WO2011120846A2 - Vorrichtung und verfahren zur identifikation von personen - Google Patents

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WO2011120846A2
WO2011120846A2 PCT/EP2011/054359 EP2011054359W WO2011120846A2 WO 2011120846 A2 WO2011120846 A2 WO 2011120846A2 EP 2011054359 W EP2011054359 W EP 2011054359W WO 2011120846 A2 WO2011120846 A2 WO 2011120846A2
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person
biometric features
identified
processing unit
identification system
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PCT/EP2011/054359
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Christian Evers
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Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg
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Priority to US13/695,253 priority patent/US20130076487A1/en
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Publication of WO2011120846A3 publication Critical patent/WO2011120846A3/de
Priority to US15/962,765 priority patent/US20180239886A1/en

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    • 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
    • G06V40/103—Static body considered as a whole, e.g. static pedestrian or occupant recognition
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/143—Sensing or illuminating at different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Definitions

  • the present invention relates to a
  • Security checkpoints are available wherever checks are made on persons who are to be granted access to a specific security-related area. These may be checkpoints in
  • Front views of the face also show profile views.
  • different features are obtained, which are compared with features in one of the person to be examined profile.
  • the features are distance measurements between the nose, the ear, and other landmarks
  • EP 1 629 415 B1 A disadvantage of EP 1 629 415 B1 is that a person to be examined can only be recognized correctly if the features required for identification are detected by the camera system. If the person to be examined carries, e.g. Headgear, facial veils, or longer hair that obscures parts of the face and / or ears make it more difficult to do so
  • the features for identification are only features that can be extracted from the visible part of the face. Other features such as e.g. the height or the
  • biometric features are to be reliably recognized, even if they are e.g. are covered by hair or fabrics.
  • the method according to the invention for the identification of persons has different method steps.
  • a first step the to be identified Person are placed in a scanning unit, which scans the person to be identified with electromagnetic radiation having a wavelength in the mm range and / or cm range.
  • the scanning unit generates a multi-dimensional, preferably a three-dimensional image of body geometries of the person to be identified.
  • the three-dimensional image of the one to be identified is a multi-dimensional, preferably a three-dimensional image of body geometries of the person to be identified.
  • the stored measurement data are processed and the biometric features necessary for identification are extracted from these measurement data.
  • the extracted biometric features are included
  • electromagnetic radiation in the mm range and / or cm range scans.
  • the electromagnetic radiation is not already present e.g. from the clothes or the
  • Procedure is a completely non-contact method.
  • the personal identification system has a scanning unit, which is one to be identified
  • Personal identification system a three-dimensional image of body geometries of the person to be identified and stores this in a storage unit. Furthermore, the personal identification system has a
  • Processing unit which prepares the stored measurement data and extracts the biometric features.
  • the processing unit also compares the extracted biometric features with the biometric features stored in at least one of them. Particularly advantageous is the use of a
  • electromagnetic radiation in the mm range and / or cm range scans.
  • the electromagnetic radiation is not already reflected by the clothing or the hairstyle of the person to be identified, but only from the underlying skin layer.
  • the biometric features to be extracted are not limited to those of the facial areas.
  • Processing unit that extracts the biometric features from the measurement data and matches them with biometric features in different storage units
  • Identification document or e.g. stored for statistical purposes in a database. Once a person has been identified, additional features, e.g. the body circumference in certain areas are stored in the identification document, so that in addition to the biometric features still not another
  • Another advantage of the invention is when
  • a camera in particular a video camera and / or camera, is connected to the control unit, wherein the video images and / or photo images are also stored within the measurement data in the memory unit.
  • Processing unit is connected via a local network and / or the Internet with at least one other database.
  • the extracted biometric features can thereby be combined with the biometric features stored in the at least one further database
  • Fig. 1 is an overview of the inventive
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the invention
  • FIG. 1 shows an overview of the personal identification system 1 according to the invention
  • Personal identification system 1 comprises a scanning unit 2, which detects a person 3 to be identified with electromagnetic radiation having a wavelength in mm. Scanning area or cm area. Around the person to be identified 3 is about a
  • Electric motor 4 preferably a stepper motor, a
  • Signal recording system consisting of a transmitting antenna 5, a receiving antenna 6 and optionally an optical
  • the camera 7 movable.
  • the camera 7 is e.g. to a video camera and / or camera.
  • the signal recording system is preferably movable through 360 ° around the person 3 to be identified. Preferably, this is done
  • a multiplicity of antennas may also be arranged in rows or in a matrix-like manner in order to identify those to be identified
  • a radio-frequency unit 8 is connected via a transmitting unit 9 with the transmitting antenna 5 in connection.
  • the radio-frequency unit 8 is connected to the receiving antenna 6 via a receiving unit 10. That of the
  • Radio frequency unit 8 received signal is sent to a
  • Control unit 11 passed, which composes image data from the received signal.
  • the control unit 11 also takes over the control of the motor 4 and the optical camera 7. If multiple antennas are distributed in a matrix, is an adjustment of
  • Transmitter antenna 5 and the receiving antenna 6 not necessary.
  • One antenna works as a transmitting antenna one after the other and the signal is received by all the others
  • the motor 4 for spatial adjustment of the arrangement of the antennas 5 and 6 can then be omitted.
  • Transmitting antenna 5, the receiving antenna 6, the electric motor 4 and optionally the camera 7, as well as the transmitting unit 9, the receiving unit 10, the radio frequency unit 8 and the control unit 11 are parts of the scanning unit 2. Die
  • Scanning unit 2 scans the person 3 to be identified with the electromagnetic radiation and generates a three-dimensional image of the person 3 to be identified and stores this three-dimensional image in the
  • control unit 11 is connected to the memory unit 12.
  • This connection 13 is preferably a PCIe interface
  • the memory unit 12 in the exemplary embodiment is a main memory in a computer system, or preferably one
  • the control unit 11 is also connected via the connection 15 to a processing unit 14.
  • This connection 15 is preferably a local area network (LAN) connection, more preferably a PCIe connection.
  • LAN local area network
  • Processing unit 14 is a
  • the processing unit 14 controls via this connection 15 the scanning unit 2 and the
  • Sampling unit 2 forwards current status information to the processing unit 14.
  • the processing unit 14 further reads out the measurement data from the memory unit 12 via the connection 16 and prepares it.
  • the preparation includes, for example, the selection of an area in which can be calculated with biometric features, thereby the memory requirements and the
  • Biometric features include e.g. the body size, the shape of the ear or the contours of the ear, the shape of the skull, the distance between the eyes, and distances between different prominent points on the face,
  • processing unit 14 may search the measurement data for anomalies such as twill jewelry and / or surgical scars, and also biometric features thereof produce.
  • anomalies such as twill jewelry and / or surgical scars
  • biometric features can be taken from the
  • Measurement data which on the one hand contains the three-dimensional image of the person 3 to be identified and, on the other hand, video images and / or photo images of the camera 7, are generated.
  • biometric features After the processing unit 14 has extracted the biometric features from the processed measurement data, these are compared with biometric features that are stored in at least one further memory unit.
  • biometric features that are stored in at least one further memory unit.
  • identification documents and / or databases are suitable. For this stand the
  • Processing unit 14 different options available.
  • the processing unit 14 is on the one hand via the connection 17 with an identification document
  • the ID-writing and reading device 18 also allows the reading of biometric features in special
  • Reader 18 also biometric features on access cards are copied, which is required, for example, when a new employee access to a
  • the ID writing and reading device 18 can access cards with
  • Magnetic strips and / or RFID chips describe (English, radio-frequency identification; German identification using electromagnetic waves).
  • the processing unit 14 may connect to various databases 20 in FIG Connection stand.
  • the connection takes place either via the local network and / or via the Internet 21.
  • databases 20 which are established via the Internet 21, preferably encrypted VPN connections (English: Virtual private network;
  • the databases 20 may be centralized databases of a company storing biometric features so that employees can quickly and easily access any company worldwide location.
  • the extracted biometric features may be transmitted via link 19 to e.g. in biometric characteristics stored in lists of persons. This serves primarily to find wanted and / or missing persons as fast as possible. For the comparison, video recordings of the wanted and / or missing person can also be used. It is also possible to extract the features extracted from the measurement data via the
  • processing unit 14 is able to supply the biometric features extracted from the measurement data via the connection 22 in a statistics unit 23
  • the processing unit 14 is connected to an output unit 25.
  • Output unit 25 preferably consists of a screen for outputting visual information. In the case that the person 3 is identified, a message from the output unit 25 is displayed. If the person is not identified or if the identified person 3 is a wanted and / or missing person 3, then an alarm is issued and the operator initiates further steps. The message may be an audible message next to or in lieu of a visual message.
  • the processing unit 14 may be connected via the connection 26 to at least one access system 27. If a person 3 is identified, the access system 27 is informed that this one
  • FIG. 2 shows a flowchart illustrating the
  • inventive method for the identification of persons describes.
  • Identification of persons essentially consists of five procedural steps. Two further process steps are optional.
  • a first step Si the person to be identified 3 in a
  • the Scanning unit 2 is placed.
  • the scanning unit 2 scans the person 3 to be identified by means of electromagnetic radiation, which preferably has a wavelength in the mm range and / or cm range.
  • the wavelength can be selected in the mm range and then the wavelength can be adjusted to the cm range.
  • the signal acquisition system moves 360 ° around the person to be identified 3 around.
  • step S2 is a
  • image data can optionally be generated by the camera 7, which is likewise formed within the scanning unit 2.
  • the generated three-dimensional image of the person 3 to be identified is used as measurement data within a memory unit 12
  • the image data generated by the camera 7 are stored in the measured data in this third step.
  • a fourth method step S4 the measurement data is processed by a processing unit 14.
  • Processing unit 14 finally extracts from the prepared measurement data the biometric features necessary for the identification of the person 3. It will be appreciated
  • two-dimensional images of the face and / or a side view of the head can also be created from the measurement data, from which also biometric features
  • Image data processed within the measurement data Furthermore, biometric features will be extracted from the processed image data.
  • a processing unit 14 compares the extracted biometric features with biometric features stored in at least one memory unit.
  • the extracted biometric features are compared with the biometric features stored in an identification document.
  • the identification document can be ID cards, passports or access cards
  • the processing unit 14 communicates with an identification document writing and reading device 18. It is of course also possible that the extracted biometric features with biometric features
  • Processing unit 14 connected database 20 are located. For example, on this database 20
  • the biometric features include u.a. Information about facial features and / or
  • the method according to the invention preferably has a sixth method step S6.
  • an alarm is triggered in the event that the person to be identified 3 can not be identified, or that the person 3 is identified and that the identified person 3 is a wanted and / or missing person.
  • the processing unit 14 communicates with a
  • Output unit 25 The output unit 25 outputs the alarm optically and / or acoustically. In the event that a person 3 is identified, a message is output via the output unit 25. This message may also be visual and / or audible
  • the extracted biometric features can furthermore be stored in an identification document. This is preferably done via the identification document
  • the extracted biometric features may be stored in a statistics unit 23 and used for statistical purposes and correlations e.g. to age and / or gender and / or nationality.
  • Invention can be combined with each other as desired.
  • the invention is not limited to such microwave scanners, in particular terahertz scanners.
  • Other methods that use a corresponding volume data set i. Providing data by amount and phase for each voxel (discrete spatial element) are appropriate, as long as they allow a three-dimensional surface representation of the human body.
  • X-ray scanners using X-rays are also suitable. Included are also scanners, which generate the three-dimensional information only secondary by appropriate stereo evaluation.

Abstract

Personenidentifikationssystem (1) welches eine Abtasteinheit (2) aufweist, die eine zu identifizierende Person (3) mittels einer elektromagnetischen Strahlung abtastet. Die elektromagnetische Strahlung besitzt eine Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm-Bereich. Die Abtasteinheit (2) erstellt ein dreidimensionales Abbild von Körpergeometrien der zu identifizierenden Person (3) als Messdaten in einer Speichereinheit (12). Das Personenidentifikationssystem (1) weist weiterhin eine Verarbeitungseinheit (14) auf, die die Messdaten aufbereitet und die zur Identifikation notwendigen biometrischen Merkmale extrahiert und diese mit biometrischen Merkmalen vergleicht, die in zumindest einer weiteren Speichereinheit gespeichert sind.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Identifikation
von Personen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Identifikation von
Personen .
Sicherheitskontrollpunkte sind überall dort vorhanden, wo es um die Überprüfung von Personen geht, denen Zugang zu einem bestimmten sicherheitsrelevanten Bereich gewährt werden soll. Dabei kann es sich um Kontrollpunkte in
Flughafenterminals handeln, an denen die Flugpassagiere mit ihren Ausweisdokumenten einchecken, um ihren gebuchten Flug anzutreten, oder es handelt sich um
Sicherheitsschleusen z.B. in Forschungszentren, Banken oder Industrieunternehmen, an denen die Identität der Mitarbeiter festgestellt werden soll. Alle diese
Sicherheitskontrollpunkte haben das gemeinsame Ziel, dass die Personen einerseits möglichst eindeutig identifiziert werden sollen und dass diese andererseits den gesamten Vorgang möglichst nicht als unangenehm empfinden. Dabei soll der Identifikationsvorgang nur ein Minimum an Zeit beanspruchen . Aus der EP 1 629 415 Bl sind bereits ein System und ein Verfahren zum Abgleichen von Gesichtern bekannt. Dabei werden über mehrere Kameras, die in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind, verschiedene Bilder von der zu identifizierenden Person gemacht, die neben
Vorderansichten des Gesichts auch Profilansichten zeigen. Dabei werden unterschiedliche Merkmale gewonnen, die mit Merkmalen in einem der zu überprüfenden Person zugehörigen Profil verglichen werden. Bei den Merkmalen handelt es sich beispielsweise um Distanzmessungen zwischen der Nase, dem Ohr und anderen Orientierungspunkten zu einem
relativen Knotenpunkt in der Gesichtslandschaft. Durch Verwendung seitlich angeordneter Kameras kann ein
dreidimensionales Abbild des Gesichts der zu untersuchenden Person erstellt werden, welches z.B.
Information über das Relief oder die Tiefe des Gesichts beinhaltet . Nachteilig an der EP 1 629 415 Bl ist, dass eine zu untersuchende Person nur dann richtig erkannt werden kann, wenn die zur Identifikation notwendigen Merkmale durch das Kamerasystem erfasst werden. Trägt die zu untersuchende Person z.B. eine Kopfbedeckung, einen Gesichtsschleier oder längere Haare, die Teile des Gesichts und/oder die Ohren verdecken, so erschwert dies die automatische
Identifikation der Person. Außerdem handelt es sich bei den Merkmalen zur Identifikation nur um Merkmale, die aus dem sichtbaren Teil des Gesichts extrahiert werden können. Andere Merkmale wie z.B. die Körpergröße oder die
Schädelform werden nicht zur Identifikation der Person herangezogen .
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Personenidentifikationssystem zur Identifizierung von Personen zu schaffen, welches eine Vielzahl von
biometrischen Merkmalen erfasst und mit gespeicherten biometrischen Merkmalen vergleicht, wobei die
biometrischen Merkmale auch dann sicher erkannt werden sollen, wenn diese z.B. von Haaren oder Stoffen verdeckt sind .
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und durch das erfindungsgemäße
Personenidentifikationssystem gemäß dem Anspruch 12 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen PersonenidentifikationsSystem
dargestellt .
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifikation von Personen weist dabei verschiedene Verfahrensschritte auf. In einem ersten Schritt soll die zu identifizierende Person in einer Abtasteinheit platziert werden, welche die zu identifizierende Person mit einer elektromagnetischen Strahlung, die eine Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm- Bereich aufweist, abtastet. In einem zweiten Schritt erzeugt die Abtasteinheit ein mehrdimensionales, bevorzugt ein dreidimensionales Abbild von Körpergeometrien der zu identifizierenden Person. In einem dritten Schritt wird das dreidimensionale Abbild der zu identifizierenden
Person als Messdaten gespeichert. In einem vierten Schritt werden die gespeicherten Messdaten aufbereitet und die zur Identifikation notwendigen biometrischen Merkmale aus diesen Messdaten extrahiert. In einem fünften Schritt werden die extrahierten biometrischen Merkmale mit
gespeicherten biometrischen Merkmalen abgeglichen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer
Abtasteinheit, welche die Person mit einer
elektromagnetischen Strahlung im mm-Bereich und/oder cm- Bereich abtastet. Die elektromagnetische Strahlung wird dabei nicht bereits z.B. von der Kleidung oder der
Haartracht der zu identifizierenden Person reflektiert, sondern erst von der darunter liegenden Hautschicht. Auf diese erfindungsgemäße Weise ist es möglich, ein sehr genaues dreidimensionales Abbild der Person zu erzeugen, so dass sich die zu extrahierenden biometrischen Merkmale nicht nur auf solche aus den Gesichtsbereichen
beschränken. Im Vergleich zu bekannten Verfahren erfolgt die Identifikation der Person deutlich genauer und
schneller, wobei es sich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren um ein vollständig berührungsloses Verfahren handelt .
Das erfindungsgemäße Personenidentifikationssystem weist eine Abtasteinheit auf, die eine zu identifizierende
Person mittels elektromagnetischer Strahlung, die eine Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm-Bereich aufweist, abtastet. Dabei erstellt das erfindungsgemäße
Personenidentifikationssystem ein dreidimensionales Abbild von Körpergeometrien der zu identifizierenden Person und speichert dieses in einer Speichereinheit. Weiterhin weist das Personenidentifikationssystem eine
Verarbeitungseinheit auf, die die gespeicherten Messdaten aufbereitet und die biometrischen Merkmale extrahiert. Die Verarbeitungseinheit vergleicht außerdem die extrahierten biometrischen Merkmale mit den biometrischen Merkmalen, die in zumindest ebenfalls gespeichert sind. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer
Abtasteinheit, welche die Person mit einer
elektromagnetischen Strahlung im mm-Bereich und/oder cm- Bereich abtastet. Die elektromagnetische Strahlung wird dabei nicht bereits von der Kleidung oder der Haartracht der zu identifizierenden Person reflektiert, sondern erst von der darunter liegenden Hautschicht. Auf diese
erfindungsgemäße Weise ist es möglich, ein sehr genaues dreidimensionales Abbild der Person zu erzeugen, so dass sich die zu extrahierenden biometrischen Merkmale nicht nur auf solche aus den Gesichtsbereichen beschränken.
Ebenfalls vorteilhaft ist die Verwendung einer
Verarbeitungseinheit, die die biometrischen Merkmale aus den Messdaten extrahiert und mit biometrischen Merkmalen abgleicht die in verschiedenen Speichereinheiten
gespeichert sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die
extrahierten biometrischen Merkmale in einem
Identifikationsdokument oder z.B. für statistische Zwecke in einer Datenbank gespeichert werden können. Sobald eine Person identifiziert wurde, können zusätzliche Merkmale, wie z.B. der Körperumfang inn bestimmten Bereichen, in dem Identifikationsdokument gespeichert werden, so dass neben den biometrischen Merkmalen noch weitere nicht
biometrische Merkmale zu Verfügung stehen, die für
Plausibilitätsvergleiche herangezogen werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht, wenn
zusätzlich eine Kamera, insbesondere eine Videokamera und/oder Fotokamera, mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Videobilder und/oder Fotobilder ebenfalls innerhalb der Messdaten in der Speichereinheit gespeichert werden. Dadurch können verschiedene Systeme kombiniert werden, wodurch auch der Farbton der Haut zur
Identifikation mit herangezogen werden kann. Schlussendlich ist es von Vorteil, wenn die
Verarbeitungseinheit über ein lokales Netzwerk und/oder das Internet mit zumindest einer weiteren Datenbank verbunden ist. Die extrahierten biometrischen Merkmale können dadurch mit den in der zumindest einen weiteren Datenbank gespeicherten biometrischen Merkmalen
abgeglichen werden. Auf diese Weise kann eine Person verschiedene sicherheitsrelevante Bereiche innerhalb eines Unternehmens betreten, die räumlich weit voneinander entfernt sind.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 eine Übersicht über das erfindungsgemäße
PersonenidentifikationsSystem; und Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches das erfindungsgemäße
Verfahren zur Identifikation von Personen beschreibt .
Fig. 1 zeigt eine Übersicht über das erfindungsgemäße Personenidentifikationssystem 1. Das
Personenidentifikationssystem 1 weist eine Abtasteinheit 2 auf, die eine zu identifizierende Person 3 mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge im mm- Bereich oder cm-Bereich abtastet. Um die zu identifizierende Person 3 herum ist über einen
Elektromotor 4, vorzugsweise einen Schrittmotor, ein
Signalaufnahmesystem bestehend aus einer Sendeantenne 5, einer Empfangsantenne 6 und optional einer optischen
Kamera 7 bewegbar. Bei der Kamera 7 handelt es sich z.B. um eine Videokamera und/oder Fotokamera. Bevorzugt ist das Signalaufnahmesystem um 360° um die zu identifizierende Person 3 herum bewegbar. Vorzugsweise erfolgt dieser
Abtastvorgang in mehreren Ebenen. Es können jedoch auch eine Vielzahl von Antennen zeilenweise oder matrixartig verteilt angeordnet sein, um die zu identifizierende
Person 3 parallel abzutasten. Eine Hochfrequenzeinheit 8 steht über eine Sendeeinheit 9 mit der Sendeantenne 5 in Verbindung. Gleichzeitig steht die Hochfrequenzeinheit 8 über eine Empfangseinheit 10 mit der Empfangsantenne 6 in Verbindung. Das von der
Hochfrequenzeinheit 8 empfangene Signal wird an eine
Steuereinheit 11 weitergegeben, welche aus dem empfangenen Signal Bild-Daten zusammenstellt. Die Steuereinheit 11 übernimmt auch die Ansteuerung des Motors 4 und der optischen Kamera 7. Wenn mehrere Antennen matrixartig verteilt vorhanden sind, ist eine Verstellung der
Sendeantenne 5 und der Empfangsantenne 6 nicht notwendig. Es arbeitet nacheinander immer jeweils eine Antenne als Sendeantenne und das Signal wird von allen anderen
Antennen empfangen. Der Motor 4 zur räumlichen Verstellung der Anordnung der Antennen 5 und 6 kann dann entfallen.
Sowohl das Signalaufnahmesystem, bestehend aus der
Sendeantenne 5, der Empfangsantenne 6, dem Elektromotor 4 und optional der Kamera 7, als auch die Sendeeinheit 9, die Empfangseinheit 10, die Hochfrequenzeinheit 8 und die Steuereinheit 11 sind Teile der Abtasteinheit 2. Die
Abtasteinheit 2 tastet die zu identifizierende Person 3 mit der elektromagnetischen Strahlung ab und erzeugt ein dreidimensionales Abbild der zu identifizierenden Person 3 und speichert dieses dreidimensionale Abbild in der
Speichereinheit 12. Hierfür ist die Steuereinheit 11 mit der Speichereinheit 12 verbunden. Bei dieser Verbindung 13 handelt es sich bevorzugt um eine PCIe-Schnittstelle
(engl. Peripheral Component Interconnect Express; dt.
Erweiterungsstandard zur Verbindung von
Peripheriegeräten) . Bei der Speichereinheit 12 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Arbeitsspeicher in einem Computersystem, oder bevorzugt um einen
Grafikspeicher in einer bildverarbeitenden Einheit.
Die Steuereinheit 11 ist außerdem über die Verbindung 15 mit einer Verarbeitungseinheit 14 verbunden. Bei dieser Verbindung 15 handelt es bevorzugt um eine LAN-Verbindung (engl, local area network; dt. lokales Netz), besonders bevorzugt um eine PCIe-Verbindung . Bei der
Verarbeitungseinheit 14 handelt es sich um ein
Computersystem. Die Verarbeitungseinheit 14 steuert über diese Verbindung 15 die Abtasteinheit 2 und die
Abtasteinheit 2 meldet aktuelle Statusinformationen an die Verarbeitungseinheit 14 weiter. Die Verarbeitungseinheit 14 liest im Weiteren über die Verbindung 16 die Messdaten aus der Speichereinheit 12 aus und bereitet diese auf. Zu der Aufbereitung gehört beispielsweise die Auswahl eines Bereiches in dem mit biometrischen Merkmalen gerechnet werden kann, um dadurch den Speicherbedarf und die
Rechenzeit zu reduzieren.
Anschließend beginnt die Verarbeitungseinheit 14 damit, biometrische Merkmale aus den aufbereiteten Messdaten zu extrahieren. Zu den biometrischen Merkmalen gehören z.B. die Körpergröße, die Ohrenform, bzw. die Ohrenkonturen, die Schädelform, der Augenabstand, sowie Abstände zwischen verschiedenen markanten Punkten im Gesicht, die
hauptsächlich durch Gesichtsknochen gebildet werden.
Außerdem kann die Verarbeitungseinheit 14 die Messdaten nach Anomalien wie Köperschmuck und/oder Operationsnarben durchsuchen und hiervon ebenfalls biometrische Merkmale erzeugen. Die biometrischen Merkmale können aus den
Messdaten, die einerseits das dreidimensionale Abbild der zu identifizierenden Person 3 und andererseits Videobilder und/oder Fotobildern der Kamera 7 beinhalten, erzeugt werden.
Nachdem die Verarbeitungseinheit 14 die biometrischen Merkmale aus den aufbereiteten Messdaten extrahiert hat, werden diese mit biometrischen Merkmalen abgeglichen, die in zumindest einer weiteren Speichereinheit gespeichert sind. Als Speichereinheit sind Identifikationsdokumente und/oder Datenbanken geeignet. Hierfür stehen der
Verarbeitungseinheit 14 unterschiedliche Möglichkeiten zu Verfügung. Die Verarbeitungseinheit 14 ist einerseits über die Verbindung 17 mit einem Identifikationsdokument-
Schreib- und Lesegerät 18 verbunden. Über das ID-Schreib- und Lesegerät 18 können biometrische Merkmale eingelesen werden, die z.B. in Ausweisen, Führerscheinen oder
Reisepässen gespeichert sind.
Das ID-Schreib- und Lesegerät 18 erlaubt auch das Einlesen von biometrischen Merkmalen, die in speziellen
Zugangskarten oder Werksausweisen gespeichert sind. Auf der anderen Seite können über das ID-Schreib- und
Lesegerät 18 auch biometrische Merkmale auf Zugangskarten kopiert werden, was beispielsweise dann erforderlich ist, wenn ein neuer Mitarbeiter Zutritt zu einem
sicherheitsrelevanten Bereich erhalten soll. In diesem Fall werden die aus den Messdaten extrahierten
biometrischen Merkmale direkt über das ID-Schreib- und Lesegerät 18 auf eine Zugangskarte kopiert. Das ID- Schreib- und Lesegerät 18 kann Zugangskarten mit
Magnetstreifen und/oder RFID-Chips beschreiben (engl, radio-frequency identification; dt. Identifizierung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen) .
Andererseits kann die Verarbeitungseinheit 14 über die Verbindung 19 mit verschiedenen Datenbanken 20 in Verbindung stehen. Die Verbindung erfolgt dabei entweder über das lokale Netzwerk und/oder über das Internet 21. Für Verbindungen zu Datenbanken 20, die über das Internet 21 aufgebaut werden, kommen bevorzugt verschlüsselte VPN- Verbindungen (engl. Virtual private network; dt.
virtuelles privates Netz) zum Einsatz. Bei den Datenbanken 20 kann es sich um zentrale Datenbanken eines Unternehmens handeln, in denen biometrische Merkmale gespeichert werden, so dass Mitarbeiter schnell und unkompliziert zu jedem weltweiten Standort des Unternehmens Zutritt haben. Für den Fall, dass das Personenidentifikationssystem an öffentlichen Plätzen wie z.B. Flughäfen installiert ist, können die extrahierten biometrischen Merkmale über die Verbindung 19 mit z.B. in Personenlisten gespeicherten biometrischen Merkmalen verglichen werden. Dies dient in erster Linie dazu, gesuchte und/oder vermisste Personen schnellstmöglich zu finden. Für den Abgleich können dabei auch Videoaufzeichnungen der gesuchten und/oder vermissten Person herangezogen werden. Es ist ebenfalls möglich, die aus den Messdaten extrahierten Merkmale über die
Verbindung 19 in der zumindest einen Datenbank 20 zu speichern .
Weiterhin ist es der Verarbeitungseinheit 14 möglich, die aus den Messdaten extrahierten biometrischen Merkmale über die Verbindung 22 in einer Statistikeinheit 23 zu
speichern. Diese können dort für statistische Zwecke und Korrelationen z.B. das Alter und/oder das Geschlecht und/oder die Nationalität benutzt werden.
Über die Verbindung 24 steht die Verarbeitungseinheit 14 mit einer Ausgabeeinheit 25 in Verbindung. Die
Ausgabeeinheit 25 besteht bevorzugt aus einem Bildschirm zur Ausgabe von visuellen Informationen. Für den Fall, dass die Person 3 identifiziert ist, wird eine Meldung von der Ausgabeeinheit 25 angezeigt. Ist die Person nicht identifiziert oder handelt es sich bei der identifizierten Person 3 um eine gesuchte und/oder vermisste Person 3, so wird ein Alarm ausgegeben und das Bedienpersonal leitet weitere Schritte ein. Bei der Meldung kann es sich neben oder statt einer visuellen Meldung auch um eine akustische Meldung handeln.
Schlussendlich kann die Verarbeitungseinheit 14 über die Verbindung 26 mit zumindest einem Zugangssystem 27 verbunden sein. Ist eine Person 3 identifiziert, so wird dem Zugangssystem 27 mitgeteilt, dass dieses einen
bestimmten Zugangsbereich zu einem sicherheitsrelevanten Bereich für die identifizierte Person 3 öffnen soll. Bei Flughäfen und Industrieunternehmen handelt es sich dabei z.B. um Drehkreuze, bei Banken z.B. um Tore zu
Tresorräume .
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, welches das
erfindungsgemäße Verfahren zur Identifikation von Personen beschreibt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur
Identifikation von Personen besteht im Wesentlichen aus fünf Verfahrensschritten. Zwei weitere Verfahrensschritte sind dabei optional. In einem ersten Verfahrensschritt Si wird die zu identifizierende Person 3 in einer
Abtasteinheit 2 platziert. Die Abtasteinheit 2 tastet die zu identifizierende Person 3 mittels elektromagnetischer Strahlung, die bevorzugt eine Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm-Bereich aufweist, ab. Dabei kann zu Beginn die Wellenlänge im mm-Bereich gewählt werden und anschließend kann die Wellenlänge auf den cm-Bereich verstellt werden. Bevorzugt bewegt sich das Signalaufnahmesystem um 360° um die zu identifizierende Person 3 herum.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird ein
dreidimensionales Abbild der Körpergeometrien der zu identifizierenden Person 3 durch die Abtasteinheit 2 erstellt. In dem zweiten Verfahrensschritt S2 können optional Bilddaten durch die Kamera 7 erzeugt werden, die ebenfalls innerhalb der Abtasteinheit 2 ausgebildet ist. In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird das erzeugte dreidimensionale Abbild der zu identifizierenden Person 3 als Messdaten innerhalb einer Speichereinheit 12
gespeichert. Optional werden in diesem dritten Schritt auch die durch die Kamera 7 erzeugten Bilddaten in den Messdaten gespeichert.
In einem vierten Verfahrensschritt S4 werden die Messdaten durch eine Verarbeitungseinheit 14 aufbereitet. Die
Verarbeitungseinheit 14 extrahiert schließlich aus den aufbereiteten Messdaten die zur Identifikation der Person 3 notwendigen biometrischen Merkmale. Dabei werden
bevorzugt Bereiche wie das Gesicht und/oder die Ohren aufbereitet. In dem vierten Verfahrensschritte S4 können auch zweidimensionale Abbilder vom Gesicht und/oder einer Seitenansicht des Kopfes aus den Messdaten erstellt werden, aus denen ebenfalls biometrische Merkmale
extrahiert werden können. Ebenfalls werden die
aufbereiteten Messdaten nach Anomalien wie Körperschmuck und/oder Operationsnarben untersucht. Aus den gefundenen Anomalien werden ebenfalls biometrische Merkmale erzeugt. Für den Fall, dass die Abtasteinheit 2 eine Kamera 7 aufweist, werden im vierten Verfahrensschritt diese
Bilddaten innerhalb der Messdaten aufbereitet. Aus den aufbereiteten Bilddaten werden im Weiteren ebenfalls biometrische Merkmale extrahiert.
In einem fünften Verfahrensschritt S5 vergleicht eine Verarbeitungseinheit 14 die extrahierten biometrischen Merkmale mit biometrischen Merkmalen, die in zumindest einer Speichereinheit gespeichert sind. Beispielsweise werden die extrahierten biometrischen Merkmale mit den in einem Identifikationsdokument gespeicherten biometrischen Merkmalen verglichen. Bei dem Identifikationsdokument kann es sich um Ausweise, Reisepässe oder Zugangskarten
handeln. Dabei kommuniziert die Verarbeitungseinheit 14 mit einem Identifikationsdokument Schreib- und Lesegerät 18. Es ist natürlich auch möglich, dass die extrahierten biometrischen Merkmale mit biometrischen Merkmalen
verglichen werden, die sich auf einer mit der
Verarbeitungseinheit 14 verbundenen Datenbank 20 befinden. Beispielsweise können auf dieser Datenbank 20
Personenlisten von gesuchten und/oder vermissten Personen abgelegt sein. Die biometrischen Merkmale beinhalten dabei u.a. Informationen zu Gesichtszügen und/oder
Körpergeometrien und/oder die Körpergröße. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt einen sechsten Verfahrensschritt S6 auf. Innerhalb dieses Verfahrensschritts wird ein Alarm für den Fall ausgelöst, dass die zu identifizierende Person 3 nicht identifiziert werden kann, oder dass die Person 3 identifiziert ist und dass es sich bei der identifizierten Person 3 um eine gesuchte und/oder vermisste Person handelt. Dabei
kommuniziert die Verarbeitungseinheit 14 mit einer
Ausgabeeinheit 25. Die Ausgabeeinheit 25 gibt den Alarm optisch und/oder akustisch aus. Für den Fall, dass eine Person 3 identifiziert ist, wird über die Ausgabeeinheit 25 eine Meldung ausgegeben. Bei dieser Meldung kann es sich ebenfalls um eine optische und/oder akustische
Ausgabe handeln. In einem bevorzugten siebten Verfahrensschritt S7 können die extrahierten biometrischen Merkmale darüber hinaus in einem Identifikationsdokument gespeichert werden. Dies geschieht bevorzugt über das Identifikationsdokument
Schreib- und Lesegerät 18. Dadurch können sehr einfach Identifikationsdokument für neue Mitarbeiter erstellt werden. Ebenfalls können die extrahierten biometrischen Merkmale in einer Statistikeinheit 23 gespeichert werden und für statistische Zwecke und Korrelationen z.B. zu Alter und/oder Geschlecht und/oder Nationalität mitbenutzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Elemente sind im Rahmen der
Erfindung beliebig miteinander kombinierbar. Die Erfindung ist nicht auf derartige Mikrowellenscanner, insbesondere Terahertzscanner, beschränkt. Auch andere Verfahren, die einen entsprechenden Volumendatensatz, d.h. Daten nach Betrag und Phase für jeden Voxel (diskretes Raumelement) liefern, sind geeignet, sofern sie eine dreidimensionale Oberflächendarstellung des menschlichen Körpers erlauben. Auch Röntgen-Scanner unter Verwendung von Röntgenstrahlung sind geeignet. Eingeschlossen sind dabei auch Scanner, welche die dreidimensionalen Informationen erst sekundär durch entsprechende Stereo-Auswerteverfahren erzeugen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Identifikation von Personen (3) das nachfolgende Verfahrensschritte aufweist:
- Platzieren einer zu identifizierenden Person (3) in einer Abtasteinheit (2), welche die Person (3) mittels einer elektromagentischen Strahlung mit einer Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm-Bereich
und/oder Röntgen-Bereich abtastet ( S i ) ;
- Erzeugen eines mehrdimensionalen, insbesondere
dreidimensionalen, Abbilds von Körpergeometrien der zu identifizierenden Person (3) durch die
Abtasteinheit (2) (S2) ;
- Speichern des erzeugten dreidimensionalen Abbilds der zu identifizierenden Person (3) als Messdaten (S3) ;
- Aufbereiten der Messdaten und Extrahieren von zur Identifikation notwendigen biometrischen Merkmalen aus den Messdaten (S4) ;
- Abgleichen der extrahierten biometrischen Merkmale mit gespeicherten biometrischen Merkmalen (S5)
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem vierten Verfahrensschritt (S4) Bereiche, die sich zur Identifizierung der Person (3) eignen, wie insbesondere das Gesicht und/oder die Ohren und/oder die Schädelform, aufbereitet und extrahiert werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem vierten Verfahrensschritt (S4)
zweidimensionale Abbilder von Bereichen, wie insbesondere dem Gesicht und/oder einer Seitenansicht des Kopfes der zu identifizierenden Person erstellt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vierten Verfahrensschritt (S4) die Messdaten auf Anomalien, wie Operationsnarben hin untersucht werden und hiervon biometrische Merkmale erzeugt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass im zweiten Verfahrensschritt (S2) zusätzliche
Bilddaten durch eine Kamera (7) erzeugt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass im vierten Verfahrensschritt (S4) diese Bilddaten ebenfalls aufbereitet werden und aus den aufbereiteten Bilddaten biometrische Merkmale extrahiert werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem fünften Verfahrensschritt (S5) die
biometrischen Merkmale mit biometrischen Merkmalen aus zumindest einem Identifikationsdokument verglichen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die biometrischen Merkmale Gesichtszüge und/oder die Körpergröße der zu identifizierenden Person (3)
beinhalten .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem fünften Verfahrensschritt (S5) die
biometrischen Merkmale mit biometrischen Merkmalen aus Personenlisten verglichen werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren einen sechsten Schritt (Sß) aufweist, welcher Folgendes umfasst: - Ausgabe einer Meldung, falls die Person (3)
identifiziert wird;
- Auslösen eines Alarms für den Fall, dass eine
gesuchte und/oder vermisste Person (3) identifiziert wird
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren einen siebten Schritt (S7) aufweist welcher Folgendes umfasst:
- Speichern von biometrischen Merkmalen, die zur
Identifizierung dienen, in einem
Identifikationsdokument oder in einer Datenbank;
12. Personenidentifikationssystem (1) das eine
Abtasteinheit (2) aufweist, die eine zu identifizierende Person (3) mittels einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge im mm-Bereich und/oder cm-Bereich und/oder Röntgen-Bereich abtastet und ein
mehrdimensionales, insbesondere dreidimensionales, Abbild von Körpergeometrien der zu identifizierenden Person (3) als Messdaten in einer Speichereinheit (12) erstellt, wobei das Personenidentifikationssystem (1) weiterhin eine Verarbeitungseinheit (14) aufweist, die die Messdaten aufbereitet und die zur Identifikation notwendigen
biometrischen Merkmale extrahiert und diese mit
biometrischen Merkmalen vergleicht, die ebenfalls
gespeichert sind.
13. Personenidentifikationssystem nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei den biometrischen Merkmalen um
Gesichtskonturen und/oder Ohrenkonturen und/oder eine Körpergröße handelt.
14. Personenidentifikationssystem nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die biometrischen Merkmale ein Gesicht und/oder eine Seitenansicht des Kopfes beinhalten.
15. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messdaten in der Verarbeitungseinheit (14) auf Anomalien, wie Operationsnarben, hin untersucht werden und dass die Verarbeitungseinheit (14) hiervon biometrische Merkmale erzeugt.
16. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich eine Kamera (7) mit einer Steuereinheit
(11) verbunden ist und die Steuereinheit (11) Videobilder und/oder Fotobilder in den Messdaten in der
Speichereinheit (12) speichert.
17. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) die biometrischen
Merkmale mit biometrischen Merkmalen, die in
Identifikationsdokumenten gespeichert sind über ein
Identifikationsdokument Schreib- und Lesegerät (18) abgleicht .
18. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) die biometrischen
Merkmale über ein Identifikationsdokument Schreib- und Lesegerät (18) auf zumindest ein Identifikationsdokument kopiert.
19. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) über ein lokales
Netzwerk und/oder Internet mit zumindest einer Datenbank (20) verbunden ist, worüber die Verarbeitungseinheit (14) die biometrischen Merkmale mit den dort gespeicherten biometrischen Merkmalen von gesuchten und/oder vermissten Personen abgleicht.
20. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) mit einer
Ausgabeeinheit (25) verbunden ist, die eine Meldung anzeigt, wenn eine Person (3) identifiziert ist oder einen Alarm ausgibt, wenn die Person (3) nicht identifiziert ist, bzw. wenn es sich bei der Person um eine vermisste und/oder gesuchte Person handelt.
21. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) mit einem Zugangssystem (27) verbunden ist, das einen Zugang frei gibt, wenn die Person (3) identifiziert ist.
22. Personenidentifikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (14) mit einer
Statistikeinheit (23) verbunden ist und die biometrischen Merkmale in dieser speichert.
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