Haben Sie sich jemals gefragt, wie die Fingerabdruckerkennung funktioniert? Wenn ja, sind Sie nicht allein. Diese scheinbar mysteriöse Technologie wird seit so vielen Jahren in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt, von der physischen Zugangskontrolle und der Strafverfolgung bis hin zu Gesundheits- und Finanzdienstleistungen.
Während die Fingerabdruckerkennung oft mit Sicherheit und biometrischer Authentifizierung in Verbindung gebracht wird, kann diese leistungsstarke Technologie auch dazu verwendet werden, Ihren Alltag auf viele andere Arten zu verbessern. Von der Entsperrung von Telefonen und der Automatisierung von Aufgaben bis hin zur Unterstützung bei der effektiveren Verwaltung von Informationen kann die Fingerabdruckerkennung Ihr Leben auf unzählige Arten vereinfachen.
Personen, die die Fingerabdruckerkennung verwenden, haben möglicherweise Schwierigkeiten zu verstehen, wie die Technologie funktioniert. Vielen Menschen ist möglicherweise nicht bewusst, dass die Fingerabdruckerkennung ein ausgeklügeltes System ist, das aus mehreren verschiedenen Komponenten wie Fingerabdruckscannern (oder Fingerabdrucklesern) und Algorithmen besteht, die jeweils eine wichtige Rolle bei der Identifizierung einer Person anhand ihres einzigartigen Fingerabdrucks spielen.
Wenn Sie mehr über die Fingerabdruckerkennung und ihre Vorteile erfahren möchten, lesen Sie weiter, um die Geheimnisse hinter dieser leistungsstarken Technologie zu entdecken. Sie werden es nicht bereuen!
Was ist Fingerabdruckerkennung?
Die Fingerabdruckerkennung stellt ein biometrisches, auf Fingerabdrücken basierendes Identifikationssystem dar, mit dem eine Person anhand ihres Fingerabdrucks automatisch identifiziert werden kann.
Zu diesem Zweck werden viele verschiedene Fingerabdruckerkennungstechnologien verwendet, von denen jede dafür ausgelegt ist, Fingerabdruckdaten unterschiedlich zu erfassen. Einige biometrische Fingerabdruckerkennungssysteme verwenden kapazitive-, während andere optische, Ultraschall- oder Thermalbild -Technologie verwenden. Darüber hinaus verlangen einige Fingerabdruckerkennungssysteme, dass der Fingerabdruck über einen Fingerabdruckscanner gezogen wird, während andere einfach den Fingerabdruck scannen.
Trotz der Unterschiede in den Fingerabdruckerkennungstechnologien basieren alle Fingerabdruckerkennungssysteme auf den gleichen Grundprinzipien des Fingerabdruckabgleichs. Diese Technologie besteht aus mehreren verschiedenen Komponenten, darunter Fingerabdruckscanner und Fingerabdruckalgorithmen, die zusammenarbeiten, um Fingerabdruckmuster zu analysieren und bestimmte Personen zu identifizieren.
Diese Technologie verwendet Fingerabdruckerfassungsgeräte wie Fingerabdruckscanner, um Fingerabdruckbilder und Fingerabdruckmerkmale zu erhalten. Die Fingerabdruck-Abgleichalgorithmen analysieren die Fingerabdruckdaten auf bestimmte Fingerabdruckmerkmale wie Minuzienpunkte und Gratmuster, um herauszufinden, ob der Fingerabdruck zu einer bestimmten Person gehört.
Während die Fingerabdruckerkennung ursprünglich für Sicherheitsanwendungen entwickelt wurde, wird sie heute in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt, von mobilen Geräten, PC-Sicherheit und Zugangskontrolle bis hin zu Regierungsdiensten, Gesundheitssystemen, Banksystemen und mehr.
Geschichte: Den Weg der Fingerabdruckerkennung verfolgen
Die Fingerabdruckerkennungstechnologie gibt es seit Jahrhunderten, und ihre Verwendung in biometrischen, auf Fingerabdrücken basierenden Identifikationssystemen lässt sich bis ins späte 19. Jahrhundert zurückverfolgen.
Sir William James Herschelz entzündete die Flamme im Jahr 1858, als er damit begann, Fingerabdrücke von indischen Arbeitern in Bengalen zu nehmen, um jede Form falscher Dokumente zu verhindern. Später Dr. Henry Faulds, der 1880 Forschungsarbeiten zu diesem Thema veröffentlichte – was zu einem breiteren Wissen und einer breiteren Akzeptanz der Fingerabdruckerkennungstechnologie führte. Sir Francis Galton ging noch einen Schritt weiter und führte umfangreiche Studien durch, die mit der Veröffentlichung des Buches „Fingerabdrücke“ im Jahr 1892 gipfelten.
Juan Vucetich, ein Polizist aus Argentinien, leistete 1891 Pionierarbeit für das Fingerabdruck-Klassifizierungssystem, das noch heute in spanischsprachigen Ländern verwendet wird. Darüber hinaus schuf Sir Edward Richard Henry das „Henry-System“ zur Fingerabdruckerkennung, das später von Scotland Yard übernommen wurde und nun von vielen anderen Strafverfolgungsbehörden in allen englischsprachigen Ländern übernommen wird. Diese beiden revolutionären Systeme, die für strafrechtliche Ermittlungen verwendet werden, bilden die Grundlage für die moderne Fingerabdruck-Identifikationstechnologie.
Im 20. Jahrhundert entwickelte sich die Fingerabdruckerkennungstechnologie weiter und gewann in der Sicherheitsbranche an Bedeutung. Als Fingerabdruckerkennungssysteme für Strafverfolgungs- und Strafjustizzwecke entwickelt wurden, wurden Fingerabdruckbeweise weithin als Fingerabdruckidentifikationstechnik verwendet.
In den 1970er Jahren wurde die Fingerabdruckerkennung für die Verwendung auf Computern und Fingerabdruckscannern angepasst. Dies führte zur Entwicklung von Fingerabdruckerkennungsalgorithmen und Fingerabdrucklesern, die für die automatische Fingerabdruckerkennung in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet werden könnten.
Das FBI erstellte in dieser Zeit mehrere Fingerabdruckdatenbanken und erhöhte damit auch die Leistung der Fingerabdruckerkennung der Strafverfolgungsbehörden. Die Systeme wurden bei der Datenverarbeitung genauer und effizienter. Eine solche Datenbank ist das 1999 entwickelte Integrated Automated Fingerprint Identification System (IAFIS), jetzt bekannt als Next-Generation Identification (NGI), das derzeit über 57 Millionen Datensätze im Zivilarchiv hat und die Strafverfolgungsbehörden immer noch bei der Identifizierung von Übereinstimmungen und der Lösung unterstützt Straftaten im Zusammenhang mit Fingerabdrücken.
Im 21. Jahrhundert ist die Fingerabdruckerkennung zu einem wesentlichen Bestandteil vieler verschiedener Anwendungen geworden, einschließlich mobiler Fingerabdruckerkennungssysteme und fingerabdruckbasierter Zugangskontrolle. Darüber hinaus wird die Technologie auch in Banken- und Gesundheitssystemen immer häufiger eingesetzt und trägt dazu bei, sensible Aufzeichnungen zu sichern und die Patientensicherheit zu gewährleisten.
Während die Fingerabdruckerkennung in diesen Anwendungen viele Vorteile bietet, sind auch bestimmte Herausforderungen zu bewältigen, wie z. B. die Übermittlung falscher Fingerabdrücke, die die Genauigkeit des Fingerabdruckabgleichs beeinträchtigen und auf Fingerabdrücken basierende Sicherheitsmaßnahmen beeinträchtigen können. Die Fingerabdruckerkennungstechnologie entwickelt sich jedoch weiter und wird im Laufe der Zeit immer effizienter, was die Fingerabdruckerkennung heute zu einer der zuverlässigsten und genauesten Formen der biometrischen Authentifizierung macht.
Schlüsselkomponenten der Fingerabdruckerkennungs-Systeme
Fingerabdruckerkennungssysteme bestehen aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um Fingerabdruckdaten zu analysieren und Personen zu identifizieren. Diese beinhalten:
- Geräte zur Erfassung von Fingerabdrücken, die Fingerabdrücke von Personen scannen
- Fingerabdruckalgorithmen, die die gesammelten Fingerabdrücke verarbeiten und mit einer Datenbank vergleichen
- Fingerabdruckdatenbanken, die alle Informationen über erfasste Fingerabdrücke speichern
Im Folgenden werden wir uns mit den inneren Abläufen der Fingerabdruckerkennung befassen, indem wir spezifische Informationen zu jeder dieser Komponenten bereitstellen.
Fingerabdruckerfassungsgeräte:
Auch als Fingerabdruckscanner oder Fingerabdruckleser bekannt, sind die physischen Komponenten, die den Fingerabdruck einer Person scannen und Fingerabdruckmerkmale extrahieren, wie z. Ein Fingerabdruckerfassungsgerät besteht aus einem Fingerabdrucksensor, der die Papillarlinien an den Fingerspitzen einer Person abtastet. Der CMOS- oder CCD-Bildsensor im Fingerabdruck-Erfassungsgerät wandelt die Papillarlinien und Poren an den Fingerspitzen einer Person in digitale Daten um, die dann zur Analyse an die Fingerabdruck-Abgleichsoftware gesendet werden.
Diese Fingerabdruckerfassungsgeräte können eine Vielzahl unterschiedlicher Fingerabdruckerfassungstechnologien verwenden, um Fingerabdruckbilder zu erfassen, einschließlich kapazitiver, optischer, Ultraschall- und Thermalbild-Fingerabdrucksensoren. Diese Typen werden in verschiedenen Fingerabdruckerkennungssystemen verwendet, abhängig von den Fingerabdruckerfassungsbedingungen und den Anforderungen an das Fingerabdruckbild.
Die Fingerabdruck-Algorithmen:
Die Fingerabdruckalgorithmen sind Softwareprogramme, die Fingerabdruckdaten verarbeiten und Fingerabdruckeinzelpunkte und Fingerabdruckmuster vergleichen, um Personen zu identifizieren. Diese Fingerabdruckalgorithmen analysieren Fingerabdruckmerkmale, wie z. B. Fingerabdruckminuzienpunkte, Fingerabdruckrippen und Fingerabdruckmuster, um einen Fingerabdruckabgleich durchzuführen.
Es gibt mehrere Arten von Fingerabdruckalgorithmen, die bei der Fingerabdruckerkennung verwendet werden, von denen jeder darauf ausgelegt ist, Fingerabdruckdaten auf unterschiedliche Weise zu analysieren oder zu verbessern, wie z. B. die Extraktion von Fingerabdrücken, die Verbesserung von Fingerabdrücken und den Abgleich von Fingerabdrücken.
Fingerabdruckdatenbanken:
Fingerabdruckdatenbanken sind zentrale Aufbewahrungsorte digitaler Fingerabdruckdaten, in denen Fingerabdruckinformationen über Personen wie Minuzien und Fingerabdruckmuster sowie andere identifizierende Informationen wie Namen und Geburtsdaten gespeichert werden.
Das Integrated Automated Fingerprint Identification System (IAFIS) des FBI, später bekannt als Next Generation Identification (NGI)-System, ist eine renommierte Fingerabdruckdatenbank, die von Strafverfolgungsbehörden zur Identifizierung von Verdächtigen, zur Suche nach vermissten Personen und zur Aufklärung von Verbrechen verwendet wird.
Wie funktioniert die Fingerabdruckerkennung?
Der Fingerabdruckerkennungsprozess umfasst drei Hauptkomponenten:
den Fingerabdrucksensor, die Fingerabdruckerkennungssoftware einschließlich Fingerabdruckalgorithmen, Bildverbesserungsalgorithmen, Fingerabdruckabgleichalgorithmen usw. und die Fingerabdruckdatenbank.
Der Fingerabdrucksensor wird zum Scannen des Fingerabdrucks verwendet, und das erfasste Fingerabdruckbild wird dann von den Algorithmen verarbeitet und analysiert, um festzustellen, ob der Fingerabdruck zu einer bestimmten Person gehört. Die Fingerabdruckdatenbank speichert Fingerabdruckaufzeichnungen zum Vergleich mit dem gescannten Fingerabdruck.
Die Fingerabdruckerkennung umfasst fünf Schritte, darunter das Scannen von Fingerabdrücken, das Extrahieren von Fingerabdruckmerkmalen, das Erstellen von Vorlagen, das Abgleichen von Fingerabdrücken und das Auswerten der Ergebnisse des Abgleichs von Fingerabdrücken:
1) Scannen von Fingerabdrücken:
Der erste Schritt, das Scannen von Fingerabdrücken, beinhaltet das Erfassen von Fingerabdruckbildern für die spätere Verwendung. Dies kann mit Fingerabdruckscannern oder Fingerabdrucklesern erreicht werden, die die Fingerspitzen scannen und Fingerabdruckdaten erfassen. Diese Scanner und Lesegeräte sind in einer Vielzahl von Ausführungen erhältlich, darunter optische, kapazitive, Ultraschall- und thermische Modelle. Um die Fingerabdruck-Biometrie zu erhalten, scannt der Scanner über einen Sensor, die Oberfläche des Finger, welcher auf dem Sensor platziert worden ist. Der Scanvorgang kann auf verschiedene Arten erfolgen, z. B. durch Ziehen des Fingerabdrucks über einen Fingerabdruckscanner oder durch direktes Berühren des Fingerabdruckscanners.
2) Bildqualitätsprüfung des Fingerabdrucks:
Nach dem Scannen des Fingerabdrucks wird das erfasste Bild analysiert, um Inkonsistenzen oder Fehler im Fingerabdruck zu identifizieren und zu entfernen, die zu einem ungenauen Abgleich des Fingerabdrucks führen könnten. Die Bildprüfung ist wichtig, da Fingerabdruckmerkmale wie Linien und Muster häufig durch Faktoren wie schlechte Beleuchtung, Schmutz auf der Oberfläche des Fingerabdruckscanners, Alterung des Fingerabdrucks usw. verzerrt werden. Der Bildqualitätsprüfprozess verwendet Fingerabdruckbildqualitätsalgorithmen, um sicherzustellen, dass die Fingerabdruckbilder von hoher Qualität und für den Fingerabdruckabgleich geeignet sind. Der NIST (National Institute of Standards and Technology) NFIQ (NIST Fingerprint Image Quality) Score, der vom NIST (National Institute of Standards and Technology) entwickelt wurde, wird häufig für die Qualitätskontrolle von Fingerabdrücken verwendet. Es ist eine Skala von 1 bis 10, wobei höhere Punktzahlen bessere Fingerabdruckbilder anzeigen.
Der Qualitätsprüfungsprozess hilft zu sehen, ob Dinge wie Ausrichtung, Verzerrung, Rauscheigenschaften (wie Gaussian und Speckle) und Schieflage eines Fingerabdrucks innerhalb akzeptabler Bereiche liegen. Wenn diese Fingerabdruckqualitätsmetriken den Qualitätsschwellenwert nicht erreichen, werden die Fingerabdruckbilder von den Fingerabdruckerkennungssystemen zurückgewiesen. Meistens erhält der Benutzer Feedback und kann es erneut versuchen.
3) Extraktion von Fingerabdruckmerkmalen:
Sobald das Fingerabdruckbild durch den Fingerabdruckscanner erfasst wurde, werden Algorithmen zur Extraktion von Fingerabdrücken verwendet, um Fingerabdruckmerkmale aus dem erfassten Fingerabdruckbild zu analysieren und zu extrahieren. Die Fingerabdruckmerkmale umfassen Minuzienpunkte (wie Fingerabdruckrippen, Verzweigungen und Ausläufer) und Fingerabdrucksegmente, die verwendet werden, um das Fingerabdruckmuster darzustellen. Diese extrahierten Fingerabdruckmerkmale werden verwendet, um zu überprüfen, ob das Fingerabdruckbild zu einer bestimmten Person in der Fingerabdruckdatenbank gehört.
4) Vorlagenerstellung:
Die extrahierten Fingerabdruckmerkmale werden dann verwendet, um eine Fingerabdruckvorlage zu erstellen, die auch als Minuziendaten bekannt ist, die eine Fingerabdruckdarstellung ist, die für eine weitere Fingerabdruckidentifikation und -verifizierung verwendet werden kann. Wenn Sie sich bei einem Fingerabdruckerkennungssystem anmelden, wird diese Fingerabdruckvorlage in der Datenbank gespeichert.
Die Fingerabdruckvorlage kann in mehreren Dateiformaten erstellt und gespeichert werden, die mit Fingerabdruckerkennungssystemen kompatibel sind, darunter das ANSI-Fingerabdruck-Datenaustauschformat und das ISO-Fingerabdruck-Dateiformat. Ein Vorteil von Fingerabdruckvorlagen besteht darin, dass sie effizient gespeichert werden können und viel weniger Speicherplatz benötigen als Fingerabdruckbilder. Ein weiterer Vorteil von Fingerabdruckvorlagen ist ihre einfache Übertragung auf andere Fingerabdruckerkennungssysteme.
5) Fingerabdruckabgleich:
Sobald Fingerabdruckvorlagen erstellt wurden, können sie verwendet werden, um Fingerabdrücke abzugleichen, um die Identität einer Person zu überprüfen oder zu identifizieren. Wenn in diesem Schritt jemand einen Fingerabdruckscan an das Fingerabdruckerkennungssystem zur Verifizierung/Identifizierung übermittelt, um auf Dienste zuzugreifen, werden Fingerabdruckabgleichalgorithmen verwendet, um diesen Fingerabdruck mit Fingerabdruckvorlagen in der Datenbank zu vergleichen. Es sind zahlreiche Fingerabdruck-Abgleichalgorithmen verfügbar, einschließlich Fingerabdruck-Minuzien-basierter Abgleich, Fingerabdruck-Kamm-basierter Abgleich, Fingerabdruck-Muster-basierter Abgleich, Fingerabdruck-Vorlagen-Abgleich, Fingerabdruckbild-Abgleich und so weiter.
Der Fingerabdruckabgleich erfolgt häufig unter Verwendung von Punktabständen von Fingerabdruckmerkmalen, bei denen es sich um die Fingerabdruckmerkmale handelt, die aus dem Fingerabdruckbild und den Fingerabdruckvorlagen extrahiert wurden. Der Fingerabdruckabgleichsalgorithmus berechnet die Abstände zwischen Fingerabdruckmerkmalen sowohl aus Fingerabdruckbildern als auch aus Fingerabdruckvorlagen und gleicht dann zwei Fingerabdrücke basierend auf diesen Fingerabdruckmerkmalspunktabständen ab.
6) Entscheidungsfindung:
Sobald der Fingerabdruckabgleich erfolgt ist, trifft das Fingerabdruckerkennungssystem eine Fingerabdruckidentifikationsentscheidung basierend darauf, ob Fingerabdruckvorlagen übereinstimmen und wenn ja, wie hoch die Übereinstimmungspunktzahl ist. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, wird bestimmt, dass die Person, die ihren Fingerabdruck gescannt hat, mit einem der in der Fingerabdruckdatenbank gespeicherten Fingerabdruckaufzeichnungen übereinstimmt. Diese Fingerabdruck-Identifikationsentscheidung kann verwendet werden, um Fingerabdruck-basierte Zugriffsanfragen zu gewähren oder abzulehnen, Fingerabdruck-basierte Transaktionen zu genehmigen und Türen zu öffnen.
Was sind die Anwendungen der Fingerabdruck Erkennung?
Die Fingerabdruckerkennung ist eine biometrische Technologie, die ein breites Anwendungsspektrum in Bereichen wie Gebäude Zugangskontrolle, Regierungsdiensten, Strafverfolgung, Banken, Gesundheitswesen und vielen anderen hat. Einer der Hauptvorteile der Fingerabdruckerkennung besteht darin, dass sie eine bequeme und sichere Möglichkeit bietet, die Identität einer Person zu authentifizieren. Im Gegensatz zu Passwörtern und PINs erfordert die Fingerabdruckerkennung nicht, dass Benutzer sich Informationen merken oder eingeben, wodurch das Risiko von Sicherheitsverletzungen aufgrund eines Passwort- oder PIN-Diebstahls eliminiert wird.
Darüber hinaus ermöglichen kleine und kompakte Fingerabdruckmodulsensoren den weit verbreiteten Einsatz der Fingerabdruckerkennung auf einer Vielzahl von Geräten und Systemen, von PCs und Mobiltelefonen bis hin zu Geldautomaten. Dies bedeutet, dass die Fingerabdruckerkennung eine leistungsstarke und flexible Technologie ist, die von Unternehmen jeder Größe und in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden kann.
Einige wichtige Anwendungen der Fingerabdruckerkennung sind:
Gebäude Zugangskontrollsysteme
Zugangskontrollsysteme verwenden die Fingerabdruckerkennung, um den Zugang zu Gebäuden, Einrichtungen und anderen eingeschränkten Bereichen zu gewähren oder zu verweigern.
Regierungsdienstleistungen
Regierungsdienste wie Passüberprüfung, Einwanderungskontrolle und Wählerregistrierung. Das Aadhaar-Fingerabdruck-Überprüfungssystem in Indien, das über einer Milliarde Inder Fingerabdrücke zugewiesen hat, ist ein prominentes Beispiel für die Fingerabdruckerkennung in Regierungsdiensten.
Anwendungen der Strafverfolgung
Wie forensische Analysen, Identifizierung von Verdächtigen und Ermittlungen am Tatort.
Bank- und Finanzdienstleistungen
Wie Geldautomatentransaktionen, Kontoauthentifizierung und Kreditkartenautorisierung.
Anwendungen im Gesundheitswesen
Wie Patientenidentifikation und Medikamenten-/Medikamentenverfolgung- und überwachung.
Andere Anwendungen
Beispielsweise das Entsperren von Smartphones, die Authentifizierung digitaler Dokumente und der Schutz von Computersystemen vor unbefugtem Zugriff.
Zusammenfassung
Die Fingerabdruckerkennung ist eine leistungsstarke und vielseitige Technologie, die in einer Vielzahl von Branchen Anwendung findet. Ganz gleich, ob Sie den Zugang zu Ihrem Gebäude kontrollieren, die Identität von Wählern und Einwanderern überprüfen oder Ihre Computersysteme vor unbefugtem Zugriff schützen möchten, die Fingerabdruckerkennung kann Ihnen dabei helfen, Ihre Ziele zu erreichen. Mit ihrer Kombination aus Genauigkeit, Komfort und Sicherheit ist die Fingerabdruckerkennung ein unverzichtbares Werkzeug für Unternehmen und Organisationen aller Art. Wenn Sie also Ihre Sicherheit und Effizienz verbessern möchten, zögern Sie nicht, die Fingerabdruckerkennung als Lösung zu prüfen.
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