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3D-Gesichtsscanner
Identifizierungen noch sicherer machen

Biometrischen Erkennungssystemen begegnet man immer häufiger. Etwa als Fingerabdruckscanner in Smartphones oder Notebooks. Fraunhofer-Forscher in Darmstadt wollen die Technik noch sicherer machen. Eines ihrer Projekte: Ein 3D-Gesichtsscanner. Er könnte auch die Polizeiarbeit erleichtern.

Von Ralf Krauter | 03.11.2015
    Biometrische Erfassung von Körpermerkmalen, durch einen Scanner. Umwandlung von Körper- und Kopfform in digitale Daten.
    Ein Scanner fasst Kopfform und Körpermerkmale. ( imago / Jochen Tack)
    Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung ist ein futuristischer Bau im Zentrum von Darmstadt. In einem der oberen Stockwerke befindet sich das Demonstrationslabor für Identifikation und Biometrie, in dem Abteilungsleiter Alexander Nouak und seine Leute neue Sicherheitstechnologien erproben. "In diesem Fall handelt es sich um ein sogenanntes Verifikationssystem. Das heißt, ich gebe dem System vor, dass es mich überprüfen soll und präsentiere mich dann."
    Das schrankgroße Gerät ist ein System zur 3D-Gesichtserkennung. Alexander Nouak steckt eine Chipkarte in einen Schlitz, die der Maschine verrät, wer da gerade vor ihr steht. Dann blickt er zwei, drei Sekunden lang ruhig gerade aus, damit sein Gesicht erfasst werden kann. "Das tun wir, indem wir Streifenlicht auf das Gesicht projizieren. Und anhand der Abweichung von der geraden Linie kann das System, das diese Streifen wieder aufnimmt, errechnen, wie ein 3D-Datensatz des Kopfes aussehen könnte."
    3D-Gesichtsbilder, so das Kalkül, lassen sich schwerer fälschen als die biometrischen 2D-Fotos, die sich heute in jedem Pass finden. Die dritte Dimension macht den Gesichtsscanner deshalb weniger anfällig für Täuschungsversuche, bei denen Menschen vorgeben, jemand anders zu sein. Heutige 2D-Gesichtsscanner lassen sich nämlich oft schon mit einem vorgehaltenen Foto hinters Licht führen.
    "Sie haben gesehen: Es wurden eben Streifen auf mein Gesicht projiziert und daraus wurde ein Datensatz errechnet. Und um eine Fülle von Gesichtern vergleichen zu können, müssen wir die erst mal alle ausrichten. Dazu nehmen wir die Nasenspitze und die Nasenwurzel und ziehen eine Linie. Anhand der richten wir alle Gesichter aus. Das System holt sich dann aus der Datenbank den Datensatz von Alexander Nouak und versucht diesen Datensatz mit dem neu aufgenommenen Datensatz zu vergleichen und in Übereinstimmung zu bringen. Je weniger Differenzen da sind, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein und dieselbe Person handelt."
    Nach ein paar Sekunden zeigt ein Display das Ergebnis des Bildvergleichs. Das System hat Alexander Nouaks Identität bestätigt. Hätte ein anderer seine Chipkarte gestohlen und sich damit vor das Gerät gestellt, hätte es ihn abgewiesen. Es sei denn, der Dieb hätte sich die Mühe gemacht, eine 3D-Replik von Nouaks Kopf vor die Linse zu halten.
    "Es gibt auch Systeme bereits im Einsatz, in ein paar ausgewählten Banken, die damit experimentiert haben und die innersten Bereiche damit zusätzlich absichern. Aber ich bin der Überzeugung, es gibt weitaus mehr Anwendungsfelder, wo man das heran ziehen könnte. Unter anderem für die erkennungsdienstliche Erfassung bei der Polizeiarbeit."
    Ein mögliches Szenario haben die Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit der Bundespolizei erprobt. Es ging dabei um die Frage, ob sich Personen, deren Gesicht einmal per 3D-Scanner erfasst wurde, auf den Bildern von Überwachungskameras automatisch identifizieren lassen. Und zwar auch dann, wenn zum Beispiel ein Bankräuber nicht direkt in die Kamera geschaut hat, sondern sein Gesicht nur schräg von oben gefilmt wurde. "Das war ein sehr erfolgreiches Projekt, weil sich gezeigt hat, dass die 3D-Erfassung wirklich hilfreich sein kann, weil ich eben dann den Kopf in die gleiche Richtung drehen, bewegen kann, wie es auch auf diesem Überwachungsbild der Fall ist. Und so lassen sich die Merkmale leichter in Übereinstimmung bringen."
    Besonders ein charakteristisches Merkmal erwies sich dabei als hilfreich und häufig verräterisch. Die Geometrie der Ohren. "Wenn man zusätzlich auch noch die Eigenschaften des Ohres dabei auswerten kann, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die richtigen Kandidaten auch ganz oben gelistet werden, sehr viel größer. Und darum ging es eigentlich in diesem Projekt: Dass nicht hunderte verschiedene Datensätze erst mal untersucht werden mussten, um beweiskräftig nachzuweisen: Der ist es und kein anderer. Sondern, dass man das einschränken kann."
    Damit das funktioniert, muss das Gesicht zuvor allerdings von drei Seiten räumlich eingescannt worden sein. Dazu benötigt man ein Erfassungssystem, das aus dreien der 3D-Streifenscannern besteht. Billig ist das derzeit nicht zu haben. Bis die Technik Einzug in Polizeidienststellen hält, könnten deshalb noch Jahre vergehen.