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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem Bildsensor zum Erfassen von Bilddaten anzugeben, die eine zuverlässige Authentifizierung der mittels des Bildsensors erfassten Bilddaten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrich- tung mit einem Bildsensor zum Erfassen von Bilddaten,

wobei die Vorrichtung einen Flächenlichtmodulator mit einer Matrix von Mikrospiegeln aufweist, die derart im Strahlengang vor dem Bildsensor angeordnet sind, dass von der Vorrichtung erfasstes Licht ausschließlich in einem eingeschalteten Zu- stand des jeweiligen Mikrospiegels auf einen zugeordneten Pixel oder Pixelbereich des Bildsensors gelenkt wird, und wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, im Rahmen eines Authentifi- zierungsvorgangs den Bildsensor durch selektives Ein- und/oder Ausschalten von zumindest einem der Mikrospiegel mit zumindest einem Identifikationsmuster zu beaufschlagen, die von dem Bildsensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster zu vergleichen und eine Authentifizierung der erfassten Bilddaten vorzunehmen, sofern diese mit dem jeweiligen Identifikationsmuster konsistent sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit zunächst dadurch aus, dass sie einen Flächenlichtmodulator mit einer Matrix von Mikrospiegeln aufweist. Dabei handelt es sich bei einem Flächenlichtmodulator um ein mikroelektromechanisches Bauelement zur dynamischen Modulation von Licht. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Mikrospiegel hierbei derart im Strahlengang vor dem Bildsensor angeordnet, dass von der Vorrichtung erfasstes Licht ausschließlich in einem eingeschalteten Zustand des jeweiligen Mikrospiegels auf einen zugeordneten Pixel oder Pixelbereich des Bildsensors gelenkt wird. So können die Mikrospiegel von Flächen- lichtmodulatoren üblicherweise diskrete Auslenkungen annehmen, wobei die Mikrospiegel in der Regel zwei stabile Endzu ^¬ stände besitzen, zwischen denen sie mit einer hohen Schalt- frequenz von beispielsweise 5000 Hz wechseln können. Im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird einer der Zustände der Mikrospiegel als „eingeschaltet" bezeichnet, während der andere Zustand als „ausgeschaltet" bezeichnet wird. Dabei wird mit dieser Formulierung zum Ausdruck gebracht, dass von der Vorrichtung, etwa mittels eines Objek ^¬ tivs, erfasstes Licht ausschließlich in dem „eingeschalteten" Zustand des jeweiligen Mikrospiegels auf einen zugeordneten Pixel oder Pixelbereich des Bildsensors gelenkt wird und so ^¬ mit der betreffende Pixel oder Pixelbereich im „abgeschalte ^¬ ten" Zustand des betreffenden Mikrospiegels „dunkel" ist. So ^¬ fern ein Flächenlichtmodulator mit mehr als zwei stabilen Endzuständen verwendet wird, so können der „eingeschaltete" beziehungsweise der „ausgeschaltete" Zustand im Sinne der vorliegenden Erfindung jeweils durch einen oder mehrere dieser Endzustände realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich nun weiterhin dadurch aus, dass sie ausgebildet ist, im Rahmen eines Au- thentifizierungsvorgangs den Bildsensor durch selektives Ein- und/oder Ausschalten von zumindest einem der Mikrospiegel mit zumindest einem Identifikationsmuster zu beaufschlagen. Dies bedeutet, dass der Flächenlichtmodulator im Rahmen der vor- liegenden Erfindung dazu verwendet wird, ein Identifikations ^¬ muster auf den Bildsensor aufzuprägen. Dies erfolgt durch ein dahingehend „selektives" Ein- und/oder Ausschalten von zumindest einem der Mikrospiegel, dass die Mikrospiegel jeweils individuell gemäß dem jeweiligen Identifikationsmuster ange- steuert beziehungsweise ausgerichtet werden. Durch einen Ver ^¬ gleich der von dem Bildsensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster ist es der Vorrichtung hierbei möglich, eine Authentifizierung der erfassten Bilddaten vorzunehmen, sofern diese mit dem jeweiligen Identifikationsmus- ter konsistent sind.

Dies bedeutet, dass für solche Pixel oder Pixelbereiche des Bildsensors, die solchen Mikrospiegeln und des Flächenlicht- modulators zugeordnet sind, die gemäß dem jeweiligen Identi- fikationsmuster ausgeschaltet sind, eine entsprechende Abdun- kelung erwartet wird. Vorteilhafterweise erfolgt der Ver ^¬ gleich der erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster hierbei derart, dass eine Authentifizierung der Bilddaten nicht bereits aufgrund einzelner, geringfügiger Pixelfehler scheitert, welche als solche weder die Funktion des Bildsensors einschränken noch in Frage stellen, dass es sich bei einem in den erfassten Bilddaten vorhandenen Muster tat- sächlich um das jeweilige Identifikationsmuster handelt. Insofern reicht es folglich für eine erfolgreiche Authentifi ^¬ zierung der erfassten Bilddaten aus, dass diese mit dem jeweiligen Identifikationsmuster derart „konsistent" sind, dass in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall mit hoher oder an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit gewährleis ^¬ tet ist, dass die erfassten Bilddaten das jeweilige Identifi ^¬ kationsmuster enthalten und damit von dem Bildsensor stammen, der zuvor mit diesem Identifikationsmuster beaufschlagt worden ist.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Authentifizierung somit insbe ^¬ sondere dahingehend, dass ein Nachweis erfolgt, dass die Bilddaten tatsächlich den erwarteten Ursprung haben beziehungsweise aus der erwarteten Quelle stammen. Dies bedeutet, dass etwa im Falle eines Bildsensors, der Bestandteil einer Videokamera ist, im Ergebnis des Authentifizierungsvorgangs überprüft worden ist, ob die betreffenden Bilddaten von dem Bildsensor beziehungsweise der Videokamera stammen, die mit dem Identifikationsmuster beaufschlagt worden ist. Durch ei- nen entsprechenden Nachweis können somit versehentliche oder gegebenenfalls auch gezielte Fehler, etwa in Form von Ver ^¬ wechslungen oder Kommunikationsfehlern, zuverlässig erkannt werden. Darüber hinaus erfolgt vorteilhafterweise zugleich eine Überprüfung der Aktualität der erfassten Bilddaten, so dass auch diese im Rahmen des Authentifizierungsvorgangs ve ^¬ rifiziert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft, da sie eine zuverlässige Authentifizierung der erfassten Bilddaten ermög- licht. In gewisser Weise erfolgt hierbei zugleich eine Au ^¬ thentifizierung des zum Erfassen der Bilddaten verwendeten Bildsensors beziehungsweise auch der diesen Bildsensor umfas ^¬ senden Vorrichtung. Vorteilhafterweise handelt es sich dabei bei dem verwendeten Flächenlichtmodulator um eine Hardwarekomponente, die von anderen Komponenten der Vorrichtung unabhängig ist und eine Authentifizierung in Echtzeit ermöglicht. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Überwachung von sicherheitsrelevanten beziehungsweise sicherheitskritischen Anwendungen geeignet. Im Falle von Anwendungen im Bereich der Eisenbahnautomatisierung betrifft dies insbesondere signaltechnisch sichere Anwendungen, d.h. solche Anwendungen, die den besonders hohen Sicherheitsanforderungen des Bahnbetriebes nach den für die jeweilige Zulassungsbehör ^¬ de maßgebenden Vorschriften genügen.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteil ^¬ hafterweise auch in komplexe sicherheitskritische Anwendungen auf einfache Art und Weise integriert werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als verteiltes System realisiert sein kann, so dass beispielswei ^¬ se neben einer entsprechenden Videokamera mit dem Bildsensor zum Erfassen der Bilddaten auch weitere, entfernt angeordnete Komponenten, etwa in Form einer signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung, Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass es sich bei Flächenlichtmodulatoren um bewährte sowie vergleichsweise kostengünstige Bauelemente handelt. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung entsprechender Flächenlichtmodulatoren in der erfindungsgemäßen Art und Weise eine unmittelbare und damit besonders zuverlässige Authen ^¬ tifizierung der erfassten Bilddaten. Dabei kann es sich bei dem zur Erfassung der Bilddaten verwendeten Bildsensor insbesondere um einen halbleiterbasierten beziehungsweise elektro ^¬ nischen Bildsensor, beispielsweise in Form eines CCD- oder eines CMOS-Sensors , handeln.

Bei den im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Flächenlichtmodulatoren kann es sich grundsätzlich um entsprechende mikroelektromechanische Bauelemente unter ^¬ schiedlicher Art und unterschiedlicher Hersteller handeln.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ist der Flächenlichtmodulator ein Digital Micromirror Device. Dies weist den Vorteil auf, dass es sich bei „Digital Micromirror Devices" um weitverbreite ^¬ te, gängige Flächenlichtmodulatoren handelt. Dabei weist ein Digital Micromirror Device üblicherweise eine Matrix von Mik- rospiegeln beziehungsweise Mikrospiegelaktoren auf, wobei die einzelnen verkippbaren spiegelnden Flächen beispielsweise eine Kantenlänge von etwa 16ym besitzen können. Jeder der Mikrospiegel besitzt hierbei in der Regel zwei stabile Endzu ^¬ stände, zwischen denen er sich in seinem Ausrichtungswinkel mit hoher Frequenz, die beispielsweise in der Größenordnung 5000 Hz liegen kann, verstellen lässt.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der ^¬ art weitergebildet sein, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, den Bildsensor durch ein hochfrequentes Ein- und Aus ^¬ schalten der betreffenden Mikrospiegel des Flächenlichtmodu- lators derart mit dem zumindest einem Identifikationsmuster zu beaufschlagen, dass auch während des Authentifizierungs- vorgangs ein unterbrechungsfreies Erfassen der eigentlichen Bilddaten durch den Bildsensor erfolgt. Aufgrund der hohen

Schaltgeschwindigkeit verfügbarer Flächenlichtmodulatoren ist es vorteilhafterweise möglich, den Bildsensor derart mit dem zumindest einen Identifikationsmuster zu beaufschlagen, dass auch während des Authentifizierungsvorgangs ein unterbre- chungsfreies Erfassen der eigentlichen, d.h. „regulär" zur Erfassung vorgesehenen Bilddaten durch den Bildsensor erfolgt. Dies bedeutet, dass die Bilderfassung durch den Au ^¬ thentifizierungsvorgang nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Konkret kann sich dies so darstellen, dass für eine Person, welche die Bilddaten auf einer Anzeige- Einrichtung beobachtet, zwar gegebenenfalls eine gewisse Ver ^¬ dunkelung des Bildes erkennbar ist, nichtsdestotrotz die dargestellten Bilddaten jedoch weiterhin erkennbar bleiben. In Abhängigkeit von der jeweiligen Realisierung und dem jeweils verwendeten Identifikationsmuster ist es hierbei auch möglich, dass der Authentifizierungsvorgang für das menschliche Auge beziehungsweise eine entsprechende Person, bei der es sich beispielsweise um Bedien- und/oder Überwachungspersonal handeln kann, überhaupt nicht erkennbar ist, so dass keinerlei Beeinträchtigung erfolgt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgebildet, den Bildsensor im Rahmen des Authentifizierungsvorgangs mit einem zufälligen Identifikationsmuster zu beaufschlagen. Dabei ist der Begriff „zufällig" derart zu verstehen, dass das jeweilige Identifi ^¬ kationsmuster seitens des Bildsensors oder einer weiteren, nicht für die Authentifizierung der Bilddaten zuständigen Komponente nicht vorhersehbar beziehungsweise

prognostizierbar ist. Dies bedeutet, dass das jeweilige Iden ^¬ tifikationsmuster nicht notwendigerweise tatsächlich auch im mathematischen Sinne zufällig zu sein braucht. Somit ist zur Bestimmung oder Auswahl des jeweiligen Identifikationsmuster jeder Algorithmus geeignet, durch den sichergestellt ist, dass eine zufällige oder auch gezielte Manipulation der er- fassten Bilddaten mit in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit nicht zu dem jewei- ligen Identifikationsmuster führt.

Der Authentifizierungsvorgang kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung, für welche die erfassten Bilddaten verwendet werden, sowie den jeweiligen Anforderungen auf unterschiedliche Art und Weise ablaufen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine signaltechnisch sichere Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung auf, wobei diese ausgebildet ist, das zumindest eine Identifikationsmus ^¬ ter vorzugeben, die von dem Bildsensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster zu vergleichen und die Authentifizierung der erfassten Bilddaten vorzunehmen, sofern diese mit dem jeweiligen Identifikationsmuster konsistent sind. Die Ansteuerung des Flächenlichtmodulators bezie ^¬ hungsweise dessen Mikrospiegel kann hierbei einerseits unmit- telbar durch die signaltechnisch sichere Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung selbst erfolgen. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, dass eine das jeweilige Identifi ^¬ kationsmuster kennzeichnende Information von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung an eine weitere Komponente, etwa in Form eines mit dem Flächen- lichtmodulator verbundenen Steuerbausteins, übermittelt wird und von dieser diese Informationen an den Flächenlichtmodula- tor weitergeleitet wird zwecks Beaufschlagung des Bildsensors mit dem betreffenden Identifikationsmuster. Unabhängig von der Art der Informationsübermittlung ist die Verwendung einer signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs- Einrichtung vorteilhaft, da es hierdurch ermöglich wird, eine besonders zuverlässige Authentifizierung der von dem Bildsensor erfassten Bilddaten vorzunehmen. Im Ergebnis wird damit eine Voraussetzung dafür geschaffen, dass die Bilddaten auch für sicherheitsrelevante beziehungsweise sicherheitskritische Anwendungen, für die signaltechnische Sicherheit gefordert ist, verwendet werden können. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der ^¬ art ausgeprägt sein, dass die Vorrichtung eine signaltechnisch sichere Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung aufweist zum Vorgeben des Identifikationsmusters und zum Über ^¬ mitteln einer das Identifikationsmuster kennzeichnenden In- formation an eine signaltechnisch nicht-sichere Einrichtung, sowie die signaltechnisch nicht-sichere Einrichtung zum Empfangen der das Identifikationsmuster kennzeichnenden Information von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung, zum Empfangen der erfassten Bilddaten von dem Bildsensor und zum Authentifizieren der erfassten

Bilddaten, sofern diese mit dem Identifikationsmuster konsistent sind. Dabei kann die Konsistenz der erfassten Bilddaten mit dem Identifikationsmuster einerseits durch einen unmit- telbaren Vergleich derselben geprüft werden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, dass dem Vergleich nicht das Identifikationsmuster als solches zugrunde gelegt wird, son ^¬ dern die das Identifikationsmuster kennzeichnende Informati- on . Auch in diesem Fall ist letztlich eine Aussage dahinge ^¬ hend möglich, ob die erfassten Bilddaten in Einklang mit dem jeweiligen Identifikationsmuster sind oder nicht. Unabhängig von der Art und Weise, in der die Konsistenz der erfassten Bilddaten mit dem Identifikationsmuster geprüft wird, wird es gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung vorteilhafterweise ermöglicht, dass der Vergleich der von dem Bildsensor erfassten Daten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster von der nichtsicheren Einrichtung vorgenommen werden kann, wodurch insbesondere eine Realisierung der Vorrichtung als verteiltes Sys- tem erleichtert beziehungsweise unterstützt wird. Hierzu emp ^¬ fängt die nicht-sichere Einrichtung von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung die das Identifikationsmuster kennzeichnende Information. Diese kann das Identifikationsmuster entweder unmittelbar definieren oder erlaubt es zumindest, das jeweilige Identifikationsmus ^¬ ter in eindeutiger Weise abzuleiten, so dass der nichtsicheren Einrichtung bekannt ist, welches Identifikationsmus ^¬ ter sie in den Bilddaten zu erwarten hat. Konkret kann dies beispielsweise derart ablaufen, dass von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung ein

Schlüssel erzeugt und an die nicht-sichere Einrichtung über ^¬ mittelt wird. Weiterhin erzeugt die signaltechnisch sichere Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung anhand des Schlüssels ein Identifikationsmuster und übermittelt dieses - mit- telbar oder unmittelbar - an den Flächenlichtmodulator zwecks Beaufschlagung des Bildsensors mit diesem Identifikationsmus ^¬ ter. Dabei kann der Schlüssel beispielsweise als zufällige, für andere Komponenten nicht prognostizierbare Zeichenfolge, etwa in Form eines „Hash-Wertes" , ausgeführt sein. Aus diesem kann beispielsweise ein Identifikationsmuster in Form eines

QR-Codes erzeugt werden. Anhand des empfangenen Schlüssels in Form des Hash-Wertes ist es nun der nicht-sicheren Einrich- tung möglich, zu prüfen, ob die erfassten Bilddaten den zugehörigen QR-Code enthalten.

Unabhängig von der jeweiligen Ausprägung des Authentifizie- rungsvorgangs erfolgt für den Fall, dass bei der Durchführung des Authentifizierungsvorgangs Probleme auftreten oder die Authentifizierung fehlschlägt, vorteilhafterweise eine der jeweiligen Situation angemessene Reaktion. Diese kann beispielsweise darin bestehen, dass eine Warnmeldung ausgegeben oder eine anderweitige Aktion veranlasst wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese ausgebildet, zuvor ausgeschaltete Mikrospiegel am Ende des Authentifizie- rungsvorgangs wieder einzuschalten. Hierdurch wird somit sichergestellt, dass nach Abschluss des Authentifizierungsvor ^¬ gangs von der Vorrichtung erfasstes Licht von den Mikrospie- geln des Flächenlichtmodulators vollständig auf den Bildsen ^¬ sor weitergeleitet beziehungsweise gelenkt wird.

Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wei ^¬ tergebildet sein, den Authentifizierungsvorgang in regelmäßigen zeitlichen Abständen, auf einen Empfang eines Authentifi- zierungssignals hin und/oder situationsabhängig durchzufüh- ren. Dabei kann das Auslösen des Authentifizierungsvorgangs sowie auch das Durchführen des Vergleichs der von dem Bild ^¬ sensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster vorteilhafterweise von einer übergeordneten Komponente veranlasst beziehungsweise durchgeführt werden. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass eine Steuer- und/oder

Überwachungs-Einrichtung eines übergeordneten sicherheitsrelevanten beziehungsweise signaltechnisch sicheren Systems die Durchführung des Authentifizierungsvorgangs anstößt und/oder den Vergleich der von dem Bildsensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster vornimmt. In diesem Fall umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung somit neben derjeni ^¬ gen Komponente, welche den Bildsensor und den Flächenlichtmo- dulator aufweist, d.h. beispielsweise der Videokamera, darü- ber hinaus auch die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung des übergeordneten sicherheitsrelevanten Systems, so dass die Vorrichtung in diesem Fall als verteiltes System realisiert ist .

Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfah ^¬ ren zum Authentifizieren mittels eines Bildsensors erfasster Bilddaten . Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Authentifizieren mittels eines Bildsensors erfasster Bilddaten anzugeben, das eine zuverlässige Authentifizierung der mittels des Bildsensors erfassten Bilddaten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Authentifizieren mittels eines Bildsensors erfasster Bilddaten, wobei im Rahmen eines Authentifizierungsvorgangs der Bildsensor durch selektives Ein- und/oder Ausschalten von zumindest einem Mikrospiegel eines Flächenlichtmodulators , der eine Matrix von Mikrospiegeln aufweist, die derart im Strahlengang vor dem Bildsensor angeordnet sind, dass ausschließlich in einem eingeschalteten Zustand des jeweiligen Mikrospiegels auf einen zugeordneten Pixel oder Pixelbereich des Bildsensors zu erfassendes Licht gelenkt wird, mit zumin ^¬ dest einem Identifikationsmuster beaufschlagt wird, die von dem Bildsensor erfassten Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster verglichen werden und die erfassten Bilddaten authentifiziert werden, sofern diese mit dem jeweiligen Iden- tifikationsmuster konsistent sind.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen im Wesentlichen denjenigen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläu- terungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf die entsprechende bevor ^¬ zugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das er- findungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass der Bild ^¬ sensor durch ein hochfrequentes Ein- und Ausschalten der betreffenden Mikrospiegel des Flächenlichtmodulators derart mit dem zumindest einem Identifikationsmuster beaufschlagt wird, dass auch während des Authentifizierungsvorgangs ein unter- brechungsfreies Erfassen der eigentlichen Bilddaten durch den Bildsensor erfolgt.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass der Bildsensor im Rahmen des Au- thentifizierungsvorgangs mit einem zufälligen Identifikati ^¬ onsmuster beaufschlagt wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest eine Identi- fikationsmuster von einer signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung vorgegeben, die von dem Bildsensor erfassten Bilddaten werden von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung mit dem jeweiligen Identifikationsmuster verglichen und die erfassten Bilddaten werden von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung authentifiziert, sofern die Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster konsistent sind . Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ablaufen, dass von einer signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung das Identifikationsmuster vorgegeben wird, von der signaltechnisch sicheren Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung eine das Identifikations- muster kennzeichnende Information an eine signaltechnisch nicht-sichere Einrichtung übermittelt wird, durch die signal ^¬ technisch nicht-sichere Einrichtung die erfassten Bilddaten von dem Bildsensor empfangen werden und die erfassten Bildda- ten von der signaltechnisch nicht-sicheren Einrichtung authentifiziert werden, sofern diese mit dem Identifikations ^¬ muster konsistent sind. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zuvor abgeschaltete Mikrospiegel am Ende des Authentifizierungsvorgangs wieder eingeschaltet . Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass der Authentifizierungsvorgang in regelmäßigen zeitlichen Abständen, auf einen Empfang eines Authentifizierungssignals hin und/oder situationsabhängig durchgeführt wird.

Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie ^¬ len näher erläutert. Hierzu zeigt die

Figur in einer schematischen Skizze ein Ausführungs- beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Figur ist eine Vorrichtung 1 mit einem Bildsensor 10 zum Erfassen von Bilddaten dargestellt. Die Vorrichtung 1 um- fasst weiterhin einen Flächenlichtmodulator 20, bei dem es sich im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels um ein Digital Micromirror Device handeln soll. Der Flächenlichtmo ^¬ dulator 20 weist eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Mikrospiegeln auf, von denen in der Figur exemplarisch sechs Mikrospiegel 21 bis 26 gezeigt sind. Üblicherweise kön- nen die Mikrospiegel hierbei selektiv angesteuert und indivi ^¬ duell um einen Winkel von ± 10-12° rotiert werden, wodurch ein Ein- beziehungsweise Ausschalten jedes einzelnen der Mikrospiegel 21 bis 26 möglich ist. In der Figur ist beispielhaft ein Zustand gezeigt, in dem die Mikrospiegel 21 und 22 ausgeschaltet, d.h. in ihrem ausge ^¬ schalteten Zustand sind. Dies führt dazu, dass einfallendes Licht von den beiden Mikrospiegeln 21 und 22 auf einen Absor- ber 30 reflektiert wird. Im Unterschied hierzu sind die Mik ^¬ rospiegel 23 bis 26 im eingeschalteten Zustand dargestellt. Zur Verdeutlichung der Ausrichtung der Mikrospiegel 21-26 ist in der Figur jeweils der Zustand, der von dem jeweiligen Mik- rospiegel 21-26 gerade nicht eingenommen wird, in gestrichel ^¬ ter Form angedeutet.

Bevor genauer auf den jeweiligen Strahlengang eingegangen wird, sollen zunächst noch die weiteren Komponenten der Vor- richtung 1 beschrieben werden.

Zur Bilderfassung weist die Vorrichtung 1 eine erste optische Linse 40 auf; darüber hinaus ist zwischen dem Flächenlichtmo- dulator 20 und dem Bildsensor 10 eine zweite optische Linse 50 erkennbar, mittels derer eine Abbildung auf den Bildsensor 10 erfolgt.

Weiterhin ist in der Figur eine Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 dargestellt, die mittels eines Steuer- kanals 70 an den Flächenlichtmodulator 20 angebunden ist, wodurch die Mikrospiegel 21 bis 26 des Flächenlichtmodulators 20 von der Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 selektiv und individuell ein- und ausgeschaltet werden können. Die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 umfasst vor- zugsweise sowohl Hardwarebestandteile, etwa in Form eines

Rechners, als auch Softwarebestandteile, etwa in Form von ab ^¬ lauffähigem Programmcode.

Darüber hinaus ist in der Figur ein Kommunikationskanal 80 gezeigt, der den Bildsensor 10 mit der Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 verbindet.

Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass der Bildsensor 10 Bestandteil einer Videokamera ist. Ein von der Videokamera abzubildendes beziehungsweise zu erfassendes Bild 100 wird hierbei derart auf den Bildsensor 10 abgebildet, dass mittels des Bildsensors 10 ein entspre ^¬ chendes Bild beziehungsweise Bilddaten 110 erfasst werden. Dabei sei angenommen, dass es sich bei dem Bildsensor 10 um einen halbleiterbasierten Bildsensor in CCD- oder CMOS- Technik handelt. In Bezug auf die eingeschalteten Mikrospiegel 23 bis 26 des Flächenlichtmodulators 20 stellt sich der Strahlengang 120 somit gemäß der Darstellung der Figur derart dar, dass von der Vorrichtung 1 mittels der ersten optischen Linse 40 er- fasstes Licht durch die Mikrospiegel 23 bis 26 über die zwei- te optische Linse 50 auf einen zugeordneten Pixel oder Pixel ^¬ bereich des Bildsensors 10 gelenkt wird. Ein entsprechend re ^¬ flektierter Lichtstrahl ist der Figur mit dem Bezugszeichen 125 gekennzeichnet. Die genaue Zuordnung zwischen den einzelnen Mikrospiegeln 21 bis 26 und den Pixeln des Bildsensors 10 hängt insbesondere von der Auflösung sowohl des Flächenlichtmodulators 20 als auch des Bildsensors 10 ab. So ist es einerseits möglich, dass jedem Mikrospiegel 21 bis 26 des Flächenlichtmodulators 20 genau ein Pixel des Bildsensors 10 zugeordnet ist. Alter ^¬ nativ hierzu ist es auch denkbar, dass mittels der Mikrospie ^¬ gel 21 bis 26 jeweils mehrere Pixel des Bildsensors 10 ausge ^¬ leuchtet werden. Umgekehrt kann auch die Situation vorliegen, dass für den Fall, dass der Bildsensor 10 eine geringere Auf- lösung aufweist als der Flächenlichtmodulator 20 mehrere Mikrospiegel 21 bis 26 demselben Pixel des Bildsensors 10 zuge ^¬ ordnet sind. Unabhängig hiervon stellt sich der Strahlengang im Falle eines ausgeschalteten Mikrospiegels 21, 22 in der in der Figur gestrichelt gezeigten und mit dem Bezugszeichen 130 gekennzeichneten Form derart dar, dass einfallendes Licht von den ausgeschalteten Mikrospiegeln 21, 22 auf den Absorber 30 gelenkt wird, was in der Figur durch einen entsprechenden Lichtstrahl 135 angedeutet ist. Dies bedeutet, dass in diesem Fall der oder die den Mikrospiegeln 21, 22 zugeordneten Pixel des Bildsensors 10 nicht ausgeleuchtet sind, was im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auch als „abgedunkelt" bezeichnet wird. Die in der Figur lediglich im Hinblick auf ihre wichtigsten Komponenten skizzierte Vorrichtung 1 erlaubt es nun vorteil ^¬ hafterweise, mittels eines Authentifizierungsvorgangs eine Authentifizierung der erfassten Bilddaten 110 vorzunehmen. Hierbei wird der Bildsensor 10 durch selektives Ein- und/oder Ausschalten von zumindest einem der Mikrospiegel 21 bis 26 mit zumindest einem Identifikationsmuster beaufschlagt. Dies bedeutet, dass im Rahmen des jeweiligen Authentifizierungs ^¬ vorgangs zumindest ein Pixel des Bildsensors 10 durch ein zu- mindest zeitweises Ausschalten von zumindest einem der Mikro ^¬ spiegel 21, 22 abgedunkelt wird. In der in der Figur darge ^¬ stellten Situation bedeutet dies, dass das betreffende Iden ^¬ tifikationsmuster zum betreffenden Zeitpunkt so aussieht, dass die Mikrospiegel 21 und 22 aus- und die übrigen Mikro- spiegel 23 bis 26 eingeschaltet sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass im Rahmen eines Authentifizierungsvorgangs im zeitlichen Verlauf eine dynamische Änderung dahingehend erfolgen kann, dass beispielsweise die ausgeschalteten Mikrospiegel 21 und 22 ein- und zumindest einzelne oder auch alle der eingeschalteten Mikrospiegel 23 bis 26 ausgeschaltet wer ^¬ den .

Die von dem Bildsensor 10 erfassten Bilddaten 110 werden nun seitens der Vorrichtung 1 mit dem jeweiligen Identifikations- muster verglichen. Dies bedeutet, dass für solche Pixel oder Pixelbereiche des Bildsensors 10, die solchen Mikrospiegeln 21 und 22 des Flächenlichtmodulators 20 zugeordnet sind, die gemäß dem jeweiligen Identifikationsmuster ausgeschaltet sind, eine entsprechende Abdunkelung erwartet wird, wobei ei- ne Prüfung sowohl in Bezug auf eine Abdunkelung als solche als auch in Bezug auf eine erwartete Reaktionszeit möglich ist .

Der entsprechende Vergleich kann beispielsweise durch die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 erfolgen, in welchem Fall diese die von dem Bildsensor 10 erfassten Bilddaten 110 über den Kommunikationskanal 80 empfängt. Vorteil ^¬ hafterweise kann die Steuer- und/oder Überwachungs- Einrichtung 60 hierbei als signaltechnisch sichere Komponente ausgeführt sein, wodurch eine besonders hohe Zuverlässigkeit des Authentifizierungsvorgangs gewährleistet wird. Alternativ hierzu kann der Vergleich der von dem Bildsensor 10 erfassten Bilddaten 110 mit dem jeweiligen Identifikationsmuster auch von einer weiteren, in der Figur nicht dargestellten, gegebenenfalls nicht-sicheren Komponente durchge ^¬ führt werden. Wesentlich hierbei ist lediglich, dass der be- treffenden Komponente sowohl die von dem Bildsensor 10 erfassten Bilddaten 110 zur Verfügung stehen als auch das jeweilige Identifikationsmuster beziehungsweise eine dieses Identifikationsmuster kennzeichnende Information bekannt ist. Anhand des Vergleichs der von dem Bildsensor 10 erfassten

Bilddaten 110 mit dem jeweiligen Identifikationsmuster ist es vorteilhafterweise möglich, eine Authentifizierung der erfassten Bilddaten 110 vorzunehmen. Voraussetzung hierfür ist, dass die erfassten Bilddaten 110 mit dem jeweiligen Identifi- kationsmuster konsistent sind. Durch die Formulierung „konsistent ist" wird hierbei zum Ausdruck gebracht, dass Abwei ^¬ chungen zwischen den erfassten Bilddaten 110 und dem jeweiligen Identifikationsmuster in einem gewissen Grad beziehungsweise Umfang dahingehend akzeptabel sein können, dass sie ei- ne erfolgreiche Authentifizierung der Bilddaten nicht verhindern. So kann möglichen Pixeldefekten beispielsweise dadurch Rechnung getragen werden, dass für eine Authentifizierung lediglich in Bezug auf einen bestimmten Anteil der Pixel, der beispielsweise 95% betragen kann, eine Übereinstimmung mit dem jeweiligen Identifikationsmuster erforderlich ist.

Im Rahmen des beschriebenen Verfahrens erfolgt eine Authenti ^¬ fizierung der Bilddaten 110 dahingehend, dass für den Fall, dass die Bilddaten mit dem jeweiligen Identifikationsmuster konsistent sind, gewährleistet ist, dass die Bilddaten 110 tatsächlich von dem mit dem Identifikationsmuster

beaufschlagten Bildsensor 110 stammen. Darüber hinaus wird hierdurch vorteilhafterweise auch die Aktualität der Bildda ^¬ ten 110 validiert.

Mittels der Vorrichtung 1 ist es vorteilhafterweise möglich, den Bildsensor 10 durch ein hochfrequentes Ein- und Ausschal ^¬ ten der betreffenden Mikrospiegel , d.h. beispielsweise der Mikrospiegel 21 und 22, derart mit dem zumindest einen Iden ^¬ tifikationsmuster zu beaufschlagen, dass auch während des Authentifizierungsvorgangs ein unterbrechungsfreies Erfassen der eigentlichen Bilddaten 110 durch den Bildsensor 10 erfolgt. Dabei kann der Grad der Abdunkelung der von den jeweiligen Mikrospiegeln 21 bis 26 versorgten Pixel beziehungsweise Pixelbereiche des Bildsensors 10 durch die Frequenz sowie die Pulsweite des Ein- und Ausschaltens der betreffenden Mik- rospiegel 21 bis 26 bestimmt werden.

Am Ende des Authentifizierungsvorgangs werden die zuvor abge ^¬ schalteten Mikrospiegel 21, 22 vorzugsweise wieder einge ^¬ schaltet, so dass die Bilderfassung nicht weiter beeinflusst beziehungsweise beeinträchtigt wird.

Der Authentifizierungsvorgang kann durch die Vorrichtung 1 vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen, auf einen Empfang eines Authentifizierungssignals hin und/oder situati- onsabhängig durchgeführt werden.

Generell ist darauf hinzuweisen, dass die in der Figur darge ^¬ stellte Vorrichtung 1 als eine gemeinsame Komponente ausge ^¬ führt sein kann, so dass beispielsweise alle dargestellten Komponenten, d.h. insbesondere der Bildsensor 10, der Flä- chenlichtmodulator 20 sowie die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60, Bestandteil beispielsweise einer Vi ^¬ deokamera sein können. Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, dass die Vorrichtung 1 dahingehend als verteiltes System realisiert ist, dass beispielsweise die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 in Bezug auf Teile ihrer Funktionalität oder auch vollständig nicht Bestandteil des betreffenden Bilderfassungssystems, d.h. beispielsweise einer entsprechenden Videokamera, ist. So kann die Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung 60 beispielsweise ganz oder teilweise als Komponente eines übergeordneten sicherheitsrelevanten Systems ausgeführt sein. Im Falle eines Systems der Eisen- bahnautomatisierung kann es sich hierbei beispielsweise um einen signaltechnisch sicheren Rechner eines Steuer- und/oder Leitsystems handeln.

Entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen diese insbesondere den Vorteil auf, dass mittels des Flächenlichtmodulators 20 eine Beaufschlagung des Bildsensors 10 mit beliebigen Identifikationsmustern möglich ist, wobei hierdurch vorteilhafterweise die Funktion des Bildsensors 10 nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird, so dass eine Authentifizierung der erfassten Bilddaten 110 vorzugsweise auch im laufenden Betrieb des Bildsensors 10 erfolgen kann. Darüber hinaus handelt es sich vorteilhafterweise bei dem Flächenlichtmodulator 20 um eine Hardwarekompo- nente, die von den übrigen Komponenten, d.h. beispielsweise dem Bildsensor 10, weitgehend unabhängig ist, so dass sich insbesondere für sicherheitskritische Anwendungen und Funkti ^¬ onen Vorteile ergeben. Weiterhin wird vorteilhafterweise eine unmittelbare Authentifizierung der Bilddaten 110 ermöglicht, wodurch in alternativen Szenarien denkbare Fehlerquellen ausgeschlossen werden.

Das Identifikationsmuster kann vorteilhafterweise auch für weitere Zwecke genutzt werden. So besteht die Möglichkeit, dass die von dem Bildsensor 10 erfassten Bilddaten 110 auf einer Anzeige-Einrichtung dargestellt werden und mit dem Identifikationsmuster eine Bestätigungshandlung einer Bedienperson angefordert wird. Dies kann beispielsweise derart ge ^¬ schehen, dass die Bedienperson im Falle einer Anzeige- Einrichtung in Form eines Touchscreens eine auf das angezeig ^¬ te Identifikationsmuster bezogene Eingabe macht beziehungs ^¬ weise die Kenntnisnahme des Identifikationsmusters bestätigt. Dabei können mittels des Identifikationsmusters auch mehrere Auswahlmöglichkeiten angeboten werden, etwa entsprechend einem „Multiple Choice"-Verfahren, wobei beispielsweise zwecks Überprüfung der Aufmerksamkeit der Bedienperson auch zwei „falsche" und eine „richtige" Auswahlmöglichkeit angeboten werden können. Alternativ hierzu kann das Identifikationsmus ^¬ ter auch in Form eines „Captchas" (Completely Automated Pub ^¬ lic Turing test to teil Computers and Humans Apart) ausge ^¬ führt sein, um eine gezielte Bestätigung durch eine Bedienperson zu gewährleisten.

Zusätzlich kann der Flächenlichtmodulator 20 ergänzend auch dafür genutzt werden, in Fällen einer vorliegenden Überbelichtung eine selektive Begrenzung des einfallenden Lichtes, d.h. ein selektives Dimmen, vorzunehmen. Dies ist durch ein entsprechendes, gegebenenfalls hochfrequentes Ein- und Aus ^¬ schalten der betreffenden Mikrospiegel 21 bis 26 möglich und bietet somit neben der Authentifizierung der Bilddaten 110 vorteilhafterweise eine zusätzliche Funktion. Dabei kann auch in diesem Fall der Grad der Abdunkelung über eine Variation des Pulsweitenverhältnisses zwischen dem ein- und ausgeschal ^¬ teten Zustand flexibel an die jeweilige Anforderung bezie ^¬ hungsweise jeweilige Umgebungsbedingungen angepasst werden.