EP3295369A1 - Verfahren zum bestimmen einer individuellen schärfe eines bildes einer iris und verfahren zur personenprüfung - Google Patents

Abstract

Die Offenbarung beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris, aufweisend: Aufnehmen eines Bildes eines Auges; und Speichern des Bildes in einem Bildspeicher; im Bildspeicher aufweisend: Auffinden einer Pupille des Auges; Bestimmen von wenigstens zwei Abtastbereichen, die jeweils teilweise in der Pupille und teilweise außerhalb der Pupille angeordnet sind, wobei jeder Abtastbereich für sich genommen zusammenhängend ist; Ermitteln eines Referenz-Abtastbereiches, der einen maximalen Referenz-Kontrast aufweist, welcher größer ist als der Kontrast jedes anderen Abtastbereiches; Speichern der Lage des Referenz-Abtastbereiches und des maximalen Referenz-Kontrastes; Aufnehmen eines weiteren Bildes des Auges unter Variation einer Scharfstellung; Speichern des weiteren Bildes im Bildspeicher; Ermitteln des aktuellen Kontrastes im Referehz-Abtastbereich; Vergleichen, ob der aktuelle Kontrast größer ist als ein voran gegangener Kontrast; und Durchführen der Schritte solange, bis der aktuelle Kontrast der größtmöglich erzielbare ist. Des Weiteren betrifft die Anmeldung ein Verfahren zur Personenüberprüfung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer digitalisierten Bildaufnahme einer Iris in einer Datenverarbeitungseinrichtung.

Description

Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris

und Verfahren zur Personenprüfung

Die Erfindung betrifft Technologien im Zusammenhang mit dem Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris sowie die Verwendung.

Hintergrund

Es ist bekannt, im Rahmen der Biometrie, insbesondere zur Personenidentifikation, eine Bestim- mung der Iris von Person vorzunehmen. Auch bei Tieren kann eine Irisbestimmung angewendet werden. Es werden digitalisierte Bildaufnahmen der Iris mit Hilfe elektronischer Datenverarbei- tung ausgewertet, um die Bestimmung vorzunehmen. Für die digitale Bildauswertung wird ange- strebt, möglichst gut verarbeitbare Bildaufnahmen zu haben, wobei die Bildqualität insbesondere durch die Schärfe der Bildaufnahme beeinflusst wird, welche von der Fokuseinstellung der Bild- aufnahmeeinrichtung abhängt. Die Schärfe des Bildes ist ein Maß für die Unterscheidbarkeit von Details in der Bildaufnahme. Es besteht daher das Bestreben, möglichst scharfe Bildaufnahmen des Auges für die Irisbestimmung zu erhalten, was eine notwendige Fokuseinstellung der Bild- aufnahmeeinrichtung erforderte. Im Dokument EP 1 171 996 Bl ist ein Verfahren zur Fokusbestimmung bei einer Bildaufnahme- einrichtung offenbart. Auf die digitalisierten Bilder, die insbesondere auch eine Irisaufnahme zeigen können, wird auf die Bildpunkte eine Faltung mit einem speziellen Faltungskernel ange- wendet, was dem Applizieren eines Hochpassfilters entspricht. Hierdurch soll der Anteil hoher Frequenzen der Bildaufnahme gegenüber niedrigeren Frequenzen herausgestellt werden, da die hohen Frequenzen im Besonderen geeignet sind, hieraus ein Maß für die Schärfe der aufgenom- menen Bilder und somit die Fokuseinstellung der Bildaufnahmeeinrichtung abzuleiten.

Es sind Kameras mit automatischer Fokussierung mit Kontrastvergleich bekannt (Hußman: Wie funktioniert ein Kontrastvergleichsautofokus?; In: http://digicam-experts.de; 12.04.2015, 1-3. http://www.archive.org/web/20150412203640/http://digicam-experts.de/wissen/25). Das Dokument DE 26 58 832 A I betrifft Laufbildkameras mit selbsttätiger Fokussiereinrichtung, deren Antrieb durch die Kontrastmesseinrichtung für das vom Objektiv entworfene Bild beim Erreichen des Konstrastmaximums stillgesetzt oder unterbrochen wird.

Das Dokument DE 1 279 374 A betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Schareinstellung optischer Systeme durch Kontrastmessung und Umwandlung der gemessenen Werte in elektrische Energie. Dokument US 5,659,812 betrifft das Bestimmen eines optimierten Fokusbereiches mittels eines Algorithmus.

Dokument DE 44 90 836 Tl betrifft Personen-Identifizierungsinstrumente und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Instruments, das hochgradig fälschungs- bzw. be- trugssicher ist.

Das Dokument DE 10 2007 055 923 AI betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Eigenschaften bzw. Ermittlung und / oder Verfolgung von Eigenschaften der Position des Zentrums charakteris- tischer Augenbestandteile, insbesondere des Limbus, während einer Augenuntersuchung oder - behandlung. Dabei wird ein mehrfarbiges digitales Bild zumindest eines Ausschnitts eines Auges mit der Kamera aufgenommen und anhand dieses die Position bzw. der Radius unter Anwendung von Verfahren der Bildverarbeitung abgeleitet. Erfindungsgemäß wird für die Bildverarbeitung der Rotkanal des digitalen Bildes zugrunde gelegt. Zusammen fassun g

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bestimmen einer digitalisierten Bildaufnahme einer Iris in einer Datenverarbeitungseinrichtung sowie Verwendungen hierfür anzugeben, bei denen Irisbilder auf einfache und effiziente Art und Weise mit möglichst geringem Zeitaufwand ausgewertet werden können. Nach einem weiteren Aspekt soll die Personenprüfung auf effizien- tere Art und Weise ermöglicht werden.

Zur Lösung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris nach dem unabhängigen Anspruch 1 geschaffen. Weiterhin ist ein Verfahren zur Personenüber- prüfung nach Anspruch geschaffen. Des Weiteren ist ein Verfahren zum Bestimmen einer digita- lisierten Bildaufnahme einer Iris in einer Datenverarbeitungseinrichtung nach dem nebengeordne- ten Anspruch 3 geschaffen. Die Ansprüche 9 und 10 betreffen Verwendungen des Verfahrens. Ausgestaltungsformen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.

Nach einem Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris vorgesehen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

a) Aufnehmen eines Bildes eines Auges; und

b) Speichern des Bildes in einem Bildspeicher;

im Bildspeicher aufweisend:

c) Auffinden einer Pupille des Auges;

d) Bestimmen von wenigstens zwei Abtastbereichen, die jeweils teilweise in der Pupille und teilweise außerhalb der Pupille angeordnet sind, wobei jeder Abtastbereich für sich genom- men zusammenhängend ist;

e) Ermitteln eines Referenz-Abtastbereiches, der einen maximalen Referenz-Kontrast aufweist, welcher größer ist als der Kontrast jedes anderen Abtastbereiches;

f) Speichern der Lage des Referenz-Abtastbereiches und des maximalen Referenz-Kontrastes; g) Aufnehmen eines weiteren Bildes des Auges unter Variation einer Scharfstellung;

h) Speichern des weiteren Bildes im Bildspeicher;

i) Ermitteln des aktuellen Kontrastes im Referenz-Abtastbereich;

j) Vergleichen, ob der aktuelle Kontrast größer ist als ein vorangegangener Kontrast; und k) Durchführen der Schritte g) bis i) solange, bis der aktuelle Kontrast der größtmöglich erziel- bare ist. Nach einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Personenüberprüfung vorgeschlagen. Das Ver- fahren weist die folgenden Schritte auf:

A) Erfassen eines Individualbildes einer Individualiris, insbesondere mittels eines Verfahrens zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes, sowie wenigstens eines weiteren biometrischen Individualmerkmals einer Person und Bilden eines kombinierten Biometrieda- tensatzes aus dem Individualbild und dem weiteren biometrischen Individualmerkmal;

B) Erstellen einer Datenbank mit einer Mehrzahl von kombinierten Biometriedatensätzen;

C) Klassifizieren der kombinierten Biometriedatensätze in der Datenbank, um so klassifizierte kombinierte Biometriedatensätze zu erhalten, jeweils bestehend aus einem klassifizierten Bild und einem klassifizierten weiteren biometrischen Merkmal; und

D) bei Erfassen eines Messbildes einer Iris einer Person mittels des Verfahrens zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris:

E) Vergleichen des Messbildes mit den Bildern der klassifizierten kombinierten Biometrie- datensätze und, darauf beruhend, Auffinden eines Best-Match-Biometriedatensatzes;

F) Ermitteln des klassifizierten weiteren biometrischen Merkmals des Best- Match-Bio- metriedatensatzes;

G) Vergleichen des Weiteren biometrischen Merkmals der Person mit dem klassifizierten weiteren biometrischen Merkmal des Best-Match-Biometriedatensatzes; und

H) Ausgabe eines Warnhinweises, wenn das weitere biometrische Merkmal der Person von dem klassifizierten weiteren biometrischen Merkmal des Best-Match-Biometriedaten- satzes in einem vorbestimmten Maße abweicht.

Bei dem Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris und / oder bei dem Verfahren zur Personenüberprüfung kann alternativ oder ergänzend zum Kontrast ein Kontrastanstieg (Bildkontrastanstieg) für die Abtastbereiche bestimmt und als Maß für die Bild- schärfe verwendet werden.

Nach einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen einer digitalisierten Bildaufnahme einer Iris in einer Datenverarbeitungseinrichtung geschaffen. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist mittels einer Softwareapplikation für eine digitale Bildverarbeitung eingerichtet. Bei dem Ver- fahren wird ein Irisbild in digitalisierter Form bereitgestellt. Bei dem Irisbild handelt es sich um eine Bildaufnahme eines Auges, welche wenigstens den Bereich der Iris und der Pupille des Au- ges zeigt. Es wird ein Bildabschnitt oder -ausschnitt des Irisbildes (Abtastbereich) ausgewählt, welcher einen Übergangsabschnitt mit einem Pupillenbereich und einem hieran grenzenden Iris- bereich zeigt. Ein Bildkontrastanstieg wird Tür einen Übergang zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt bestimmt. Aus dem Bildkon- trastanstieg, oder kurz Kontrastanstieg, wird ein Schärfemaß für das Irisbild bestimmt.

Aus einer Analyse der Kontrasteigenschaften des Irisbildes im Bereich des Übergangs zwischen einem Pupillenbereich und einem hieran grenzenden Irisbereich wird somit nach den verschiede- nen Aspekten ein Schärfemaß des Irisbildes bestimmt, welches ein Maß für die Fokuseinsteltung der zur Bildaufnahme verwendeten Bildaufnahmeeinrichlung anzeigt.

Der Bildkontrastanstieg kann ein lokaler Kontrastanstieg sein, welcher beim Auftragen von Kon- trastwerten über einem Ortsmaß für die Bildpunkte im Minimalfall den Anstieg des Kontrasts über wenige Bildpunkte charakterisiert, zum Beispiel wenigstens drei Bildpunkte. Beispielsweise können die Werte, die ein Maß für die Helligkeit der Bildpunkte darstellen, als y- Werte aufgetra- gen werden, wobei x-Werte jeweils einen Bildpunkt oder Kanal der Bildaufnahmeeinrichtung repräsentieren, zum Beispiel äquidistant beabstandete Punkte. Beim Vergleichen des so bestimm- ten Verlaufs / Anstiegs des Kontrastes für unterschiedliche Bilder desselben Übergangsabschnitts oder Abtastbereiches können die zu vergleichenden Kurven Verläufe steiler oder flacher verlaufen, was unterschiedliche Kontrastanstiege im untersuchten Bereich anzeigt.

Auch eine lokale Gruppe von Bildpunkten kann beim Bestimmen des lokalen Kontrastanstiegs oder des lokalen Kontrastes einbezogen werden, wobei ein oder mehrere Bildpunkte dem Pupil- lenbereich und ein oder mehrere Bildpunkte dem hieran grenzenden Irisbereich zuzuordnen sind. Die Bildpunkte können auf eine geraden Linien liegen, welchen den Grenzbereich zwischen den Pupillenbereich und den hieran grenzenden Irisbereich schneidet. In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Schärfemaß als proportional zu dem festge- stellten Bildkontrastanstieg zwischen Pupillenbereich und angrenzendem Irisbereich bestimmt wird.

Das Verfahren kann eingesetzt werden im Zusammenhang mit einer biometrischen Bestimmung einer Iris oder in einer Irisbildaufnahmeeinrichtung.

Beim Bestimmen des Schärfemaßes für digitale Bildpunkte des Übergangs können zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich mittels schneller Fouriertransformation FFT- Werte (FFT - Fast Fourier Transformation) bestimmt oder ermittelt werden.

Beim Bestimmen des Schärfemaßes können die FFT- Werte einer algebraischen Operation ent- sprechend zusammengefasst werden. Die FFT-Werte entlang eines Übergangs zwischen dem Pupillenbereich und dem Irisbereich können in einer Ausführungsform addiert werden. Der Kon- trastanstieg im Übergangsbereich kann der Differenz der FFT-Werte der Bildpunkte auf dem beiden Seiten des Übergangs zwischen dem Pupillenbereich und dem Irisbereich entsprechen. Ergänzend oder alternativ kann der Anstieg des Kurvenverlaufs der FFT-Werte im Übergangsbe- reich bestimmt werden. Das Maß für die Schärfe des Irisbildes kann zu dem Differenzbetrag und / oder dem Anstieg proportional sein. Auch eine Proportionalität in Bezug auf die Summe der FFT-Werte kann für das Schärfemaß vorgesehen sein.

Beim Bestimmen des Bildkontrastanstiegs kann eine Kante im Verlauf von den Bildpunkten zu- geordneten Bildpunktwerten bestimmt werden.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass

- ein weiterer Bildabschnitt des Irisbildes ausgewählt wird, welcher entlang des Umfangs der Pupille einen anderen Übergangsabschnitt mit einem Pupillenbereich und einem hieran gren- zenden Irisbereich zeigt,

- ein weiterer Bildkontrastanstieg für den weiteren Übergang zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt bestimmt wird und - der Bildkontrastanstieg und / oder weiterer Bildkontrastanstieg ausgewählt werden, um hie- raus ein jeweiliges Schärfemaß für das Irisbild zu bestimmen.

Auf diese Weise kann der Kontrastanstieg für verschiedene Bildausschnitte bestimmt werden, die entlang des Umfangs der Pupille angeordnet sein. Hierbei kann die Bestimmung des Bildkon- trastanstiegs für entlang des Umfangs der Pupille aneinandergrenzende und / oder beabstandete Übergangsabschnitte vorgesehen sein. Ausgehend von dem jeweils bestimmten Bildkontrastan- stieg kann dann ein Schärfemaß abgeleitet werden. Auf diese Weise kann in einer Ausfuhrung vorgesehen sein, einen Übergangsabschnitt entlang des Umfangs der Pupille zu bestimmen, wel-0 eher dann für weitergehende Analysen herangezogen wird, insbesondere das Bestimmen eines Schärfemaßes für das Irisbild. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ausgehend von der Bestimmung des Übergangsabschnitts zwischen einem Pupillenbereich und einem hieran grenzenden Irisbereich, Tür den der größte Kontrastanstieg bestimmt wurde, eine weitergehende Bildanalyse durchgeführt wird.

Die Kontrastbestimmung für mehrere Übergangsabschnitte entlang des Umfangs der Pupille kann für ein oder mehrere Irisbilder durchgeführt werden, die alle dieselbe Iris zeigen. Danach kann vorgesehen sein, einen der Übergangsabschnitte für die Schärfemaßbestimmung auszuwählen. Das Schärfemaß kann seinerseits für ein und denselben Übergangsabschnitt entlang des Umfangs der Pupille für mehrere Irisbilder bestimmt werden, so dass letztlich ein Irisbild mit dem besten oder höchsten Schärfemaß bestimmt werden kann. Dieses Irisbild kann dann zum Beispiel einer weiteren Bildbearbeitung oder -Verarbeitung zugeführt werden, beispielsweise für eine Irisbe- stimmung im Rahmen der Biometrie. In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass

- ein weiteres Irisbild in digitalisierter Form bereitgestellt wird, welches dieselbe Iris wie das Irisbild zeigt,

- ein Bildabschnitt des weiteren Irisbildes ausgewählt wird, welcher entlang des Umfangs der Pupille den gleichen Übergangsabschnitt mit dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich zeigt, - ein Bildkontrastanstieg für den Übergang zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran gren- zenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt des weiteren Irisbildes bestimmt wird und

- ein Schärfemaß für das andere Irisbild aus dem Bildkontrastanstieg bestimmt wird.

Dass für die mehreren Irisbilder jeweils bestimmte Maß für die Bildschärfe kann verglichen wer- den, um aus der Menge der untersuchten Irisbilder ein für die weitere Bildverarbeitung oder -bearbeitung geeignetes Irisbild auszuwählen.

Die erläuterten Ausführungen können einzeln oder in beliebiger Kombination in Verbindung mit den alternativen Verfahrensausgestaltungen vorgesehen sein.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Im Folgenden werden weitere Ausfuhrungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeich- nung erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. I eine schematische Darstellung für eine Anordnung zum Aufnehmen und zum Auswerten von digitalen Bildaufnahmen, die von einem zu bestimmenden Auge wenigstens den Be- reich mit der Iris und der Pupille zeigen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Iris mit Pupille,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bestimmen von Irisbildern in digitaler Form, Fig. 4 eine grafische Darstellung einer normierten Intensität für Bildpunkte entlang einer Bild- aufnahmelinie,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Bildintensität über eine Reihe von Bildpunkten in einem Übergangsabschnitt zwischen einem Pupillenbereich und einem Irisbereich für Irisbilder mit unterschiedlicher Bildschärfe,

Fig. 6 eine grafische Darstellung von FFT- Werten für die Kurvenverläufe aus Fig. 5 und Fig. 7 eine grafische Darstellung aufsummierter FFT-Werte für Irisbilder mit unterschiedlicher Schärfe. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Bildaufnahmeeinrichtung 1 , die beispielweise als eine Digitalkamera ausgeführt ist. Die Bildaufnahmeeinrichtung I ist ge- genüber einem Auge 2 angeordnet, von dem mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung 1 digitale Bildaufnahmen gemacht werden sollen, die wenigstens den Bereich der Iris mit der Pupille des Auges 2 zeigen. Die Bildaufnahmeeinrichtung I ist funktionell mit einer Datenverarbeitungsein- richtung 3 gekoppelt, die mit Hilfe einer hierauf installierten Softwareapplikation für eine Bear- beitung und Verarbeitung der von der Bildaufnahmeeinrichtung 1 aufgenommenen digitalen Bil- der eingerichtet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass in der Datenverarbeitungseinrichtung 3 in Abhängigkeit von einer durchgeführten Bildanalyse Steuersignale erzeugt werden, die der Steuerung der Bildauf- nahmeeinrichtung 2 dienen, zum Beispiel zum Steuern eines Auslösezeitpunktes für die Bildauf- nahme und / oder einer Positionierung der Bildaufnahmeeinrichtung 1 in Bezug auf das Auge 2, was in Fig. I schematisch mit Hilfe eines Pfeils A gezeigt ist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass an den Nutzer akustische und / oder visuelle Hinweise ausgegeben, so dass dieser sein Auge 2 in Relation zur Bildaufnahmeeinrichtung 1 verlagert. Auch dies kann in Ab- hängigkeit von einer Bildverarbeitung in der Datenverarbeitungseinrichtung 3 gesteuert werden.

Alternativ oder ergänzend können zur Fokuseinstellung für die Bildaufnahmen optische Bauteile, zum Beispiel Linsen und / oder ein Objektiv, in der Bildaufnahmeeinrichtung 2 in Abhängigkeit von Steuersignalen eingestellt werden für die Bildaufnahme, wobei die Steuersignale das Ergeb- nis einer Bildanalyse in der Datenverarbeitungseinrichtung 3 sein können. So kann mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 3 ein Maß für die Schärfe der aufgenommenen Bilder bestimmt werden, um dann aus dem Vergleich des Schärfemaßes für mehrere Bilder ein Fokussteuersignal an die Bildaufnahmeeinrichtung 2 zu geben und / oder eines der untersuchten Bilder für eine wei- tere Bildauswertung auszuwählen, zum Beispiel für eine biometrische Analyse zur Personener- kennung oder -Überprüfung. Datenverarbeitungseinrichtung 3 und Bildaufnahmeeinrichtung 2 können auch in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein. Die gezeigte Anordnung kann zum Beispiel zur Personenidentifikation im Rahmen eines biomet- rischen Verfahrens zum Einsatz kommen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Irisbildes mit Pupille 20 und 5 Iris 21. Bei der Bildauswertung können ein oder mehrere lokale Übergänge 22 zwischen Pupille 20 und Iris 21 ausgewertet werden, um einen jeweiligen lokalen Kontrastanstieg zwischen dem Bildbereich der Pupille 20 und dem angrenzenden Bildbereich für die Iris 21 zu bestimmen. Ein umlaufender Grenzbereich 23 zwischen Pupille 20 und Iris 21 kann bei der Bildauswertung teil- weise oder ganz erfasst werden, indem der lokale Übergang 22 entlang des Grenzbereichs 230 verschoben wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird im Folgenden ein Verfahren zum Bestimmen eines oder meh- rerer in digitalisierter Form vorliegender Irisbilder erläutert. In einem Schritt 30 wird mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung 2 ein Irisbild aufgenommen und für eine Bildanalyse in der Daten-5 Verarbeitungseinrichtung 3 bereitgestellt. Mit Hilfe der auf der Datenverarbeitungseinrichtung 3 für die Bildanalyse implementierten Softwareapplikation wird im Schritt 31 ein Bildausschnitt (Abtastbereich) ausgewählt, welcher einen Übergang oder Übergangsabschnitt zwischen einem Pupillenbereich 20 und einem Irisbereich 21 (vgl. Fig. 2) umfasst. 0 In Fig. 4 ist beispielhaft eine normierte gemessene Intensität für Bildpunkte des Irisbildes entlang einer Linie B in der Bilddarstellung aus Fig. 4 (vgl. auch Fig. 2) gezeigt. Die Intensität nimmt in einem mittleren Bereich 40 ab, welcher der Pupille 20 entspricht. Im Bereich 41 nimmt die Inten- sität beim Übergang in den Bereich der Iris 21 steil zu. Fig. 5 zeigt diesen Übergang im Detail. Kurve 50 entspricht dem Verlauf der gemessenen Kurve in Fig. 4. Weiterhin ist eine Kurve 51 gezeigt, bei der die Steilheit der Kurve im Anstieg deutlich geringer ist, was einem anderen Kontrastanstieg entspricht. Die Kurve 51 zeigt den Verlauf für den gleichen lokalen Übergang zwischen Pupille 20 und Iris 21 in einem sogenannten Blurr-Bild, welches zu Vergleichszwecken aus den gemessenen Werten (vgl. Fig. 4) abgeleitet wurde. Die geringere Bildschärfe im Bereich zwischen Pupillenbereich 20 und Irisbereich 21 fuhrt zum ver- änderten Kurvenanstieg, wobei der eigentliche Kontrast (Helligkeitsunterschied) hier gleich ist.

Im Schritt 32 wird dann eine schnelle Fourier Transformation auf die digitalen Bilder angewen- det, um FFT- Werte für die in Fig. 5 gezeigten Kurvenverläufe zu bestimmen. Das Ergebnis dieser Operation ist in Fig. 6 gezeigt, wo die Kurve 60 und 61 die FFT- Werte für die Kurvenverläufe 50 und 51 zeigen.

Bei der Bildanalyse in der Datenverarbeitungseinrichtung 3 wird dann, ausgehend von dem be- stimmten Kontrastanstieg ein Maß für die Schärfe der analysierten Irisbilder bestimmt (Schritt 33). Beispielsweise kann hierbei die Steilheit im Übergangsbereich zwischen Pupille 20 und Iris- bereich 21 herangezogen werden.

Alternativ oder ergänzend können die FFT-Werte für die Kurvenverläufe in Fig. 6 aufsummiert werden. Das Ergebnis dieser Operation zeigt Fig. 7 in Form der Werte 70 und 71 für die beiden Kurven 60 und 61. In Fig. 7 sind zwei weitere Ergebnisse 72, ..., 74 eingetragen. Für diese wurde der Blurr-Radius erweitert, wodurch eine weiter abnehmende Bildschärfe simuliert wurde.

Das vorangehend beschriebene Verfahren kann genutzt werden, um in einer Folge von lrisbil- dem, die für ein und dieselbe Iris aufgenommen wurden, die Bildaufnahme mit der besten Bild- schärfe zu bestimmen, was einer besten Fokuseinsteltung der Bildaufnahmeeinrichtung 1 in Rela- tion zu dem Auge 2 entspricht. Das hierbei ausgewählte Irisbild kann dann für eine weitergehen- de Bildanalyse herangezogen werden, zum Beispiel für die Iris-Biometrie, die zum Beispiel auch in der Datenverarbeitungseinrichtung 3 ausgeführt werden kann.

Das beschriebene Verfahren kann mit sämtlichen Schritten oder Teilen hiervon auch verwendet werden, um den Prozess der Bildaufnahme mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung 2 zu steuern, beispielsweise dahingehend, dass in einer anfänglichen Messphase mehrere Irisbilder für unter- schiedliche Abstände zwischen dem Auge 2 und der Bildaufnahmeeinrichtung 1 aufgenommen werden, um auf diese Weise einen bevorzugten Abstand zwischen der Messeinrichtung und dem Messobjekt (Auge) zu bestimmen, um im Anschluss die eigentliche Irisbildaufnahme zu machen. Das hierbei aufgenommene Irisbild kann dann analysiert werden, zum Beispiel zum Zwecke ei- ner Iris-Biometrie. So ist auf verschiedene Art und Weise ein verbessertes Verfahren zur Perso- nenidentifikation mittels Iris-Biometrie bereitgestellt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merk- male können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der ver- schiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.

Claims

Bundesdruckerei G

B60614WO

Ansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen einer individuellen Schärfe eines Bildes einer Iris, aufweisend: a) Aufnehmen eines Bildes eines Auges; und

b) Speichern des Bildes in einem Bildspeicher;

im Bildspeicher aufweisend:

c) Auffinden einer Pupille des Auges;

d) Bestimmen von wenigstens zwei Abtastbereichen, die jeweils teilweise in der Pupille und teilweise außerhalb der Pupille angeordnet sind, wobei jeder Abtastbereich für sich genommen zusammenhängend ist;

e) Ermitteln eines Referenz-Abtastbereiches, der einen maximalen Referenz-Kontrast auf- weist, welcher größer ist als der Kontrast jedes anderen Abtastbereiches;

f) Speichern der Lage des Referenz-Abtastbereiches und des maximalen Referenz-Kon- trastes;

g) Aufnehmen eines weiteren Bildes des Auges unter Variation einer Scharfstellung;

h) Speichern des weiteren Bildes im Bildspeicher;

i) Ermitteln des aktuellen Kontrastes im Referenz-Abtastbereich;

j) Vergleichen, ob der aktuelle Kontrast größer ist als ein vorangegangener Kontrast; und k) Durchführen der Schritte g) bis i) solange, bis der aktuelle Kontrast der größtmöglich er- zielbare ist.

2. Verfahren zur Personenüberprüfung, aufweisend:

A) Erfassen eines Individualbildes einer Individualiris mit dem Verfahren nach Anspruch 1 sowie wenigstens eines weiteren biometrischen Individualmerkmals einer Person und Bilden eines kombinierten Biometriedatensatzes aus dem Individualbild und dem weite- ren biometrischen Individualmerkmal;

B) Erstellen einer Datenbank mit einer Mehrzahl von kombinierten Biometriedatensätzen;

C) Klassifizieren der kombinierten Biometriedatensätze in der Datenbank, um so klassifi- zierte kombinierte Biometriedatensätze zu erhalten, jeweils bestehend aus einem klassi- fizierten Bild und einem klassifizierten weiteren biometrischen Merkmal; und D) bei Erfassen eines Messbildes einer Iris einer Person mit dem Verfahren nach Anspruch I :

E) Vergleichen des Messbildes mit den Bildern der klasssifizierten kombinierten Bio- metriedatensätze und, darauf beruhend, Auffinden eines Best-Match-Biometrie- datensatzes;

F) Ermitteln des klassifizierten weiteren biometrischen Merkmals des Best-Match- Biometriedatensatzes;

G) Vergleichen des Weiteren biometrischen Merkmals der Person mit dem klassifizier- ten weiteren biometrischen Merkmal des Best-Match-Biometriedatensatzes; und

H) Ausgabe eines Warnhinweises, wenn das weitere biometrische Merkmal der Person von dem klassifizierten weiteren biometrischen Merkmal des Best-Match- Biometriedatensatzes in einem vorbestimmten Maße abweicht.

Verfahren zum Bestimmen einer digitalisierten Bildaufnahme einer Iris in einer Datenverar- beitungseinrichtung, die mittels einer Softwareapplikation für eine digitale Bildverarbeitung eingerichtet ist, das Verfahren die folgenden Schritte aufweisend:

- Bereitstellen eines Irisbildes in digitalisierter Form,

- Auswählen eines Bildabschnitts des Irisbildes, welcher einen Übergangsabschnitt mit ei- nem Pupillenbereich und einem hieran grenzenden Irisbereich zeigt,

- Bestimmen eines Bildkontrastanstiegs für einen Übergang zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt und

- Bestimmen eines Schärfemaßes für das Irisbild aus dem Bildkontrastanstieg.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Bestimmen des Schärfemaßes für digitale Bildpunkte des Übergangs zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich mittels schneller Fouriertransformation FFT- Werte bestimmt werden. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmen des Schärfemaßes die FFT- Werte einer algebraischen Operation entsprechend zusammengefasst werden.

Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmen des Bildkontrastanstiegs eine Kante im Verlauf von den Bildpunkten zugeordneten Bildpunktwerten bestimmt wird.

Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein weiterer Bildabschnitt des Irisbildes ausgewählt wird, welcher entlang des Umfangs der Pupille einen anderen Übergangsabschnitt mit einem Pupillenbereich und einem hie- ran grenzenden Irisbereich zeigt,

- ein weiterer Bildkontrastanstieg für den weiteren Übergang zwischen dem Pupillenbe- reich und dem hieran grenzenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt bestimmt wird und

- der Bildkontrastanstieg und / oder weiterer Bildkontrastanstieg ausgewählt werden, um hieraus ein jeweiliges Schärfemaß für das Irisbild zu bestimmen.

Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein weiteres Irisbild in digitalisierter Form bereitgestellt wird, welches dieselbe Iris wie das Irisbild zeigt,

- ein Bildabschnitt des weiteren Irisbildes ausgewählt wird, welcher entlang des Umfangs der Pupille den gleichen Übergangsabschnitt mit dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich zeigt,

- ein Bildkontrastanstieg für den Übergang zwischen dem Pupillenbereich und dem hieran grenzenden Irisbereich in dem Übergangsabschnitt des weiteren Irisbildes bestimmt wird und

- ein Schärfemaß für das andere Irisbild aus dem Bildkontrastanstieg bestimmt wird.

9. Verwendung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8 bei einer bio- metrischen Bestimmung einer Iris. 10. Verwendung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8 in einer Iris- Bildaufnahmceinrichtung.