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Diese
Erfindung betrifft Identifizierungskartensysteme, ein selbstprüfendes Identifizierungskartensystem
und ein Verfahren zum Überprüfen einer Identifizierungskarte,
wie in den unabhängigen
Ansprüchen
1 bzw. 5 dargelegt.
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Die
Verwendung von Identifizierungskarten weitet sich aus bei Handelsgeschäften, wie
z.B. dem Einsatz von Scheckkarten und Kreditkarten, Sicherheitsanwendungen,
um Zutritt zu Geschäftsräumen zu
erlangen, Zulassungen verschiedener Art und Pässen, welche als eine der ersten
Anwendungen einer Identifizierungskarte angesehen werden können.
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In
der Struktur enthalten die Karten gewöhnlich eine Fotografie einer
Person. Seit kurzem werden manchmal zusätzliche Merkmale, wie z.B.
eine Signatur, ein Fingerabdruck oder das Abbild der Netzhaut der
Person, hinzugefügt.
Jedes davon ist ein Merkmal, welches für einen jeden Menschen einmalig
ist, und ihre Addition spiegelt Versuche wider, die Wahrscheinlichkeit
für gefälschte Identifizierungskarten
zu verringern. Da in diese Karten ein größeres Vertrauen gesetzt wurde,
hat sich auch ihr Wert für nichtautorisierte
Benutzer und für
nichtautorisierte Lieferanten von falschen Identifizierungskarten
beträchtlich
vergrößert. Fälscher besorgen
sich routinemäßig Blankopässe und
-führerscheine
oder stellen sie her und bringen für eine geringe Gebühr eine
Fotografie an.
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Mit
der zunehmenden Anzahl und Vielfalt von Identifizierungskarten wurden
automatische Verfahren zu ihrer Herstellung entwickelt. In der US-Patentschrift
4,999,065 von Wilfert wird ein Verfahren zur Überführung eines Videobildes einer
Person, einer Signatur oder eines Fingerabdrucks in eine digitale
Form, wobei Daten von einem Eingabegerät hinzugefügt werden, sowie zum Laserdrucken
des Verbundes beschrieben.
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In
der US-Patentschrift 5,157,424 von Craven u.a. wird ein Verfahren
zum Einkopieren einer Signatur in ein Porträt dargelegt, wobei die Signatur
in der Größe skaliert
ist und in einem Farbton gedruckt wird, der umgekehrt zu dem des
Porträts
ist. So würde
die Signatur weiß erscheinen,
wenn sie über dunklem
Haar angebracht wird. Das ist ein Beispiel für eine Karte, welche sich schwerer
fälschen
lässt.
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In
der US-Patentschrift 4,737,859 von VanDaele wird ein Zweistufen-Aufzeichnungsgerät dargestellt,
welches eine zusammengesetzte Halbtonaufzeichnung erzeugt, in der
Bilder von unterschiedlichen Gegenständen visuell ununterscheidbar verbleiben.
Digitale Informationen von den beiden Bildern werden einem EXOR-Gatter
zugeführt,
welches eine Druckmaschine treibt, um einen Verbund aus einem Porträt und einem
Strichgebilde zu erzeugen. Das ist ganz ähnlich zu dem vorhergehenden Patent.
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In
der US-Patentschrift 5,321,751 von Ray u.a. wird ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Kreditkartenprüfung beschrieben, wobei eine
Anwendung der Karte mit einem Bild verbunden ist. Die Bildinformationen
werden in ein digitales Bild umgewandelt, welches zentral oder an
dem Ort eines Geschäftsvorganges
gespeichert wird. Das digitale Bild wird auch in einem Medium ähnlich zu
einem in vielen Karten verwendeten Magnetstreifen oder in einem
elektronischen Speichersystem, wie z.B. in „Chipkarten", gespeichert. Am
Verkaufsort wird das Digitalbild der vorlegenden Person in eine
Bildschirmanzeige umgewandelt. Die Kartenverwaltungsagentur erhält auch
eine Prüfanforderung
zusammen mit einem durch die vorlegende Person bereitgestellten
Identifizierungskode, welcher einen Algorithmus auswählt, um
die gespeicherten digitalen Informationen in eine Bildanzeige zu überführen. In
dieser Erfindung ist die Fotografie nicht auf der Karte.
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In
US-A-4,179,686 wird ein System zum Überprüfen der Echtheit von Identifizierungspapieren beschrieben,
wobei die typischen Bildparameter des Bildes einer zu identifizierenden
Person bestimmt werden, wie sie auf dem Identifizierungsmedium reproduziert
oder verwendet und im Speicher gespeichert werden. Dann wird die
Papierechtheit in einem geeigneten Gerät überprüft, welches die Bildparameter
auf dem Papier wieder ermittelt und die so wieder ermittelten Parameter
mit den zuvor gespeicherten vergleicht, wobei bei Abschluss des
Vergleichs ein Signal für
eine positive oder negative Überprüfung ausgegeben
wird. Zusätzlich
wird ein zum Bild gehörender
Kode auf demselben Identifizierungsmedium reproduziert oder angebracht
sowie auch hinsichtlich der Echtheit überprüft, und das dient als eine
nochmalige Überprüfung des
rechtmäßigen Inhabers
des Mediums. Der Anspruch 1 ist gegen diesen technischen Stand abgegrenzt.
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In
WO 94/19770 wird ein Personenidentifizierungsinstrument beschrieben,
das aus einem Substrat besteht und das auf dem Substrat eine Fotografie
und/oder eine persönliche
Signatur, persönliche
Informationen, die sich auf den rechtmäßigen Inhaber des Instruments
beziehen, und einen durch das Instrument mitgeführten verschlüsselten
maschinenlesbaren Sicherheitskode enthält. Der Kode besteht aus einer
Kombination von digitalisierten Personeninformationen und einem
digitalisierten Deskriptor der Fotografie und/oder der persönlichen
Signatur.
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Die
Patentschrift FR-A-2 534 712 betrifft die Zertifizierung von Informationsmedien.
Sie betrifft ein Verfahren zur Zertifizierung von Informationen,
bei welchem die auf Karten mitgeführten Daten in einen Kode transformiert
werden, welcher mit beliebigen Daten, die auch auf einer Karte mitgeführt werden,
an eine Zentraldatei übermittelt
wird. Die letztere vergleicht das Beliebigkode-Datenpaar mit allen
Paaren, welche sie enthält,
und zeigt die An- oder Abwesenheit eines solchen Paares an. Ist
ein solches Paar nicht vorhanden, dann ist das Informationsmedium entweder
fehlerhaft oder gefälscht
oder nachgemacht. Anwendung auf die Zertifizierung von Personalausweisen.
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In
US-A-5 241 600 wird ein Prüfsystem
zum Prüfen
der autorisierten Verwendung einer Kredit- oder Bankkarte oder einer
anderen Identifizierungskarte offengelegt. Das Prüfsystem
macht von einem Bild Gebrauch, das auf einer Karte aufgeprägt oder aufgeschichtet
ist, sowie von Informationen, die auf einem Magnetstreifen oder
einer anderen Speichereinrichtung gespeichert sind, die auf die
Karte als Schicht aufgebracht oder anderweitig befestigt ist. Die
auf der Karte gespeicherten Informationen betreffen das auf der
Karte aufgeprägte
Bild. Ein Kartenleser liest das Bild und erzeugt eine Information, die
das Bild festlegt. Zusätzlich
liest der Kartenleser die Information und vergleicht sie mit der
Bildsignatur, um zu bestimmen, ob sie übereinstimmen. Eine weitere
Verwendung der Karte kann auf dem Grad des Vergleichs zwischen der
von der Karte gelesenen Information und der Bildsignatur aufbauen.
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Es
gibt einen Bedarf an einem Identifizierungskartenprüfsystem,
welches Daten von einer breiten Auswahl von Scannern akzeptiert.
Das System und der Prüfprozess
müssen
auch robust sein, so dass die Überprüfung unempfindlich
gegenüber Rauschen
ist, das durch Unvollkommenheiten oder Staub auf der Karte hervorgerufen
wird. Insbesondere sollten sie widerstandsfähig gegenüber beliebigen Versuchen zur
Manipulierung oder Fälschung
sein.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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System
und Verfahren entsprechend der Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein selbstprüfendes Identifizierungskartensystem
sowie seinen Einsatz und insbesondere ein System, das Informationen
trägt,
welche verwendet werden um zu prüfen, dass
keine Veränderungen
der Karte vorgenommen wurden. Die Prüfung kann am Ort eines Geschäftsvorganges
oder durch Bezug auf eine zentrale Datenbank erfolgen.
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Die
Identifizierungskarte enthält
einen Bildbereich, welcher üblicherweise
ein fotografisches Porträt
der Person enthält.
Es können
jedoch auch andere Merkmale, die für diese Person einmalig sind, verwendet
werden, wie z.B. ein Fingerabdruck, eine Signatur oder ein Netzhautabbild
der Person oder eine beliebige Kombination daraus. Die Karte enthält auch
eine Bildsignatur, welche aus optischen Werten hergestellt wird,
die aus oder an ausgewählten
Bezugspunkten im Bildbereich abgetastet werden. Die Werte können aus
Grauwerten oder Farbe entnommen werden, oder sie können aus
einer mathematischen Transformation, wie z.B. einer Fourier-Transformation, erhalten
werden. Die Karte enthält
somit Informationen über
sich selbst, welche anzeigen, ob Versuche unternommen wurden, das
Bild im Bildbereich zu ersetzen. Für einen rauschfreien und robusten
Betrieb werden etliche optische Werte in einem Cluster um jeden
Bezugspunkt herum bestimmt und gemittelt. Zur Anpassung an Abweichungen
in den handelsüblichen
Scannern, welche den optischen Wert lesen, wird eine funktionale
Beziehung des optischen Werts um einen Bezugspunkt herum zu anderen
optischen Werten an Bezugspunkten in der Nähe des ersteren verwendet,
um die Bildsignatur zu erzeugen, welche auf der Karte bereitgestellt
wird.
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Auf
der oben beschriebenen Identifizierungskarte kann ein Registrierungsmerkmal
vorgesehen sein, welches Informationen hinsichtlich der Orientierung
der Karte im Scanner bereitstellt. Die Lage des Registrierungsmerkmals
oder andere Vermerke auf der Karte können auch Informationen über die
Auswahl einer mathematischen Überführungsfunktion liefern,
welche verwendet werden kann, um die Informationen zu den optischen
Werten in ein kodiertes Format der Informationen auf der Karte zu übersetzen.
Die mathematische Übersetzungsfunktion
kann enthalten: ein Verschlüsselungsschema,
ein Einweg-Hash, einen Verdichtungsalgorithmus oder eine Wahrheitswertetafel,
die einzeln oder in Kombination verwendet werden. Diese Funktionen
sind vom dem Stand der Rechentechnik her wohlbekannt.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet ein selbstprüfendes Identifizierungskartensystem
eine Karte mit einem Bildbereich und einem Bildsignaturbereich,
die beide durch Hilfsmittel zum Scannen der Informationen auf der
Karte lesbar sind, und einen mit dem Scanner verbundenen Rechner, welcher
die Informationen zu den optischen Werten auf der vorgelegten Karte
mit den in der Bildsignatur aufgezeichneten Informationen vergleicht
und anzeigt, ob diese Daten übereinstimmen.
Die Bildsignatur wird mathematisch übersetzt, so dass ein Fälscher eine
gefälschte
Fotografie nicht kodieren kann, weil er nicht über den geheimen Schlüssel verfügt, der
für die Übersetzung
benötigt
wird. Der Rechner kann auch mit einer Datenbank verbunden sein,
welche Informationen mit dem Rechner austauscht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung verbindet ein Netz Scanner und einen Rechner mit einer
Datenbank, welche Bildsignaturen enthält. Durch einen Scanner werden
optische Werte aus der Identifizierungskarte gelesen, dem Computer übermittelt,
welcher eine Bildsignatur berechnet und sie mit der Bildsignatur
in der Datenbank vergleicht, die der Karte zugeordnet ist. Die Bildsignatur
kann wie bisher zur Sicherheit mathematisch transformiert werden.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
wird ein selbstprüfendes
Identifizierungskartensystem beschrieben, in dem das Bild und eine
erste Bildsignatur von der Identifizierungskarte gescannt werden. Ein
Rechner ist eingerichtet zum Vergleich der ersten Bildsignatur mit
einer zweiten, welche er aus den optischen Werten berechnet, die
von der Karte gelesen wurden. Der Rechner ist auch mit einer Datenbank verbunden,
welche eine dritte Bildsignatur enthält. Es wird ein Vergleich dieser
Bildsignaturen ausgeführt, und
die Ergebnisse werden auf Anzeigemittel übertragen. Die Bildsignaturen
können
in einem mathematisch transformierten Format vorliegen, und die Auswahl
des Formats kann aus Vermerken auf der Karte ermittelt werden.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren beschrieben, welche die oben definierte
Identifizierungskarte verwendet, um die Gültigkeit der Karte zu überprüfen. Digitale
Informationen, unter Einschluss von optischen Werten, Bezugsmerkmalen
und einer ersten Bildsignatur, werden durch einen Scanner gelesen.
Eine zweite Bildsignatur wird aus den optischen Werten berechnet
und mit der ersten Bildsignatur verglichen. Eine erfolgreiche Übereinstimmung
wird angezeigt. Alphanumerische oder Strichkode-Informationen können auch
von der Karte gelesen und mit der Bildsignatur verglichen werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird eine Bildsignatur aus optischen Werten berechnet, die aus dem
Bildbereich der Karte gelesen werden, und es wird ein Vergleich
mit einer Bildsignatur ausgeführt, die
in einer Datenbank gespeichert ist. Alphanumerische oder Strichkode-Informationen
können
auch von der Karte gelesen und mit der Bildsignatur verglichen werden.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
werden optische Werte und eine erste Bildsignatur von der Identifizierungskarte
gelesen, eine zweite Bildsignatur wird aus den optischen Werten
berechnet, ein Vergleich dieser Bildsignaturen wird ausgeführt, und das
Vorliegen einer Übereinstimmung
wird angezeigt. Eine der Karte zugeordnete dritte Bildsignatur wird
aus einer Datenbank abgefragt, und die erste und die dritte Bildsignatur
werden verglichen, und eine Übereinstimmung
wird angezeigt. Alphanumerische oder Strichkode-Informationen können auch von
der Karte gelesen und mit der Bildsignatur verglichen werden. Es
können
auch die Versuche, die zur Überprüfung der
Karte vorgenommen wurden, und die Geschäftsvorgänge, die nach der Überprüfung stattgefunden
haben, aufgezeichnet werden.
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Diese
und andere Merkmale und Vorzüge der
Erfindung werden bei Einsicht in die folgende ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den
beigefügten
Zeichnungen besser verständlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Vorderansicht einer selbstprüfenden Identifizierungskarte.
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1B zeigt
ein Koordinatensystem für
Bezugspunkte in einem Bereich der Karte.
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1C zeigt
einen Cluster von Pixeln, welche um einen Bezugspunkt herum abgetastet
werden.
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1D zeigt
Nächste-Nachbar-Bezugspunkte,
die einen Bezugspunkt umgeben.
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1E zeigt
eine andere Ausführungsform der
Identifizierungskarte.
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2 ist
ein Blockdiagramm von Komponenten für ein selbstprüfendes Identifizierungskartensystem.
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3 zeigt
ein Netz zum Überprüfen einer Identifizierungskarte.
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4 zeigt
ein Netz, das eine selbstprüfende
Identifizierungskarte verwendet.
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Die
Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1A ist
eine Vorrichtung 100 dargestellt, welche eine Identifizierungskarte
ist, die einen Bildbereich 30 aufweist, der einen Teil
der Karte einnimmt. Auf der Karte ist auch ein Bereich 50 vorgesehen,
der eine Bildsignatur 51 enthält. Der verbleibende Kartenbereich
kann zusammen mit irgendeinem staatlichen Siegel oder Firmenlogo
für einen
alphanumerischen Text verwendet werden, welcher den Aussteller,
den Typ sowie den Verwendungszweck der Karte beschreibt. Der Bildbereich
enthält
typischerweise ein Fotoporträt
einer Person, er könnte aber
auch einen Fingerabdruck, eine Signatur, das Abbild der Netzhaut
der Person oder eine beliebige Kombination daraus enthalten. Der
Bildbereich wird mathematisch in eine Matrix von Bezugspunkten unterteilt,
die deutlicher in 1B dargestellt sind. Die Matrix
ist aus Reihen von parallelen horizontalen und vertikalen Linien
aufgebaut, die in jeder Richtung mit 1, 2 usw. bezeichnet sind.
Der Schnittpunkt der ersten horizontalen und der ersten vertikalen
Linie legt den Bezugspunkt (1, 1) fest usw. Um die Karte vorzubereiten,
werden ein Bild eines Porträts,
eine Signatur, ein Fingerabdruck oder ein Netzhautabbild, die in dem
Bildbereich gedruckt werden sollen, durch Geräte gescannt, welche vom Stand
der Technik her gut bekannt sind, wie z.B. ein Hewlett-Packard Scanjet oder
Logi tech Scanner. Diese Geräte
können
sowohl die optischen Werte in dem Bildbereich als auch die Zeichen
oder den Strichkode in der Bildsignatur lesen. Eine typische Auflösung des
Scannens beträgt 300
Punkte pro Zoll (dpi), was auch typisch für die Ausgabe eines Laserdruckers
ist. Jeder dieser 300 dots wird als ein Pixel festgelegt. Der optische
Wert eines beliebigen gescannten Bildes wird an jedem Bezugspunkt
entnommen, und handelsübliche
Scanner liefern Grau- oder Farbwerte, die in beliebigen Einheiten
im Bereich von 0 bis 250 liegen. Um ein robusteres System bereitzustellen,
das weniger anfällig ist
gegenüber
Rauschen, welches hervorgerufen wird durch Staub oder Bläschen, die
auf der Karte auftreten können,
oder durch Rauschen in der Scanvorrichtung, kann eine Gruppe von
optischen Werten um jeden Bezugspunkt herum aufgenommen und die Werte
können
gemittelt werden, um den optischen Wert an dem Bezugspunkt darzustellen.
Ein solches Schema ist in 1C dargestellt,
wo eine 5 × 5-Gruppe
um den Bezugspunkt (2, 2) herum ausgewählt wurde. Für eine Auflösung von
300 dpi weist jeder der Punkte einen Durchmesser von etwa 0,0033 Zoll
auf. Der Bezugspunkt (2, 2) kann von seinen nächsten Nachbarn (1, 2), (2,
3), (3, 2) und (2, 1) durch 0,1 Zoll oder eine beliebige andere
Strecke getrennt sein, die durch den Algorithmus zur Auswahl der
Bezugspunkte bestimmt ist. In 1D sind
die nächsten
Nachbarn gekennzeichnet.
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Die
Erfahrung hat gezeigt, dass zur Anpassung an die unterschiedlichen
Verstärkungskenngrößen der
verschiedenen Druckermodelle ein Funktionszusammenhang, der den
optischen Wert an einem Bezugspunkt (oder seinen Mittelwert, der
aus einer Gruppe bestimmt wird, wie sie z.B. in 1C dargestellt
ist) im Vergleich zu anderen optischen Werten im Bildbereich beschreibt,
einen Wert bereitstellt, welcher ein zuverlässigerer und reproduzierbarer
Indikator des optischen Wertes am Bezugspunkt ist. Der Funktionszusammenhang
kann aus irgendeiner Wahrheitswertetafel abgeleitet werden, welche
den optischen Wert zu anderen im Bildbereich in Beziehung setzt.
Er kann auch das Verhältnis
des Wertes an einem Punkt zu anderen im Bildbereich sein. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird der optische Wert an einem Bezugspunkt in eine Dreistufenfunktion
quantifiziert, wobei die optischen Werte, die größer als, gleich oder kleiner
als die umgebenden optischen Werte sind, jeweils auf Werte „1", „0,5" bzw. „0" zurückgeführt werden.
Der Vorgang wird für
jeden Bezugspunkt wiederholt, und aus der Abfolge von Werten wird
die Bildsignatur erhalten, welche in Kombination mit beliebigen
vom Kartenaussteller gewünschten
Informationen auf der Karte aufgedruckt wird. Die Informationen
können
ferner den Karteninhaber beschreiben und Einzelheiten, wie z.B.
die Staatsbürgerschaft,
Unternehmenszulassungskodes, Gesundheitsprofile oder finanzielle
Details, hinzufügen.
Diese Informationen können
irgendwo auf der Karte in verschlüsselter Form vorliegen, aber in
einer bevorzugten Ausführungsform
sind sie in einem besonderen Bereich, wie z.B. dem Bereich 50, angeordnet.
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In 1E können die
Registrierungsmerkmale 40 zur Bestimmung von Orientierung,
Lage und Maßstab
der Karte verwendet werden, wie sie in einen handelsüblichen
Scanner eingelegt wird. Sie werden als runde Punkte mit einem Durchmesser von
ungefähr
0,1 Zoll dargestellt, welche durch den Algorithmus, der die digitalen
Informationen aus dem Scanner aussucht, leicht erkannt werden. Vorzugsweise
werden die Ausrichtungsmerkmale weit weg von irgendeiner Symmetrieachse
angeordnet, so dass die Orientierung der Karte unmissverständlich ist.
Andere Vermerke 41 und 42 können auch zur Karte hinzugefügt werden,
und ihre Länge
kann ein unterschiedliches Verschlüsselungsschema für jede Karte
anzeigen, um eine weitere Stufe der Sicherheit hinzuzufügen. Der
Umfang des Bildbereichs kann auch als ein Registrierungsmerkmal
dienen, um die Karte zu orientieren und zu skalieren, und ein beliebiges
alphanumerisches Zeichen auf der Karte, wie z.B. ein spezieller
Buchstabe im Namen einer Person, kann als ein Anzeiger einer speziellen
Verschlüsselungsfunktion
verwendet werden.
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Das
Ergebnis ist eine Karte, welche selbstprüfend ist, weil eine beliebige
Veränderung
des Bildes im Bildbereich nicht zu einer Übereinstimmung mit der Bildsignatur
führen
kann, die optische Werte aus dem Originalbild enthält. Durch
Verwenden des Mittelwertes der optischen Werte eines Clusters von Pixeln
um jeden Bezugspunkt herum, wird das Rauschen, das durch Staub oder
Unvollkommenheiten in der Karte oder im Scanner erzeugt wird, herabgesetzt,
um eine robustere und zuverlässigere Überprüfung zu
gewährleisten.
Durch Verwenden eines Funktionszusammenhanges zur Beschreibung des optischen
Wertes an einem Bezugspunkt im Vergleich mit anderen im Bildbereich
wird die Karte weniger empfindlich hinsichtlich der Kennwerte von handelsüblichen
Scannern.
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In 2 ist
ein System 200 dargestellt, das in Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung ist. Die oben beschriebene Identifizierungskarte 100 steckt
zum Teil in dem Scanhilfsmittel 210. Handelsübliche Scanner
arbeiten mit einem Rasterscannen eines jeden Pixels auf der Karte mit
Auflösungen,
welche von 100 dpi bis 600 dpi einstellbar sind. In dieser Anwendung
wird eine Auflösung
von 200 dpi bis 300 dpi bevorzugt. Das Scanhilfsmittel 210 könnte auch
ein für
diese Anwendung entwickelter Scanner sein, wobei nicht die gesamte Karte
mit einer hohen Auflösung
gescannt wird, sondern nur Bereiche um die Bezugspunkte, die Bildsignatur
und die Ausrichtungsmerkmale herum rechnergesteuert mit einer hohen
Auflösung
gescannt werden.
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Die
optischen Werte werden einem Rechenhilfsmittel 220 übermittelt,
das einen Algorithmus oder einen Satz von Algorithmen enthält, welche
den Mittelwert eines Clusters von Ablesungen um den Bezugspunkt
herum oder die Dreistufenfunktion des mittleren optischen Wertes
um den Bezugspunkt herum verglichen mit denselben Werten von nahegelegenen
Nachbarn bearbeiten. Das Rechenhilfsmittel 220 vergleicht
den jeweiligen optischen Wert, der einem jeden Bezugspunkt zugeordnet
ist, mit der Bildsignatur, die aus der Identifizierungskarte ausgelesen
wird. Wird eine Übereinstimmung
festgestellt, dann ist die Karte überprüft und der Rechner sendet ein
Signal an das Anzeigemittel 222, das eine Bildschirmanzeige,
ein einfaches Licht oder ein Ton sein kann. Auf die gleiche Weise
wird ein Ablehnungssignal ausgesendet, wenn keine Übereinstimmung
gefunden wird.
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Da
die Karte selbstprüfend
ist, benötigt
eine autonome Ausführungsform
der Erfindung nur eine Identifizierungskarte mit einem Bildbereich
und einer Bildsignatur, einen Scanner, der den optischen Wert aus
einer Grauskala oder einem Farbbild an mindestens einem Ort in dem
Bildbereich liest und der die Informationen in der Bildsignatur
liest, ein Rechenhilfsmittel, welches diese Daten vergleicht, und
ein Anzeigemittel, welches das Ergebnis anzeigt.
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Es
ist klar, dass eine oder mehrere autonome Ausführungsformen zu einem Netz
verbunden werden können,
das zusätzliche
Rechenhilfsmittel, Algorithmen und Datenbanken aufweist, welche
die Prüffunktionen
wie oben ausführen
können,
oder das eine zusätzliche Überprüfung oder
umfangreichere Funktionen bereitstellen kann, die sich auf einen
Geschäftsvorgang
am Ort des Scannens beziehen. Die Verteilung dieser Funktionen über das
Netz hinweg kann hinsichtlich einer erhöhten Geschwindigkeit, niedrigerer
Kosten oder zum Anpassen an bereits vorhandene Funktionen optimiert
werden, was allgemein üblich
ist bei der Gestaltung von lokalen und Weitbereichsnetzanlagen.
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Der
Prüfprozess
kann in einer Datenbank 230 aufgezeichnet werden, und beim
Auffinden einer Übereinstimmung
werden weitere Austausche zwischen der Datenbank und dem Rechner
erlaubt. Das Rechenhilfsmittel 220 kann auch ein Eingabemittel 224 aufweisen,
welches Einzelheiten eines Geschäftsvorganges,
wie z.B. eine Gebühr
für ein
Verkaufsgeschäft,
eingeben kann. Wird die Karte nicht bestätigt, kann auch das Vorliegen
einer defekten Karte aufgezeichnet werden. Das Eingabemittel 224 kann
eine Eingabe von einer Registrierkasse, ein Strichkodeleser oder
ein ähnliches
Gerät oder
eine gewöhnliche
Tastatur sein.
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In 3 ist
ein Netz zum Prüfen
einer Identifizierungskarte dargestellt. Die Identifizierungskarte 302 umfasst
einen Bildbereich 330, der ein Merkmal darstellt, welches
für eine
jede Person einmalig ist, wie z.B. ein Porträt, eine Signatur, einen Fingerabdruck
oder ein Netzhautabbild, die einzeln oder in Kombination verwendet
werden, zusammen mit alphanumerischen oder Strichkode-Informationen, welche
durch den Aussteller auch auf der Identifizierungskarte aufgedruckt
werden, die ferner Kenngrößen, wie
z.B. die Größe, das
Gewicht, das Alter, die Kontonummer und dergleichen, beschreiben.
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Eine
Reihe von Scanhilfsmitteln 310 ist dazu vorgesehen, die
optischen Werte und die alphanumerischen sowie Strichkode-Informationen
von der Identifizierungskarte zu lesen. Diese Scanner können handelsübliche Scanner,
wie z.B. ein Hewlet-Packard-Scanjet oder ein Logitech-Scanner sein, oder
sie können
speziell für
diese Anwendung entwickelt worden sein, wie es in der Diskussion
zu 2 beschrieben ist. Jeder Scanner ist über ein
Netz mit einem Rechenhilfsmittel 320 verbunden, welches
einen Algorithmus enthält,
der die optischen Werte, die durch den Scanner aus dem Bildbereich
gelesen werden, bearbeitet und diese Daten mit einer der Identifizierungskarte
zugeordneten Bildsignatur vergleicht, welche in der Datenbank 330 gespeichert
ist. Die Schritte zum Erzeugen der Bildsignatur wurden in Beschreibung
zu 2 dargelegt und sind hier eingeschlossen. Die
Bildsignatur kann auch in einer mathematisch übersetzten Form vorliegen,
wie oben beschrieben wurde, und Vermerke auf der Karte können auch
die Art der Übersetzung
anzeigen, welche die optischen Werte mit der Bildsignatur verbindet.
Das Rechenhilfsmittel 320 sendet ein Signal über das Netz
an das Anzeigemittel 322, welches das Ergebnis des Vergleichs
bereitstellt. Das Anzeigemittel 322 kann ein Bildschirm,
ein Licht oder ein Tonerzeuger sein.
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In 4 ist
nun ein selbstprüfendes
Identifizierungskartensystem dargestellt, das in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist. In diesem Falle wurde die Identifizierungskarte 100 entsprechend
der Beschreibung, die für 1A bis 1E vorgesehen
ist, vorbereitet. Eine erste Bildsignatur befindet sich auf der
Karte. Eine Reihe von Scanhilfsmitteln 310 liegt so vor,
wie es für 3 beschrieben
wurde. Die Scanner sind mit den Rechenhilfsmitteln 420 verbunden,
welche Eingabemittel 424 und Anzeigemittel 422 umfassen. Die
Rechenhilfsmittel können
fest verdrahtet oder programmierbar sein, und die Eingabemittel
können eine
Tastatur, ein Strichkodeleser oder eine Registrierkasse sein. Die
Datenbank 430 enthält
eine zweite Bildsignatur, die der Identifizierungskarte zugeordnet
ist und die aus den optischen Werten präpariert wurde, die mindestens
einem Bezugspunkt im Bildbereich zugeordnet sind. Das Netz 450,
das auch zusätzliche
Rechenhilfsmittel enthalten kann, stellt einen bidirektionalen Zugriff
zur Datenbank und allen Rechenhilfsmitteln 420 bereit.
Die Rechenhilfsmittel 420 enthalten einen Algorithmus,
welcher die optischen Werte, die durch die Scanhilfsmittel bestimmt wurden,
mit der ersten Bildsignatur auf der Karte und der zweiten Bildsignatur,
die in der Datenbank gespeichert ist, vergleicht. Der Bildbereich
auf der Karte kann ein Porträt,
eine Signatur, einen Fingerabdruck oder ein Netzhautabbild enthalten,
die einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die Bildsignatur kann
aus gemittelten optischen Werten um einen Bezugspunkt herum und
einer Funktion abgeleitet werden, welche ein Dreistufenfunktion,
ein Quotient oder eine Funktion sein kann, die aus einer Wahrheitswertetafel
abgeleitet wird, wie oben dargelegt wurde. Die Bildsignatur kann
auch in einem mathematisch übersetzten
Format vorliegen, wie z.B. eine Einweg-Hash-Funktion, ein Verschlüsselungsschema, ein
Verdichtungsalgorithmus oder eine Wahrheitswertetafel, die einzeln
oder in Kombination verwendet werden. Diese Funktionen sind vom
dem Stand der Rechentechnik her wohlbekannt. Für einen zusätzliche Sicherheitsstufe kann
die Auswahl des Formats durch Vermerke auf der Karte festgelegt
werden.
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Die
Erfindung enthält
auch ein Verfahren zum Prüfen
einer Identifizierungskarte, welche einen Bildbereich und eine erste
Bildsignatur umfasst, die aus optischen Werten im Bildbereich abgeleitet
ist. In dieser Ausführungsform
wird die Karte gescannt, um digitale Informationen zu erhalten,
welche in das Rechenhilfsmittel eingegeben werden, das die digitalen Informationen
bezüglich
der optischen Werte an ausgewählten
Bezugspunkten im Bildbereich berechnet, um eine zweite Bildsignatur
zu erhalten, die mit den digitalen Informationen aus der Bildsignatur
verglichen wird. Die obige Diskussion hinsichtlich der Präparation
der Bildsignatur und ihrer mathematischen Übersetzungen wird hier wiederholt.
Andere Schritte im Prüfprozess
können
ein Lesen der alphanumerischen oder Strichkode-Informationen aus
der Identifizierungskarte einschließen, wobei diese mit Informationen
in der Bildsignatur zu verglichen werden und angezeigt wird, ob
diese Daten übereinstimmen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Prüfen einer Identifizierungskarte,
die einen Bildbereich umfasst, welcher ein Bild eines Personenmerkmals,
einen oder mehrere Bezugspunkte im Bildbereich und mindestens ein
Registrierungsmerkmal aufweist, welches geeignet ist, die Orientierung
und den Maßstab
der Identifizierungskarte festzulegen, wobei die Schritte sind: Scannen
der Identifizierungskarte, um digitale Informationen zu erhalten,
Berechnen einer ersten Bildsignatur aus einem optischen Wert, der
jedem Bezugspunkt zugeordnet ist, Vergleich der ersten Bildsignatur
mit einer zweiten Bildsignatur, die in einer Datenbank gespeichert
ist, und Anzeige, ob die erste Bildsignatur mit der zweiten Bildsignatur übereinstimmt. Zusätzliche
Schritte können
ein Lesen von alphanumerischen Informationen aus der Identifizierungskarte,
einen Vergleich dieser Informationen mit Informationen, die in der
Datenbank gespeichert sind, und eine Anzeige enthalten, ob die von
der Karte gelesenen alphanumerischen Informationen mit den Informationen
aus der Datenbank übereinstimmen.
Das Erzeugen der Bildsignatur und die Funktionen, welche sie mathematisch
transformieren können,
wurden beschrieben und werden hier einbezogen.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist ein Verfahren zum Prüfen
einer Identifizierungskarte, die einen Bildbereich umfasst, welcher
ein Bild eines Personenmerkmals, einen oder mehrere Bezugspunkte
im Bildbereich, mindestens ein Registrierungsmerkmal, welches geeignet
ist, die Orientierung und den Maßstab der Identifizierungskarte
festzulegen, und eine erste Bildsignatur umfasst, die aus optischen
Werten abgeleitet ist, die jedem Bezugspunkt zugeordnet sind. Die
Schritte umfassen: Scannen der Identifizierungskarte, um digitale
Informationen zu erhalten, Berechnen einer zweiten Bildsignatur
aus den digitalen Informationen, die mindestens einem optischen Wert
in der Nähe
mindestens eines Bezugspunktes zugeordnet sind, Vergleich der berechneten
zweiten Bildsignatur mit der ersten Bildsignatur, welche aus der
Identifizierungskarte gescannt wurde, Anzeige, ob die erste Bildsignatur
mit der zweiten Bildsignatur übereinstimmt,
Abfragen einer dritten Bildsignatur, die der Identifizierungskarte
aus einer Datenbank zugeordnet ist, Vergleich der ersten Bildsignatur
mit der dritten Bildsignatur und Anzeige, ob die erste Bildsignatur
mit der dritten Bildsignatur übereinstimmt.
Zusätzliche
Schritte können
ein Lesen alphanumerischer Informationen aus der Identifizierungskarte,
einen Vergleich dieser Informationen mit Informationen, die in der
Datenbank gespeichert sind, und eine Anzeige enthalten, ob die von
der Karte gelesenen alphanumerischen Informationen mit den Informationen
aus der Datenbank übereinstimmen.
Das Erzeugen der Bildsignatur und die Funktionen, welche sie mathematisch
transformieren können,
wurden beschrieben und werden hier einbezogen.
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Weitere
Schritte können
ein Aufzeichnen der Informationen, welche die Versuche zum Prüfen der Informationskarte
betreffen, und ein Aufzeichnen der Geschäftsvorgänge einschließen, die
nach dem Prüfen
der Identifizierungskarte ausgeführt
wurden.
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Die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung erbringen Vorteile einschließlich von Verfahren und Netzen,
in denen eine Identifizierungskarte durch eine große Auswahl
von Scannern akzeptiert wird und die kompatibel mit vielen Identifizierungskarten
auf Bildbasis ist, wenn sie erneuert werden. Die Karte und der Prüfprozess
sind unempfindlich gegenüber
Rauschen. Die verschiedenen Funktionen, welche die Bildsignatur
erzeugen, und die mathematischen Transformationen, durch welche die
Bildsignatur aufgezeichnet wird, machen das Netz und den Prozess
widerstandsfähig
gegenüber Manipulieren
und Fälschen.
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Veränderungen
und Modifikationen in den speziell beschriebenen Ausführungsformen
können ausgeführt werden,
ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen, der in den
angefügten
Ansprüchen
festgelegt ist. Insbesondere kann die Anzahl und die Anordnung der
Bezugspunkte im Bildbereich verändert
werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, und die Anzahl der Pixel,
die zur Bestimmung eines gemittelten optischen Wertes um jeden Bezugspunkt
herum verwendet werden, kann verändert
werden. Die Anordnung des Datenspeichers und des Rechenhilfsmittels
im Netz kann verändert
werden, um die Parameter des Netzes zu optimieren.