DE102006021002A1

DE102006021002A1 - Person`s identification and verification method, involves consulting brightness values of iris for differentiation between back and connective tissue structures in order to skeletonize image of structures subsequently

Info

Publication number: DE102006021002A1
Application number: DE102006021002A
Authority: DE
Inventors: Juergen Henning
Original assignee: Henning Juergen Dipl-Ing
Current assignee: Henning Juergen Dipl-Ing
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2007-11-08

Abstract

The method involves converting structure of iris into specification of the structure. Brightness values of the iris are consulted for differentiation between back and connective tissue structures in order to skeletonize the image of the structures subsequently. A corner of an eye is horizontally defined, and a polar coordinates system is defined for measurement of the iris through a center of a pupil. Representation of the data is independent of a current size of the pupil. The connective tissue structure forms out between the iris and cornea.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifizierung und Identifizierung von Personen durch Auswertung der Struktur ihrer Irisbilder.The The invention relates to a method for verification and identification of persons by evaluating the structure of their iris images.

In der embrionalen menschlichen Entwicklung formt sich zwischen der Regenbogenhaut und der Hornhaut, in einem chaotischen Prozess, eine Bindegewebsstruktur aus, die sogar die beiden Augen eines Menschen unterscheidbar macht. Diese Bindegewebsstruktur wird im nahen Infrarot (850 nm) gut sichtbar. Die Anzahl der feststellbaren Merkmale (Minutien) liegt weit über der Anzahl bei Fingerabdrücken.In The embryonic human development is formed between the Iris and the cornea, in a chaotic process, a connective tissue structure which makes even the two eyes of a human distinguishable. This connective tissue structure becomes well visible in the near infrared (850 nm). The number of identifiable features (minutia) is well above that Number of fingerprints.

Der Stand der Technik ist im Wesentlichen durch die Arbeiten von Prof. John Dougman gegeben, der auch den Nachweis führte, dass die Iris für Identifizierungszwecke geeignet ist. In dem von ihm entwickelten Verfahren wird nach Vermessung der Pupillenöffnung der Ring der Iris zu einem in der Größe vordefinierten Rechteck transformiert. Anschliessend wird eine Datenreduktion mittels Wavelett-Funktionen durchgeführt. Das Verfahren läuft letztendlich auf den Vergleich datenreduzierter Fotos hinaus.Of the The state of the art is essentially due to the work of Prof. John Dougman, who also provided evidence that the iris is for identification purposes suitable is. In the process developed by him is after surveying the pupil opening the ring of iris becomes a pre-defined rectangle transformed. Subsequently, a data reduction by means of wavelet functions carried out. The process ultimately works on the comparison of data-reduced photos addition.

Da es sehr viele Bereiche gibt, in denen eine einfach durchzuführende und sichere Personenerkennung wünschenswert wäre, war die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu entwickeln, dass durch Auswertung der Topograhie der Bindegewebsstrukturen der Iris eine hohe Erkennungsgenauigkeit ermöglicht.There There are many areas where an easy to perform and secure person recognition desirable would be, was the object of the invention to develop a method that by evaluation the topography of the connective tissue structures of the iris a high detection accuracy allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Abbild der Bindegewebsstruktur der Iris in eine topographische Beschreibung ebenselber überführt wird, die wiederum einer Datenbank zum Enrollment und zur Verifizierung oder Identifizierung zugeführt wird.The The object is achieved in that the image of connective tissue structure of the iris in a topographical Description is also transferred which in turn is a database for enrollment and verification or identification supplied becomes.

In diesem Absatz wird eine mögliche Ausführungsform dargestellt, wie sie etwa in einer Büroumgebung sinnvoll sein könnte, andere Ausführungsformen sind davon unbenommen, so sie die dargelegten Funktionalitäten ermöglichen. Die Kameraeinheit befindet sich am Ende eines Rohres, das zusammen mit dem Gehäuse der Auswerteeinheit aussieht wie eine Schiffskanone, also als Gesamtheit horizontal geschwenkt werden kann und das Rohr kann zusätzlich vertikal geschwenkt werden. Die optische Achse der Kamera kann also vom Nutzer relativ gut geschätzt werden, wenn es darum geht, sein Auge für den Scan zu positionieren. Eine in der Röhre befindliche Quelle für infrarotes, also nicht sichtbares Licht, dient der Ausleuchtung des Auges, um eine hinreichende Bildqualität sicher zu stellen und die Bindegewebsstrukturen sichtbar zu machen.In This paragraph will be a possible embodiment shown how it might be useful in an office environment, others embodiments are free to do so, as they allow the described functionality. The camera unit is located at the end of a pipe, which together with the housing the evaluation unit looks like a ship's cannon, ie as a whole can be swiveled horizontally and the tube can also be vertical be panned. The optical axis of the camera can therefore by the user relatively well appreciated when it comes to positioning his eye for the scan. One in the tube source for Infrared, ie not visible light, serves for illumination of the eye, to ensure a sufficient image quality and the Visualize connective tissue structures.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Irisbestandteile aufgrund ihrer Grauwerte in Bindegewebe und Hintergrund separiert und das sich ergebende Abbild der Bindegewebsstruktur skelettiert.According to one preferred embodiment the iris constituents due to their gray levels in connective tissue and Background separated and the resulting image of the connective tissue structure skeletonized.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Positionen der signifikanten Punkte der Skelette, nämlich Endpunkte und Abzweigungen, in Form von Winkelsektor und Entfernungssektor kodiert und den einzelnen Skeletten zugeordnet. Diese Daten liefern für jedes Skelett eine eindeutige Beschreibung seiner Topographie.According to one preferred embodiment the positions of the significant points of the skeletons, namely endpoints and branches, in the form of angle sector and distance sector coded and assigned to the individual skeletons. Deliver this data for each Skeleton a clear description of its topography.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Liste der festgestellten Skelette erzeugt und nach Anzahl der enthaltenen signifikanten Punkte sortiert. Zusätzlich werden die Schwerpunkte der Skelette bestimmt. Beim Enrollment werden alle diese Daten in einer Datenbank festgehalten.According to one preferred embodiment a list of detected skeletons and number of sorted significant points contained. In addition, the focus will be of the skeletons. When enrollment, all this data is in a database.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können bei der späteren Identifizierung oder Verifizierung die in Frage kommenden Datensätze mit den Informationen über Skelettgrößen und Skelettpositionen gezielt selektiert werden und ermöglichen eine schnelle Reduzierung des Suchraumes, da die Liste der Skelette schon nach Relevanz sortiert ist.According to one preferred embodiment can in later Identify or verify the candidate records with the information about Skeleton sizes and Skeleton positions can be selectively selected and enabled a quick reduction of the search space, as the list of skeletons already sorted by relevance.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich in der Röhre direkt neben der Kamera eine rote Leuchtdiode. Befindet sich das Auge des Nutzers in einem Abstand von 25 cm bis 30 cm vor der Kamera, wird, wenn er diese rote Leuchtdiode sehen kann, ein Quadrat von etwa 3 cm Kantenlänge von der Kamera aufgenommen, wobei sich die Pupille maximal 1 cm von der optischen Achse entfernt befindet. Je nach Ausführungsform kommen Autofocus-Kameras oder manuell einstellbare in Betracht.According to one preferred embodiment is located in the tube right next to the camera a red LED. Is this located? Eye of the user at a distance of 25 cm to 30 cm in front of the camera, If he can see this red LED, a square of about 3 cm edge length of taken with the camera, with the pupil at a maximum of 1 cm from the optical axis is located away. Depending on the embodiment Autofocus cameras or manually adjustable ones are considered.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich neben der Röhre eine Taste, über die der Irisscan auslöst wird. Nachdem die Taste gedrückt wurde leuchtet zusätzlich eine gelbe Leuchtdiode auf, um den Nutzer darüber zu informieren, dass der Scan-Vorgang gestartet wurde.According to one preferred embodiment is located next to the tube a button, over which triggers the iris scan becomes. After pressing the button was lit additionally a yellow LED to inform the user that the Scanning process was started.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erkennung der Bestandteile des Auges über die Auswertung verschiedener Krümmungsradien, wobei die Augenlider, der Aussenrand der Iris und der Aussenrand der Pupille erfasst werden.According to one preferred embodiment takes place the detection of the components of the eye on the evaluation of various Radii of curvature, the eyelids, the outer edge of the iris and the outer edge the pupil are detected.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird schon während der Zeit, in der der Nutzer seinen Kopf positioniert, das Kamerabild ständig nach Merkmalen für ein Auge abgesucht. Wird hierbei festgestellt, dass sich die Augenlider gemeinsam mit der Iris gleichsinning bewegten, ist der erste Lebendbeweis erbracht, die Bewegung des Kopfes als ganzes.According to one preferred embodiment already during the time in which the user positions his head, the camera image constantly according to characteristics for searched an eye. If this is found that the eyelids moving together with the iris is the first proof of life provided the movement of the head as a whole.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich geprüft, ob sich die Iris in Relation zu den Augenlidern bewegt hat, wodurch der zweite Lebendbeweis erbracht wird.According to one preferred embodiment additionally checked, whether the iris has moved in relation to the eyelids, causing the second proof of life is provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erlischt die gelbe Leuchtdiode, wenn der Scan beendet wurde und einige Sekundenbruchteile später leuchtet, wenn der Datenabgleich erfolgreich war, eine grüne Leuchtdiode in der Nähe des Auslösetaste auf. Da der Nutzer wissen will, ob er durch den Scan erfolgreich erkannt wurde, wird er unwillkürlich dorthin blicken, es wird also eine Bewegung des Auges provoziert, was die Erbringung vom zweiten Lebendbeweis unterstützt.According to one preferred embodiment goes out the yellow LED when the scan has ended and a few fractions of a second later shines, If the data match was successful, a green LED near the shutter button on. Because the user wants to know if he succeeds through the scan is recognized, he will involuntarily go there look, so it is a movement of the eye provoked, what the Supported by the second proof of life.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dauert der Vorgang zwischen Auslösung und Aufleuchten der grünen Leuchtdiode etwa 6 Sekunden, obwohl der Scan an ich nur Sekundenbruchteile dauert. Zusammen mit den etwa drei bis vier Sekunden während der Positionierung, wo das Auge schon von der Auswerteeinheit wahrgenommen wird, ergibt sich ein Zeitraum von annähernd 10 Sekunden für die Erkennung des Lidschlags, der der dritte Lebendbeweis ist. Normalerweise erfolgt ein Lidschlag alle vier bis fünf Sekunden, eine Zeitdauer von 10 Sekunden sollte also hinreichend für die Feststellung sein.According to one preferred embodiment takes the process between tripping and light up the green Light-emitting diode about 6 seconds, although the scan on me only fractions of a second lasts. Along with about three to four seconds during the Positioning where the eye is already perceived by the evaluation unit will result in a period of approximately 10 seconds for detection of the eyelid, which is the third proof of life. Usually done one blink of an eye every four to five Seconds, a period of 10 seconds should be sufficient for the Be a statement.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich eine zweite Lichtquelle, die Licht im sichtbaren Bereich abgibt, nahe bei der Kamera. Zu Beginn des Scans ist diese Lichtquelle kaum sichtbar, ändert während des Scans jedoch ihre Intensität so stark, dass der Pupillenreflex ausgelöst wird, sich also die Größe der Pupille ändert. Hierdurch wird der vierte Lebendbeweis erbracht.According to one another preferred embodiment There is a second light source, the light in the visible range leaves, next to the camera. At the beginning of the scan, this light source is hardly visible, changes while the scan, however, their intensity so strong that the pupil reflex is triggered, ie the size of the pupil changes. hereby the fourth proof of life is provided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die infrarote Lichtquelle über einen Zufallsgenerator angesteuert und ändert ihre Intensität entsprechend. Über die Auswertung der Bilddaten wird festgestellt, ob diese im gleichen Rhythmus ihre Helligkeit ändern. Hierdurch werden Täuschungsversuche verhindert, bei denen zuvor aufgezeichneten Videodaten in das System eingespeist werden.According to one another preferred embodiment becomes the infrared light source over a random number generator is activated and changes its intensity accordingly. About the Evaluation of the image data is determined, whether this in the same Rhythm change its brightness. This will be attempts of deception prevents previously recorded video data from entering the system be fed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Datenaustausch zwischen Kamera und Auswerteeinheit in verschlüsselter Form, wenn beide aus konstruktionstechnischen Gründen nicht gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht werden können. Ohne diese Schutzmaßnahme wäre es möglich, mit einem „Kopf-Auge-Iris-Simulator", der auf einem Rechner läuft, die Intensität der Lichtquellen misst und diese in ein Videosignal umsetzt, die Anlage zu täuschen.According to one another preferred embodiment the data exchange between the camera and the evaluation unit takes place in encrypted Form, if both for constructional reasons not together in one casing can be accommodated. Without this protective measure would it be possible, with a "head-eye-iris-simulator" on a computer running, the intensity measures the light sources and converts them into a video signal, the plant to deceive.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Abbildungen. Die Abbildungen zeigen:Further Details of the invention will become apparent from the following detailed Description and attached Illustrations. The pictures show:

1 Auge mit ermittelter Horizontaler 1 Eye with detected horizontal

2 Ermittlung des Pupillenmittelpunktes 2 Determination of the pupil center

3 Polarkoordinatensystem für Irisvermessung 3 Polar coordinate system for iris measurement

4 Sektor einer Iris 4 Sector of an iris

5 Separierung der Bindegewebsstruktur 5 Separation of the connective tissue structure

6 Skelett der Struktur 6 Skeleton of the structure

Das menschliche Auge hat eine Breite von etwa 2,5 cm und wird optisch von den Augenlidern begrenzt. Die oberen Augenlider beginnen nasenseitig mit einer relativ starken Krümmung, die nach außen hin stark abflacht. Beim unteren Augenlid liegt diese stärkere Krümmung auf der äußeren Seite des Auges. Hierdurch lassen sich linke von rechten Augen unterscheiden. In den 1 bis 3 ist also ein linkes Auge abgebildet.The human eye has a width of about 2.5 cm and is optically limited by the eyelids. The upper eyelids begin on the nose side with a relatively strong curvature, which flattened outwardly. In the lower eyelid, this greater curvature is on the outer side of the eye. This makes it possible to distinguish left from right eyes. In the 1 to 3 So, a left eye is shown.

Die Bestandteile des Auges, also Lider, Augapfel, Iris und Pupille lassen sich aufgrund der Krümmungsradien und ihrer Farbwerte unterscheiden. So wird der Augapfel immer einen Farbwert haben, der nahe bei Weiß liegt und die Pupille immer einen, der nahe bei Schwarz liegt. Nach der Identifizierung der verschiedenen Teile des Auges werden die Punkte bestimmt, an denen sich die Linienzüge des oberen und des unteren Lids kreuzen würden. Die Gerade, die durch diese beiden Punkte gelegt wird, dient bei der späteren Auswertung der Bilddaten per Definition als Horizontale (1). Beim Öffnen und Schließen der Augenlider verschieben sich diese Kreuzungspunkte nur minimal und eine Rotation des Augapfels um seine optische Achse kann ausgeschlossen werden. Bei Winkelmessungen gehen weder die Schiefhaltung des Kopfes noch eine mögliche Schieflage der Kamera ein.The components of the eye, so the eyelids, eyeball, iris and pupil can be distinguished on the basis of the radii of curvature and their color values. So the eyeball will always have a color value close to white and the pupil will always have one close to black. After identifying the various parts of the eye, the points at which the lines of the upper and lower eyelids intersect are determined. The straight line, which is defined by these two points, serves as a horizontal ( 1 ). When opening and closing the eyelids these intersections move only minimally and a rotation of the eyeball around its optical axis can be excluded. In the case of angle measurements, neither the skewing of the head nor a possible tilting of the camera are concerned.

Eine weitere Referenz bildet der Mittelpunkt der Pupille. An vier Stellen des Pupillenrandes wird die Mittelsenkrechte auf einer Sehne errichtet. Theoretisch müßten sich alle vier Mittelsenkrechten in einem Punkt kreuzen. Praktisch wird dies eher selten der Fall sein, denn eine Pupille ist nicht absolut kreisrund und es ergeben sich zudem Verschiebungen aufgrund unterschiedlicher Zuordnungen von Pixeln. Deshalb wird der Mittelwert der vier Kreuzungspunkte als Mittelpunkt der Pupille definiert (2).Another reference is the center of the pupil. At four points of the pupil margin, the mid-perpendicular is erected on a tendon. Theoretically, all four perpendiculars should intersect at one point. Practically, this will rarely be the case, because a pupil is not absolutely circular and there are also shifts due to different assignments of pixels. Therefore, the mean of the four crossing points is defined as the center of the pupil ( 2 ).

Für die Auswertung des Irisbild wird eine Parallele zur Horizontalen durch den Mittelpunkt der Pupille gezogen. Der Mittelpunkt und die Gerade bilden ein Polarkoordinatensystem zur Vermessung der Irisstruktur (3).For the evaluation of the iris image, a parallel to the horizontal is drawn through the center of the pupil. The center and the line form a polar coordinate system for measuring the Iris structure ( 3 ).

Eine Möglichkeit bei der Untersuchung von geformten Flächen besteht darin, diese Flächen zu skelettieren. Man kann sich diesen Vorgang etwa so vorstellen, als habe man eine trockene Grasfläche mit einer bestimmten Form. Bei Windstille wird der gesamte Rand der Form zeitgleich entzündet. Überall dort, wo Flammenfronten aufeinander treffen, zieht man eine Linie. Die Gesamtheit dieser Linien wird als Skelett der Form bezeichnet. Strukturen dieser Art werden in der Mathematik auch als Graphen bezeichnet, wobei Enden und Abzweigungen als Knoten bezeichnet werden und die Verbindungen dazwischen als Kanten. Die Gesamtheit eines zusammenhängenden Skelettes wird dann als Baum bezeichnet.A possibility In the study of shaped surfaces is to skeletonize these surfaces. You can imagine this process as if you had one dry grassy area with a certain shape. In calm, the whole edge of the Form ignited at the same time. Everywhere over there, where flame fronts meet, draw a line. The totality These lines are called the skeleton of the shape. Structures of this Art are also called graphs in mathematics, where Ends and branches are referred to as nodes and the links in between as edges. The entirety of a coherent Skeleton is then called a tree.

Bei Änderungen der Helligkeit ändert sich die Größe der Pupille und zwar dadurch, dass die Iris mehr oder weniger auseinander gezogen wird. Viel Licht bedeutet also eine breite Iris und wenig Licht eine schmale. Und im gleichen Verhältnis, wie sich diese Breite ändert, werden die Strukturen der Iris gedehnt oder gestaucht, wodurch sich die Formen dieser Strukturen verändern. Absolute Entfernungsangaben auf der Iris machen also wenig Sinn.In case of changes the brightness changes the size of the pupil namely because the irises are more or less pulled apart becomes. So a lot of light means a broad iris and little light one narrow. And in the same proportion, how this width changes, the structures of the iris are stretched or compressed, resulting in change the shapes of these structures. Absolute distances on the iris make little sense.

Reduziert man die Formen der Bindegewebsstrukturen auf ihre Skelette, dann bewegen sich die Knoten weiter von der Pupillenmitte fort oder dichter zu ihr heran, wenn sich die Iris in ihrer Größe ändert. Doch vom Pupillenmittelpunkt aus betrachtet ändert sich der Winkel zwischen ihnen hierbei nicht. Deshalb wird bei der Umsetzung des Baumes in eine Strukturbeschreibung mit diesen Winkeln gearbeitet und eine Differenzierung in Bezug auf die Entfernung erfolgt nur grob.Reduced the forms of connective tissue structures on their skeletons, then the nodes move farther from the center of the pupil or closer approach her when the iris changes in size. But from the pupil center looks changed from The angle between them is not. That is why at the Transformation of the tree into a structural description with these angles worked and a differentiation with respect to the distance is done only roughly.

Geht man davon aus, dass der Fehler bei der Festlegung der Horizontalen sich im Bereich von 3 Grad bewegt und der relative Fehler zwischen Minutien bei 2 Grad liegt, macht die Unterteilung der Iris in 64 Winkelsektoren Sinn (360/5 = 72). Auf diese Art werden 6 Bits für die Winkelangabe benötigt und die verbleibenden 2 Bit können bei der Positionskodierung für Entfernungssektoren genommen werden, also für außen, mitte-außen, mitte-innen und innen. Es werden also 256 Positionen unterschieden, wo sich ein Knoten oder ein Skelettschwerpunkt im Irisbild befinden kann. Optional kann auch mit feineren Einteilungen gearbeitet werden.going It is assumed that the error in the determination of the horizontal moving in the range of 3 degrees and the relative error between Minutia is at 2 degrees, making the subdivision of the iris into 64 Angular sectors sense (360/5 = 72). In this way, 6 bits are used for the angle specification needed and the remaining 2 bits can in the position coding for Removal sectors are taken, ie for the outside, middle-outside, middle-inside and inside. So there are 256 different positions where a nodule or skeletal centroid may be in the iris image. Optionally, you can also work with finer graduations.

Aus der Kameraaufnahme wird ermittelt, welcher Bildteil die Iris darstellt. Diese wird jetzt graphisch von der restlichen Aufnahme separiert. Anschliessend wird die Helligkeitsverteilung statistisch ausgewertet und festgelegt, welche minimale Helligkeit die interessierenden Bindegewebsstrukturen haben müssen (4). Das Bild kann anschließend in ein reines Schwarz-Weiß-Bild umgewandelt werden (5), wobei Weiss für Struktur und Schwarz für Hintergrund steht.From the camera recording it is determined which image part represents the iris. This is now separated graphically from the rest of the recording. Subsequently, the brightness distribution is statistically evaluated and it is determined which minimum brightness the connective tissue structures of interest must have ( 4 ). The image can then be converted to a pure black and white image ( 5 ), where white stands for structure and black for background.

Das Schwarz-Weiss-Bild wird jetzt skelettiert (6; die Minutien, also Endpunkte und Abzweigungen sind grau dargestellt). Da nicht alle Bindegewebsstrukturen optisch miteinander verbunden sind, erhält man im Normalfall mehrere Bäume. Für jeden dieser Bäume wird ein Wurzelknoten definiert, etwa der Knoten, der am dichtesten an der Pupille liegt. Befinden sich mehrere Endpunkte auf gleicher Höhe, wird der am weitesten rechts liegende als Wurzelknoten genommen. In Sonderfällen wird eine Kante aufgetrennt und willkürlich ein Wurzelknoten eingefügt.The black and white image is now skeletonized ( 6 ; the minutiae, ie endpoints and branches are shown in gray). Since not all connective tissue structures are visually interconnected, one usually gets several trees. For each of these trees, a root node is defined, such as the node closest to the pupil. If several endpoints are at the same height, the rightmost one is taken as the root node. In special cases, an edge is split and a root node is inserted arbitrarily.

Dann wird die Topologie des Skelettes vollständig in eine Beschreibung umgeformt. Dies geschieht dadurch, dass vom Wurzelknoten aus kommend jeder Knoten eine Nummer bekommt und aufgelistet wird, mit welchen anderen Knoten er verbunden ist. Dies geht Schicht um Schicht solange weiter, bis man entweder einen Endknoten erreicht oder einen Knoten, der schon Bestandteil der Beschreibung ist. Auf diese Art ist sichergestellt, dass alle Knoten eines Baumes in der Beschreibung enthalten sind.Then The topology of the skeleton is completely transformed into a description. This happens because each coming from the root node Node gets a number and is listed with which others Node he is connected. This continues layer by layer until you either reach a terminal node or a node that already Part of the description is. In this way it is ensured that all nodes of a tree are included in the description.

Bei der Abarbeitung des Irisbild bekommt jedes Skelett eine eindeutige Nummer und innerhalb des Skelettes hat jeder Knoten eine eindeutige Nummer. Zusätzlich wird zu jedem Knoten vermerkt, in welchem Winkelsektor und Entfernungssektor er sich befindet, welche Knoten ihm in der Beschreibung nachfolgen und in welcher groben Richtung die Kante den Knoten dorthin verläßt.at the processing of the iris image gets each skeleton a unique Number and within the skeleton, each node has a unique one Number. additionally is noted at each node in which angle sector and distance sector he is, which knots follow him in the description and in which rough direction the edge leaves the node.

Je komplexer solch ein Graph ist, um so signifikanter ist er, was die Identifizierung angeht. Deshalb wird die Liste der Skelette nach Anzahl enthaltener Knoten sortiert und es wird für jedes Skelett bestimmt, in welchem Winkelsektor und Entfernungssektor sich sein Schwerpunkt befindet. Der Schwerpunkt wird so definiert, dass sich gleich viele Knoten links und rechts von ihm befinden und gleich viele ober- und unterhalb.ever The more complex such a graph is, the more significant it is Identification. That's why the list of skeletons goes down Number of contained nodes is sorted and it is determined for each skeleton in which angle sector and distance sector its focus located. The center of gravity is defined so that the same number Nodes to the left and right of it, and the same number of and below.

Der durch die Skelettierung und anschliessende Umkodierung erzeugte Datensatz, umfasst die wesentlichen Informationen der Bindegewebsstruktur. Die Aufbereitung dieser Daten erfolgt beim Enrollment so, dass das Suchverfahren gegen geringe Abweichungen unempfindlich wird. Die Aufbereitung beim Scan erfolgt so, dass sich ein möglichst kurzer Datensatz ergibt, um die Zeit für die Übertragung so kurz wie möglich zu halten.Of the generated by the skeletonization and subsequent recoding Record, includes the essential information of the connective tissue structure. The processing of this data takes place during Enrollment so that the Search method is insensitive to small deviations. The Preparation during the scan is done in such a way that it is possible short record gives the time for the transfer as short as possible hold.

In so einem Datensatz wird zuerst angegeben, wie viele Skelette in dem Datensatz enthalten sind (dies müssen nicht zwangsweise alle gefundenen sein). Dieser Angabe folgt die Liste mit den Skeletthauptdaten, nämlich der Anzahl jeweils enthaltener Knoten und die Winkel- und Entfernungssektoren des Schwerpunktes.In such a record, it is first indicated how many skeletons are contained in the record (this need not necessarily be all found). This information is followed by the list of skeps Letthauptdaten, namely the number of each contained nodes and the angular and distance sectors of the center of gravity.

Ein Skelettpunkt kann maximal vier Nachbarn haben, die auch Skelettpunkte sind (wenn es mehr sind, sind einige überflüssig), und diese können nicht direkt nebeneinander liegen. Da in einer dieser vier Richtungen sein Vorgänger liegen muss, verweist ein Knoten auf maximal drei weitere Knoten, die ihm in der Rangfolge nachgeordnet sind.One Skeletal point can have a maximum of four neighbors, including skeletal points are (if there are more, some are superfluous), and these can not lie directly next to each other. Because in one of these four directions his predecessor a node points to a maximum of three other nodes, which are subordinate to him in the ranking.

Die Strukturdaten eines Knoten bestehen aus dem Winkelsektor und dem Entfernungssektor, passen also in ein Byte. Da Nachbarskelettpunkte nicht direkt nebeneinander liegen können, kann man rechts mit rechts-oben zusammenfassen, oben mit links-oben etc. Demgemäß steht in den folgenden drei Bytes entweder eine Null, falls in diese Hauptrichtung keine Kante abgeht, oder die Referenznummer eines Folgeknotens (dies setzt voraus, dass das Skelett maximal 255 Knoten umfasst; wird diese Anzahl überschritten muss das Skelett nach zu definierenden Regeln aufgeschnitten werden). Eine Knoteninformation umfasst also immer 4 Bytes.The Structural data of a node consists of the angle sector and the Distance sector, so fit in a byte. Since neighboring skeletal points are not can lie next to each other, can be summarized on the right with right-up, top with left-up etc. Accordingly, stands in the following three bytes, either a zero, if in this main direction no edge goes off, or the reference number of a follow-up node (this assumes that the skeleton has a maximum of 255 nodes; becomes exceeded this number the skeleton must be cut open according to rules to be defined). A node information thus always includes 4 bytes.

Da die Anzahl der Skelette bekannt ist und wieviele Knoten jeweils zu ihnen gehören, ist eindeutig, welche Daten zu welchem Teil der Struktur gehören. Der Datensatz für eine Iris mit 250 Minutien die sich auf 10 Skelette verteilen, beträgt also 1021 Bytes, was sowohl für die die Datenübertragung als auch für die Verarbeitung eine handliche Größe darstellt.There the number of skeletons is known and how many nodes each belong to them, It is clear which data belongs to which part of the structure. Of the Record for an iris with 250 minutiae spread over 10 skeletons is so 1021 bytes, which is both for the data transfer as well as for the processing is a handy size.

Bei kleineren Systemen, wo nur eine relativ geringe Anzahl von Menschen unterschieden werden muß, kann die Datensatzgröße ohne wesentliche Einbußen auch reduziert werden, da im übertragenen Datensatz immer die Informationen am Anfang stehen, die am signifikantesten sind. Bei sehr großen Systemen kann es angezeigt sein, eine feinere Sektoreneinteilung zu verwenden.at smaller systems, where only a relatively small number of people must be distinguished can the record size without substantial losses also be reduced because in the transferred Record always the information in the beginning, the most significant are. For very large systems it may be appropriate to use a finer sector graduation.

Beim Enrollment, also der Aufnahme der Irisdaten in den Datenbestand derer, die von der Anlage wiedererkannt werden können sollen, kann man für gut reproduzierbare Umgebungsbedingungen sorgen. Hier kann durch Variationen der Ausleuchtung festgestellt werden, welche Teile das Irisbildes leicht fehlinterpretiert werden können, etwa wenn eine Verbindung zwischen zwei Skelettteilen sehr schwach ausgeprägt ist. In solchen Fällen könnte eine Interpretation ein großes Skelett ergeben und eine andere würde zwei kleinere Skelette zum Ergebnis haben. Solche Variationen müssen zusammen mit den Personendaten gespeichert werden.At the Enrollment, ie the recording of iris data in the database those who are to be recognized by the plant can be easily reproduced Environmental conditions provide. Here can be determined by variations of illumination which parts of the iris image are easily misinterpreted can, for example, if a connection between two skeletal parts is very weak. In such cases could an interpretation a big one Skeleton surrendered and another would have two smaller skeletons to have the result. Such variations must be combined with the personal data get saved.

Eine weitere Fehlerquelle ist die Abdeckung von Strukturteilen, etwa durch die Augenlider. Die Ergebnisliste der Skelettdaten wird also in erster Linie die Skelette umfassen, die vollständig wahrgenommen werden können. Da diese Abdeckungen normalerweise die Bereiche der Iris betreffen, die weiter von der Pupille entfernt sind, ist bei der Skelettkodierung der Wurzelknoten immer der Knoten, der am dichtesten an der Pupille liegt. Hierdurch wird es möglich, in Zweifelsfällen auch noch Daten von Strukturen sinnvoll zu verwenden, die nur teilweise sichtbar sind.A Another source of error is the coverage of structural parts, such as through the eyelids. The result list of the skeleton data will be so First and foremost, to include skeletons that are fully perceived can be. Since these covers usually affect the areas of the iris, which are further from the pupil, is in skeletal coding of the Root node always the node that is closest to the pupil lies. This will make it possible in cases of doubt also to use data from structures meaningful, which only partially are visible.

Claims

Method for identifying and verifying persons, characterized in that the structure of their iris is translated into a description of precisely this structure.

Method according to claim 1, characterized in that that this description chosen so is that a quick find matching records too in very big Databases becomes.

Method according to Claims 1 and 2, characterized that the brightness values of the iris differentiate between background and connective tissue structure are used to subsequently the To skeletonize the image of these structures.

Method according to Claims 1 to 3, characterized that for every single skeleton is defined a root node, and from from this the structure of the skeleton in the form of knots, whose Position (angle and approximate Distance from the pupil center) and the connections between is captured.

Method according to Claims 1 to 4, characterized that over the corner of the eye is defined as a horizontal.

Method according to Claims 1 to 5, characterized that through the center of the pupil and one through it Parallel to the defined horizontal a polar coordinate system is defined for measuring the iris.

Method according to Claims 1 to 6, characterized that the collected data is about the iris are sorted by significance to the detection speed to increase.

Method according to Claims 1 to 7, characterized that the representation of the data regardless of the current size of a Pupil is.

Method according to Claims 1 to 8, characterized that for a living proof head movements, eye movements, the eyelid strike and the pupil reflex are evaluated.

Method according to Claims 1 to 9, characterized that randomized brightness changes of the infrared light source be evaluated to prevent manipulation attempts.