Mit dem „Berührungslosem Gesichtsabdruck“ Personen wesentlich sicherer identifizieren

Das zunehmende Sicherheitsbedürfnis der Bevölkerung hat zu einer Vielzahl von biometrischen Verfahren zur automatischen Identifizierung von Personen geführt. Eine hohe Akzeptanz haben dabei Methoden, die Videoaufnahmen des Gesichts auswerten, da sie keinen Körperkontakt erfordern und schnell und recht zuverlässig arbeiten. Die Siemens Forscher in München-Neuperlach haben nun ein System entwickelt, das in Bruchteilen einer Sekunde die vollständige Form des Gesichtes dreidimensional aufnimmt und damit gleichsam einen „berührungslosen Gesichtsabdruck“ erzeugt. Die neue Entwicklung wird die Sicherheit und Robustheit bei der Gesichtserkennung entscheidend steigern, da die Informationsqualität von dreidimensionalen Bildern deutlich höher ist als die reine Helligkeitsverteilung von zweidimensionalen Bildern.

Am Flughafen, bei der Bank, am Werkstor und bei vielen anderen Gelegenheiten ist es wichtig, die Identität einer Person mit hoher Sicherheit automatisch feststellen zu können. Die dafür eingesetzten biometrischen Verfahren müssen eine hohe Erkennungssicherheit bieten, schwer zu täuschen sein und von der Allgemeinheit problemlos akzeptiert werden. Darüber hinaus sollen sie möglichst geringe Kosten verursachen und sehr schnell und möglichst ohne Körperkontakt arbeiten. Diese Vielzahl von Anforderungen erfüllt die Personenerkennung anhand von Videoaufnahmen des Gesichts schon in hohem Maße. In der Regel werden dabei heute charakteristische geometrische Merkmale eines Gesichts ausgewertet. Ein Schwachpunkt dieser Verfahren ist jedoch, dass viele Faktoren wie die Beleuchtung oder die Kopfhaltung die Qualität des Videobildes und damit die Erkennungssicherheit beeinflussen.

Von Nebeneffekten ist man erheblich unabhängiger, wenn man der Erkennung anstelle des zweidimensionalen Videobildes ein dreidimensionales Abbild des Gesichts zugrunde legt. Voraussetzung für die praktische Anwendung ist dabei, dass die Erkennung ähnlich schnell abläuft und keine merklich höheren Kosten verursacht.

Die Siemens-Forscher in München-Neuperlach haben nun eine Lösung für dieses Problem gefunden: Für die räumliche Erfassung wird ein Muster aus parallelen, farbigen Linien auf das Gesicht projiziert und das so beleuchtete Gesicht von einer Farbvideokamera aufgenommen. Fällt das Muster aber auf Erhöhungen oder Vertiefungen, weichen die Farblinien vom geraden Verlauf ab. Die Abweichung eines einzelnen Bildpunktes hängt dabei in definierter Weise von der Position des Musterprojektors, der Kamera und der Größe der Erhebung beziehungsweise Vertiefung ab. Über die verschiedenen Farben wird eine eindeutige Zuordnung des Bildpunktes und der verschiedenen geometrischen Größen erreicht. Mit diesem Verfahren gelingt es den Siemens-Forschern innerhalb von 40msec das vollständige dreidimensionale Bild eines Gesichtes mit einer Genauigkeit von 0,2 x 0,2 x 0,2mm zu berechnen. Dieses Computerbild wird dann in einem zweiten Schritt mit den klassischen Methoden der Mustererkennung ausgewertet.

Versuche an realen Personen haben gezeigt, dass der neue Ansatz gegenüber einem zu Vergleichzwecken herangezogenen zweidimensional arbeitenden Verfahren eine deutlich geringere Fehl-Erkennungsrate aufweist. Darüber hinaus sind Erkennungsverfahren, die dreidimensionale Strukturen auswerten, erheblich schwerer zu täuschen. So ist es zum Beispiel sinnlos, der Kamera ein Foto anstelle eines realen Gesicht anbieten zu wollen.