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Sicherheitsforschung

Technologie zur Gesichtserkennung auf dem Vormarsch

Im Angesicht wachsender Kriminalität und Terrorgefahr könnte eine Technik, die Gesichter auf Kamerasystemen erkennt, immer wichtiger werden. Mit der biometrischen Gesichtserkennung befasst sich unter anderem das Institut für Sicherheitsforschung (ISF) an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.//Von Nea May und Maximilian Tworek

13.07.2016//Wer bei einer Bus oder Bahnfahrt einmal darauf achtet, der wird schnell merken: Überall sind Kameras installiert und jeder Winkel scheint ausgeleuchtet zu sein. Was früher von der Gesellschaft als Überwachung kritisiert wurde, wird heute zur Steigerung der allgemeinen Sicherheit von der Bevölkerung größtenteils akzeptiert.

Fälschungen unmöglich machen

"Heutzutage ist es kein Problem mehr, sich mit einem 3D-Drucker eine formgenaue Maske ausdrucken zu lassen, die herkömmliche Gesichtserkennungskameras täuschen kann", betont Holger Steiner, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Sicherheitsforschung (ISF). Die Gesichtserkennungskamera mit der Holger Steiner arbeitet ist gegen solche Täuschungsversuche gerüstet. Für die Spezialkamera wurde ein Sensorsystem und eine zugehörige Datenauswertung entwickelt. Diese ist auf der Basis einer im nahinfraroten (NIR) Spektralbereich empfindlichen Kamera und einer speziellen Beleuchtungseinrichtung, zur zuverlässigen Erkennung von Hautoberflächen, ausgelegt. Infrarotlicht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, denn unser Auge ist nicht in der Lage alle Farben und Strukturen zu unterscheiden. Das Infrarotlicht, das sich dem menschlich sichtbaren Licht anschließt, wird als Nahinfrarot (NIR) bezeichnet.
Die Kamera erkennt in weniger als einer Sekunde, ob die Person vor der Kamera eine Maske trägt oder nicht. Das Erkennungsprogramm hat die Möglichkeit sich das Bild mit verschiedenen Filtern anzeigen zu lassen. Erkennt die Kamera Eigenschaften, die nicht mit der menschlichen Haut übereinstimmen, dann identifizieirt sie es als Fälschung.
"Diese Kamera ist darauf ausgelegt, unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise eine Silikonmaske, zu erkennen und als Fälschung darzustellen", stellt Holger Steiner klar. Da bei dieser Gesichtserkennung das Bild flächendeckend gescannt wird und nicht nur einzelne Punkte, wie bei herkömmlichen Systemen, bringt auch die Verdeckung einzelner Maskenteile mit einer Hand nichts. Das System kennzeichnet dies auch als Fälschung. Prof. Dr. Norbert Jung, Institutsleiter des ISF, forscht an dieser Technologie im Rahmen des Projektes Projektes FeGeb, welches bereits als Projekt des Monats vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)  ausgezeichnet wurde.

Entwicklung des Verfahrens

An Gesichtserkennungsallgorithmen, wird in Deutschland bereits seit 2002 durch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik(BSI) geforscht. Die Technologie der Gesichtserkennung wurde in den vergangenen Jahren auf ihre Anwendung in der Praxis getestet. Öffentliche Plätze wie Flughäfen, Bahnhöfe oder U-Bahn-Stationen waren die Einsatzorte.
Viele dieser getesteten Gesichtserkennungskameras haben Probleme bei der Erkennung auf einem Bewegtbild. Die Bildverarbeitung ist schwieriger, als beispielsweise bei einer statischen Finger- oder Iriserkennung.
So eine Sicherheitslücke hat die Kamera, mit der Norbert Jung und sein Team arbeitet, nicht. Die Sensorik konnte durch die Unterstützung des BMBFs im Laufe der Jahre weiterentwickelt werden. Ziel ist es, die schnellere und vor allem präzisere NIR-Kamera in Zukunft auch in der Praxis anwenden zu können und so Täuschungsversuche zu verhindern.

Anwendungsmöglichkeiten

In Ansätzen wird die biometrische Bilderkennung bei Grenzkontrollen schon verwendet. Durch den mittlerweile durchgesetzten Standard von biometrischen Passbildern auf Reisepässen lassen sich die Fotos auf dem Pass scannen und mit Dateien zum Beispiel verdächtiger Personen abgleichen. Um Fälschungen und Betrugsversuche auszuschließen, muss gewährleistet sein, dass es sich bei dem Abbild vor der Kamera auch wirklich um eine Person und nicht um eine Maske handelt. Nur so wäre ein professioneller Einsatz im öffentlichen Bereich, zum Beispiel auf Flughäfen oder zur allgemeinen Vermeidung von Terroranschlägen, möglich. Auch Google und die sozialen Netzwerke verwenden Techniken zur Gesichtserkennung, um den Nutzern die Bedienung der Apps und Computer, wie beispielsweise beim Registrieren, so einfach wie möglich zu gestalten.


Computerprogramm unterscheidet zwischen Person (Holger Steiner) und Maske // Foto: Nea May

Schattenseiten der Gesichtserkennung

Da ein großer Eingriff in die Privatsphäre erfolgt, hat die Gesichtserkennungstechnik nicht nur Vorteile. Privatpersonen wäre es kaum noch möglich, sich in der Öffentlichkeit frei zu bewegen, Bus und Bahnen zu nutzen, ohne beobachtet und analysiert zu werden. "Es ist beispielsweise möglich, eine Person mit Hilfe biometrischer Gesichtserkennung zu identifizieren, indem das erstellte Foto mit der Flut der digitalen Fotografien im Internet und den damit verknüpften Daten herausgefiltert wird. Der Schutz der Anonymität des Einzelnen ist in der Öffentlichkeit damit nicht mehr gewährleitet", stellt Andrea Netterscheidt-Amin, Pressesprecherin des Bundesbeautragten für Datenschutz und Informationsfreiheit dar. Zum Schutz vor Kriminalität und Gewaltverbrechen ist das System trotzdem ein probates Mittel, im Hinblick auf die Persönlichkeitsrechte des Einzelnen aber durchaus fragwürdig. Die Gesellschaft wird sich entscheiden müssen, was ihr wichtiger ist: Unbedingte Sicherheit durch technische Mittel oder die reine Privatsphäre. Die Bevölkerung hat Zeit, bis die Technologie des Projektes FeGeb im ISF soweit entwickelt ist, dass sie bezahlbar ist und schließlich in der Praxis angewendet werden kann.

Maximilian Tworek & Nea May

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