WO2006021165A1 - Verfahren und anordnung zur optischen aufnahme biometrischer daten - Google Patents

Verfahren und anordnung zur optischen aufnahme biometrischer daten Download PDF

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WO2006021165A1
WO2006021165A1 PCT/DE2004/002026 DE2004002026W WO2006021165A1 WO 2006021165 A1 WO2006021165 A1 WO 2006021165A1 DE 2004002026 W DE2004002026 W DE 2004002026W WO 2006021165 A1 WO2006021165 A1 WO 2006021165A1
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model
dimensional images
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English (en)
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Rudolf Hauke
Giuseppe Parziale
Gerhard Paar
Peter-Michael Merbach
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TBS Holding AG
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TBS Holding AG
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1312—Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for recording biometric data, in particular for detecting the finger or facial features of persons, in which an object is detected by optical scanning and evaluated by means of digital image processing.
  • the aim of these programs is to increase safety, for example for air travelers, and to identify terrorists as early as possible.
  • features of the face, the iris and the finger are preferably used. Because of the high identification rate and the immutability of the characteristics in the course of aging and the distinctiveness of discrimination even with identical twins, the characteristics of the finger are particularly suitable.
  • the biometric features of an accessing person must be compensated with existing, very large databases, which may contain many millions of entries. It must be ensured that the biometric data stored on the passport in a falsely secure manner matches the person arriving. Since these features must be identified in a so-called 1: N search from millions of comparative information, in particular search databases, a recognition problem of the following type results with finger features: The smaller the scanned surface of the finger to be identified, the less accurate are the results of the 1: N search, since the number of features, so-called minutiae, is not sufficient for unambiguous recognition.
  • rolled-up fingerprints have always been used in official criminalistics, in which the person to be registered first has to dye his fingers and then roll them on paper in order to be able to display the entire surface of the finger from nail to nail.
  • DE 101 23 561 A1 describes a method for person identification by means of 3-dimensional fingertip analysis. However, no method is given of how to calculate the 3-D model and how to solve the problems of composing the frames to an overall picture with sufficient accuracy.
  • DE 101 03 622 A1 describes a method for the lateral surface imaging of a finger, which essentially images the lateral surface by means of a cylindrical image.
  • the disadvantage however, on the one hand that the finger is inherently not uniformly illuminated, and on the other hand, that the figure has very strong distortions, especially if the finger is not exactly in the optical axis of the cylinder.
  • DE 101 53 808 A1 describes a further method for contactless optical generation of unrolled fingerprints, in which the auftre ⁇ border image distortions are to be eliminated by a chain of sub-images is generated, in which the overlapping areas of neighbar ⁇ sub-images as orientation structure under utilization of the capillary line pattern.
  • the required imaging quality can not be achieved with such a method or can only be achieved with the highest expenditure.
  • US 2004/0008875 A1 discloses a method for detecting and processing three-dimensional fingerprints, in which a finger arranged in contact with a transparent plate is scanned by means of at least two lasers, the lasers pivoting along the finger and overlapping Scan lines a stereoscopic fingerprint image is generated and stored.
  • the method has all the disadvantages of touching optical fingerprinting methods.
  • due to the geometric arrangement of the finger on the plate it is not possible to image the entire lateral surface or the entire finger ball. The recognition rate is thus low.
  • An exact imaging method is not indicated in the document.
  • Stereoscopic methods are known per se in the prior art.
  • the locus method is known, with which stereoscopic pairs hen deviations of an imaged body can be determined with respect to a given geometric model.
  • HFVM hierarchical feature vector matching
  • a method is known to determine the distortions and distortions of a stereoscopic imaging arrangement on the basis of a test specimen.
  • the object of the invention is to provide a method and a device with which the disadvantages of the known methods for receiving and processing fingerprints are avoided, which can be user-friendly and reliable at least represent a finger ball and allow increased security against counterfeiting.
  • the object is achieved with a method having the features specified in claim 1, and an arrangement having the features specified in claim 39.
  • each point of the surface to be imaged is imaged in two different directions, wherein the surface to be imaged is not touched.
  • This method makes it possible to image the entire lateral surface of a finger or of a hand or of another body part, without contamination by substances deposited by body parts impairing recognition.
  • the imaging in two different directions and thus the image acquisition from two different perspectives makes a high accuracy of the recognition possible.
  • the images are taken in at least two sensors, preferably in all, simultaneously or approximately simultaneously. As a result, errors are minimized by a movement of the finger.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a finger in an inventive arrangement with five sensors and their bombard ⁇ fields in front view with respect to the finger
  • FIG. 2 shows a diagram of the method according to the invention
  • FIG. 3 a schematic representation of an arrangement with a sample body in a parallel perspective
  • FIG. 4 shows two images of the test specimen in two adjacent sensors
  • FIG. 5 schematically shows the stereo parallaxes of the two figures
  • FIG. 6 shows a basic model of a finger in FIG.
  • FIG. 7 shows a cross section of a three-dimensional model, including the ascertained height deviations of a finger from the basic model
  • Figure 8 is a schematic representation of one on the three-dimensional
  • FIG. 9 shows a diagram of the further course of the method for comparing detected features in two dimensions
  • FIG. 10 shows a diagram of the further course of the method for comparing detected features in three dimensions
  • FIG. 11 shows a schematic representation of the rolling simulation of a projection of the finger ball surface onto a profile body
  • FIG. 12 shows a fingerprint including the entire finger ball up to the nail edges as a result of the method.
  • FIG. 1 shows in subfigures a) and b) a finger as object 1, which is held in an arrangement according to the invention.
  • the sensors Sj are imaging systems, but in FIG. 1 they are only shown in the form of a CCD and a lens. But you can also use CMOS or general images device.
  • a surface 1.1 to be imaged is to be grasped, which extends from one nail edge 1.2 to the other nail edge 1.3 over the finger bale 1.4.
  • the fields of view Vj of the sensors S 1 overlap each other.
  • each point of the surface 1.1 to be imaged is projected by at least two sensors S, each in a two-dimensional stereo image 3. det.
  • FIG. 2 shows a diagram of an embodiment of a method according to the invention for acquiring biometric data.
  • Ellipse-shaped elements represent one step of a process
  • quadrangular elements are the results after a particular process step.
  • the respective lighting situation is stored which contains the information as to which light sources L k were switched on during the recording and, if the light sources can emit different wavelengths of light, the wavelength of the light sources L k .
  • a defined specimen P which has defined, circular markings, is mapped once only outside normal operation, in stereo images 3 in step Kl by means of the sensors Sj.
  • the aberrations can be, for example, distortions, vignetting, color errors and error pixels.
  • transformations are calculated whose application to recorded, two-dimensional stereo images 3 compensates as much as possible the aberrations 8 contained therein.
  • the calibration is complete. Also prepared from the CAD design are prepared data of the illumination geometry 7 about the position, the beam direction and the beam cones of the light sources L k .
  • Each stereo image 3 is error-corrected in step S2 using the transformations determined in step K2, after which individually error-corrected stereo images 9 are present. Only then can it be useful to use analytical formulas which determine pixel coordinates, inner and outer orientation 10 for each pixel of a 3D visual ray.
  • step S3 geometric parameters are determined for a given geometric basic body in order to obtain a model 14 for the further calculations.
  • the example shown in FIG. 6 is a rotation body with radii varying along the axis of symmetry. From the silhouettes of the object 1 in error-corrected stereo images 9 of different sensors S; The main axis of the model 14 and a rough specification for the radii of the body of revolution is determined depending on their position on this axis.
  • the model 14 further includes the description of a substantially regular grating on the surface of the rotating body.
  • the error-corrected stereo images 9 are projected onto the model 14. This makes them more similar to one another than originally, which substantially facilitates the subsequent comparison between pairs of stereo images 3.
  • the visual rays of each individual pixel are cut with the model 14 for this purpose. It is only one image per sensor S; necessary, on the one hand either a spielmud linear combination of stereo images 3 several different lighting situations or on the other hand, a simple stereo image 3 of Sen ⁇ Sors S; with a special lighting can be. With five sensors S; then there are five pre-equalized stereo images 12 before.
  • the predistorted stereo images 12 are compared in step S 5 at all or very many points of each two sensors with each other to determine korrespondieren ⁇ de points. It makes sense to match only the pre-equalized stereo images 12 of adjacent sensors Sj, so that this process is performed four times at five sensors Sj. As a result, for each adjacent pair of sensors S; two-dimensional stereo parallaxes 16. These stereo parallaxes 16 indicate Sj for each pixel of the one sensor, where in the image of the second sensor Si + i the same point of the object 1 befin ⁇ det. In this process step, the known HVFM process can verwen ⁇ det.
  • step S6 height deviations between the model 14 and the surface 1.1 to be imaged are determined. For each discrete point of the surface lattice on the model 14, it is examined in the stereo parallaxes 16 which are in question whether there is a section of two corresponding visual rays along the surface normal in the center of the lattice point. This step is known in the form of the "locus" method As a result, the model 14 is present in the geometry of the surface grid with height deviations 18 parallel to the surface normal in the center of the respective grid point.
  • step S7 a selection of the error-corrected stereo image 9 which is most suitable for the current object point is selected from the recorded combinations of sensors S; and lighting situations or from a selection of the most suitable images with subsequent weighting. Criteria are the viewing direction of the respective line of sight to the normal normal, the difference to the respective angle of incidence of the illumination and, optionally, the distance between the respective sensor Sj and surface 1.1 to be imaged. The total reflection at the fingerprint grooves and the resolution are optimized. The pixel is projected from the selected error-corrected stereo images 9 onto the reconstructed model 14 with height deviations 18.
  • a rolling of the model 14 on a flat surface is subsequently simulated in step S8a, whereby a two-dimensional image 22 which is as possible as possible in the rolling process during conventional production of the fingerprint is produced.
  • step S8b the model 14 with height deviations 18 and the projected surface image 19 is transformed into a 3D texture, which can be processed and compared in further process steps.
  • FIG. 3 shows in subfigures a) and b) an arrangement with five sensors Sj. In between, a specimen P with defined markings M is placed. The markings are shown dark on a light background, but can also be provided brightly on a dark background. The middle levels E 1 and E 2 of the fields of view of the sensors S 1 and S 2 are shown.
  • FIG. 4 shows the stereo images 3 of the sensor S 1 and S 2 from the recording of the test specimen P.
  • FIG. 5 shows the stereo parallaxes which were determined from the stereo images 3.
  • FIG. 6 shows in subfigures a) and b) a basic body G in the form of a rotational body with varying radii.
  • FIG. 7 shows a cross-section of a model 14, which consists of the main body G and, to this end, surface-normal height deviations 18.
  • FIG. 8 shows the projected surface image 19 in gray scale on the model 14 with height deviations 18.
  • FIG. 9 shows further method steps for comparing detected finger surfaces in Correlation-Based Fingerprint Matching or Minutia-Based Fingerprint Matching, wherein conventional, two-dimensional fingerprint representations are used.
  • FIG. 10 An extension to the three-dimensional case is shown in FIG. 10 in analogous method steps.
  • FIG. 11 shows by way of example a semi-cylindrical profile body for simulating the rolling movement as an orthogonal projection of the surface image 19 on a curved surface whose coordinates are converted to a flat surface.
  • FIG. 12 shows by way of example a result of the rolling simulation.
  • the method steps which generate and compare three-dimensional minutiae and the three-dimensional texture can also be used independently of the other method steps with otherwise produced three-dimensional images of skin surfaces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung biometrischer Daten, insbesondere zur Erfassung der Finger- oder Gesichtsmerkmale von Personen, bei dem ein Objekt durch optische Abtastung erfasst wird und mittels digitaler Bildverarbeitung ausgewertet wird. Erfindungsgemäss wird das Objekt gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig aus mindestens zwei verschiedenen Aufnahmerichtungen erfasst wird, indem alle Punkte der abzubildenden Oberfläche in wenigstens zwei verschiedene Richtungen in jeweils mindestens ein digitales zweidimensionales Bild abgebildet werden und aus mindestens zwei Abbildungen ein dreidimensionales Modell des betrachteten Objektes errechnet wird.

Description

Verfahren und Anordnung zur optischen Aufnahme biometrischer Daten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung bio¬ metrischer Daten, insbesondere zur Erfassung der Finger- oder Gesichtsmerk¬ male von Personen, bei dem ein Objekt durch optische Abtastung erfasst wird und mittels digitaler Bildverarbeitung ausgewertet wird.
International wird zunehmend der Einsatz so genannter biometrischer Merkma¬ le im Reisepass gefordert, wie beispielsweise im US-Visit und europäischen Programmen.
Ziel dieser Programme ist, die Sicherheit beispielsweise für Flugreisende zu erhöhen und Terroristen möglichst früh erkennen zu können.
Zur Erfassung der biometrischen Daten werden vorzugsweise Merkmale aus dem Gesicht, der Iris sowie des Fingers verwendet. Aufgrund der hohen Er¬ kennungsrate und der Unveränderlichkeit der Merkmale im Alterungsverlauf und der Unterscheidungsschärfe auch bei eineiigen Zwillingen sind die Merk¬ male des Fingers besonders geeignet.
Speziell zur Überwachung von Personen bei einem Grenzübertritt, müssen die biometrischen Merkmale einer Zutritt verlangenden Person mit bestehenden, sehr großen Datenbanken, die vielen Millionen Einträge enthalten können, ab¬ geglichen werden. Dabei ist sicherzustellen, dass die auf dem Reisepass fäl¬ schungssicher hinterlegten biometrischen Daten mit der einreisenden Person übereinstimmen. Da diese Merkmale in einer so genannten 1 :N-Suche aus Mil¬ lionen von Vergleichsinformationen, insbesondere Fahndungsdatenbanken, identifiziert werden müssen, ergibt sich bei Fingermerkmalen ein Erkennungs¬ problem der folgenden Art: Je kleiner die abgetastete Oberfläche des zu identifizierenden Fingers ist, desto ungenauer sind die Ergebnisse der 1 :N-Suche, da die Anzahl der Merkmale, so genannte Minutien, zur eindeutigen Erkennung nicht ausreichend ist. Untersu¬ chungen haben ergeben, dass Erkennungsverfahren, die mit Fingersensoren arbeiten, welche nur einen einfachen Abdruck des Fingers liefern, aufgrund der nicht vollständig erfassten Mantelfläche des Fingers nur eine Erkennungsrate von 80% bis 85% erreichen. Derartige Verfahren, sogenannte Flat-Finger- Impressions, werden überwiegend in zivilen Bereichen angewendet. Zum Schutz vor Kriminalität ist eine derart niedrige Erkennungsrate unzureichend.
In der behördlichen Kriminalistik werden deshalb seit jeher abgerollte Finge¬ rabdrücke eingesetzt, bei denen die zu registrierende Person zuvor die Finger einfärben und dann auf Papier abrollen muss, um die gesamte Mantelfläche des Fingers von Nagel zu Nagel darstellen zu können.
Es sind auch neuere Verfahren bekannt, bei denen sogenannte Live-Scanner eingesetzt werden, die das aufwendige Einfärben ersetzen, wobei der Finger über eine Glasplatte abgerollt wird und der dabei entstehende Kontrast durch eine verhinderte Totalreflexion zur optischen Abbildung mittels einer Kamera genutzt wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Erkennungsrate bei der 1 :N-Identifikation in großen Datenbanken signifikant auf besser als 98% zu erhöhen.
Nachteilig ist bei diesem Verfahren jedoch, dass die zu registrierende Person den Finger auf einer Unterlage abrollen muss. Dies führt in der Regel zu Prob¬ lemen mit unerfahrenen Benutzern, wobei die Fingerabdrücke verschmieren. Zudem können sich durch den unterschiedlichen Auflagedruck die Finger un¬ terschiedlich deformieren oder schlechte Kontraste ergeben. Des Weiteren ist beobachtet worden, dass neben mangelndem Kontrast, insbesondere bei tro¬ ckener Haut, auf der Registrierunterlage Fettspuren hinterlassen werden, die bei einer späteren Erkennung miterkannt werden können. Um dies zu vermei¬ den, müssen in aller Regel die Registrierunterlagen aus Glas nach jeder Benut¬ zung gereinigt werden. Da für eine optimale Genauigkeit eine Aufsichtsperson benötigt wird, können diese Verfahren nicht sinnvoll an automatisierten Über¬ wachungsstationen, wie beispielsweise Kiosken bei den vorgenannten Einrei¬ seprogrammen, verwendet werden.
Es sind Systeme bekannt, die es ermöglichen, einen Finger berührungslos ab¬ zubilden.
So ist es beispielsweise aus der EP 1 073 988 Bl beziehungsweise der WO 99/56267 bekannt, einen Finger berührungslos abzubilden, wobei die Kontrast¬ entstehung auf der Ausnutzung der Eigenschaften polarisierten Lichtes beruht. Als nachteilig erweist sich dabei jedoch die ungenügende Lichtausbeute, da die Polarisationsfilter eine effektive Nutzung der Photonen verhindern und damit der Wirkungsgrad niedrig ist. Desweiteren werden abbildungsbedingte Ver¬ zeichnungen nicht kompensiert und führen sehr oft zur Erkennung falscher Minutien, was durch Verschattungen der Hautleisten im verwendeten Beleuch¬ tungsstrahlengang bedingt wird.
Basierend auf dem berührungslosen Abbildungsprinzip ist auch eine Reihe von Techniken bekannt geworden, bei denen der abgerollte Finger, also die Mantel¬ fläche, benutzerfreundlich abgebildet werden kann. Hierzu gehören beispiels¬ weise DE 101 23 561 Al, DE 101 53 808 Al und DE 101 03 622 Al.
In DE 101 23 561 Al wird ein Verfahren zur Personenidentifikation mittels 3- dimensionaler Fingerkuppenanalyse geschrieben. Es wird jedoch kein Verfah¬ ren angegeben, wie das 3 -D-Modell errechnet wird und wie die Probleme der Zusammensetzung der Einzelbilder zu einem Gesamtbild mit hinreichender Genauigkeit gelöst werden.
Soll ein solches Verfahren zur Personenidentifϊkation an Landesgrenzen einge¬ setzt werden, müssen Mindestkriterien der Abbildungsqualität, beispielsweise FBI Appendix F, oder ähnliche Kriterien eingehalten werden, und es muss si¬ chergestellt sein, dass die aufgenommenen Bilder der Hautleisten kompatibel zu existierenden abgerollten Fingerbildern sind. Es ist unbedingt erforderlich, Personen anhand bestehender Datenbanken wiederzuerkennen, insbesondere wenn diese mit neuen optischen Verfahren erneut erfasst wurden.
In DE 101 03 622 Al ist ein Verfahren zur Mantelflächenabbildung eines Fin¬ gers beschrieben, das im Wesentlichen mittels einer zylindrischen Abbildung die Mantelfläche abbildet. Nachteilig ist jedoch zum einen, dass der Finger prinzipbedingt nicht gleichförmig ausgeleuchtet wird, und zum anderen, dass die Abbildung sehr starke Verzeichnungen aufweist, besonders dann, wenn der Finger nicht exakt in der optischen Achse des Zylinders liegt.
Die DE 101 53 808 Al beschreibt ein weiteres Verfahren zur berührungslosen optischen Erzeugung von abgerollten Fingerabdrücken, bei denen die auftre¬ tenden Bildverzeichnungen dadurch beseitigt werden sollen, dass eine Kette von Teilbildern generiert wird, bei denen die Überlappungsbereiche benachbar¬ ter Teilbilder als Orientierungsstruktur unter Ausnutzung des Kapillarlinien- musters korreliert werden. Neben der aufwendigen Realisierung dieser Anord¬ nung ist die geforderte Abbildungsgüte mit einem solchen Verfahren nicht oder nur unter höchstem Aufwand erzielbar.
Aus der US 2004/0008875 Al ist ein Verfahren zum Erfassen und Verarbeiten von dreidimensionalen Fingerabdrücken bekannt, bei dem ein in Kontakt mit einer transparenten Platte angeordneter Finger mittels mindestens zwei Lasern abgetastet wird, wobei die Laser entlang des Fingers schwenken, und aus über¬ lappenden Abtastzeilen ein stereoskopisches Fingerabdruckbild erzeugt und gespeichert wird. Das Verfahren weist alle Nachteile berührender optischer Fingerabdruckverfahren auf. Zudem kann aufgrund der geometrischen Anord¬ nung des Fingers auf der Platte nicht die gesamte Mantelfläche beziehungswei¬ se der gesamte Fingerballen abgebildet werden. Die Erkennungsrate ist somit niedrig. Ein genaues Abbildungsverfahren ist in der Schrift nicht angegeben.
Im Stand der Technik sind stereoskopische Verfahren an sich bekannt. Insbe¬ sondere ist das Locus-Verfahren bekannt, mit dem aus Stereobildpaaren Hö- henabweichungen eines abgebildeten Körpers in Bezug auf ein vorzugebendes geometrisches Modell ermittelt werden können.
Zur Erzeugung von Stereobildpaaren ist es auch bekannt, ein Hierarchical- Feature-Vector-Matching (HFVM) anhand von Berechnungen im Bildraum durchzuführen.
Zur Kalibrierung von stereoskopischen Abbildungsanordnungen ist ein Verfah¬ ren bekannt, anhand eines Probekörpers die Verzeichnungen und Verzerrungen einer stereoskopischen Abbildungsanordnung zu ermitteln.
Aufgabe der Erfindimg ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen die Nachteile der bekannten Verfahren zur Aufnahme und Verarbei¬ tung von Fingerabdrücken vermieden werden, die benutzerfreundlich und zu¬ verlässig zumindest einen Fingerballen darstellen können sowie eine erhöhte Fälschungssicherheit ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und einer Anordnung, welche die in Anspruch 39 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird jeder Punkt der abzubildenden Fläche in zwei verschiedene Richtungen abgebildet, wobei die abzubildende Oberflä¬ che nicht berührt wird. Dieses Verfahren ermöglicht es, die gesamte Mantelflä¬ che eines Fingers oder einer Hand oder eines anderen Körperteils abzubilden, ohne dass Verschmutzungen durch von Körperteilen abgelagerten Stoffen die Erkennung beeinträchtigen. Zudem ist durch die Abbildung in zwei verschie¬ dene Richtungen und somit die Bildaufnahme aus zwei verschiedenen Perspek¬ tiven eine hohe Genauigkeit der Erkennung möglich. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Bilder in jeweils mindestens zwei Sensoren, vorzugsweise in allen, gleichzeitig oder etwa gleichzeitig auf¬ genommen. Dadurch werden Fehler durch eine Bewegung des Fingers mini¬ miert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden jeweils zwei Bilder aus ver¬ schiedenen Perspektiven in einer stereoskopischen Berechnung in ein drei¬ dimensionales Abbild der abzubildenden Oberfläche umgerechnet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Dazu zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fingers in einer erfin¬ dungsgemäßen Anordnung mit fünf Sensoren und ihrer Sicht¬ felder in Frontansicht bezüglich des Fingers,
Figur 2 eine Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Pro¬ bekörper in Parallelperspektive,
Figur 4 zwei Abbildungen des Probekörpers in zwei benachbarten Sen¬ soren,
Figur 5 schematisch die Stereoparallaxen der beiden Abbildungen aus
Figur 3,
Figur 6 ein im Verfahren verwendbares Grundmodell eines Fingers in
Parallelperspektive und in Seitenansicht, Figur 7 einen Querschnitt eines dreidimensionalen Modells einschlie߬ lich der ermittelten Höhenabweichungen eines Fingers von dem Grundmodell,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines auf das dreidimensionale
Modell projizierten Graustufenbildes des Fingerballens,
Figur 9 ein Schema des weiteren Verlaufes des Verfahrens zum Ver¬ gleich erfasster Merkmale in zwei Dimensionen,
Figur 10 ein Schema des weiteren Verlaufes des Verfahrens zum Ver¬ gleich erfasster Merkmale in drei Dimensionen,
Figur 11 eine schematische Darstellung der Abrollsimulation einer Pro¬ jektion der Fingerballenoberfläche auf einen Profilkörper
und
Figur 12 ein Fingerabdruck einschließlich des gesamten Fingerballens bis zu den Nagelrändern als Ergebnis des Verfahrens.
Figur 1 zeigt in den Teilfiguren a) und b) einen Finger als Objekt 1, der in eine erfindungsgemäße Anordnung gehalten wird. Die Anordnung besteht aus fünf Sensoren Sj, (i=l.„5), die bogenförmig angeordnet sind und einen gemeinsa¬ men Punkt etwa auf der Mittelachse des Fingers fokussieren. Sie sind auf dem Bogen in einem Winkel von 36° zueinander bezüglich der Mittelachse des Fin¬ gers angeordnet. Die Sensoren Sj sind abbildende Systeme, in Figur 1 sind sie jedoch jeweils lediglich in Form eines CCD und einer Linse dargestellt. Es können aber auch CMOS- oder allgemeine Images Device verwendet werden. Von der Mantelfläche des Fingers soll eine abzubildende Oberfläche 1.1 erfasst werden, die sich von dem einen Nagelrand 1.2 zum anderen Nagelrand 1.3 über den Fingerballen 1.4 erstreckt. Die Sichtfelder Vj der Sensoren S1 über¬ lappen einander. Dabei wird jeder Punkt der abzubildenden Oberfläche 1.1 von mindestens zwei Sensoren S, in je ein zweidimensionales Stereobild 3 abgebil- det. Zwischen den Sensoren Sj sind Lichtquellen Lk , (k=1...6) angeordnet, durch die das Objekt 1 und speziell die abzubildende Oberfläche 1.1 beleucht¬ bar ist.
In Figur 2 ist ein Schema einer Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung biometrischer Daten dargestellt. Ellipsenförmige Elemente stellen einen Schritt eines Verfahrens dar, viereckige Elemente sind die Ergebnisse nach einem jeweiligen Verfahrensschritt. Zunächst wird das Objekt 1 in einem Schritt Sl beziehungsweise Kl mittels der Sensoren Si ab¬ gebildet, wobei jeweils paarweise zweidimensionale Stereobilder 3 in benach¬ barten Sensoren St und St+1, (t=1...4), aufgenommen werden. Während der Aufnahme eines Paares dieser Stereobilder 3 wird jeweils die Lichtquelle Lt+1 eingeschaltet, so dass in dem jeweils abgebildeten Bereich nahezu senkrechter Lichteinfall auf die abzubildende Oberfläche 1.1 stattfindet. Zu jedem Stereo¬ bild 3 wird die jeweilige Beleuchtungssituation gespeichert, welche die Infor¬ mation enthält, welche Lichtquellen Lk bei der Aufnahme eingeschaltet waren und, falls die Lichtquellen verschiedene Lichtwellenlängen aussenden können, die Wellenlänge der Lichtquellen Lk.
Zur Kalibrierung des Systems wird einmalig außerhalb des regulären Betriebs ein definierter Probekörper P, der definierte, kreisförmige Markierungen auf¬ weist, in Schritt Kl mittels der Sensoren Sj in Stereobilder 3 abgebildet. Aus diesen Stereobildern 3 des bekannten Probekörpers P werden in einem Kalib¬ rierschritt K2 zum einen die inneren und die äußeren Orientierungen 10 sowie die Abbildungsfehler 8 der Sensoren S; ermittelt. Die Abbildungsfehler können beispielsweise Verzeichnungen, Vignettierungen, Farbfehler und Fehlerpixel sein. Aus den Abbildungsfehlern 8 werden Transformationen berechnet, deren Anwendung auf aufgenommene, zweidimensionale Stereobilder 3 die darin enthaltenen Abbildungsfehler 8 möglichst kompensiert. Die Kalibrierung ist damit abgeschlossen. Aus dem CAD-Entwurf liegen außerdem aufbereitete Daten der Beleuchtungsgeometrie 7 über die Position, die Strahlrichtung und die Strahlkegel der Lichtquellen Lk vor. Jedes Stereobild 3 wird in Schritt S2 unter Anwendung der in Schritt K2 ermit¬ telten Transformationen fehlerkorrigiert, anschließend liegen individuell feh¬ lerkorrigierte Stereobilder 9 vor. Erst damit können sinnvollerweise analytische Formeln verwendet werden, die aus Pixelkoordinaten, innerer und äußerer Ori¬ entierung 10 für jeden Pixel einen 3D-Sehstrahl ermitteln.
In Schritt S3 werden geometrische Parameter zu einem vorgegebenen geomet¬ rischen Grundkörper ermittelt, um ein Modell 14 für die weiteren Berechnun¬ gen zu erhalten. In dem in Figur 6 gezeigten Beispiel handelt es sich um einen Rotationskörper mit entlang der Symmetrieachse variierenden Radien. Aus den Silhouetten des Objekts 1 in fehlerkorrigierten Stereobildern 9 von unter¬ schiedlicher Sensoren S; wird die Hauptachse des Modells 14 sowie eine grobe Vorgabe für die Radien des Rotationskörpers abhängig von ihrer Position an dieser Achse ermittelt. Das Modell 14 enthält weiterhin die Beschreibung eines weitgehend regulären Gitters auf der Oberfläche des Rotationskörpers.
Die fehlerkorrigierten Stereobilder 9 werden auf das Modell 14 aufprojiziert. Damit werden sie zueinander ähnlicher als ursprünglich, was den späteren Ab¬ gleich zwischen Paaren von Stereobildern 3 wesentlich erleichtert. Die Seh¬ strahlen jedes einzelnen Pixels werden dazu mit dem Modell 14 geschnitten. Es ist nur ein Bild pro Sensor S; notwendig, das zum einen entweder eine bei¬ spielsweise lineare Kombination aus Stereobildern 3 mehrerer verschiedener Beleuchtungssituationen oder zum anderen ein einfaches Stereobild 3 des Sen¬ sors S; mit einer speziellen Beleuchtung sein kann. Bei fünf Sensoren S; liegen anschließend fünf vorentzerrte Stereobilder 12 vor.
Die vorentzerrte Stereobilder 12 werden in Schritt S 5 an allen oder sehr vielen Punkten jeweils zweier Sensoren miteinander verglichen, um korrespondieren¬ de Punkte zu ermitteln. Es werden sinnvollerweise nur die vorentzerrten Ste¬ reobilder 12 benachbarter Sensoren Sj abgeglichen, so dass dieser Prozess bei fünf Sensoren Sj viermal durchgeführt wird. Als Ergebnis liegen für jedes be¬ nachbarte Paar von Sensoren S; zweidimensionale Stereo-Parallaxen 16 vor. Diese Stereo-Parallaxen 16 zeigen für jeden Bildpunkt des einen Sensors Sj an, wo sich im Bild des zweiten Sensors Si+i derselbe Punkt des Objektes 1 befin¬ det. In diesem Verfahrensschritt kann das bekannte HVFM-Verfahren verwen¬ det werden.
In Schritt S6 werden Höhenabweichungen zwischen dem Modell 14 und der abzubildenden Oberfläche 1.1 ermittelt. Für jeden diskreten Punkt des Oberflä- chengitters auf dem Modell 14 wird in den dafür infragekommenden Stereo- Parallaxen 16 geprüft, ob es entlang der Oberflächennormalen im Zentrum des Gitterpunktes einen Schnitt von zwei korrespondierenden Sehstrahlen gibt. Dieser Schritt ist in Form des „Locus"-Verfahrens bekannt. Als Ergebnis liegt das Modell 14 in der Geometrie des Oberflächengitters mit Höhenabweichun¬ gen 18 parallel zur Oberflächennormale im Zentrum des jeweiligen Gitterpunk¬ tes vor.
In Schritt S7 erfolgt eine Auswahl des für den aktuellen Objektpunkt am besten geeigneten, fehlerkorrigierten Stereobildes 9 aus den aufgenommenen Kombi¬ nationen von Sensoren S; und Beleuchtungssituationen beziehungsweise aus einer Auswahl der am besten geeigneteten Bilder mit nachfolgender Gewich¬ tung. Als Kriterien gelten die Blickrichtung des jeweiligen Sehstrahls zur O- berfiächennormalen, die Differenz zum jeweiligen Einfallswinkel der Beleuch¬ tung sowie optional die Distanz zwischen jeweiligem Sensor Sj und abzubil¬ dender Oberfläche 1.1. Optimiert wird dabei die Totalreflexion an den Finger¬ abdruck-Rillen sowie die Auflösung. Der Pixel wird aus den ausgewählten fehlerkorrigierten Stereobildern 9 auf das rekonstruierte Modell 14 mit Höhen¬ abweichungen 18 projiziert.
Um zweidimensionale, mit herkömmenlichen Datenbanken kompatible Finge¬ rabdrücke zu erhalten, wird anschließend in Schritt S8a ein Abrollen des Mo¬ dells 14 auf einer ebenen Fläche simuliert, wodurch ein möglichst dem Abroll¬ vorgang beim herkömmlichen Herstellen des Fingerabdrucks entsprechendes zweidimensionales Bild 22 erzeugt wird. Es handelt sich dabei um eine Projek¬ tion der Fingeroberfläche auf die zweidimensionale Fläche des Bildes 22. Alternativ oder zusätzlich wird in Schritt S8b das Modell 14 mit Höhenabwei¬ chungen 18 und dem projizierten Oberflächenbild 19 in eine 3D-Textur trans¬ formiert, die in weiteren Verfahrenschritten verarbeitet und verglichen werden kann.
Figur 3 zeigt in den Teilfiguren a) und b) eine Anordnung mit fünf Sensoren Sj. Dazwischen ist ein Probekörper P mit definierten Markierungen M platziert. Die Markierungen sind dunkel auf hellem Untergrund abgebildet, können je¬ doch auch hell auf dunklem Untergrund vorgesehen werden. Die Mittelebe¬ nen E1 und E2 der Sichtfelder der Sensoren S1 und S2 sind eingezeichnet. In Figur 4 sind die Stereobilder 3 der Sensors S1 und S2 aus der Aufnahme des Probekörpers P abgebildet.
Figur 5 zeigt die Stereo-Parallaxen, die aus den Stereobildern 3 ermittelt wur¬ den.
Figur 6 stellt in den Teilfiguren a) und b) einen Grundkörper G in Form eines Rotationskörpers mit variierenden Radien dar.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt eines Modells 14, das aus dem Grundkörper G und dazu oberflächennormalen Höhenabweichungen 18 besteht. In Figur 8 ist das projizierte Oberflächenbild 19 in Graustufen auf dem Mo¬ dell 14 mit Höhenabweichungen 18 dargestellt.
In Figur 9 sind weitere Verfahrensschritte zum Vergleich erfasster Fingerober¬ flächen im Correlation-Based-Fingerprint-Matching beziehungsweise Minutia- Based-Fingerprint-Matching dargestellt, wobei herkömmliche, zweidimensio¬ nale Fingerabdruckdarstellungen verwendet werden.
Eine Erweiterung auf den dreidimensionalen Fall zeigt Figur 10 in analogen Verfahrensschritten.
Figur 11 zeigt als Beispiel einen halbzylindrischen Profilkörper für die Simu¬ lation der Abrollbewegung als Orthogonalprojektion des Oberflächenbildes 19 auf eine gekrümmte Fläche, deren Koordinaten auf eine ebene Fläche umge¬ rechnet werden.
Figur 12 zeigt schließlich exemplarisch ein Ergebnis der Abrollsimulation.
Die Verfahrensschritte, die dreidimensionale Minutien und die dreidimensiona¬ le Textur erzeugen und vergleichen, können auch unabhängig von den anderen Verfahrensschritten mit anderweitig erzeugten dreidimensionalen Abbildungen von Hautoberfiächen verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Finger
1.1 Abzubildende Oberfläche
1.2 Nagelrand
1.3 Nagelrand
1.4 Fingerballen

Claims

P A T EN T AN S P RÜ C HE
1. Verfahren zur Erfassung biometrischer Daten, insbesondere zur Erfassung der Finger- oder Gesichtsmerkmale von Personen, bei dem ein Objekt durch optische Abtastung erfasst wird und mittels digitaler Bildverarbeitung ausge¬ wertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt gleichzeitig oder nahe¬ zu gleichzeitig aus mindestens zwei verschiedenen Aufnahmerichtungen er¬ fasst wird, indem alle Punkte der abzubildenden Oberfläche in wenigstens zwei verschiedene Richtungen in jeweils mindestens ein digitales zweidimensiona¬ les Bild abgebildet werden und aus mindestens zwei Abbildungen ein dreidi¬ mensionales Modell des betrachteten Objektes errechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kalib¬ rierdurchgang zweidimensionale Bilder eines Probekörpers aufgenommen wer¬ den, der definierte Markierungen oder eine definierte Oberflächentextur auf¬ weist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zwei¬ dimensionalen Bildern des Probekörpers die innere und äußere Orientierungen der Sensoren ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zweidimensionalen Bilder des Probekörpers die optischen Abbildungsfehler der Sensoren ermittelt und kompensiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der optischen Verzeichnung eines Sensors die von diesem Sensor aufgenommenen, zweidimensionalen Bilder der abzubildenden Oberfläche des Körperteils rech¬ nerisch korrigiert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass aus mehreren Kombinationen von zweidimensionalen Bildern ein digitales dreidimensionales Modell der abzubildenden Oberfläche und/oder ihrer Bildtextur ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale dreidimensionale Modell der abzubildenden Oberfläche und/oder ihrer Bildtex¬ tur aus Paaren von zweidimensionalen Bildern durch eine stereoskopische Auswertung ermittelt wird, wobei die Bilder jeweils eines Paares aus unter¬ schiedlichen Richtungen aufgenommen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus aufgenom¬ menen, zweidimensionalen Bildern zweidimensionale Parallaxen für die ste¬ reoskopische Auswertung ermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der zweidimensionalen Parallaxen ein Abgleich der zweidimensionalen Bilder im Bildraum durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich mit einem HFVM- Verfahren durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ermitteln der Parallaxen die dafür verwendeten zweidimensiona¬ len Bilder anhand eines gegenüber dem Körperteil vereinfachten geometri¬ schen Grundmodells vorentzerrt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des dreidimensionalen Modells mittels eines gegenüber dem Körperteil vereinfachten geometrischen Grundmodells des Körperteils durch¬ geführt wird, wobei zu einer lokalen Oberfläche des Grundmodells senkrechte Höhenabweichungen zwischen Grundmodell und Körperteil ermittelt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen eines Fingers als Grundmodell wenigstens ein Teil eines Rotations- körpers verwendet wird, dessen Radien abhängig von der Position an seiner Achse der Form des Körperteils angenähert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse und die Radien des als Grundmodell verwendeten Rotationskörpers anhand der Umrisse des aufgenommenen Fingers in zwei zweidimensionalen Bildern er¬ rechnet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des dreidimensionalen Modells anhand von ermittelten Stereoparallaxen, Orientierungen der Sensoren und des Grundmodells ein Lo- cus-Verfahren durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grausrufen-, Färb- oder Multispektralbild der abzubildenden Ober¬ fläche des Körperteils auf das dreidimensionale Modell projiziert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Pro¬ jektion auf das Modell für jeden Modell-Bildpunkt individuell eine für eine Minutienextraktion optimierte Auswahl aus den zweidimensionalen Bildern durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der zweidimensionalen Bilder anhand der Oberflächennormalen am jeweiligen Objektpunkt, inneren und äußeren Orientierungungen der Sensoren sowie der Position, Strahlrichtung und Strahlkegel von Lichtquellen ermittelt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Auswahl die einen Oberflächenpixel beleuchtende Lichtquellen in Abhän¬ gigkeit vom Winkel eines Beleuchtungsstrahles zur Oberflächen-Normalen gewichtet werden, wobei zweidimensionalen Bildern mit an diesem Oberflä¬ chenpixel reflektierend einfallendem Licht und/oder zweidimensionalen Bilder, deren Beleuchtungs- und Blickrichtung nahe bei der Oberflächennormalen liegen, ein hohes Gewicht zugeordnet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Pro¬ jektion auf das dreidimensionale Modell jeweils zwei zweidimensionale Bilder für jeden Oberflächenpunkt in gewichteter Form kombiniert verwendet wer¬ den.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als dreidimensionales Modell eine dreidimensionale Textur erzeugt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zweidimensionale Bilder der abzubildenden Oberfläche direkt auf eine ebene Fläche umgerechnet werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Modell auf eine ebene Fläche umgerechnet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidi¬ mensionale Modell auf die ebene Fläche umgerechnet wird, indem eine Ab¬ rollbewegung des dreidimensionalen Abbilds simuliert wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidi¬ mensionale Modell auf die ebene Fläche umgerechnet wird, indem eine Ortho¬ gonalprojektion des dreidimensionalen Modells auf einen Profilkörper simu¬ liert wird und Punkte der Profilkörperoberfläche zu Punkten der ebenen Fläche zugeordnet werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass als Profil¬ körper ein Halbzylinder verwendet wird, wobei eine Bogenlänge des Halbzy¬ linders einer linearen Koordinate in der ebenen Fläche zugeordnet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbzy¬ linder an verschiedenen Stellen unterschiedliche Radien aufweist.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem auf die ebene Fläche umgerechneten dreidimensionalen Modell Minutien erfasst werden, welche zweidimensional klassifiziert sind.
29. Verfahren nach. Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zweidi¬ mensional klassifizierten Minutien mit vorgegebenen zweidimensional klassi¬ fizierten Minutien-Daten verglichen werden.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die ebene Fläche umgerechnete dreidimensionale Modell mit vor¬ gegebenen zweidimensionalen Bilddaten korreliert wird.
31. Verfahren einem der Ansprüche 3 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem dreidimensionalen Modell Minutien erfasst werden, welche dreidi¬ mensional klassifiziert sind.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidi¬ mensional klassifizierten Minutien mit vorgegebenen dreidimensional klassifi¬ zierten Minutien-Daten verglichen werden.
33. Verfahren einem der Ansprüche 3 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Modell mit vorgegebenen, dreidimensionalen Bilddaten korreliert wird.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass Punkte in mehreren Durchgängen abgebildet werden, wobei Punkte mit jeweils unterschiedlichen Lichtquellen oder Lichtquellenkombina¬ tionen beleuchtet werden.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die abzubildende Oberfläche einen ebenen Winkel von mindes¬ tens 180° bezüglich der Mittelachse des Objekts überspannt.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass in dem Falle, dass das Körperteil ein Finger ist, sich die abzu¬ bildende Oberfläche von einem Fingernagelrand über den Fingerballen bis zum anderen Fingernagelrand erstreckt.
37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zur Aufnahme der zweidimensionalen Bilder mindestens zwei Sensoren in festem Abstand zueinander und in fester Lage relativ zueinander im wesentlichen entlang der abzubildenden Oberfläche und beabstandet von dieser bewegt werden.
38. Anordnung zur Erfassung biometrischer Daten, insbesondere zur Erfassung von Finger- oder Gesichtsmerkmalen von Personen, mit der eine abzubildende Oberfläche eines in der Anordnung positionierbaren Körperteiles mit mehreren Sensoren optisch abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensoren zur berührungslosen Aufnahme digitaler zweidimensionaler Bilder bogenförmig um eine Systemachse angeordnet sind, wobei die optischen Achsen der Sensoren im wesentlichen zur Systemachse hin ausgerichtet sind.
39. Anordnung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicht¬ felder der Sensoren eine abzubildende Oberfläche eines Körperteils, das an der Aufnahmeposition positionierbar ist, in einem ebenen Winkel von mindestens 180° in Bezug auf die Mittelachse des Objektes überspannen.
40. Anordnung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung drei, fünf oder sieben Sensoren enthält.
41. Anordnung nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Winkel zweier benachbarter Sensoren zur Systemachse weniger als 50° beträgt.
42. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel 36° beträgt.
43. Anordnung nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Anordnung zwei Sensoren enthält, die in konstantem Abstand zur abzubildenden Oberfläche und in konstanter Lage zueinander bewegbar sind.
44. Anordnung nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeich¬ net, dass mindestens eine Lichtquelle zwischen jeweils zwei Sensoren ange¬ ordnet ist, mittels der die abzubildende Fläche des Körperteils wenigstens teil¬ weise beleuchtbar ist.
45. Anordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sensoren mehrere unabhängig voneinander ansteuerbare Lichtquellen an¬ geordnet sind.
46. Anordnung nach einem der Ansprüche 43 oder 44, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lichtquellen so angeordnet und steuerbar sind, dass die maßgebli¬ chen Grenzflächen der Hautlinen das von den Lichtquellen abgestrahlte Licht direkt zu einem Sensor reflektieren.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7214953B2 (en) * 2003-09-05 2007-05-08 Authentec, Inc. Multi-biometric finger sensor including optical dispersion sensing pixels and associated methods
EP1920383A4 (de) * 2005-09-06 2010-12-22 Identification International I Aloritmische korrektur der bildverformung in einem fingerabdruck bildsystem
US7660442B2 (en) * 2006-09-01 2010-02-09 Handshot, Llc Method and system for capturing fingerprints, palm prints and hand geometry
US8054500B2 (en) * 2006-10-10 2011-11-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Acquiring three-dimensional structure using two-dimensional scanner
FR2927713B1 (fr) * 2008-02-14 2011-08-26 Sagem Securite Dispositif d'acquisition d'empreintes digitales a la volee.
US10018464B2 (en) * 2008-05-06 2018-07-10 Flashscan3D, Llc System and method for structured light illumination with frame subwindows
EP2513599B1 (de) * 2009-12-18 2015-04-22 VITO NV (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV) Georeferenzierungsdaten mit Mehrfachspektrum
US8391590B2 (en) * 2010-03-04 2013-03-05 Flashscan3D, Llc System and method for three-dimensional biometric data feature detection and recognition
DE102010016109A1 (de) 2010-03-24 2011-09-29 Tst Biometrics Holding Ag Verfahren zum Erfassen biometrischer Merkmale
EP2966614A4 (de) * 2013-03-06 2016-11-16 Nec Corp Vorrichtung zur umwandlung von fingerabdruckbildern, system zur umwandlung von fingerabdruckbildern, verfahren zur umwandlung von fingerabdruckbildern und programm zur umwandlung von fingerabdruckbildern
WO2015039210A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Matter and Form Inc. Device, system and method for three-dimensional modeling
US9773151B2 (en) 2014-02-06 2017-09-26 University Of Massachusetts System and methods for contactless biometrics-based identification
US9734381B2 (en) 2014-12-17 2017-08-15 Northrop Grumman Systems Corporation System and method for extracting two-dimensional fingerprints from high resolution three-dimensional surface data obtained from contactless, stand-off sensors
JP6575060B2 (ja) * 2014-12-19 2019-09-18 カシオ計算機株式会社 描画装置、描画装置の動作制御方法及び描画装置の動作制御プログラム
WO2016154378A1 (en) 2015-03-25 2016-09-29 Cressputi Research Llc Electronic device including pin hole array mask above optical image sensor and related methods
US10282582B2 (en) * 2015-09-30 2019-05-07 Apple Inc. Finger biometric sensor for generating three dimensional fingerprint ridge data and related methods
US10885299B2 (en) 2016-05-23 2021-01-05 Apple Inc. Electronic device including pin hole array mask above optical image sensor and laterally adjacent light source and related methods
US11239275B2 (en) 2016-05-23 2022-02-01 Apple Inc. Electronic device including processing circuitry for sensing images from spaced apart sub-arrays and related methods
US10506926B2 (en) 2017-02-18 2019-12-17 Arc Devices Limited Multi-vital sign detector in an electronic medical records system
US10492684B2 (en) 2017-02-21 2019-12-03 Arc Devices Limited Multi-vital-sign smartphone system in an electronic medical records system
US10602987B2 (en) 2017-08-10 2020-03-31 Arc Devices Limited Multi-vital-sign smartphone system in an electronic medical records system
US10485431B1 (en) 2018-05-21 2019-11-26 ARC Devices Ltd. Glucose multi-vital-sign system in an electronic medical records system
WO2021247300A1 (en) 2020-06-01 2021-12-09 Arc Devices Limited Apparatus and methods for measuring blood pressure and other vital signs via a finger
JP2025521184A (ja) 2022-06-03 2025-07-08 アーク デヴァイシズ リミテッド 手指を介して血圧及び他のバイタルサインを測定する装置及び方法
DE102024130811A1 (de) * 2024-10-22 2026-04-23 IDloop GmbH Positionierungselememt, vorrichtung zur kontaktlosen aufnahme von biometrischen merkmalen und verfahren zur kontaktlosen aufnahme von biometrischen merkmalen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10123561A1 (de) * 2001-05-15 2001-10-18 Thales Comm Gmbh Verfahren zur Personenidentifikation mittels dreidimensionaler Fingerkuppenanalyse

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3424955A1 (de) 1984-07-06 1986-01-16 Siemens Ag Anordnung zum erfassen von fingerpapillaren
DE19516662A1 (de) 1995-05-05 1996-11-14 Fraunhofer Ges Forschung Identifizierung dreidimensionaler Objekte, insbesondere Personen
US5963664A (en) 1995-06-22 1999-10-05 Sarnoff Corporation Method and system for image combination using a parallax-based technique
JP3316725B2 (ja) * 1995-07-06 2002-08-19 三菱電機株式会社 顔画像撮像装置
US5963684A (en) * 1997-02-13 1999-10-05 Lucent Technologies Inc. Multiple-wavelength optical transceiver
AU9663098A (en) * 1997-09-23 1999-04-12 Enroute, Inc. Generating three-dimensional models of objects defined by two-dimensional image data
US6466686B2 (en) 1998-01-07 2002-10-15 International Business Machines Corporation System and method for transforming fingerprints to improve recognition
DE19818229A1 (de) 1998-04-24 1999-10-28 Hauke Rudolf System zur berührungslosen Hand- und Fingerlinien-Erkennung
AUPP326298A0 (en) 1998-04-29 1998-05-21 Mansie, Magnus Andrew Kirkpatrick Budget management system
US6125197A (en) * 1998-06-30 2000-09-26 Intel Corporation Method and apparatus for the processing of stereoscopic electronic images into three-dimensional computer models of real-life objects
US6377700B1 (en) * 1998-06-30 2002-04-23 Intel Corporation Method and apparatus for capturing stereoscopic images using image sensors
US6195455B1 (en) * 1998-07-01 2001-02-27 Intel Corporation Imaging device orientation information through analysis of test images
US7068825B2 (en) * 1999-03-08 2006-06-27 Orametrix, Inc. Scanning system and calibration method for capturing precise three-dimensional information of objects
US6980690B1 (en) * 2000-01-20 2005-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus
GB0018161D0 (en) 2000-07-25 2000-09-13 Bio4 Limited Identity systems
DE10103622A1 (de) 2001-01-27 2002-08-08 Tst Touchless Sensor Technolog Vorrichtung zur Erfassung von Fingerabdrücken
DE10153808B4 (de) 2001-11-05 2010-04-15 Tst Biometrics Holding Ag Verfahren zur berührungslosen, optischen Erzeugung von abgerollten Fingerabdrücken sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP3983573B2 (ja) 2002-03-06 2007-09-26 富士重工業株式会社 ステレオ画像特性検査システム
US20040008875A1 (en) 2002-07-09 2004-01-15 Miguel Linares 3-D fingerprint identification system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10123561A1 (de) * 2001-05-15 2001-10-18 Thales Comm Gmbh Verfahren zur Personenidentifikation mittels dreidimensionaler Fingerkuppenanalyse

Also Published As

Publication number Publication date
DE112004003011A5 (de) 2007-08-09
US7606395B2 (en) 2009-10-20
US20060045316A1 (en) 2006-03-02
DE102004053927A1 (de) 2006-03-02

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