Iris- und RetinaerkennungIris- und Retinaerkennung1 Aamer Q. Mahmood

ProseminarProseminar

Verfahren der Verfahren der BioSignaturenBioSignaturen

Iris- und RetinaerkennungIris- und RetinaerkennungÜberblick

- EinführungEinführung

- GrundlagenGrundlagen

- IriserkennungIriserkennung

- RetinaerkennungRetinaerkennung

- Beispiele aus der PraxisBeispiele aus der Praxis

- Sicherheitsfaktoren/FehlerquellenSicherheitsfaktoren/Fehlerquellen

- Vor und Nachteile im ÜberblickVor und Nachteile im Überblick

- ZunkuftsaussichtenZunkuftsaussichten

EinführungEinführungKonventionelle Authifizierungsmethoden

Eine Eine AuthifizierungAuthifizierung ist eine bestätigte Identifizierung ist eine bestätigte Identifizierung

mit Erteilung bestimmter Befugnisse.mit Erteilung bestimmter Befugnisse.

ObjektgestütztObjektgestützt

ErinnerungsgestütztErinnerungsgestützt

Einfach nachzustellenEinfach nachzustellen

Leicht zu verlierenLeicht zu verlieren

Verlust durch VergessenVerlust durch Vergessen

Entschlüsselung möglichEntschlüsselung möglich

EinführungEinführungVerfahren der BioSignaturen, eine Alternative ?

Eine Eine BiosignaturBiosignatur ist ein Merkmal der ist ein Merkmal der BiometrieBiometrie, also aller , also aller kaum veränderbaren Körper- oder kaum veränderbaren Körper- oder

Verhaltensmerkmale, einer Person, das Verhaltensmerkmale, einer Person, das zur Authifizierung genutzt wird.zur Authifizierung genutzt wird.

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EinführungEinführungVerfahren der BioSignaturen, eine Alternative ?

Eine Eine BiosignaturBiosignatur ist ein Merkmal der ist ein Merkmal der BiometrieBiometrie, also aller , also aller kaum veränderbaren Körper oder kaum veränderbaren Körper oder

Verhaltensmerkmale, einer Person, das Verhaltensmerkmale, einer Person, das zur Authifizierung genutzt wird.zur Authifizierung genutzt wird.

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Die Iris wird auf einem digitalen Bild Die Iris wird auf einem digitalen Bild gesuchtgesucht

repräsentativer IrisCode wird erstelltrepräsentativer IrisCode wird erstellt

berührungsloses Verfahrenberührungsloses Verfahren

Scan mithilfe eines IR-LasersScan mithilfe eines IR-Lasers

erfordert aufwendige Benutzungerfordert aufwendige Benutzung

liefert hohe Präzision bei der liefert hohe Präzision bei der MustererkennungMustererkennung

Iriserkennung Iriserkennung ..

Retinaerkennung Retinaerkennung ..

GrundlagenGrundlagenDas menschliche Auge

Die IrisDie Iris. .

- Liegt gut geschützt hinter der CorneaLiegt gut geschützt hinter der Cornea

- Besitzt eine gut strukturierte Oberfläche, nahezu 100% Besitzt eine gut strukturierte Oberfläche, nahezu 100% individuellindividuell

- IrisMuster ergibt sich aus den Reflexionen des IrisMuster ergibt sich aus den Reflexionen des AugeninnernsAugeninnerns

- Unterschiedliche Pigmentierung macht die Augenfarbe ausUnterschiedliche Pigmentierung macht die Augenfarbe aus

- Beste Präzision im IR-Lichtwellen BereichBeste Präzision im IR-Lichtwellen Bereich

GrundlagenGrundlagenDas menschliche Auge

Die RetinaDie Retina

- Der Mensch besitzt eine inverse RetinaDer Mensch besitzt eine inverse Retina

- gut geschützt im Augapfelgut geschützt im Augapfel

- einsehbar über die Pupilleeinsehbar über die Pupille

- nahezu 100% individuell Muster der nahezu 100% individuell Muster der AderschichtAderschicht

GrundlagenGrundlagenMathematisch-algorithmisches Erkennen

Fourier-TheorieFourier-Theorie

Wavelet-TheorieWavelet-Theorie

Gabor-FunktionGabor-Funktion

Jede periodische Funktion kann durch eine Jede periodische Funktion kann durch eine Summe von Sinus und Cosinusfunktionen Summe von Sinus und Cosinusfunktionen

beschrieben werdenbeschrieben werden

Aufteilung des Signals in mehrere kleine Aufteilung des Signals in mehrere kleine die mit einem Mutterwavelet beschrieben die mit einem Mutterwavelet beschrieben werden könnenwerden können

Die Gaborfnk ist eine Wellenfunktion die mit Die Gaborfnk ist eine Wellenfunktion die mit einer Exponentialfunktion unter die gaussche einer Exponentialfunktion unter die gaussche Glockenkurve berschränkt ist. Als Wavelet Glockenkurve berschränkt ist. Als Wavelet lässt sie Ort und Frequenz gleich genau zu lässt sie Ort und Frequenz gleich genau zu (Gabor 1946).(Gabor 1946).

Die IriserkennungDie IriserkennungWie finde ich eine Iris ?

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1. Bild wir im Nahinfrarotbereich aufgenommen, dabei sollte die Iris etwa einen Durchmesser von 100-140 Bildpunkten besitzen

2. Übergänge von der Pupille zur Iris und von der Iris zur Lederhaut werden zuerst gesucht

Diese sind nicht konzentrisch und größenvariabel, Grenzen werden durch starke Kontraswechsel erkannt

<- Fnk : ds definierter Bogen ?, mittelpunkt x,y und Radius r, G ist eine Glättungsfnk

Suche ist auf horizontale Bereiche beschränkt da Augenlider weggerechnet werden müssen

3. Augenlider werden ähnlich erkannt nur Splines statt Kreise

Die IriserkennungDie IriserkennungWie kann das Irismuster normiert werden ?

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Die IriserkennungDie IriserkennungWie kann das Irismuster codiert werden ?

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Die IriserkennungDie IriserkennungWie kann das Irismuster codiert werden ?

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IriserkennungIriserkennungAuswertungsmethoden und ihre Effizienz

- Erkennungszeit 446msErkennungszeit 446ms

- Einfacher boolescher Ausdruck zum Einfacher boolescher Ausdruck zum VergleichenVergleichen

- Dauer eines Vergleiches ca. 10msDauer eines Vergleiches ca. 10ms

- FAR (False Accept Rate) liegt bei 1 / 127 FAR (False Accept Rate) liegt bei 1 / 127 000 000000 000

Die Hamminddistanz gibt die Ähnlichkeit Die Hamminddistanz gibt die Ähnlichkeit zweier verglichener IrisCodes wiederzweier verglichener IrisCodes wieder

Beispiele aus der PraxisBeispiele aus der PraxisNational Geographics

Beispiele aus der PraxisBeispiele aus der PraxisEyeTicket

Flughafen Heathrow (London), Frankfurt Flughafen Heathrow (London), Frankfurt am Mainam Main

- Abfertigung von EinreiseformalitätenAbfertigung von Einreiseformalitäten

- Anmeldung am Abflugsort nötigAnmeldung am Abflugsort nötig

- Recht zügiger AblaufRecht zügiger Ablauf

- http://www.eyeticket.comhttp://www.eyeticket.com

Beispiele aus der PraxisBeispiele aus der Praxis

Hier blende ich einen Clip Hier blende ich einen Clip ein,ein,

Datei (mittels Datei (mittels Taskwechsel) :Taskwechsel) :

Vortrag/clips_vortrag/clipVortrag/clips_vortrag/clip

1.ram1.ram

Ab Zeitpunkt : 02:17 Bis : Ab Zeitpunkt : 02:17 Bis : 03:3303:33

- Infrarot-Laserscan- Infrarot-Laserscan

- Abstandsunterschiede der Aderschicht- Abstandsunterschiede der Aderschicht

ergeben das Musterergeben das Muster

- Bestimmter Punkt muss durch den - Bestimmter Punkt muss durch den

Benutzer fixiert werdenBenutzer fixiert werden

- Durch die benutzerabhängige Interaktion entstehen - Durch die benutzerabhängige Interaktion entstehen hohe Erfassungsfehler.hohe Erfassungsfehler.

Meistens sind mehrere Versuche vonnöten.Meistens sind mehrere Versuche vonnöten.

RetinaerkennungRetinaerkennungErfassungstechnik

RetinaerkennungRetinaerkennungEffizienz

Mit Hilfe eines Verfahrens ähnlich dem Mit Hilfe eines Verfahrens ähnlich dem

Minuzenmatching wird ein aussagekräftiger 768 Bit Minuzenmatching wird ein aussagekräftiger 768 Bit

Code enstelltCode enstellt..

- FAR liegt bei 1 / 1 000 000- FAR liegt bei 1 / 1 000 000

- FRR ( False Reject Rate ) sehr hoch 5-10 %- FRR ( False Reject Rate ) sehr hoch 5-10 %

- Anlaufschwierigkeiten aufgrund von mangelnder - Anlaufschwierigkeiten aufgrund von mangelnder AkzeptanzAkzeptanz

kompaktes Türerkennungssystem - kompaktes Türerkennungssystem - ..

Schwierige Handhabung - Schwierige Handhabung - ..

Preis ca. $2500 - Preis ca. $2500 - ..

mehrmaligie Versuche notwendig - mehrmaligie Versuche notwendig - ..

http://www.retina-scan.com - - ..

Beispiele aus der PraxisBeispiele aus der PraxisICAM 2001

Probleme durch Umwelteinflüsse

Wie qualitativ ist das Verfahren ?Wie qualitativ ist das Verfahren ?

Iris : hoch Iris : hoch Retina : sehr hochRetina : sehr hoch

Wie hoch ist der FRR Wert ?Wie hoch ist der FRR Wert ?

Iris : gering Iris : gering Retina : sehr hochRetina : sehr hoch

Das HD-Kriterium Das HD-Kriterium

Iris : 0,33Iris : 0,33

VerbesserungspunkteVerbesserungspunkte

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SicherheitsfaktorenSicherheitsfaktorenIst die Erkennung sicher ?

RetinascanRetinascan

Ja, denn eine künstlich Retina besitzt nicht die EigenschaftenJa, denn eine künstlich Retina besitzt nicht die Eigenschaften

IrisscanIrisscan

Im Prinzip machbar, z.B.: durch die Kopplung verschiedener Im Prinzip machbar, z.B.: durch die Kopplung verschiedener SicherheitsmethodenSicherheitsmethoden

Gefahr durch Abfangen der Augeninformation Gefahr durch Abfangen der Augeninformation

Die Augenidentität kann nicht gewechselt werdenDie Augenidentität kann nicht gewechselt werden

Verschlüsselung der InformationenVerschlüsselung der Informationen

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SicherheitsfaktorenSicherheitsfaktorenIst das System täuschungssicher ?

SicherheitsfaktorenSicherheitsfaktorenMoralische Überlegungen

Ein Scan des Auges möchte nicht Jeder

Gefahr durch Mißbrauch

Totale Überwachungsmöglichkeit

Vor und Nachteile im ÜberblickVor und Nachteile im ÜberblickIrisscan

Benutzerfreundlich

Vorteile

Hohe Genauigkeit

Schnell

Hohe Kosten

Nachteile

Moralische Vorbehalte

Technische Schwierigkeiten

Vor und Nachteile im ÜberblickVor und Nachteile im ÜberblickRetinascan

Hohe Genauigkeit

Vorteile

Relativ Betrugssicher

Kleiner Identifizierungscode

Komplizierter Ablauf

Nachteile

Moralische Vorbehalte

Kosten und technische Grenzen

ZukunftsaussichtenZukunftsaussichtenMarktanteil

ZukunftsaussichtenZukunftsaussichten

Iriserkennung

Vorteil durch die berührungslose Umsetzung

Retina

Umständliche Handhabung lässt zu wünschen übrig

Zeitreise !?Zeitreise !?

Iris- und RetinaerkennungIris- und RetinaerkennungEin Vortrag von Aamer Q. Mahmood

1 (c) Aamer Q. Mahmood

Mit freundlicher Unterstützung von :Mit freundlicher Unterstützung von :

EyeTicket Co. (EyeTicket-Clip)EyeTicket Co. (EyeTicket-Clip)

2020thth Century Fox (Minority Report) Century Fox (Minority Report)

Quellnachweis BilderQuellnachweis Bilder

http://www.rossmann.de/rol_html/shops/kontaktlinsen/images/auge.jpghttp://www.rossmann.de/rol_html/shops/kontaktlinsen/images/auge.jpg

http://www.sunds.ch/schluessel.jpghttp://www.sunds.ch/schluessel.jpg

http://www.riskvision.ethz.ch/images/gehirn1.gifhttp://www.riskvision.ethz.ch/images/gehirn1.gif

http://www.dd.shuttle.de/dd/gysemi/gifs/ausrufezeichen.gifhttp://www.dd.shuttle.de/dd/gysemi/gifs/ausrufezeichen.gif

http://www.optobionics.com/re-retina.jpghttp://www.optobionics.com/re-retina.jpg

http://www.asial.com.au/images/content/iris.jpghttp://www.asial.com.au/images/content/iris.jpg

http://www.retina-tec.nl/Fotooshttp://www.retina-tec.nl/Fotoos

und diverse weitere Internetquellen ...und diverse weitere Internetquellen ...