WO2001009816A1

WO2001009816A1 - Verfahren zur biometrischen erkennung

Info

Publication number: WO2001009816A1
Application number: PCT/DE2000/002540
Authority: WO
Inventors: Paul-Werner Basse; Stephan Marksteiner; Brigitte Wirtz
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-02-08

Abstract

Zur Lebenderkennung und/oder Personenidentifikation mittels eines Fingerabdrucksensors werden Veränderungen des Fingerabdruckbildes registriert, die durch unbewußte oder nach bestimmten Vorgaben ausgeführten Druckänderungen oder Bewegungen einer Fingerbeere auf einer Auflagefläche des Fingerabdrucksensors herbeigeführt werden.

Description

Beschreibung

Verfahren zur biometrischen Erkennung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur biome- tπschen Erkennung anhand von Fmgerabdruckbildern, mit dem insbesondere eine Lebenderkennung möglich ist.

Zur biometπschen Erkennung anhand von Fmgerabdruckbildern werden Fingerabdrucksensoren verwendet, mit denen auf elektronischem Wege ein Bild eines Fingerabdrucks aufgenommen, verarbeitet und zum Zweck der biometrischen Erkennung mit einem abgespeicherten Referenzbild verglichen wird. Wichtig ist dabei, daß erkannt werden soll, ob ein auf den Sensor aufge- legter Finger einer lebenden Person angehört oder ob es sich um totes Gewebe, zum Beispiel einen abgeschnittenen Finger oder ein Imitat eines Fingers, zum Beispiel aus Kunststoff, handelt. Zum Zweck der Lebenderkennung können außer dem Fingerabdrucksensor in einem System zur biometrischen Erkennung weitere Vorrichtungen eingebaut sein, die unterschiedliche Lebensfunktionen nachweisen (zum Beispiel Pulsmesser, Temperatursensor oder EKG) .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Ver- fahren zur biometrischen Erkennung anzugeben, das gleichzeitig eine Lebenderkennung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelost. Ausgestaltungen ergeben sich aus den ab- hangigen Ansprüchen.

Bei dem erfmdungsgeinaßen Verfahren zur biometrischen Erkennung wird ein Fmgerabdruckbild einschließlich dessen dynamisch oder kinetisch bedingter Veränderungen als Erkennungs- medium verwendet. Solche Veränderungen des Fmgerabdruckbil- des können hervorgerufen werden durch eine Änderung des Auflagedruckes der Fingerbeere auf dem Fingerabdrucksensor oder durch eine Bewegung des Fingers wahrend der Aufnahme des Fm^¬ gerabdruckbildes oder durch eine Schweißabsonderung, die durch Druck oder Bewegung der Fingerbeere auf einem Fingerab^¬ drucksensor hervorgerufen oder zumindest gefordert wird und zu einer Schwärzung αes Fmgerabdruckbildes fuhrt. Außer zur Lebenderkennung ist das erfmdungsgemaße Verfahren geeignet, die Erkennungs- und Falschungssicherheit eines biometrischen Fingerabdruckerkennungssystems zu erhohen.

Eine Änderung des Auflagedrucks oder der Bewegung einer Fingerbeere auf dem Fingerabdrucksensor kann unbewußt herbeigeführt werden oder entsprechend einer vorgegebenen Anweisung erfolgen. Eine solche Anweisung kann beispielsweise von einem Fingerabdruckerkennungssystem zwischen j e zwei Fmgerabdruck- erkennungen modifiziert werden, so daß die Bewegung oder Variation des Druckes, die von dem Probanden auszufuhren ist, jeweils verschieden festgelegt wird. Eine dynamisch bedingte vorgegebene Veränderung des Fmgerabdruckbildes kann zum Beispiel dadurch herbeigeführt werden, daß der Auflagedruck ei- ner Fingerbeere auf einem Fingerabdrucksensor variiert wird. Dem Probanden kann zur Erhöhung der Erkennungssicherheit oder zum Zweck der Lebenderkennung vorgeschrieben sein, den Auflagedruck nach dem Auflegen der Fingerbeere zunächst m bestimmter Weise zu erhohen und danach wieder zu vermindern oder den Druck mehrmals zu erhohen und zu vermindern.

Entsprechend kann eine Bewegung der Fingerbeere (vorzugsweise m seitlicher Richtung) auf dem Fingerabdrucksensor, ob unwillkürlich oder entsprechend einer vorgegebenen Regel, zur Lebenderkennung und zur Identifikation verwendet werden. Eine zur Erkennung vorgeschriebene Bewegung kann zum Beispiel m dem Gleiten der Fingerbeere über den Fingerabdrucksensor m einer vorgeschriebenen Richtung bestehen. Drehungen der Fingerbeere oder Richtungsanderungen wahrend der Bewegung können ebenfalls vorgeschrieben sein. Das Verfahren kann m der Weise durchgeführt werden, daß ein Bewegungsablauf festgestellt wird oder daß typische Veränderungen des Fmgerabdruckbildes als Folge einer Bewegung der Fingerbeere auf dem Sensor de- tektiert werden. Das Gleiche gilt für die Erfassung typischer Veränderungen des Fmgerabdruckbildes als Folge einer zufäl^¬ ligen oder bewußt herbeigeführten Änderung des Auflagedrucks der Fingerbeere auf dem Sensor.

Wahrend sich bei einer Bewegung des Fingers auf dem Sensor das Fmgerabdruckbild verschiebt, wird durch eine Änderung des Auflagedruckes erreicht, daß die signifikanten Bildpunkte (Mmutien) sich charakteristischer Weise m dem Fmgerabdruckbild bewegen. In der beigefugten Figur ist sehr schematisch ein Fmgerabdruckbild dargestellt, das auf die mit kleinen Kreuzen bezeichneten signifikanten Bildpunkte 1 redu^¬ ziert ist. Bei einer Erhöhung des Drucks der Fingerbeere auf eine Auflageflache des Fingerabdrucksensors wird die Fingerbeere abgeflacht, so daß der Maßstab des Fmgerabdruckbildes sich mit zunehmendem Abstand vom Zentrum zunehmend vergrößert; das Fmgerabdruckbild erfahrt bez glich seines Mittelpunktes eine radiale Streckung. Das ist m der Figur durch die kleinen Pfeile 2, die von dem Zentrum 3 des Bildes weggerichtet sind, angedeutet. Bei einer Erhöhung des Auflagedruk- kes der Fingerbeere werden außerdem eine größere Anzahl signifikanter Bildpunkte m dem Fmgerabdruckbild erscheinen. Das gilt insbesondere für die peripheren Bereiche des Bildes, da die Auflageflache der Fingerbeere sich insgesamt vergrößert.

Die Bewegung vorhandener Mmutien und das Auftreten weiterer Mmutien m einer bestimmten charakteristischen Weise kann m dem erfmdungsgemaßen Verfahren außer zur Lebendkennung auch zur Personenidentifikation herangezogen werden. Dynamisch oder kinetisch bedingte Veränderungen des Fmgerabdruckbildes, insbesondere Bewegungen der Mmutien, können als Referenzdaten gespeichert werden und zum Vergleich herangezogen werden. Das erfmdungsgemaße Verfahren erhöht damit die Sicherheit der biometrischen Erkennung, da die beschriebenen Veränderungen des Fmgerabdruckbildes als Folge einer Bewe- gung der Fingerbeere, einer Veränderung des Auflagedruckes oder einer hervorgerufenen Schweißabsonderung mit nicht le^¬ bendem oder abgestorbenem Material nicht hervorgerufen werden können.

Mit dem erfmdungsgemaßen Verfahren ist es möglich, die Fin^¬ gerabdruckerkennung mit einer Auswertung einer bewußt auszu^¬ führenden Bewegung oder Druckanderung zu kombinieren, so daß die damit hervorgerufenen Veränderungen eines Fmgerabdruck- bildes mit abgespeicherten Referenzdaten verglichen werden können und so eine Lebenderkennung und auch eine zuverlässigere Personenidentifikation erfolgen kann. Es ist dabei im Prinzip freigestellt, ob das Verfahren anhand einer naturlichen Druckanderung oder unvermeidbar erfolgenden Bewegung des Fingers auf dem Sensor durchgeführt wird oder ob eine bestimmte vorgegebene Bewegung und Druckanderung m definierter Weise von einem Probanden ausgeführt werden muß. Kinetisch bedingte Veränderungen des Fmgerabdruckbildes als Folge einer natürlichen Bewegung (Verwackeln) äußern sich zum Bei- spiel m nichtlinearen Verzerrungen des erfaßten Fmgerabdruckbildes sowie m charakteristischen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der durch die Mmutien gegebenen signifikanten Bildpunkte.

Bewegung (Reiben) und Druck der Fingerbeere auf einem Sensor ist außerdem Ursache für erhöhte Schweißabsonderung, die dazu fuhrt, daß sich die Helligkeit und der Kontrast des Fmgerabdruckbildes andern. Diese Änderungen erfolgen ebenfalls m charakteristischer Weise, so daß es auch hierzu möglich ist, Referenzdaten dieser Ver nderungen abzuspeichern, die dann zur Lebenderkennung oder Personenidentifikation herangezogen werden können.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur biometπscnen Erkennung anhand von Fmgerab^¬ druckbildern, bei dem em Fingerabdruck einschließlich dynamisch oder kine^¬ tisch bedingter vorgegebener Veränderungen als Erkennungsme^¬ dium verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Veränderungen durch eine Bewegung signifikanter

Bildpunkte als Folge eines m einer vorgegebenen Weise verän^¬ derten Auflagedrucks einer Fingerbeere auf einem Fingerabdrucksensor bestimmt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Veränderungen durch eine Bewegung signifikanter Bildpunkte als Folge einer m einer vorgegebenen Weise ausgeführten Bewegung einer Fingerbeere auf einem Fingerabdrucksensor bestimmt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Veränderungen durch eine Helligkeits- oder Kon- trastanderung eines Fmgeraodruckbildes als Folge einer durch Druck oder Bewegung einer Fingerbeere auf einem Fmgerab- drucksensor hervorgerufenen Schweißabsonderung bestimmt sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Veränderungen zur Lebenderkennung verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Veränderungen zur Identfikation verwendet werden.