Biometryczna identyfikacja tożsamości

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
114000 - Wydział Mechatroniki

BIT

2

Celem wykładu jest przekazanie wiedzy na temat biometrycznych metod identyfikacji i weryfikacji tożsamości. Przedyskutowane będą zarówno nadzieje jak i obawy związane z zastosowaniem biometrycznych technik identyfikacji i weryfikacji tożsamości, a także związane z tym problemy natury etnicznej, kulturowej czy religijnej. Omówione zostaną zarówno techniki biometryczne o implementacjach rynkowych jak i techniki dopiero rozwijające się. Omówione będą aspekty przechowywania i bezpiecznej wymiany danych biometrycznych (rezygnacja z centralnych baz danych biometrycznych, zastosowanie kart mikroprocesorowych, dynamiczne kodowanie informacji biometrycznej) oraz metody testowania żywotności w biometrii. Wykład wzbogacony będzie przez zajęcia w Laboratorium Biometrii, w którym dostępny jest współczesny sprzęt biometryczny wraz z niezbędnymi narzędziami programistycznymi, co umożliwia samodzielną realizację wybranych metod biometrycznych.

Celem wykładu jest przekazanie wiedzy na temat biometrycznych metod identyfikacji i weryfikacji tożsamości. Przedyskutowane będą zarówno nadzieje jak i obawy związane z zastosowaniem biometrycznych technik identyfikacji i weryfikacji tożsamości, a także związane z tym problemy natury etnicznej, kulturowej czy religijnej. Omówione zostaną zarówno techniki biometryczne o implementacjach rynkowych jak i techniki dopiero rozwijające się. Omówione będą aspekty przechowywania i bezpiecznej wymiany danych biometrycznych (rezygnacja z centralnych baz danych biometrycznych, zastosowanie kart mikroprocesorowych, dynamiczne kodowanie informacji biometrycznej) oraz metody testowania żywotności w biometrii. Wykład wzbogacony będzie przez zajęcia w Laboratorium Biometrii, w którym dostępny jest współczesny sprzęt biometryczny wraz z niezbędnymi narzędziami programistycznymi, co umożliwia samodzielną realizację wybranych metod biometrycznych.

Treść wykładu

• Pojęcie biometrii Biometria - znaczenia pojęcia. Rozwój zastosowań biometrii do identyfikacji i weryfikacji tożsamości. Wymagane własności cech biometrycznych, penetracja genetyczna, problem autentyczności (żywotności). Struktura systemów biometrycznych, statystyczna analiza działania, krzywa ROC, EER, fałszywa akceptacja, FAR, fałszywe odrzucenie, FRR. Zastosowania systemów biometrycznych.


• Wykorzystanie odcisków palców Historia wykorzystania linii papilarnych. Wstępne przetwarzanie odcisków palców, filtracja obrazu, wykrywanie krawędzi, segmentacja obrazu. Cechy linii papilarnych, punkty osobliwe, minucje. Metody znajdowania punktów osobliwych, klasyfikacja na podstawie punktów osobliwych. Wykorzystanie minucji, metody porównań globalnych, metody korelacyjne. Testowanie autentyczności. Przykłady dostępnych na rynku urządzeń wykorzystujących odciski palców.


• Wykorzystanie obrazu twarzy Detekcja twarzy, detekcja twarzy w obrazie ruchomym, testowanie autentyczności. Wyznaczanie cech twarzy. Przestrzeń twarzy, analiza czynników głównych (PCA), twarze własne, liniowa analiza dyskryminacyjna (LDA), twarze Fisherowskie, algorytmy rozpoznawania twarzy. Przykłady zastosowań rynkowych.


• Wykorzystanie wzoru tęczówki Budowa tęczówki. Wstępne przetwarzanie obrazu tęczówki. Metoda Daugmana, transformacja Gabora, kod tęczówki. Własności statystyczne kodu tęczówki. Inne metody wyznaczania cech tęczówki, transformaty falkowe. Testowanie autentyczności oka. Przykłady zastosowań rynkowych.


• Inne metody oparte na cechach fizycznych Metody bazujące na wzorze siatkówki oka, geometrii dłoni, odcisku dłoni, geometrii ucha. Przykłady zastosowań rynkowych.


• Wykorzystanie podpisu odręcznego Podpis jako krzywa w przestrzeni wielowymiarowej. Metody analizy w przestrzeni dwuwymiarowej, pięciowymiarowej. Wyznaczanie cech podpisu, cechy widoczne i cechy niewidoczne, cechy dynamiczne, marszczenie czasu. Przykłady implementacji rynkowych.


• Inne metody oparte na cechach behawioralnych Analiza głosu, analiza chodu.


• Biometria wielomodalna Łączenie technik biometrycznych w system wielomodalny, wady i zalety systemów wielomodalnych, wielomodalne bazy wzorców. Podejmowanie decyzji w systemie wielomodalnym.


• Przechowywanie i transmisja wzorców biometrycznych Karty mikroprocesorowe i ich zastosowanie jako bezpiecznych urządzeń biometrycznych, szyfrowanie danych (informacja), dynamiczne kodowanie danych, generowanie kluczy kryptograficznych z wykorzystaniem danych biometrycznych.


• Realizacja systemu biometrycznego Standardy dla biometrii (API, CBEFF). Projektowanie uwierzytelnienia biometrycznego. Ograniczenia metod biometrycznych, problemy natury etnicznej, kulturowej, religijnej. Strategia pobierania wzorców i testowania systemu biometrycznego. Interfejsy systemów biometrycznych.
  
  
  
  Zakres laboratorium
  Ćwiczenia będą realizowane w utworzonym już Laboratorium Biometrii NASK/PW w IAiIS i będą polegać na realizacji metod biometrycznych z wykorzystaniem narzędzi Visual C++ .NET i Matlab oraz sprzętu biometrycznego. Przykładowe tematy: klasyfikacja obrazów 2D dłoni (propozycja cech geometrycznych dłoni, wyznaczanie cech, zastosowanie znanych klasyfikatorów, np. sieć neuronowa, lub SVM), klasyfikacja podpisu odręcznego (cechy globalne - propozycja i implementacja, zastosowanie znanych klasyfikatorów), klasyfikacja obrazów tęczówki (lokalizacja tęczówki metodą Daugmana, zastosowanie PCA lub metod pokrewnych do klasyfikacji), weryfikacja biometryczna na karcie (zapoznanie się ze środowiskiem symulacyjnym do kart Java, implementacja apletu Java weryfikującego kody tęczówki w środowisku symulacyjnym, załadowanie apletu na kartę i weryfikacja działania)

1. S. Nanavati, M. Thieme, R. Nanavati, "Biometrics. Identity Verification in a Networked World". Wiley, New York 2002


2. J.D. Woodward, N.M. Orlans, P.T. Higgins, "Biometrics. Identity Assurance in the Information Age.",McGraw-Hill, New York 2003


3. S.Kwaśniowski i P. Zając (Ed.),"Automatyczna Identyfikacja w Systemach Logistycznych", Oficyna Wyd.Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004
   

1. Zaliczenie egzaminu: min. 26 pkt. z 50 pkt. możliwych do
   uzyskania.


2. Zaliczenie jednego spotkania laboratoryjnego: min. 5 pkt. z 10
   pkt. możliwych do uzyskania.


3. Warunki zaliczenia przedmiotu: zaliczenie egzaminu oraz
   zaliczenie minimum 4 z 5 spotkań laboratoryjnych.

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej