Powrót do: Dydaktyka | BIT

Cel wykładu

Celem wykładu jest przekazanie wiedzy na temat biometrycznych metod identyfikacji i weryfikacji tożsamości. Omawiane są zarówno techniki biometryczne o implementacjach rynkowych jak i techniki dopiero rozwijające się. Dyskutowane są nadzieje i obawy związane z zastosowaniem biometrycznych technik identyfikacji i weryfikacji tożsamości, a także związane z tym problemy natury etnicznej, kulturowej czy religijnej. Wykład omawia aspekty bezpiecznej implementacji biometrii, w tym właściwego przechowywania i wymiany danych biometrycznych (rezygnacja z centralnych baz danych biometrycznych, zastosowanie kart elektronicznych, dynamiczne kodowanie informacji biometrycznej). W szczególności omawiane są metody testowania żywotności w biometrii, czyli sposoby pozwalające na sprawdzenie autentyczności próbek dostarczanych przez sensory biometryczne.

Zakres 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, tryby pracy systemu biometrycznego. Standardy dla biometrii (API, CBEFF, testowanie), interfejsy systemów biometrycznych. Ograniczenia metod biometrycznych, problemy natury etnicznej, kulturowej, religijnej. 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 rynkowe systemów biometrii odcisków.
• 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, termice, układzie żył i odcisku dłoni, geometrii ucha, układzie żył palca. 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 zachowania Analiza głosu, zapachu, wykorzystanie EEG w biometrii, analiza dynamiki pisania na klawiaturze.
• Biometria wielokrotna Łączenie technik biometrycznych w system wielokrotny (wiele modalności, sensorów, algorytmów). Wady i zalety systemów wielokrotnych. Wielomodalne bazy wzorców. Podejmowanie decyzji w systemie wielokrotnym.
• Bezpieczeństwo i realizacja systemów biometrycznych Projektowanie uwierzytelnienia biometrycznego. Przechowywanie i transmisja wzorców biometrycznych. Karty elektroniczne i ich zastosowanie jako bezpiecznych urządzeń biometrycznych, szyfrowanie danych, dynamiczne kodowanie danych biometrycznych, generowanie kluczy kryptograficznych z wykorzystaniem danych biometrycznych (bio-kryptografia).
• Ocena działania systemu biometrycznego Ocena technologiczna, w scenariuszach oraz operacyjna. Błędy systemów biometrycznych i sposoby ich szacowania.Strategia pobierania próbek i testowania systemu biometrycznego oraz raportowania wyników.

Laboratorium

Wykład wzbogacony jest praktycznymi zajęciami w Laboratorium Biometrii i Uczenia Maszynowego, w którym dostępny jest współczesny sprzęt biometryczny wraz z niezbędnymi narzędziami programistycznymi, co umożliwia samodzielną realizację wybranych metod biometrycznych. Podczas ćwiczeń laboratoryjnych uczestnicy poznają w praktyce zasady działania biometrii odcisku palca, biometrii tęczówki oraz podpisu odręcznego, wykonując samodzielnie pomiary biometryczne i tworząc własne warianty metod rozpoznawania. Dwa ćwiczenia laboratoryjne poświęcone są zagadnieniom testowania żywotności w biometrii tęczówki i odcisku palca.