[go: up one dir, main page]

WO2006067006A1 - Verfahren und system für die erfassung biometrischer merkmale - Google Patents

Verfahren und system für die erfassung biometrischer merkmale Download PDF

Info

Publication number
WO2006067006A1
WO2006067006A1 PCT/EP2005/056069 EP2005056069W WO2006067006A1 WO 2006067006 A1 WO2006067006 A1 WO 2006067006A1 EP 2005056069 W EP2005056069 W EP 2005056069W WO 2006067006 A1 WO2006067006 A1 WO 2006067006A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plethysmogram
compared
normalized
pulse
finger
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/056069
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Lichtermann
Ralph Schmidt
Wolfgang Kluepfel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP05815782A priority Critical patent/EP1831818A1/de
Publication of WO2006067006A1 publication Critical patent/WO2006067006A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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
    • G06V40/1382—Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/40—Spoof detection, e.g. liveness detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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
    • G06V40/15—Biometric patterns based on physiological signals, e.g. heartbeat, blood flow

Definitions

  • the invention relates to a method for the detection of biometric features according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a system for the
  • AFIS Fingerprint Recognition Systems
  • the live finger recognition should prevent that such systems are overcome by simple finger replicas (fakes).
  • methods have already been proposed which should be suitable for overcoming protection. These include, for example, the measurement of finger temperature, skin impedance, skin resistance, electrocardiogram (ECG), blood oxygen saturation, blood flow, etc.
  • the listed methods are the measurement of vital parameters of the human body. However, most of the enumerated methods are not necessarily suitable as a live finger detection when examined closely. When measuring temperature, the characteristic "temperature" to be recorded is easy to reproduce. Furthermore, the variance of the measured value is too large to be sensibly detected in a narrow window. The same applies to the measurement of skin impedance and skin resistance.
  • the measurement of the ECG places very high technical and financial demands on the measuring technology.
  • the measurement of blood oxygen saturation called pulse oximetry in medical technology, and related methods, such as blood flow measurement, have been proposed, which according to the current state of knowledge should be promising for use in live finger recognition.
  • a common feature of the latter method is the optical non-contact detection of the measured data (vital parameters).
  • the coupling to the human pulse when measuring the blood oxygen saturation has the consequence that at least two pulse cycles must normally be taken into account when detecting the signals. Assuming an average heart rate of 60 beats per minute, a measurement takes an average of two seconds.
  • the plethysmogram analysis proposed according to the invention measures vital parameters of the human body and decides on the authenticity of the applied finger on the basis of the measurement results. It prevents automatic fingerprint recognition systems with simple technical means and low
  • An important advantage of this invention over pulse oximetry is a simplified measurement technique that results in lower hardware costs. Since only light of a certain wavelength is required to record a plethysmogram curve, the second light source used in the Pulse oximetry is needed to be saved. Successful application of the plethysmogram analysis requires less medical knowledge than, for example, pulse oximetry. Clearly definable signals are provided which allow a high degree of certainty to distinguish between the anatomical model of the finger and a technical hose model.
  • Figure 1 is a block diagram of a system or a flow chart for the living finger recognition
  • Figure 2 is a plethysmogram of a living finger
  • FIG. 3 shows a plethysmogram of a phantom finder
  • FIG. 4 shows a normalized plethysmogram
  • FIG. 5 shows a normalized individual pulse of a plethysmogram
  • Figure 6 is the block diagram of a system.
  • the plethysmogram analysis records vital parameters of the human body and, on the basis of the obtained measurement results, decides on the authenticity of a body part, in particular a finger, presented to the measuring system for an examination.
  • the invention makes use of the fact that when irradiating human tissue, such as a finger, with radiation of a certain wavelength one - A -
  • a characteristic curve which is called a plethysmogram.
  • the shape of this curve is due to the fact that the absorption of most of the components of the irradiated tissue, such as the skin, connective and fatty tissue, muscles, bones and venous blood, is approximately constant over time. However, this does not apply equally to arterial blood. Namely, at the measurement site, the arterial blood volume is rhythmically increased and decreased due to the heartbeat. As a result of this change in the blood volume, the path length for the radiation used for the measurement also changes, which has an effect on the value of the transmitted intensity. The transmitted intensity varies between two extremes, showing a characteristic of living tissue course. A plethysmogram typical for a living finger is shown in FIG. 2.
  • the time in seconds is plotted on the x-axis, while the values entered on the y-axis represent normalized amplitude values of the transmitted intensity.
  • Particularly characteristic of a plethysmogram obtained on living tissue are the so-called dicrots. Dicrots are oscillations or delays in the area of the falling edge of a pulse of the plethysmogram, which arise through attenuation in the large capillaries as the blood flows into the extremity being examined.
  • Figure 3 shows the plethysmogram of a so-called phantom finger used as a fake with which an AFIS is to be deceived.
  • FIG. 4 shows a normalized plethysmogram. Scanned values are plotted on the x-axis of the coordinate system and the normalized amplitude of the transmitted intensity on the y-axis. Finally, FIG. 5 shows a normalized pulse of such a normalized plethysmogram. On the x-axis in this case again samples, on the y-axis normalized amplitude values of the transmitted intensity are plotted.
  • Normalization in this context means that the normalized plethysmogram pulse PN (FIG. 5) has been created by superposing a multiplicity of recorded pulses.
  • Particularly advantageous and easily recognized characteristics of such a pulse are the pulse area, that is to say the area bounded in FIG. 5 by the curve and the x-axis shown there, as well as the time at which the pulse reaches its "peak", that is A particularly accurate examination of a plethysmogram is furthermore possible by additionally determining a correlation coefficient K.
  • the normalized pulse PN shown in FIG. 5 is compared with a reference pulse
  • the correlation coefficient K then gives the degree of correspondence with such a measure Reference pulse on.
  • a twofold transformation of a plethysmogram is compared with a likewise transformed reference signal and in this comparison the quadratic deviation of the comparison partners is determined.
  • a test person TP is collected, for example with the system shown in FIG. These measurement data form a characteristic curve, which is called a plethysmogram (FIG. 2).
  • the measurement data are determined by means of a corresponding measurement data
  • step 102 mean value and power are checked, for example by comparing these quantities derived from current measured values with typical values, in particular predefinable limit values. If this comparison does not result in a match, step 102A transfers to step 104, which leads to step 118. In step 118 it is determined that no
  • step 102 determines whether a deception attempt was made, for example, to outsmart an access control. If it is then determined in step 102 that the values determined from the current measured values correspond to mean value and power of the expected standard. If it is then determined in step 102 that the values determined from the current measured values correspond to mean value and power of the expected standard, a branch is made to step 102B. This leads to step 103, in which, to increase system security, a further security check takes place.
  • the dicrots in the plethysmogram are examined more closely.
  • the shape, in particular the length of the dicrots is analyzed.
  • the dicrots which are oscillations or delays in the fall of a plethysmogram pulse, are caused by the attenuation in the large capillaries as the blood flows into the limb being examined. They represent particularly characteristic vibrational forms for living tissue.
  • a figure of the dicrots lying outside the expected standard therefore indicates that the current test object is not a living tissue, but
  • Steps 103A, 104, step 118 is reached and the determination that no live finger is present. If the data of the measured dicrots are within the permissible range, then the presence of living tissue is assumed and it is branched, via step 103B, to steps 104A and 104B, which lead to different test steps, which will be explained in more detail below. These test steps 104A and 104
  • step B with each of these branches in subsequent steps, can be carried out independently. Preferably, however, they are used in combination, since this results in increased security against deception maneuvers.
  • step 105 On the way via the step 104A, the step 105 is reached, in which a standardized single pulse (FIG. 5) of a plethysmogram is considered.
  • a standardized single pulse FOG. 5
  • steps 106, 107, 108 different criteria of the individual pulse are interrogated and compared with predefinable standard values. Steps 106, 107, 108 may be made individually, but preferably in combination.
  • step 106 the area underlying the graph of the single pulse is determined.
  • step 107 a correlation coefficient is determined by comparison with a reference pulse.
  • step 109 an assessment is made of the process steps initiated by step 104A.
  • the result of this evaluation is passed via step 114 to a function module which summarizes the evaluation results of the method steps initiated with steps 104A and 104B.
  • step 110 a wavelet transformation of the measured plethysmogram is formed.
  • step 111 a corresponding transformation of a reference plethysmogram is provided.
  • step 112 a function module is supplied, which compares the two components in step 113, determines the quadratic error deviation and preferably compares this with a desired value.
  • the result is in turn fed via step 114 to a function module which, in step 115, combines the results of the branches initiated with steps 104A and 104B.
  • step 116 reaches the step 118, in which it is determined that there is no living finger but a delusion object. Or via step 117 step 119 is reached, in which the presence of a living finger is confirmed. If a fingerprint is positively identified while at the same time passing the test for the presence of living tissue, then there is a very high certainty that an authorized person has been recognized. As a result, for example, access can be released as part of an access control. If, on the other hand, a fingerprint can not be identified or the described plethysmogram analysis recognizes a deceptive object, access remains locked. In addition, in the context of the system 6 ( Figure 6) a
  • Warning device can be actuated.
  • FIG. 6 also shows a schematic block diagram of a system 6.
  • the system 6 comprises a radiation transmitter 60, which preferably emits substantially radiation having a wavelength.
  • a light emitting diode (LED) can be used, which emits a measuring radiation 64 with the wavelength ⁇ .
  • the system 6 further comprises a radiation receiver 62, for example a sensitive to the radiation of the radiation transmitter 60 photodiode.
  • Reference number 61 designates a test object introduced into the beam path between the radiation transmitter 60 and the radiation receiver 62. This may be, for example, a
  • Reference numeral 63 denotes a functional module that evaluates the output signal of the radiation receiver 62. Furthermore, a function module 65 is provided for the detection of fingerprints.
  • This system 6 thus advantageously enables the detection and analysis of fingerprints and at the same time the determination of whether the finger being tested is a deceiving object or a living finger. This system thus allows a high reliability in the detection of fingerprints with high security against deception maneuvers. In a particularly advantageous development of the invention, the accuracy and reliability of an identity check can be further increased by additionally checking personal characteristics of the plethysmogram apart from the fingerprint of a finger to be checked.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erfassung biometrischer Merkmale, insbesondere für die Lebendfingererkennung. Dabei wird ein Plethysmogramm des zu testenden menschlichen Gewebes erzeugt und der Verlauf des Plethysmogramms wird mit vorgebbaren Sollwerten verglichen. Bei einer Abweichung von vorgebbaren Sollwerten wird auf ein Täuschobjekt (z.B. Phantomfinger) geschlossen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System für die Erfassung biometrischer Merkmale.

Description

Verfahren und System für die Erfassung biometrischer Merkmale
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erfassung biometrischer Merkmale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System für die
Erfassung biometrischer Merkmale (Ansprüche 9 und 10), sowie eine Anwendung der Plethysmogrammanalyse bei einem System für die Identitätsprüfung (Ansprüche 11 und 12).
Für die Identifizierung von Personen, insbesondere in Verbindung mit
Zugangskontrollen, gewinnt die Erfassung biometrischer Merkmale eine immer größere Bedeutung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Identifizierungsmitteln, wie Ausweisen und dergleichen verspricht man sich von derartigen Verfahren und Systemen eine größere Zuverlässigkeit und Fälschungssicherheit. Bekanntlich stellt der Fingerabdruck einer Person ein ziemlich sicheres Hilfsmittel für die eineindeutige Identifizierung dar. Aus diesem Grunde wurde der Fingerabdruck traditionell auch schon in großem Umfang für erkennungsdienstliche Zwecke eingesetzt. Es hat sich daher angeboten, den Fingerabdruck auch in modernen Systemen als Identfϊkationskriterium einzusetzen. Leider hat sich dabei herausgestellt, dass auch diese Systeme nicht fälschungssicher sind und daher ein Risikopotential bergen, weil sie den Zugang Unbefugter nicht mit der erforderlichen Zuverlässigkeit ausschließen können. Dieses Problem tritt insbesondere bei unbemannten Überwachungsstationen auf, die leichter manipulierbar sind. Da dieses Risiko bekannt ist, wurde bereits versucht, automatische
Fingerabdruckerkennungssysteme (AFIS) beim Einsatz im unüberwachten Betrieb mit einer Lebendfingererkennung auszustatten. Die Lebendfingererkennung soll verhindern, dass derartige Systeme durch einfache Fingernachbildungen (Fakes) überwunden werden. Um eine Lebendfϊngererkennung zu ermöglichen wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, die sich für einen Überwindungsschutz eignen sollen. Dazu gehören beispielsweise die Messung der Fingertemperatur, der Hautimpedanz, des Hautwiderstands, Elektrokardiogramm (EKG), Blutsauerstoffsättigung, Blutfluss usw.
Bei den aufgezählten Verfahren handelt es sich um die Messung von Vitalparametern des menschlichen Körpers. Die meisten aufgezählten Verfahren eignen sich jedoch bei genauer Betrachtungsweise nicht zwingend als Lebendfingererkennung. Bei der Temperaturmessung ist das zu erfassende Merkmal "Temperatur" einfach nachzubilden. Des Weiteren ist die Varianz des Messwertes zu groß, um in einem engen Fenster sinnvoll erfasst werden zu können. Das gleiche gilt für die Messung der Hautimpedanz und des Hautwiderstands. Die Messung des EKG stellt beispielsweise sehr hohe technische und finanzielle Ansprüche an die Messtechnik. Weiterhin wurden die Messung der Blutsauerstoffsättigung, in der Medizintechnik Pulsoximetrie genannt, und artverwandte Verfahren wie beispielsweise die Blutflussmessung, vorgeschlagen, die nach heutigem Stand der Kenntnis für die Anwendung bei einer Lebendfingererkennung Erfolg versprechend sein sollen. Eine Gemeinsamkeit der letztgenannten Verfahren ist die optische berührungslose Erfassung der Messdaten (Vitalparameter). Die Kopplung an den menschlichen Puls bei Messung der Blutsauerstoffsättigung hat zur Folge, dass bei der Erfassung der Signale in der Regel mindestens zwei Pulszyklen berücksichtigt werden müssen. Geht man von einem durchschnittlichen Puls von 60 Herzschlägen in der Minute aus, dauert eine Messung im Schnitt zwei Sekunden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Plethysmogrammanalyse misst Vitalparameter des menschlichen Körpers und entscheidet anhand der Messergebnisse über die Echtheit des aufgelegten Fingers. Sie verhindert, dass automatische Fingerabdruckerkennungssysteme mit einfachen technischen Mitteln und geringem
Aufwand (einfache Fakes) überwunden werden. Ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung gegenüber der Pulsoximetrie ist eine vereinfachte Messtechnik, die geringere Hardwarekosten zur Folge hat. Da man zur Aufnahme einer Plethysmogrammkurve nur Licht einer bestimmten Wellenlänge benötigt, kann die zweite Lichtquelle, die bei der Pulsoximetrie benötigt wird, eingespart werden. Für eine erfolgreiche Applikation der Plethysmogrammanalyse wird ein geringeres medizinisches Wissen vorausgesetzt als beispielsweise für die Pulsoximetrie. Es werden eindeutig abgrenzbare Signale bereitgestellt, die mit großer Sicherheit eine Unterscheidung zwischen dem anatomischen Modell des Fingers und einem technischen Schlauchmodell erlauben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Systems bzw. ein Ablaufdiagramm für die Lebendfingererkennung;
Figur 2 ein Plethysmogramm eines Lebendfingers;
Figur 3 ein Plethysmogramm eines Phantomfϊngers;
Figur 4 ein normiertes Plethysmogramm;
Figur 5 einen normierten Einzelpuls eines Plethysmogramms;
Figur 6 das Blockschaltbild eines Systems.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Plethysmogrammanalyse erfasst Vitalparameter des menschlichen Körpers und entscheidet anhand der gewonnenen Messergebnisse über die Echtheit eines dem Messsystem für eine Untersuchung dargeboten Körperteils, insbesondere eines Fingers.
Damit kann erfolgreich verhindert werden, dass insbesondere automatisch arbeitende Fingerabdruckerkennungssysteme (AFIS) mit einfachen technischen Mitteln und geringem Aufwand (einfache Fakes) überwunden werden können. Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, dass bei Durchstrahlung menschlichen Gewebes, beispielsweise eines Fingers, mit Strahlung einer bestimmten Wellenlänge eine - A -
charakteristische Kurve messbar ist, die man als Plethysmogramm bezeichnet. Die Gestalt dieser Kurve ist dadurch bedingt, dass die Absorption der meisten Komponenten des durchstrahlten Gewebes, wie die Haut, das Binde- und Fettgewebe, Muskeln, Knochen und venöses Blut, näherungsweise zeitlich unveränderlich ist. Dies trifft jedoch nicht in gleichem Masse für arterielles Blut zu. An dem Messort wird nämlich das arterielle Blutvolumen infolge des Herzschlags rhythmisch vergrößert und verkleinert. Infolge dieser Veränderung des Blutvolumens ändert sich auch die Weglänge für die für die Messung benutzte Strahlung, was sich auf den Wert der transmittierten Intensität auswirkt. Die transmittierte Intensität schwankt zwischen zwei Extremwerten und zeigt dabei einen für lebendes Gewebe charakteristischen Verlauf. Ein für einen Lebendfinger typisches Plethysmogramm ist in Figur 2 dargestellt Dabei ist auf der x- Achse die Zeit in Sekunden aufgetragen, während die auf der y- Achse eingetragenen Werte normierte Amplitudenwerte der transmittierten Intensität darstellen. Besonders charakteristisch für ein an Lebendgewebe gewonnenes Plethysmogramm sind die so genannten Dikroten. Dikroten sind Schwingungen oder Verzögerungen in dem Bereich der abfallenden Flanke eines Pulses des Plethysmogramms, die durch Dämpfung in den großen Kapillaren bei dem Einströmen des Blutes in die untersuchte Extremität entstehen. Im Vergleich dazu zeigt Figur 3 das Plethysmogramm eines so genannten, als Fake benutzen Phantomfingers, mit dem ein AFIS getäuscht werden soll.
Figur 4 zeigt ein normiertes Plethysmogramm. Auf der x- Achse des Koordinatensystems sind hier Abtastwerte und auf der y- Achse die normierte Amplitude der transmittierten Intensität aufgetragen. Schließlich zeigt Figur 5 einen normierten Puls eines derartigen normierten Plethysmogramms. Auf der x- Achse sind hierbei wiederum Abtastwerte, auf der y- Achse normierte Amplitudenwerte der transmittierten Intensität aufgetragen.
Normierung in diesem Zusammenhang bedeutet, dass der normierte Plethysmogrammpuls PN (Figur 5) durch Überlagerung einer Vielzahl aufgenommener Pulse entstanden ist. Besonders vorteilhafte und leicht zu erfassende Kenngrößen eines derartigen Pulses sind die Pulsfläche, das heißt, der in Figur 5 von der dort dargestellten Kurve und der x- Achse begrenzte Flächeninhalt, sowie der Zeitpunkt, zu dem der Puls seinen „Gipfel", das heißt, sein Maximum M erreicht. Eine besonders genaue Prüfung eines Plethysmogramms ist weiterhin dadurch möglich, dass zusätzlich ein Korrelationskoeffizient K ermittelt. Dazu wird der in Figur 5 dargestellte normierte Puls PN mit einem Referenzpuls verglichen. Der Korrelationskoeffizient K gibt dann das Maß der Übereinstimmung mit einem derartigen Referenzpuls an. In einer vorteilhaften weiteren Ausfuhrungsvariante der Erfindung wird eine zweifache Transformation eines Plethysmogramms mit einem ebenfalls transformierten Referenzsignal verglichen und bei diesem Vergleich die quadratische Abweichung der Vergleichspartner festgestellt. Dabei werden die anatomisch bedingten Auswirkungen der
Kapillardämpfung in den gemessenen Extremitäten durch eine Waveletttransformation und anschließende Fouriertransformation detektiert. Beide Fehlergrößen sind dabei so normiert, dass die Schwellwerte für eine Erkennung genau den wert eins annehmen. Dadurch ist eine einfache Anwendung des Verfahrens möglich. Weiterhin ist dadurch auch eine leichte Anpassung der vorgebbaren Schwellwerte möglich, was durch den
Einsatz unterschiedlicher Messsensoren notwendig sein kann. Um ein möglichst genaues Entscheidungskriterium zu erzielen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, vor Anwendung der zuvor beschriebenen Schritte das Messsignal noch auf bestimmte Eigenschaften zu untersuchen, die vorgebbaren Anforderungen genügen müssen. Zu diesen Eigenschaften gehören insbesondere der Mittelwert, die mittlere Leistung und der definierte Verlauf der oben schon erläuterten Dikroten. Besonders vorteilhafte und genaue Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die zuvor bei verschiedenen Ausführungsvarianten erläuterten Verfahrensschritte in Kombination angewandt werden. Dies wird im Folgenden anhand des in Figur 1 dargestellten Systemdiagramms erläutert, das zugleich den Ablauf einer derartigen Prüfung wiedergibt.
In einem ersten Schritt 100 werden, beispielsweise mit dem in Figur 6 dargestellten System, Messdaten einer Testperson TP erhoben. Diese Messdaten bilden eine charakteristische Kurve, die als Plethysmogramm bezeichnet wird (Figur 2. In dem folgenden Schritt 101 werden die Messdaten mittels eines entsprechenden
Funktionsmoduls normiert. In dem Schritt 102 werden Mittelwert und Leistung überprüft, indem man beispielsweise diese aus aktuellen Messwerten abgeleiteten Größen mit typischen Werten, insbesondere vorgebbaren Grenzwerten, vergleicht. Ergibt dieser Vergleich keine Übereinstimmung, wird über den Schritt 102A zu dem Schritt 104 übergeleitet, der zu dem Schritt 118 führt. In dem Schritt 118 wird festgestellt, dass kein
Lebendfinger vorliegt, also möglicherweise ein Täuschungsversuch unternommen wurde, um beispielsweise eine Zugangskontrolle zu überlisten. Wenn nun in dem Schritt 102 festgestellt wird, dass die aus den aktuellen Messwerten ermittelten Größen Mittelwert und Leistung der erwarteten Norm entsprechen, wird zu dem Schritt 102B verzweigt. Dieser führt weiter zu dem Schritt 103, in dem, zur Erhöhung der Systemsicherheit, eine weitere Sicherheitsüberprüfung stattfindet. Bei diesem Überprüfungsschritt werden die Dikroten in dem Plethysmogramm näher untersucht. Vorzugsweise wird die Form, insbesondere auch die Länge der Dikroten analysiert. Die Dikroten, die Schwingungen oder Verzögerungen in dem Abfall eines Plethysmogrammpulses darstellen, werden durch die Dämpfung in den großen Kapillaren bei dem Einströmen des Bluts in die untersuchte Extremität verursacht. Sie stellen besonders charakteristische Schwingungsformen für lebendes Gewebe dar. Eine außerhalb der erwarteten Norm liegende Gestalt der Dikroten deutet daher daraufhin, dass es sich bei dem aktuellen Testobjekt nicht um lebendes Gewebe, sondern um einen Täuschkörper, wie beispielsweise einen Phantomfinger, handelt. In diesem Fall wird wiederum über die
Schritte 103A,104 der Schritt 118 erreicht und die Feststellung, dass kein Lebendfinger vorhanden ist. Liegen die Daten der gemessenen Dikroten in dem zulässigen Bereich, dann wird das Vorhandensein lebenden Gewebes unterstellt und es wird, über den Schritt 103B zu den Schritten 104A und 104 B verzweigt, die zu unterschiedlichen, im Folgenden noch weiter erläuterten Prüf schritten führen. Diese Prüfschritte 104A und 104
B, mit den sich in diesen Verzweigungen jeweils noch anschließenden Schritten, können unabhängig voneinander durchgeführt werden. Vorzugsweise werden sie jedoch in Kombination eingesetzt, da sich dadurch eine erhöhte Sicherheit gegen Täuschungsmanöver ergibt. Auf dem Weg über den Schritt 104A wird der Schritt 105 erreicht, in dem ein normierter Einzelpuls (Figur 5) eines Plethysmogramms betrachtet wird. Wie oben schon beschrieben, werden in den anschließenden Schritten 106, 107, 108 verschiedene Kriterien des Einzelpulses abgefragt und mit vorgebbaren Standardwerten verglichen. Die Schritte 106,107,108 können einzeln, vorzugsweise jedoch in Kombination vorgenommen werden. In dem Schritt 106 wird die unter dem Graph des Einzelpulses liegende Fläche bestimmt. In dem Schritt 107 wird, durch Vergleich mit einem Referenzpuls, ein Korrelationskoeffizient ermittelt. Schließlich wird in dem Schritt
108 der Zeitpunkt ermittelt, zu dem der Einzelpuls sein Maximum erreicht. In dem Schritt
109 wird eine Bewertung der mit dem Schritt 104A eingeleiteten Verfahrensschritte vorgenommen. Das Ergebnis dieser Bewertung wird über den Schritt 114 an ein Funktionsmodul übergeben, das die Bewertungsergebnisse der mit den Schritten 104A und 104B eingeleiteten Verfahrensschritte zusammenfasst. Im Folgenden wird aber zunächst noch die mit dem Schritt 104B eingeleitete Verzweigung beschrieben. In dem anschließenden Schritt 110 wird eine Waveletttransformation des gemessenen Plethysmogramms gebildet. In dem Schritt 111 wird eine entsprechende Transformation eines als Referenz vorgegebenen Plethysmogramms bereitgestellt. Beide Komponenten werden über den Schritt 112 einem Funktionsmodul zugeführt, das in dem Schritt 113 die beiden Komponenten vergleicht, die quadratische Fehlerabweichung ermittelt und diese vorzugsweise mit einem Sollwert vergleicht. Das Ergebnis wird wiederum über den Schritt 114 einem Funktionsmodul zugeführt, das in einem Schritt 115 die Ergebnisse der mit den Schritten 104A und 104B eingeleiteten Verzweigungen kombiniert. Diese
Kombination führt zu zwei möglichen Alternativen. Entweder wird über den Schritt 116 der Schritt 118 erreicht, in dem festgestellt wird, dass kein Lebendfϊnger sondern ein Täuschobjekt vorliegt. Oder über den Schritt 117 wird der Schritt 119 erreicht, in dem das Vorhandensein eines Lebendfϊngers bestätigt wird. Wird ein Fingerabdruck positiv identifiziert und gleichzeitig der Test auf das Vorhandensein lebenden Gewebes bestanden, dann besteht eine sehr hohe Sicherheit, dass eine autorisierte Person erkannt worden ist. Als Folge kann beispielsweise, im Rahmen einer Zugangskontrolle, der Zugang freigegeben werden. Wenn dagegen ein Fingerabdruck nicht identifiziert werden kann oder die beschriebene Plethysmogrammanalyse ein Täuschobjekt erkennt, dann bleibt der Zugang gesperrt. Zusätzlich kann im Rahmen des Systems 6 (Figur 6) eine
Warneinrichtung betätigt werden.
Figur 6 zeigt noch ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 6. Das System 6 umfasst einen Strahlungssender 60, der vorzugsweise im wesentlichen Strahlung mit einer Wellenlänge aussendet. Zweckmäßig kann hier eine Licht emitierende Diode (LED) eingesetzt werden, die eine Messstrahlung 64 mit der Wellenlänge λ aussendet. Das System 6 umfasst weiter einen Strahlungsempfänger 62, beispielsweise eine für die Strahlung des Strahlungssenders 60 empfindliche Photodiode. Mit Bezugsziffer 61 ist ein in den Strahlengang zwischen dem Strahlungssender 60 und dem Strahlungsempfänger 62 eingebrachtes Testobjekt bezeichnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine
Extremität, insbesondere einen Finger, einer Testperson handeln. Mit Bezugsziffer 63 ist ein Funktionsmodul bezeichnet, dass das Ausgangssignal des Strahlungsempfängers 62 auswertet. Weiterhin ist ein Funktionsmodul 65 für die Erfassung von Fingerabdrücken vorgesehen. Dieses System 6 ermöglicht also auf vorteilhafte Weise die Erfassung und Analyse von Fingerabdrücken und gleichzeitig die Feststellung, ob es sich bei dem getesteten Finger um ein Täuschobjekt oder einen Lebendfinger handelt. Dieses System ermöglicht somit eine große Zuverlässigkeit bei der Erfassung von Fingerabdrücken bei gleichzeitig hoher Sicherheit gegen Täuschungsmanöver. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer Identitätsprüfung noch dadurch gesteigert werden, dass abgesehen von dem Fingerabdruck eines zu überprüfenden Fingers zusätzlich auch noch personengebundene Eigenschaften des Plethysmogramms überprüft werden. Dies setzt voraus, dass neben einer Bibliothek gespeicherter Fingerabdrücke auch charakteristische, einzelnen Personen zuzuordnende Plethysmogramme gespeichert sind. Eine derartige Identitätsprüfung eignet sich besonders für die Zugangskontrolle zu Sicherheitsbereichen, zu denen nur eine begrenzte Anzahl von Personen Zutritt hat, deren Fingerabdrücke und Plethysmogramme dort gespeichert und zum Zwecke der Überprüfung abrufbar sind.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren für die Erfassung biometrischer Merkmale, insbesondere Lebendfingererkennung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plethysmogramm des getesteten Gewebes erzeugt wird, dass der Verlauf des Plethysmogramms mit vorgebbaren Sollwerten verglichen wird und dass bei einer vorgebbaren Abweichung von den Sollwerten auf ein Täuschobjekt (z.B. Phantomfinger) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Überlagerung einer Mehrzahl von Plethysmogrammen ein normiertes Plethysmogramm erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Plethysmogramm Mittelwert und Leistung gemessen und mit vorgebbaren Grenzwerten verglichen werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt von Dikroten des Plethysmogramms, insbesondere deren Länge untersucht und mit vorgebbaren Grenzwerten verglichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem normierten Puls (PN) eines normierten Plethysmogramms die
Pulsfläche (PF) ermittelt und mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem normierten Puls (PN) eines normierten Plethysmogramms der Zeitpunkt (TM) ermittelt wird, an dem der normierte Puls (PN) sein Maximum (M) erreicht und dass dieser Zeitpunkt mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein normierter Puls (PN) mit einem Referenzpuls (PR) verglichen wird und aus dem
Vergleich ein Korrelationskoeffizient (K) abgeleitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plethysmogrammkurve mit einer Referenzkurve verglichen wird, dass durch diesen Vergleich die quadratische Abweichung ermittelt wird und dass die quadratische
Abweichung mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird.
9. System (6) für die Erfassung biometrischer Merkmale gekennzeichnet durch Mittel (60, 62,63) für die Durchführung einer Plethysmogrammanalyse.
10. System für die Identitätsprüfung, dadurch gekennzeichnet, dass das System (6) Mittel (65) für die Erfassung und Analyse von Fingerabdrücken und Mittel (60,62,63 )für die Durchführung einer Plethysmogrammanalyse umfasst.
11. Anwendung der Plethysmogrammanalyse für die Erfassung biometrischer Merkmale bei einem System für die Identitätsprüfung.
12. Anwendung der Plethysmogrammanalyse nach Anspruch 10 für die Lebendfϊngererkennung.
PCT/EP2005/056069 2004-12-20 2005-11-18 Verfahren und system für die erfassung biometrischer merkmale WO2006067006A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05815782A EP1831818A1 (de) 2004-12-20 2005-11-18 Verfahren und system f]r die erfassung biometrischer merkmale

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004061335A DE102004061335A1 (de) 2004-12-20 2004-12-20 Verfahren und System für die Erfassung biometrischer Merkmale
DE102004061335.4 2004-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006067006A1 true WO2006067006A1 (de) 2006-06-29

Family

ID=35571885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/056069 WO2006067006A1 (de) 2004-12-20 2005-11-18 Verfahren und system für die erfassung biometrischer merkmale

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1831818A1 (de)
DE (1) DE102004061335A1 (de)
WO (1) WO2006067006A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2335565A1 (es) * 2008-09-26 2010-03-29 Hanscan Ip, B.V. Sistema optico, procedimiento y programa de ordenador para detectar la presencia de un elemento biologico vivo.
CN113486704A (zh) * 2021-05-18 2021-10-08 贵州正航众联电力建设有限公司 一种配电房操作员身份验证系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0866417A1 (de) * 1997-03-21 1998-09-23 Sagem Sa Sicherer Fingerabdruckleser
EP0947160A1 (de) * 1997-08-26 1999-10-06 Seiko Epson Corporation Vorrichtung und verfahren zum messen, fühlen und diagnostizieren des pulses, des herzschlags und des ausmasses von bewegungen
US6129675A (en) * 1998-09-11 2000-10-10 Jay; Gregory D. Device and method for measuring pulsus paradoxus
US6236872B1 (en) * 1991-03-07 2001-05-22 Masimo Corporation Signal processing apparatus
JP2004089675A (ja) * 2002-07-12 2004-03-25 Seiko Epson Corp 本人照合装置、カード型情報記録媒体及びそれを用いた情報処理システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236872B1 (en) * 1991-03-07 2001-05-22 Masimo Corporation Signal processing apparatus
EP0866417A1 (de) * 1997-03-21 1998-09-23 Sagem Sa Sicherer Fingerabdruckleser
EP0947160A1 (de) * 1997-08-26 1999-10-06 Seiko Epson Corporation Vorrichtung und verfahren zum messen, fühlen und diagnostizieren des pulses, des herzschlags und des ausmasses von bewegungen
US6129675A (en) * 1998-09-11 2000-10-10 Jay; Gregory D. Device and method for measuring pulsus paradoxus
JP2004089675A (ja) * 2002-07-12 2004-03-25 Seiko Epson Corp 本人照合装置、カード型情報記録媒体及びそれを用いた情報処理システム
US20050053264A1 (en) * 2002-07-12 2005-03-10 Seiko Epson Corporation Personal verification device, card-type information storage medium, and information processing system using the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 12 5 December 2003 (2003-12-05) *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2335565A1 (es) * 2008-09-26 2010-03-29 Hanscan Ip, B.V. Sistema optico, procedimiento y programa de ordenador para detectar la presencia de un elemento biologico vivo.
WO2010034848A1 (es) * 2008-09-26 2010-04-01 Hanscan Ip B.V. Sistema óptico, procedimiento y programa de ordenador para detectar la presencia de un elemento biológico vivo
ES2335565B1 (es) * 2008-09-26 2011-04-08 Hanscan Ip, B.V. Sistema optico, procedimiento y programa de ordenador para detectar la presencia de un elemento biologico vivo.
US8766189B2 (en) 2008-09-26 2014-07-01 Hanscan Ip B.V. Optical system, method and computer program for detecting the presence of a living biological organism
CN113486704A (zh) * 2021-05-18 2021-10-08 贵州正航众联电力建设有限公司 一种配电房操作员身份验证系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004061335A1 (de) 2006-07-06
EP1831818A1 (de) 2007-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69501327T3 (de) Biometrisches Personenauthentifizierungssystem
US8065529B2 (en) Methods for using a biometric parameter in the identification of persons
EP2137671B1 (de) Vorrichtung zur authentifikation einer person anhand mindestens eines biometrischen parameters
US8232866B2 (en) Systems and methods for remote long standoff biometric identification using microwave cardiac signals
DE4421237A1 (de) Identifikationssystem
EP0600571A1 (de) Elektronisches Lebensdetektionssystem
EP3274911B1 (de) Personenerkennungsvorrichtung
DE602005006431T2 (de) Biometrische identifikationsmethode und -vorrichtung
EP3304501B1 (de) Elektronisches zugangskontrollverfahren
DE4405827A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Verarbeiten eines elektrischen Langzeit-EKG-Signales
DE69618114T2 (de) Gerät und Verfahren zur Personenerkennung
Sasikala et al. Identification of individuals using electrocardiogram
DE10319281B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Lebenderkennung eines Körperteils bei einem biometrischen Prüfverfahren
WO2023180558A1 (de) System, vorrichtung und verfahren zur erstellung von planungsdatensätzen für die gewebebehandlung der netzhaut eines patienten
EP1627343B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung biometrischer daten nach aufnahme aus mindestens zwei richtungen
WO2006067006A1 (de) Verfahren und system für die erfassung biometrischer merkmale
DE102020124166A1 (de) Nicht-invasive Messung der Biomarker-Konzentration
DE19830058A1 (de) Sensorsystem zur Überprüfung der Identität einer Person
DE69816158T2 (de) Sicherer Fingerabdruckleser
KR100607579B1 (ko) 레이저를 이용한 모조지문 판별방법 및 장치
DE102021103903B3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Radarsensorsystems
WO2003107258A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur personenerkennung
DE10224785B4 (de) Biometrische Erkennung eines Lebewesens
DE102017126207A1 (de) Sensorsystem zur Prüfung von Handvenenmustern
EP0953188A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur identifikation und wiedererkennung von lebewesen und/oder gegenständen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005815782

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005815782

Country of ref document: EP