Bekannte Beispiele für biometrische Technologien, die im täglichen Leben eingesetzt werden, sind Smartphone-Sensoren und elektronische Passkontrollen. Die Komplexität dieser Systeme kann von einem Fingerabdrucksensor auf Ihrem Handy bis hin zu einem kompletten 3D-Gesichtserkennungssystem reichen, das aus Kameras, SWIR-LEDs und Sensoren besteht. Die SWIR-Beleuchtung macht bei vielen Anwendungen eine Hälfte des Systems aus, indem sie eine optische Lösung mit LED-Beleuchtung und Sensoren zur Messung des reflektierten Lichts bietet. Nachdem das Objekt mit SWIR-Licht gescannt wurde, werden die daraus resultierenden Daten in die andere Hälfte des Systems – die Verifikationssoftware – eingespeist.
Die Vorteile der biometrischen Verifikation mit SWIR-LEDs
Datenbankübergreifender Abgleich
Ein häufig genannter Vorteil der Biometrie ist die Möglichkeit, Echtzeitdaten gegen Personendaten in verschiedenen Datenbanken abzugleichen, um verdächtige oder gesuchte Personen zu erkennen.
Weniger Fehler
Irren ist menschlich, biometrische SWIR-Systeme zeichnen sich hingegen durch eine erstaunlich hohe Erfolgsquote aus. Menschliche Fehler tragen zu langsamerer Bearbeitung und höheren Kosten bei. Mit der SWIR-Bildgebung werden Gesichtsmerkmale konsistent erfasst, was bei der Analyse dunkelhäutiger Gesichter mit der Bildgebung im sichtbaren Bereich oft ein Problem darstellt.
Zeiteffizienz
Personen lassen sich innerhalb von Sekundenbruchteilen identifizieren. Ein positives Ergebnis bedeutet, dass die betreffende Person zum nächsten Schritt des Verfahrens zugelassen werden kann, wie z. B. das Öffnen eines Tors oder einer Schranke, um den Durchgang oder die Durchfahrt zu ermöglichen. Dies ist von besonderer Bedeutung in zeitsensiblen Branchen wie z. B. Logistik und Spedition.
Höhere Sicherheit
Die biometrische Überwachung ermöglicht es, Aktivitäten automatisch zu unterbinden, Personenbewegungen zu verfolgen und bei Verkehrsunfällen oder Diebstahl die Ermittlungen zu unterstützen. Die biometrische Überwachung mit SWIR-Bildgebung erhöht zudem das Sicherheitsempfinden, da sich die Menschen an einem Ort, von dem sie wissen, dass er mit solchen Technologien ausgestattet ist, sicherer fühlen.
Kosteneffizienz
In den meisten Fällen erübrigt sich die Anwesenheit eines Menschen zur Überprüfung jedes einzelnen Fahrzeugs. Zwar entsteht ein gewisser Anfangsaufwand für die Einrichtung Ihres Systems, langfristig werden jedoch Personalkosten eingespart.
Genaues Ressourcenmanagement
Ähnlich wie bei einem Stechuhr-System am Arbeitsplatz lässt sich die Pünktlichkeit von Mitarbeitern oder Lieferungen überwachen, um sicherzustellen, dass ein Unternehmen sein volles Potenzial ausschöpfen kann. Weitere Analysen können bei der Ermittlung und Beseitigung eventueller Engpässe in der Lieferkette helfen.
Gehäusedurchdringende SWIR-Smartphone-Sensoren
Das Smartphone ist für viele von uns nahezu unentbehrlich geworden. Ob es darum geht, den Tag zu organisieren oder sich über die neuesten Nachrichten zu informieren – die meisten Menschen verbringen viel Zeit damit, auf ihr Handy zu schauen. Dank des technischen Fortschritts erwidert Ihr Handy Ihren Blick, wobei es mit SWIR sogar noch mehr Details erfasst!
Smartphones sind vollgepackt mit Sensoren, aber unser besonderes Interesse gilt denjenigen, die SWIR nutzen, um Nähe, Gesten und Entfernung zu erkennen:
- Näherungssensoren erkennen und messen das von einem Objekt reflektierte Infrarotlicht, was eine genaue Vorstellung davon vermitteln kann, wie nahe das Objekt ist.
- Mehrere Gestensensoren erfassen die Bewegungen von Objekten in der Nähe anhand der Differenz zwischen den von den einzelnen Sensoren erfassten Intensitäten.
- Flash-LiDAR-Sensoren verwenden gepulstes Licht zur Beleuchtung, während ein Bildsensor das reflektierte Licht erfasst.
Bei älteren Smartphone-Generationen mussten bestimmte Sensoren außen am Gerät angebracht sein, um ihre Funktion zu erfüllen. Auch heute noch haben viele Smartphones der unteren Preisklasse ein Fingerabdruck-Scanfeld oder Sensoren, die durch die Glasfront sichtbar sind. Mit SWIR hat sich das geändert, und die Sensoren funktionieren auch dann noch, wenn sie hinter den vielen Kunststoff- und Polymerschichten eingebettet sind, aus denen unsere Smartphones bestehen.
SWIR-Licht mit einer Wellenlänge von 1300 nm ist in der Lage, viele der bei der Herstellung von Mobiltelefonen verwendeten Polymere zu durchdringen. Zu den Polymerarten mit einer hohen SWIR-Durchlässigkeit bei 1300 nm gehören: Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS).
Die SWIR-Durchlässigkeit dieser Polymere ermöglicht sowohl die Beleuchtung als auch die Detektion von Licht durch einen Bildschirm hindurch, während Sender und Sensor im Inneren verborgen und geschützt bleiben. Dies verschafft den Entwicklern der Geräte eine bisher unerreichte Designfreiheit.
Gesichtserkennung mit SWIR
Auf internationalen Flughäfen ist es inzwischen normal, dass man statt eines menschlichen Dokumentenkontrolleurs eine Kamera und einen Pass-Scanner vor sich hat. Die hochauflösende SWIR-Kamera hat die Aufgabe, ein deutliches Bild des Gesichts einer Person aufzunehmen, unabhängig von der Hautfarbe, während ein automatischer Scanner das Bild und die im Pass selbst eingebetteten Chipdaten überprüft. Anstatt sich dabei auf sichtbares Licht zu verlassen oder die Lichtquelle je nach Tages- oder Nachtzeit anpassen zu müssen, sorgen SWIR-LEDs jederzeit für eine ausreichende Ausleuchtung, damit die Kamera optimal funktioniert. Das aufgenommene Bild wird dann von einer Computersoftware analysiert, die eine 3D-Punktkarte der wichtigsten menschlichen Merkmale im aufgenommenen Bild erstellt.
Diese Punktkarte wird dann in die Datenbank eingegeben, um zu sehen, ob sie einen „Treffer“ ergibt. Ein „Treffer“ ist eine Übereinstimmung zwischen den erfassten Daten und einem bestehenden Eintrag in der Datenbank; im Allgemeinen würde dies bestätigen, dass der Passinhaber die Person ist, die auf dem validierten Pass abgebildet ist.
Mögliche Aktionen, die durch eine positive Übereinstimmung ausgelöst werden könnten, wären beispielsweise die Öffnung einer Schleuse, durch die ein Reisender den Sicherheitsbereich verlassen kann, die Benachrichtigung umliegender Polizeidienststellen, wenn es sich bei dem Inhaber des Treffer-Passes um einen international zur Fahndung ausgeschriebenen Kriminellen handelt, oder die Warnung der Flugbesatzung, dass sie jemanden vergessen haben!
Iriserkennung
Ähnlich wie bei Fingerabdruck- und Gesichtserkennungssystemen handelt es sich bei der Iriserkennung um eine Technologie, die Identifizierungsdaten positiv bestätigt, indem sie einzigartige Furchen in der Iris (Regenbogenhaut) des Auges erkennt. Mehrere verschiedene Wellenlängen von Nah-Infrarot- und SWIR-Licht können verwendet werden, um Bilder von verschiedenen Tiefen der Iris zu erhalten. Eine Verbesserung der Authentifizierungsgenauigkeit wird dann durch den Vergleich von Übereinstimmungen bei unterschiedlichen Wellenlängen und Eindringtiefen erreicht. Die SWIR-Wellenlängen sind aus zwei Gründen besonders wirksam:
- Das SWIR-Licht wird durch das Melanin in der Iris nicht beeinflusst.
- Die besten Ergebnisse werden mit multispektralen Iriserkennungsbildern erzielt, die mit Wellenlängen von 950–1250 nm in Schritten von 100 nm aufgenommen werden. Die wichtigste Wellenlänge ist wohl 1050 nm, wo die biologische Eindringtiefe von SWIR am größten ist.
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