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DE10224785B4 - Biometrische Erkennung eines Lebewesens - Google Patents

Biometrische Erkennung eines Lebewesens Download PDF

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Abstract

Verfahren zur biometrischen Authentifizierung einer Person, mit den Schritten: – Messen einer elektrischen Aktivität der Person zur Ermittlung mindestens eines Meßsignals (S), wobei die gemessene elektrische Aktivität mit einem bestimmten, von der Person bewußt ausgeführten Vorgang einhergeht, wobei der bewußt ausgeführte Vorgang eine bestimmte Bewegung eines oder mehrerer Gliedmaßen ist, wobei die Bewegung innerhalb eines die Bewegung verbergenden Sichtschutzes erfolgt, wobei beim Messen mindestens eine Potentialdifferenz (U(t)) und/oder mindestens ein Stromfluß und/oder mindestens ein elektromagnetisches Feld gemessen wird, – Umsetzen des mindestens einen Meßsignals (S) in Vergleichsdaten (V), und – Vergleichen der Vergleichsdaten (V) mit gespeicherten Referenzdaten (R), um die biometrische Authentifizierung durchzuführen, wobei die Referenzdaten (R) auf einer Ausweiskarte liegen, die die Person bei sich trägt, wobei das Vergleichen von einem Prozessor (28) der Ausweiskarte ausgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Biometrie, also der Erfassung, Speicherung und Auswertung charakteristischer Merkmale von Lebewesen, insbesondere von Menschen. Genauer betrifft die Erfindung die biometrische Erkennung eines Lebewesens.
  • Unter dem Begriff ”Erkennung” soll im vorliegenden Dokument sowohl die Identifikation als auch die Verifikation verstanden werden. Unter Identifikation wird dabei die Ermittlung der Identität des Lebewesens aus einer Vielzahl von Möglichkeiten verstanden. Die auch als Authentifizierung bezeichnete Verifikation geht dagegen von einer Identitätsangabe aus, deren Korrektheit überprüft werden soll. Nach einer erfolgreichen Erkennung durch Identifikation oder Verifikation werden in der Regel weitere Schritte ausgeführt, z. B. der Zugang zu einem geschützten Bereich freigegeben oder eine Finanztransaktion autorisiert oder ein Dokument signiert. Diese weiteren Schritte sind als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sie können jedoch mit der erfindungsgemäßen Erkennung kombiniert werden.
  • Es sind bereits diverse biometrische Verfahren bekannt. Der Artikel ”Frei von Zweifel?” von Christoph Busch und Henning Daum in der Zeitschrift c't, Heise Verlag, Heft 5/2002, Seiten 156–161, nennt als geeignete Körperpartien bzw. -eigenschaten für die biometrische Überprüfung Gesicht, Iris, Retina, Finger, Handgeometrie, Venenmuster auf dem Handrücken, Körpergeruch, Ohr, DNA, Unterschrift, Sitzverhalten, Gang, Tippverhalten an einer Tastatur sowie Stimme und Sprechverhalten.
  • In dem US-Patent 6,181,808 ist ein Fingerabdruck-Sensor beschrieben, der zusätzliche Elektroden aufweist. Durch Auswertung der an den Elektroden gemessenen Potentialdifferenzen wird zwischen einem echten auf den Sensor aufgelegten Finger und einer unbelebten Fingerattrappe unterschieden.
  • Biometrische Techniken sollen unterschiedliche Ziele möglichst gut erfüllen. Falsch positive Ergebnisse, bei denen also eine unzutreffende Identifikation oder Verifikation erfolgt, sollen nicht auftreten. Dies gilt auch dann, wenn z. B. durch die Verwendung einer Attrappe ein gezielter Manipulationsversuch unternommen wird. Auch falsch negative Ergebnisse, bei denen also die an sich berechtigte Person nicht erkannt wird, sollen möglichst selten vorkommen. Ferner soll sich das Meßverfahren für einen großen Teil der Bevölkerung eignen, wobei die Benutzer durch die biometrische Prüfung möglichst wenig belästigt werden sollen.
  • Ferner geht aus der DE 44 02 430 A1 ein Authentisierungsverfahren hervor, bei dem biometrische Merkmale nicht zum Einsatz kommen, sondern bei welchen personenspezifischen Charakteristika zum Einsatz kommen.
  • Aus der DE 40 39 648 A1 geht ein Verfahren hervor, bei dem biologische Messwerte aufgezeichnet werden und anschließend die aufgezeichneten Daten zumindest teilweise reduziert werden.
  • Aus der DE 695 01 327 T2 geht ein biometrisches Authentifizierungssystem zum Identifizieren von Identitäten von Personen hervor. Bei dem Authentifizierungssystem kommt beispielsweise ein Fingerabdrucksensor oder ein Elektrokardiogramm zum Einsatz.
  • Aus der DE 44 13 788 C1 geht ein Personenidentifikationsverfahren hervor, bei dem die Bewegungsinformation aus Bildsequenzen ausgewertet wird, wenn ein typischer oder vorgegebener Bewegungsablauf der zu identifizierenden Person ausgeführt wird. Dabei wird der Bewegungsablauf aufgezeichnet und mittels eines synergetischen Computers ausgewertet, um die Sicherheit bei der Erkennung zu gewährleisten. Ton- und statische Bildinformationen können begleitend ausgewertet werden.
  • Es besteht nach wie vor ein Bedürfnis nach einer biometrischen Technik, die möglichst viele der oben genannten Ziele möglichst weitgehend erreicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ganz oder zum Teil gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 3, eine Verwendung gemäß Anspruch 8, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 und einen Datenträger gemäß Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. Die Aufzählungsreihenfolge der Schritte in den Verfahrensansprüchen soll nicht als Einschränkung des Schutzbereichs verstanden werden. Es sind vielmehr Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen, bei denen diese Verfahrensschritte in anderer Reihenfolge oder ganz oder teilweise parallel oder ganz oder teilweise ineinander verzahnt (interleaved) ausgeführt werden.
  • Die Erfindung geht von der Grundidee aus, die biometrische Erkennung unter Verwendung von Daten durchzuführen, die auf Grundlage einer Messung einer elektrischen Aktivität des Lebewesens ermittelt wurden. In bevorzugten Ausgestaltungen kann die elektrische Aktivität z. B. auf einer neuronalen oder muskulären Aktivität des Lebewesens basieren. Das Merkmal der Messung einer elektrischen Aktivität unterscheidet die Erfindung von bekannten Verfahren, bei denen – z. B. durch Analyse der Mimik oder der Unterschrift einer Person – lediglich durch die elektrische Aktivität ausgelöste Muskelbewegungen ermittelt werden.
  • In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden komplexe Umsetzschritte ausgeführt, bei denen aus dem mindestens einen Meßsignal Merkmale ermittelt werden, die für das jeweilige Individuum spezifisch sind. Die Referenzdaten und/oder die Vergleichsdaten weisen dann vorzugsweise nur einen relativ geringen Umfang auf. Es sind jedoch auch Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, bei denen die Referenzdaten und/oder die Vergleichsdaten nur durch eine einfache Filterung oder sogar nur durch Analog/Digital-Wandlung aus dem mindestens einen Meßsignal hervorgehen. Solche Ausgestaltungen haben den Vorteil, daß sie eine stetige Weiterentwicklung der biometrischen Erkennungsverfahren zulassen, ohne daß stets neue Referenzdaten aller Benutzer aufgezeichnet werden müßten. Die Referenzdaten werden in bevorzugten Ausgestaltungen auf einem Datenträger gespeichert, z. B. einer Chipkarte, einer Datenbank, einem Halbleiterspeicher oder einem magnetischen oder optischen Speichermedium.
  • Zur Messung der elektrischen Aktivität des Lebewesens wird vorzugsweise mindestens eine Potentialdifferenz und/oder mindestens ein Stromfluß und/oder mindestens ein elektromagnetisches Feld ermittelt. Eine eventuell durch die elektrische Aktivität verursachte Muskelbewegung beeinflußt den Meßvorgang vorzugsweise nicht.
  • Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und Ausführungsalternativen. Es wird auf die schematischen Zeichnungen verwiesen, in denen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Biometrievorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Gewinnung von Referenzdaten bei der Biometrievorrichtung nach 1,
  • 3 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur biometrischen Identitätsverifikation bei der Biometrievorrichtung nach 1, und
  • 4 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Merkmalsextraktion, das bei den Verfahren von 2 und 3 eingesetzt wird.
  • In 1 ist beispielhaft eine Biometrievorrichtung gezeigt, mit der elektrische Nerven- und Muskelsignale am Unterarm einer Person aufgenommen werden, und zwar an der für die Bewegungen der Hand verantwortlichen Muskulatur. Die an dieser Muskulatur endenden Nervenfasern steuern direkt die Hand, ihre Aktivität kann daher durch willkürliche Hand- und Fingerbewegungen unmittelbar beeinflußt werden. Zur biometrischen Verifikation werden die gemessenen Signale mit einem Referenzdatensatz verglichen, den die zu identifizierende Person auf einer Ausweiskarte bei sich trägt.
  • Bei der Vorrichtung nach 1 sind zwei Elektroden 10, 12 vorgesehen, die an eine Aufnahmeeinrichtung 14 angeschlossen sind. Wie bei der Aufnahme eines EKG (Elektrokardiogramm) oder EEG (Elektroenzephalogram) tasten die Elektroden 10, 12 den zeitlichen Verlauf der zwischen ihnen anliegenden Potentialdifferenz U(t) auf der Hautoberfläche ab. Ein ausreichender Kontakt zwischen der Hautoberfläche und den Elektroden 10, 12 wird z. B. dadurch sichergestellt, daß die Elektroden 10, 12 als metallische Flächen in eine Schlaufe eines flexiblen und/oder elastischen Bandes eingebracht sind. Wenn der Benutzer seinen Unterarm unter leichtem Druck in die Schlaufe legt, umgibt das Band die Muskulatur straff und stellt so den Kontakt zu den Elektroden 10, 12 her. In einer Ausführungsalternative ist ein ebenfalls mit Elektroden versehenes Armband vorgesehen. Eine der Elektroden kann wahlweise auch als metallene Fläche ausgebildet sein, auf die der Benutzer seine Hand oder das Handgelenk auflegt.
  • Das Spannungssignal U(t) wird einem Meßverstärker 16 zugeführt, der ein Meßsignal S ausgibt. Das Meßsignal S durchläuft einen Analogfilter 18 und wird als Filtersignal F in einen Analog/Digital-Wandler 20 eingespeist. Der Analog/Digital-Wandler 20 setzt das Filtersignal F in Meßdaten D um. Die zeitliche Auflösung der Meßdaten D liegt vorzugsweise zumindest im Millisekundenbereich.
  • Eine Verarbeitungseinrichtung 22, die z. B. als üblicher Computer ausgestaltet sein kann, setzt die Meßdaten D weiter um. Bei diesem Umsetzschritt wird aus den Meßdaten D eine Mehrzahl benutzerspezifischer Merkmale M ermittelt. Die Merkmale M werden an einen Datenträger 24 übertragen, der beispielsweise als Chipkarte (smart card) ausgestaltet sein kann und der dem Benutzer als Ausweis dient. Der Datenträger 24 weist einen z. B. als EEPROM (electrically erasable programmable read only memory) ausgestalteten Speicher 26 sowie einen Prozessorkern 28 zur Steuerung aller Funktionen des Datenträgers 24 auf.
  • Die von der Verarbeitungseinrichtung 22 ermittelten Merkmale M werden als Referenzdaten R bzw. als Vergleichsdaten V bezeichnet, je nachdem, ob die Merkmale zur Erstellung eines Benutzer-Datensatzes (enrollment) oder für einen biometrischen Erkennungsvorgang dienen. Im erstgenannten Fall werden die Referenzdaten R in den Speicher 26 eingeschrieben. Im zweitgenannten Fall werden dagegen die Vergleichsdaten V vom Prozessorkern 28 mit den bereits im Speicher 26 vorhandenen Referenzdaten R verglichen. Bei einer hinreichenden Übereinstimmung signalisiert der Prozessorkern 28 eine erfolgreiche Verifikation; andernfalls schlägt die Verifikation fehl.
  • Generell können alle Filter- und Signalverarbeitungsfunktionen wahlweise vom Analogfilter 18 oder der digitalen Verarbeitungseinrichtung 22 ausgeführt werden. Die Aufteilung wird daher vorzugsweise so gewählt, daß möglichst wenig Kosten für das Gesamtsystem entstehen. In manchen Ausgestaltungen wird gänzlich auf den Analogfilter 18 verzichtet. Es sind ferner Ausführungsformen vorgesehen, bei denen die Funktionen des Analogfilters 18 und/oder des Analog/Digital-Wandlers 20 und/oder der Verarbeitungseinrichtung 22 ganz oder teilweise von einem digitalen Signalprozessor (DSP) übernommen werden.
  • Während in 1 beispielhaft zwei Elektroden 10, 12 gezeigt sind, kann in Ausführungsvarianten eine andere Elektrodenanzahl vorgesehen sein. In der Regel dient eine der Elektroden als Referenzpunkt, und es wird der zeitliche Verlauf der Spannungspotentiale der anderen Elektroden relativ zu dieser Referenzelektrode gemessen. Bei n Elektroden ergeben sich damit (n – 1) Meßreihen. Auch hier ist eine zeitliche Auflösung jeder Meßreihe zumindest im Millisekundenbereich vorteilhaft.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Ablauf der Aufnahme und Speicherung der Referenzdaten R (enrollment). Dieser Vorgang ist zur späteren Identitätsüberprüfung einer Person erforderlich. Die Erfassung der Referenzdaten R kann beispielsweise erfolgen, bevor der als Ausweiskarte dienende Datenträger 24 ausgegeben wird. In Schritt 30 wird der zukünftige Inhaber des Ausweises zunächst gebeten, seinen Unterarm so auf das Elektrodenband oder die Auflagefläche der Biometrievorrichtung (1) zu legen, daß die Elektroden 10, 12 im Bereich der Muskulatur des Unterarms in Kontakt mit der Haut treten.
  • Während der in Schritt 32 erfolgenden Messung führt der Ausweisinhaber eine bestimmte Bewegung der Hand oder der Finger durch. Die Bewegung kann von der ausgebenden Stelle vorgegeben sein oder vom Benutzer gewählt werden, aber es muß natürlich bei jedem Meßvorgang stets dieselbe Bewegung ausgeführt werden. Eine gewisse weitere Sicherheit kann dadurch erreicht werden, daß die Hand des Benutzers durch einen Sichtschutz verborgen wird und somit die Art der Bewegung für Dritte nicht erkennbar ist.
  • Die mit der Bewegung einhergehenden neuronalen und muskulären Signale sind zumindest teilweise als Schwankungen der elektrischen Spannungspotentiale auf der Hautoberfläche meßbar. Das Meßsignal S mit dem durch die Elektroden 10, 12 abgetasteten, zeitaufgelösten Spannungsverlauf U(t) wird in Schritt 34 verarbeitet und ausgewertet, um daraus die Referenzdaten R mit einer Anzahl personenspezifischer Merkmale M zu extrahieren. Dieser Vorgang wird später unter Hinweis auf 4 noch genauer erläutert.
  • In Abfrage 36 wird ermittelt, ob die personenbezogenen Merkmale M in den in Schritt 34 erzeugten Referenzdaten R eine ausreichende Qualität aufweisen. Als Referenzdaten R sollten Merkmale herangezogen werden, die nur schwer fälschbar sind. Zweckmäßig werden die aufgenommenen Referenzdaten R einer Lebenderkennung unterworfen. Hierbei werden sie auf typische, für einen lebenden Organismus eigentümliche Echtheitsmerkmale der gemessenen Aktivität untersucht. Solche Merkmale können z. B. eine typische Form von Spannungsimpulsen oder des Verlaufes einer Spannung, eine typische Verteilung von Zeitintervallen zwischen einzelnen Spannungsimpulsen u. s. w. sein.
  • Ist die Qualität der Referenzdaten R danach ausreichend, werden sie in Schritt 38 zum Datenträger 24 übertragen und dort im Speicher 26 abgelegt. Im Falle ungenügender Qualität der Merkmale M wird der Ausweisinhaber gebeten, seinen Arm erneut aufzulegen, und der Ablauf beginnt von vorne. Im Falle einer Wiederholung kann es sinnvoll sein, die Messung mit einer geänderten Einstellung der Aufnahmevorrichtung 14, z. B. mit einer erhöhten Zeitauflösung, durchzuführen.
  • Das Flußdiagramm von 3 veranschaulicht beispielhaft ein Verfahren, mit dem der Ausweisinhaber seine Identität nachweisen kann. Die Merkmalsermittlung in den Schritten 4046 erfolgt dabei ebenso wie in den Schritten 3036 des Verfahrens von 2. In Schritt 40 wird der Ausweisinhaber wiederum aufgefordert, seinen Unterarm auf eine Auflagefläche zu legen. Auch wenn für die Verfahren von 2 und 3 in der Regel nicht ein und dieselbe biometrische Vorrichtung verwendet wird, sollen die Vorrichtungen doch möglichst bauähnlich sein. Insbesondere sollen die Anzahl und Anordnung der die elektrische Aktivität abtastenden Elektroden möglichst weitgehend mit der Anzahl und Anordnung der Elektroden während der Referenzdatenaufnahme übereinstimmen.
  • Während der Messung in Schritt 42 führt der Ausweisinhaber möglichst die gleiche Bewegung der Hand oder der Finger aus wie bei der Aufzeichnung der Referenzdaten R. Es folgt in Schritt 44 eine Merkmalsermittlung nach dem gleichen Prinzip wie bei der Referenzdatenaufnahme. Abfrage 46 bewirkt eine Wiederholung des Vorgangs, bis die extrahierten Merkmale M in ausreichender Qualität vorliegen. Die so ermittelten Merkmale M bilden die Vergleichsdaten V.
  • Im anschließenden Schritt 48 werden die Vergleichsdaten V zum Datenträger 24 übertragen. In den folgenden Schritten 5058 werden die Vergleichsdaten V mit den im Speicher 26 vorliegenden Referenzdaten R verglichen, um die eigentliche Identitätsverifikation durchzuführen. Die Schritte 5058 werden vom Prozessorkern 28 des Datenträgers 24 ausgeführt. Dieses sogenannte On-Card-Matching hat den Vorteil, daß die Referenzdaten R die sichere Umgebung des Datenträgers 24 während des Verifikationsvorgangs nie verlassen. In Ausführungsalternativen ist dagegen vorgesehen, daß die Verarbeitungseinrichtung 22 die Referenzdaten R aus dem Datenträger 24 ausliest und den Vergleich durchführt (Off-Card-Matching). Hierbei besteht aber das Risiko einer durch den Ausweisinhaber nicht zu kontrollierenden Verwendung der Referenzdaten R durch den Betreiber der Verarbeitungseinrichtung 22.
  • Beim Vergleichsvorgang greift der Prozessorkern 28 in Schritt 50 auf die im Speicher 26 vorhandenen Merkmale M der Referenzdaten R zu. In Schritt 52 erfolgt der eigentliche Merkmalsvergleich. Für jedes Merkmal M der Vergleichsdaten V wird geprüft, ob ein entsprechendes Merkmal M in den Referenzdaten R vorliegt. Die Anzahl übereinstimmender Merkmale M wird als Resultat von Schritt 54 ermittelt. Es versteht sich, daß in vielen Ausführungsformen die Schritte 5054 nicht streng nacheinander, sondern zumindest teilweise ineinander verzahnt ablaufen.
  • Die in Schritt 54 bestimmte Merkmalsanzahl wird in Schritt 56 mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, und das Ergebnis des Vergleichs wird in Schritt 58 vom Datenträger 24 an die Verarbeitungseinrichtung 22 signalisiert. Wenn der Verarbeitungseinrichtung 22 in Abfrage 60 ein Ergebnis vorliegt, das eine hinreichende Anzahl an Übereinstimmungen anzeigt, war die Identitätsverifikation erfolgreich; andernfalls schlägt die Verifikation fehl.
  • Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Referenzdaten R und die Vergleichsdaten V auf identische Weise ermittelt. Dies betrifft sowohl die Messung in den Schritten 32 bzw. 42 als auch die Merkmalsextraktion und Qualitätskontrolle in den Schritten 34 bzw. 44. In anderen Ausgestaltungen kann zur Bestimmung der Referenzdaten R auch ein Verfahren eingesetzt werden, das einfacher oder aufwendiger als die Bestimmung der Vergleichsdaten V ist. Die jeweils eingesetzten Verfahren können sich auch grundsätzlich voneinander unterscheiden. So kann etwa, vorzugsweise für die Ermittlung der Referenzdaten R eine längere Meßdauer und/oder eine besonders sorgfältige Anpassung der Elektroden 10, 12 und/oder eine aufwendigere Aufbereitung der Daten durch den Analogfilter 18 und/oder die Verarbeitungseinrichtung 22 vorgesehen sein.
  • Ein Verfahren für die Merkmalsextraktion und Qualitätskontrolle in den Schritten 34 bzw. 44 ist in 4 beispielhaft veranschaulicht. Das Verfahren geht von dem Meßsignal S mit einem oder mehreren zeitabhängigen Spannungsverläufen U(t) aus. Die Spannungsverläufe U(t) unterliegen von Messung zu Messung starken Variationen, selbst wenn sie von der gleichen Person unter gleichen Bedingungen abgeleitet werden. Schritt 70 des Verfahrens von 4 besteht daher in einer Filterung des Meßsignals S und der Ermittlung von Merkmalen M, die einerseits personenspezifisch, andererseits aber von derselben Person immer reproduzierbar sind. Schritt 70 wird in der Biometrievorrichtung von 1 durch das Zusammenspiel des Analogfilters 18, des Analog/Digital-Wandlers 20 und der von der Verarbeitungseinrichtung 22 bereitgestellten digitalen Filterbank ausgeführt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, in Schritt 70 Merkmale M der folgenden Arten zu ermitteln:
    • – die Anzahl der Spannungsimpulse an bestimmten Elektroden innerhalb bestimmter Zeitfenster,
    • – die Anzahl und/oder Verteilung der Amplituden der Spannungsimpulse,
    • – die Zeitpunkte der Spannungsimpulse relativ zum Beginn der Handbewegung, und
    • – Koeffizienten der Fourier-Zerlegung der Spannungskurven.
  • Weitere Merkmalsarten, die in Ausführungsvarianten alternativ oder zusätzlich herangezogen werden, sind z. B. die Zeitabstände zwischen Spannungsimpulsen, die Energie im Fourier-Spektrum innerhalb bestimmter Frequenzbänder, Koeffizienten bestimmter Wavelet-Transformationen der Spannungskurven und so weiter.
  • Nach der Filterung und Merkmalsermittlung in Schritt 70 steht eine Liste der extrahierten Merkmale M zur Verfügung. Diese Liste wird nun nach vorgegebenen Kriterien untersucht, um festzustellen, ob die Qualität der Signalaufnahme ausreichend war. Im Ausführungsbeispiel von 4 werden zwei Kriterien ausgewertet. Abfrage 72 überprüft, ob eine Mindestanzahl der registrierten Spannungsimpulse erreicht wird. In Abfrage 74 wird ermittelt, ob die registrierten Spannungsimpulse eine minimale mittlere Amplitude aufweisen. Die Liste der extrahierten Merkmale wird in Schritt 76 bzw. Schritt 78 zusammen mit dem Ergebnis der Qualitätsprüfung an den aufrufenden Programmteil übergeben.
  • In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Abtastung von Oberflächenpotentialen des menschlichen Unterarms mittels Elektroden beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Es können vielmehr neuronale und/oder muskuläre Signalmuster aus den unterschiedlichsten Quellen zur biometrischen Authentisierung oder Identifikation herangezogen werden, sofern sie mit ausreichender räumlicher und/oder zeitlicher Auflösung aufgenommen werden.
  • Die Messung kann in unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung z. B. mit Hilfe mehrerer auf der Haut angeordneter Elektroden oder durch magnetische Induktion oder durch Kernresonanzverfahren, durchgeführt werden, sofern das eingesetzte Verfahren nur einerseits die geforderte Auflösung bietet und andererseits für den jeweiligen Anwendungsbereich praktikabel ist. Hierbei ist insbesondere auf die Bequemlichkeit für den Anwender und auf die Geschwindigkeit des Meßverfahrens zu achten. Es ist z. B. vorgesehen, die in Zukunft zu erwartenden Meßvorrichtungen einzusetzen, mit deren Hilfe die neuronale und/oder muskuläre Aktivität durch gewöhnliche Kleidung hindurch ausreichend genau gemessen werden kann.
  • Als Signalquellen kommen neben der beschriebenen Muskulatur des Unterarms auch andere Muskelgruppen in Frage, z. B. die Muskulatur des für die Messung besonders leicht zugänglichen Daumenballens oder die Muskulatur des Gesichtes und des Halses. Herangezogen werden können ferner Signale des zentralen Nervensystems, die z. B. nach Art eines EEGs oder eines MEGs (Magenetoenzephalogramms) erfaßt werden.
  • In der bisherigen beispielhaften Darstellung wurde angenommen, daß die aufgenommenen neuronalen und/oder muskulären Signale im wesentlichen durch willkürliche Bewegungen der Hand oder der Finger verursacht werden. Der überwiegende Teil der neuronalen Informationsverarbeitung findet jedoch unwillkürlich statt, wie etwa bei der Aufnahme von sensorischem Input, bei der Signalverarbeitung im Gehirn, bei der Steuerung des Herzrhythmus. Auch Signale, die aus diesen unwillkürlichen Vorgängen resultieren, könnten als biometrische Merkmale verwendet werden. Beispiele bekannter Meßverfahren, deren Meßergebnisse nach der vorliegenden Erfindung biometrisch ausgewertet werden können, sind das Elektrokardiogramm (EKG), das Elektroenzephalogramm (EEG) und das Magnetoenzephalogramm (MEG). Insbesondere das MEG bietet den Vorteil, daß kein unmittelbarer Hautkontakt mit dem Benutzer hergestellt werden muß.

Claims (7)

  1. Verfahren zur biometrischen Authentifizierung einer Person, mit den Schritten: – Messen einer elektrischen Aktivität der Person zur Ermittlung mindestens eines Meßsignals (S), wobei die gemessene elektrische Aktivität mit einem bestimmten, von der Person bewußt ausgeführten Vorgang einhergeht, wobei der bewußt ausgeführte Vorgang eine bestimmte Bewegung eines oder mehrerer Gliedmaßen ist, wobei die Bewegung innerhalb eines die Bewegung verbergenden Sichtschutzes erfolgt, wobei beim Messen mindestens eine Potentialdifferenz (U(t)) und/oder mindestens ein Stromfluß und/oder mindestens ein elektromagnetisches Feld gemessen wird, – Umsetzen des mindestens einen Meßsignals (S) in Vergleichsdaten (V), und – Vergleichen der Vergleichsdaten (V) mit gespeicherten Referenzdaten (R), um die biometrische Authentifizierung durchzuführen, wobei die Referenzdaten (R) auf einer Ausweiskarte liegen, die die Person bei sich trägt, wobei das Vergleichen von einem Prozessor (28) der Ausweiskarte ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umsetzen des mindestens einen Meßsignals (S) in die Vergleichsdaten (V) für die Person spezifische Merkmale (M) ermittelt werden, die in die Vergleichsdaten (V) eingehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Gewinnung von Referenzdaten (R) für die biometrische Authentifizierung einer Person, die folgenden Schritte ausgeführt werden: – Messen einer elektrischen Aktivität der Person zur Ermittlung mindestens eines Meßsignals (S), wobei die gemessene elektrische Aktivität mit einem bestimmten, von der Person bewußt ausgeführten Vorgang einhergeht, wobei der bewußt ausgeführte Vorgang eine bestimmte Bewegung eines oder mehrerer Gliedmaßen ist, und – Umsetzen des mindestens einen Meßsignals (S) in die Referenzdaten (R).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umsetzen des mindestens einen Meßsignals (S) in die Referenzdaten (R) für d Person spezifische Merkmale (M) ermittelt werden, die in die Referenzdaten (R) eingehen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene elektrische Aktivität auf einer neuronalen und/oder muskulären Aktivität der Person basiert.
  6. Verwendung von Daten (D, M, R, V), die auf Grundlage eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wurden, zur biometrischen Erkennung einer Person.
  7. Vorrichtung für biometrische Zwecke, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
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