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Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation

Intelligente Kameras für die Biometrie: Optischer Röntgenblick und Anwendung von 3D-Kameras

Im Biometrie Evaluationszentrum (BEZ) unserer Hochschule untersuchen wir die Performanz, Überwindungssicherheit und Usability biometrischer Systeme für Grenz- und Zugangskontrollen. Wir streben aber auch Eigenentwicklungen an, die etwaige Schwachstellen bestehender Systeme schließen. In diesem Umfeld und Kontext suchen wir engagierte Kandidaten, für die Mitarbeit an der Entwicklung neuer intelligenter Kamerasysteme.

Allgemeines zum Projekt

Projekttitel: Intelligente Kameras für die Biometrie: Optischer Röntgenblick und Anwendung von 3D-Kameras

Betreuer: Prof. Robert Lange

E-Mail: robert.lange@h-brs.de

Anzahl Plätze: 2

Start: Sommersemester 2023

Studiengänge:

  • Elektrotechnik Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung
  • Maschinenbau Schwerpunkt Mechatronik
  • Maschinenbau Schwerpunkt Virtuelle Produktentwicklung
  • Nachhaltige Ingenieurwissenschaft

 

Kurzbeschreibung

Photonik gilt unumstritten als eine der Schlüsseltechnologien des 21 Jahrhunderts und Wegbereiter für die Digitalisierung. Deutsche Unternehmen sind Weltmarktführer in zahlreichen Bereichen der Photonik wie Sensorik, Machine Vision, Licht- und Lasertechnik, Analytik oder Mikroskopie. Anwendungsbeispiele sind die optische Umfelderkennung und visuelle Darstellung in Assistenzsystemen, virtuelle und erweiterte Realität (VR, AR), oder autonom agierende Systeme wie Fahrzeuge oder kollaborierende Roboter, aber auch Anwendungen im Bereich Safety und Security, sowie Biometrische Systeme zur Authentifizierung. In unserer Arbeitsgruppe „Intelligente Photonische Systeme (IPS)" entwickeln wir Lösungen für morgen und sind permanent auf der Suche nach motivierten Nachwuchsforschern. Unsere Themengebiete sind vielfältig, von Elektronik und Software bis hin zu Optik und Mikromechanik. Dabei setzten wir keine spezifischen Fachkenntnisse voraus, sondern erwarten insbesondere Interesse und Begeisterungsfähigkeit für unsere F&E-Themen.

https://www.photonikforschung.de/

https://www.bmbf.de/bmbf/de/forschung/forschung-fuer-arbeit/photonik-eine-schluesseltechnologie-der-digitalisierung/photonik-eine-schluesseltechnologie-der-digitalisierung.html

Im Biometrie Evaluationszentrum (BEZ) unserer Hochschule untersuchen wir die Performanz, Überwindungssicherheit und Usability biometrischer Systeme für Grenz- und Zugangskontrollen. Wir streben aber auch Eigenentwicklungen an, die etwaige Schwachstellen bestehender Systeme schließen. In diesem Umfeld und Kontext suchen wir engagierte Kandidaten, für die Mitarbeit an der Entwicklung neuer intelligenter Kamerasysteme. Hier stehen zwei Themenbereiche zur Auswahl: (1) Entwicklung eines Kamerasystems, das menschliche Haut von einer künstlichen Attrappe unterscheiden soll und (2) Anwendung und Optimierung eines 3D Kamerasystems für Authentifizierungen über 3D Gesichtsbiometrie.

Beide Themengebiete teilen sich wiederum in Subprojekte auf, die Sie nach Ihrer persönlichen Neigung vertiefen und/oder kombinieren können:

  • Untersuchungen des Remissionsverhaltens menschlicher Haut bei Bestrahlung mit polarisiertem Licht. Analyse unter paralleler und gekreuzter Polarisation sowie
  • Untersuchungen des Streu- und Reflexionsverhaltens menschlicher Haut bei Bestrahlung mit punktueller Beleuchtung. Aus den aufgenommenen Bildern sollen so der direkte Lichtreflex (Oberfläche) und der gestreute Lichtanteil (Strukturen unterhalb der Haut) getrennt werden.
  • Auswahl und Aufbau eines Kamerasystems sowie Unterstützung bei der Entwicklung einer intelligenten Beleuchtung aus wahlweise polarisiertem und/oder örtlich strukturiertem Licht.
  • Unterstützung bei der Entwicklung einer Algorithmik zur Hauterkennung auf Basis der Ergebnisse.
  • Algorithmik für Venenerkennung durch Analyse des Reflex- und Streulichtverhaltens menschlicher Haut.
  • Voruntersuchungen an einem bestehenden 3D Kamerasystem. Bestimmung der Performanz und Messartefakte für den Nahbereich.
  • Entwicklung, Konstruktion und Erprobung von Referenz- Testobjekten für Nahbereichs- Bewertung von 3D Kameras.
  • Mitarbeit bei Verbesserungen am aktiven Kamerasystem auf Basis der Ergebnisse (Hardware / Software).
  • Anwendung von bestehenden Biometrie- Algorithmen auf 2D Bilddaten.
  • Erweiterung der Algorithmik auf 3D Kamera-Daten.

Neben einer Algorithmikentwicklung ist auch die Verbesserung der 3D Kamera-Sensorik durch Kombination mit weiteren Sensoren denkbar. Es besteht zudem die Möglichkeit, die Ergebnisse Ihrer Entwicklungen an realen E-Gates (ähnlich denen am Flughafen Köln-Bonn) zu überprüfen.

Sie arbeiten bei uns im Team mit anderen Masteranden und Doktoranden und erhalten so auch Einblick in benachbarte Themenstellungen sowie interdisziplinäre Hilfestellungen. Die Arbeit findet im Biometrie Evaluationszentrum (BEZ) statt, in Zusammenarbeit mit einer Forschergruppe des BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik).

Zusatzinfos:      

https://www.h-brs.de/de/isf/biolab-bez

https://www.h-brs.de/de/isf/biolab

 

Projektphasen

Masterprojekt 1: Aufbau eines Labormusters für Vor-Untersuchung von Polarisations- und Streuparametern bei Haut- und Handvenenmessungen mit einem aktiven Kamerasystem / Voruntersuchungen und Testaufbauten für 3D Kamera.

Masterprojekt 2: Durchführung und Auswertung der Messreihe. Konzeptentwicklung für Verbesserungen.

Masterthesis: Umsetzung eines Prototyps, Validierung und Vorbereitungen zur Feldevaluation.

Kontakt

lange-robert-prof-emt.jpg (DE)

Robert Lange

Ingenieurwiss., insb. Elektrotechnik und elektronische Schaltungstechnik, Forschungsprofessur

Forschungsfelder

Standort

Sankt Augustin

Raum

B 225

Adresse

Grantham-Allee 20

53757 Sankt Augustin