, Inc. System and method to remove artifacts from fingerprint sensor scans
US8276816B2 (en) 2007-12-14 2012-10-02 Validity Sensors, Inc. Smart card system with ergonomic fingerprint sensor and method of using
US8116540B2 (en) 2008-04-04 2012-02-14 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for reducing noise in fingerprint sensing circuits
US8005276B2 (en) 2008-04-04 2011-08-23 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for reducing parasitic capacitive coupling and noise in fingerprint sensing circuits
GB2474999B (en) 2008-07-22 2013-02-20 Validity Sensors Inc System and method for securing a device component
JP5277804B2 (ja) 2008-09-05 2013-08-28 富士通株式会社 指紋認証装置、指紋認証プログラムおよび指紋認証方法
US8391568B2 (en) 2008-11-10 2013-03-05 Validity Sensors, Inc. System and method for improved scanning of fingerprint edges
US8600122B2 (en) 2009-01-15 2013-12-03 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for culling substantially redundant data in fingerprint sensing circuits
US8278946B2 (en) 2009-01-15 2012-10-02 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for detecting finger activity on a fingerprint sensor
US8374407B2 (en) 2009-01-28 2013-02-12 Validity Sensors, Inc. Live finger detection
US9400911B2 (en) 2009-10-30 2016-07-26 Synaptics Incorporated Fingerprint sensor and integratable electronic display
US9274553B2 (en) 2009-10-30 2016-03-01 Synaptics Incorporated Fingerprint sensor and integratable electronic display
US9336428B2 (en) 2009-10-30 2016-05-10 Synaptics Incorporated Integrated fingerprint sensor and display
US8421890B2 (en) 2010-01-15 2013-04-16 Picofield Technologies, Inc. Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making
US8866347B2 (en) 2010-01-15 2014-10-21 Idex Asa Biometric image sensing
US9666635B2 (en) 2010-02-19 2017-05-30 Synaptics Incorporated Fingerprint sensing circuit
US8716613B2 (en) 2010-03-02 2014-05-06 Synaptics Incoporated Apparatus and method for electrostatic discharge protection
US9001040B2 (en) 2010-06-02 2015-04-07 Synaptics Incorporated Integrated fingerprint sensor and navigation device
US8331096B2 (en) 2010-08-20 2012-12-11 Validity Sensors, Inc. Fingerprint acquisition expansion card apparatus
US8594393B2 (en) 2011-01-26 2013-11-26 Validity Sensors System for and method of image reconstruction with dual line scanner using line counts
US8538097B2 (en) 2011-01-26 2013-09-17 Validity Sensors, Inc. User input utilizing dual line scanner apparatus and method
US9406580B2 (en) 2011-03-16 2016-08-02 Synaptics Incorporated Packaging for fingerprint sensors and methods of manufacture
US10043052B2 (en) 2011-10-27 2018-08-07 Synaptics Incorporated Electronic device packages and methods
US9195877B2 (en) 2011-12-23 2015-11-24 Synaptics Incorporated Methods and devices for capacitive image sensing
US9785299B2 (en) 2012-01-03 2017-10-10 Synaptics Incorporated Structures and manufacturing methods for glass covered electronic devices
US9268991B2 (en) 2012-03-27 2016-02-23 Synaptics Incorporated Method of and system for enrolling and matching biometric data
US9137438B2 (en) 2012-03-27 2015-09-15 Synaptics Incorporated Biometric object sensor and method
US9251329B2 (en) 2012-03-27 2016-02-02 Synaptics Incorporated Button depress wakeup and wakeup strategy
US9600709B2 (en) 2012-03-28 2017-03-21 Synaptics Incorporated Methods and systems for enrolling biometric data
US9152838B2 (en) 2012-03-29 2015-10-06 Synaptics Incorporated Fingerprint sensor packagings and methods
EP2836960B1 (de) 2012-04-10 2018-09-26 Idex Asa Biometrische erfassung
DE102012108838A1 (de) * 2012-09-19 2014-05-28 Cross Match Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Fingerabdrücken auf Basis von Fingerabdruckscannern in zuverlässig hoher Qualität
US9665762B2 (en) 2013-01-11 2017-05-30 Synaptics Incorporated Tiered wakeup strategy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828773A (en) * 1996-01-26 1998-10-27 Harris Corporation Fingerprint sensing method with finger position indication
US5963656A (en) * 1996-09-30 1999-10-05 International Business Machines Corporation System and method for determining the quality of fingerprint images
PT981802E (pt) * 1997-05-13 2002-01-30 Siemens Ag Oesterreich Processo para a identificacao de impressoes digitais
US6131464A (en) * 1998-06-16 2000-10-17 Smarttouch, Inc. Pressure sensitive biometric input apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO02077907A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002077907A1 (de) 2002-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1371011A1 (de) Verfahren zur benutzerführung eines biometrischen systems mit fingerabdruckeingabe
EP3279833B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur direktaufnahme von abdrücken abgerollter finger
DE602004010220T2 (de) Gerät zur Aufnahme biometrischer Informationen
DE60215810T2 (de) Verfahren und gerät zur transformation eines bildes einer biologischen oberfläche
DE60220494T2 (de) Verfahren zur Iriserkennung und System unter Verwendung desselben
EP0859990B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen von nicht abgerollten fingerabdrücken
DE69423390T2 (de) Verfahren zur Eingabe einer vertraulichen Information und entsprechendes Endgerät
EP2711869A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Fingerabdrücken auf Basis von Fingerabdruckscannern in zuverlässig hoher Qualität
DE19953608B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Fonts eines Textes in einem Dokumentenverarbeitungssystem
DE2234109C3 (de) Leseapparat
DE69422885T2 (de) Vorrichtung zur Segmentierung von Fingerabdruckbildern für Zehnfingerkarten
EP1259931A1 (de) Verfahren zur analyse von fingerabdruckbildern
DE69717730T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bildverarbeitung
EP2535875A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation von Spielkugeln
EP4075396B1 (de) Verfahren und anordnung zur optischen erfassung eines kopfes einer person
DE102015110468A1 (de) Fingerabdruck-Erkennungsverfahren und Geräte
EP2930699A1 (de) Sicherheitsmerkmal mit einem markierungs- und einem codeabschnitt
DE69508548T2 (de) Selbstbedienungs-Transaktions-Terminal
DE60019136T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufnahme und verifikation von fingerabdruck-informationen
DE10233233A1 (de) Erkennung von Bewegungen (dynamische Gesten) zur berührungslosen und tonlosen Interaktion mit technischen Systemen
DE2421440A1 (de) Verfahren zur automatischen ablesung eines dokumentes und dokument zur durchfuehrung des verfahrens
EP1366458B1 (de) Lesevorrichtung für fingerabdrücke
DE19848501A1 (de) Verfahren zur Identitätsprüfung
EP1983406A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eingabe von Daten in eine Datenverarbeitungsanlage
EP1071034A2 (de) Enrollment von Fingerprints

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030902

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20071221

APBK Appeal reference recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREFNE

APBN Date of receipt of notice of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA2E

APBR Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA3E

APAF Appeal reference modified

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNE

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS IT SOLUTIONS AND SERVICES GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ATOS IT SOLUTIONS AND SERVICES GMBH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

APBT Appeal procedure closed

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9E

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20150622