3D-Gesichtserkennung: Technik und Anwendungen

Als Gesichtserkennung wird die Analyse von sichtbaren Merkmalen im Bereich des vorderen Kopfes bezeichnet. Sie erfolgt durch den Vergleich von geometrischen Anordnungen und Textureigenschaften der Oberfläche. Zu unterscheiden ist die Gesichtserkennung von der Lokalisation des Gesichts in Bildern. Im ersten Fall geht es nämlich um die konkrete Identifikation einer Person, während im zweiten Fall nur geprüft wird, ob irgendein Gesicht zu erkennen ist.

Im technischen Zusammenhang gehört die Gesichtserkennung zu den biometrischen Verfahrensweisen. Sie findet Anwendung sowohl im forensischen, kriminalistischen und sicherheitstechnischen Kontext. Teilweise wird sie auch zur Verifikation oder Identifikation von natürlichen Personen verwendet. Normalerweise dient die computergestützte, technische Gesichtserkennung dazu, um die Zutrittskontrolle zu sicherheitsempfindlichen Zonen zu gewährleisten und effektiv nach Dubletten in Datenbanken suchen zu können. Simple Verfahren greifen auf eine zweidimensionale geometrische Vermessung gegebener Merkmale zurück. Abgesehen von dieser Methode, die beispielsweise in üblichen Kameras verwendet wird, gibt es auch die dreidimensionale Erfassung des Gesichts. Hierbei werden zusätzliche Informationen erfasst, was zur höheren Erkennungsgenauigkeit, einer besseren Posenunabhängigkeit und Überwachungssicherheit führt.

Verbesserte Überwachungstechnologie

In England wird derzeit ein Videoüberwachungssystem am Flughafen getestet, das menschliche Gesichter selbst dann identifizieren kann, wenn sie Brillen oder Bärte tragen. Das System stellt dreidimensionale Bilder her und gleicht sie sofort mit einer Datenbank ab, worin verdächtige Personen gespeichert sind. Entwickelt wurde die Software von Cambridge Neurodynamics, dem Hersteller, der auch Programme zur Identifizierung und Analyse von Fingerabdrücken geschrieben hat. Dank diesem Gesichtserkennungssystem soll es für Sicherheitsbeamte an Häfen und Flugplätzen einfacher werden, diejenigen Menschen zu verfolgen, die laut dem Programm große Ähnlichkeiten mit bekannten Kriminellen und Terroristen haben.

Dabei erfasst zunächst eine Videokamera zweidimensionale Bilder. Die Tiefe wird dem Gesicht durch einen anschließenden Laserscan verliehen, woraus schließlich ein virtuelles und dreidimensionales Gesichtsmodell entsteht. Obwohl sich 3D-Bilder auch aus zweidimensionalen Fotos erzeugen lassen, arbeitet das System zuverlässiger, wenn die gespeicherten Bilder bereits dreidimensional sind. Cambridge Neurodynamics möchte sich auch an Banken richten, bei denen mithilfe des Systems bestimmte Sicherheitsbereiche abgeriegelt werden könnten.

NEC auf der CeBIT

Im Jahr 2004 präsentierte der japanische Elektronikhersteller NEC eine Technologie zur 3D-Gesichtserkennung, wie sie schon teils bei der japanischen Polizei zum Einsatz kam. Auch hier generiert das System zweidimensionale Kamerabilder und stellt aus ihnen 3D-Modelle her. Zunächst erfassen vier separate Kameras sowohl die linke als auch die rechte Gesichtshälfte einer Person. Diese werden mit Längsstreifen versehen und anschließend maskenförmig modelliert, woraus das 3D-Modell erwächst. Mithilfe eines 3D-Viewers lassen sich Masken in drei unterschiedlichen Varianten darstellen: als Netzstrukturmodell, als polygone Daten oder als vollfarbiges Gesicht mit natürlichen Hauttönen. Obwohl das Unternehmen betont, in Deutschland gebe es nur eine 1:1-Erkennung, wirbt es in seinen Prospekten mit der 1: N-Erkennung. Mit ihr soll es möglich sein, von Überwachungskameras aufgenommene 2D-Gesichter mit einer 3D-Datenbank zu vergleichen. Auf diese Weise steigt die Wahrscheinlichkeit, ein 2D-Gesicht zu identifizieren, auf 96.5 Prozent. Das auf der CeBIT vorgestellte System wurde unter Zusammenarbeit mit der Bundesdruckerei bereits am Frankfurter Flughafen erfolgreich getestet.

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