Biometrische Identifikation mit Infrarot-LEDs für mehr Sicherheit

| Redakteur: Hendrik Härter

Gesichtserkennung mit IR-LEDs: Die biometrischen Zugangskontrolle eröffnet ganz unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten für mobile Geräte. Das Bild zeigt die 2D-Gesichtserkennung.
Gesichtserkennung mit IR-LEDs: Die biometrischen Zugangskontrolle eröffnet ganz unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten für mobile Geräte. Das Bild zeigt die 2D-Gesichtserkennung. (Bild: Osram)

Ob ein zuverlässiger Iris-Scan oder die 2D-Gesichtserkennung: Immer spielt Optoelektronik eine wichtige Rolle. Einsatz finden IR-LEDs von Osram in Mobilgeräten, bei Datenzugriff oder der Zugangskontrolle.

Der Einsatz biometrischer Identifikation auf Basis von Optoelektronik für Sicherheitssysteme hat großes Interesse im Markt geweckt. Frühe Anwendungsbeispiele sind der Einsatz in Zutrittskontrollsystemen, beispielsweise in der Industrie oder bei der Einreisekontrolle am Flughafen. Mit einer wachsenden Anzahl von Benutzern, die sensible Transaktionen, wie Online-Banking, Einkäufe und andere Buchungen, über mobile Geräte tätigen, wird auch hier die fehlerfreie Benutzerauthentifizierung immer wichtiger. Passwörter werden allgemein als die schwächste Authentifizierungsmethode betrachtet. Dagegen nehmen biometrische Methoden zum Entsperren von Mobilgeräten – vom Fingerabdruck-Scannen bis hin zur Gesichtserkennung oder dem Iris-Scan – rapide an Popularität zu.

Biometrische Identifikationssysteme konnten einen hohen Grad an Sicherheit nachweisen und sind zudem sehr benutzerfreundlich. Ihr Erfolg beruht auf der effektiven Anwendung von hochwirksamen Sensoren auf Basis optoelektronischer Komponenten, die speziell für Sicherheitsanwendungen entwickelt wurden. Einzigartige menschliche Merkmale, wie Gesichtszüge, Irismuster, Handvenen oder Netzhautgefäße, aber auch Sprache, Fingerabdrücke, Handabdrücke, handschriftliche Unterschriften und Handgeometrie, werden von Sensoren identifiziert und mit zuvor gespeicherten, biometrischen Daten von autorisierten Benutzern verglichen.

Zuverlässiger Iris-Scan als Zutrittskontrolle

Die Entwicklung biometrischer Techniken auf der Basis von Infrarot-Leuchtdioden (IREDs) hat einen großen Entwicklungssprung gemacht und fördert damit neue Möglichkeiten, Gebäude, Geräte und Anwendungen sicherer und bequemer zugänglich zu machen. Dabei ist die Perfektionierung der für die Technik erforderlichen Sensoren für die Sicherheit entscheidend. Iris-Scanner, die bisher vor allem für den Zutritt zu Sicherheitsbereichen in Gebäuden verwendet wurden, sind noch zuverlässiger als Fingerabdrucksensoren. Schon heute genügt ein Blick auf die neuesten Smartphones, um das Gerät zu entsperren. Die Iris des Auges ist bei jedem einzigartig, verändert sich nicht mit dem Alter und unterliegt keinen äußeren Einflüssen, wie Verletzungen, und eignet sich daher ideal für die biometrische Identifizierung. Das Risiko, dass die falsche Person Zugang erhält – bekannt als falsche Akzeptanz – liegt gerade einmal bei eins zu einer Million.

Viele frühere Versuche, ein zuverlässiges Iris-Scanning in mobilen Geräten bereitzustellen, scheiterten an Einschränkungen hinsichtlich des Stromverbrauchs, des Platzbedarfs und der Kosten. Aus diesen Gründen konnte oft nur eine LED pro System verwendet werden. Die Qualität des Scans hängt unter anderem von einer exakten Ausleuchtung der Merkmale und einem hohen Kontrast ab. Entwicklungsfortschritte in der Miniaturisierung sowie neue Lichtquellen mit Wellenlängen bei 810 nm haben dafür gesorgt, dass diese Herausforderungen erfüllt werden können.

2D-Gesichtserkennung über IR-Lichtquelle

Eine weitere Methode der biometrischen Zugangskontrolle für mobile Geräte ist die 2D-Gesichtserkennung. Dabei wird das Gesicht des Benutzers mit einer Infrarotlichtquelle beleuchtet und das Bild mit einer IR-Kamera aufgenommen. Das System vergleicht daraufhin das Bild mit den Aufnahmen, die zuvor zum Zwecke der Identifizierung gespeichert wurden, und konzentriert sich dabei auf charakteristische, zweidimensionale Merkmale. Die ersten Hersteller von Smartphones gehen sogar einen Schritt weiter und integrieren bereits 3D-Sensoren in ihre Geräte. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht geht davon aus, dass der Wert des globalen Marktes im Bereich Infrarotlaser-Projektoren für mobile 3D-Sensoren bis 2020 auf 1,9 Mrd. US-Dollar anwachsen wird.

Damit Anwender von den Vorteilen der 3D-Sensoren profitieren, hatte die Osram-Gruppe das Unternehmen Vixar übernommen, um das umfassende Portfolio an Infrarottechnologien für sicherheitsrelevante Anwendungen neben IRED-Lösungen auch um VCSEL-Technik (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Eine helle und gleichmäßige Beleuchtung des Gesichts oder der Augen des Benutzers sind besonders wichtig, um das Gesicht zu erkennen und damit das Eye-Tracking funktioniert.

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