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Image detection and retrieval for biometric security from an image enhancement perspectiveIqbal, K. January 2011 (has links)
Security methods based on biometrics have been gaining importance increasingly in the last few years due to recent advances in biometrics technology and its reliability and efficiency in real world applications. Also, several major security disasters that occurred in the last decade have given a new momentum to this research area. The successful development of biometric security applications cannot only minimise such threats but may also help in preventing them from happening on a global scale. Biometric security methods take into account humans’ unique physical or behavioural traits that help to identify them based on their intrinsic characteristics. However, there are a number of issues related to biometric security, in particular with regard to surveillance images. The first issue is related to the poor visibility of the images produced by surveillance cameras and the second issue is concerned with the effective image retrieval based on user query. This research addresses both issues. This research addresses the first issue of low quality of surveillance images by proposing an integrated image enhancement approach for face detection. The proposed approach is based on contrast enhancement and colour balancing methods. The contrast enhancement method is used to improve the contrast, while the colour balancing method helps to achieve a balanced colour. Importantly, in the colour balancing method, a new process for colour cast adjustment is introduced which relies on statistical calculation. It can adjust the colour cast and maintain the luminance of the whole image at the same level. The research addresses the second issue relating to image retrieval by proposing a content-based image retrieval approach. The approach is based on the three welliii known algorithms: colour histogram, texture and moment invariants. Colour histogram is used to extract the colour features of an image. Gabor filter is used to extract the texture features and the moment invariant is used to extract the shape features of an image. The use of these three algorithms ensures that the proposed image retrieval approach produces results which are highly relevant to the content of an image query, by taking into account the three distinct features of the image and the similarity metrics based on Euclidean measure. In order to retrieve the most relevant images the proposed approach also employs a set of fuzzy heuristics to improve the quality of the results further. The integrated image enhancement approach is applied to the enhancement of low quality images produced by surveillance cameras. The performance of the proposed approach is evaluated by applying three face detection methods (skin colour based face detection, feature based face detection and image based face detection methods) to surveillance images before and after enhancement using the proposed approach. The results show a significant improvement in face detection when the proposed approach was applied. The performance of the content-based image retrieval approach is carried out using the standard Precision and Recall measures, and the results are compared with wellknown existing approaches. The results show the proposed approach perform s better than the well-known existing approaches.
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A multi-biometric iris recognition system based on a deep learning approachAl-Waisy, Alaa S., Qahwaji, Rami S.R., Ipson, Stanley S., Al-Fahdawi, Shumoos, Nagem, Tarek A.M. 24 October 2017 (has links)
Yes / Multimodal biometric systems have been widely
applied in many real-world applications due to its ability to
deal with a number of significant limitations of unimodal
biometric systems, including sensitivity to noise, population
coverage, intra-class variability, non-universality, and
vulnerability to spoofing. In this paper, an efficient and
real-time multimodal biometric system is proposed based
on building deep learning representations for images of
both the right and left irises of a person, and fusing the
results obtained using a ranking-level fusion method. The
trained deep learning system proposed is called IrisConvNet
whose architecture is based on a combination of Convolutional
Neural Network (CNN) and Softmax classifier to
extract discriminative features from the input image without
any domain knowledge where the input image represents
the localized iris region and then classify it into one of N
classes. In this work, a discriminative CNN training scheme
based on a combination of back-propagation algorithm and
mini-batch AdaGrad optimization method is proposed for
weights updating and learning rate adaptation, respectively.
In addition, other training strategies (e.g., dropout method,
data augmentation) are also proposed in order to evaluate
different CNN architectures. The performance of the proposed
system is tested on three public datasets collected
under different conditions: SDUMLA-HMT, CASIA-Iris-
V3 Interval and IITD iris databases. The results obtained
from the proposed system outperform other state-of-the-art
of approaches (e.g., Wavelet transform, Scattering transform,
Local Binary Pattern and PCA) by achieving a Rank-1 identification rate of 100% on all the employed databases
and a recognition time less than one second per person.
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Implementação e avaliação do ABID (Aplicativo Biométrico de Impressão Digital) utilizando o método fuzzy vault e ferramentas opensourceFaria, Bruno Guedes 10 June 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Bruno Guedes Faria.pdf: 1541058 bytes, checksum: 27ddaf10102e159357de3c8fbd6d81ca (MD5)
Previous issue date: 2014-06-10 / Universidade Presbiteriana Mackenzie / Biometric Systems has increasingly been growing in the past years, mainly those based on fingerprints. In terms of security, they need the same care which is given to traditional systems that uses cards and passwords. The Fuzzy Vault methods comes
in this scenario to provide security to biometric systems, specifically, protecting the stored biometric template. This
research will present the Fuzzy Vault scheme development and
how it can be used to hide a 128 bits secret. The scheme will be
used into the context of a biometric application based on fingerprints. Evaluation of security and performance of the application will be shown, as well as the experimental
results, common to biometric systems FRR (False Rejection Rate), GAR (Genuine Accept Rate), FAR (False Accept Rate). / A utilização de sistemas biométricos tem apresentado um cenário de crescimento nos últimos anos e que se reflete, principalmente,
naqueles que têm a impressão digital como forma de identificação. No que tange à segurança, sistemas baseados em
biometria necessitam da mesma preocupação que se tem com sistemas tradicionais de senhas e cartões. Neste contexto, o método Fuzzy Vault aparece para prover a segurança de sistemas biométricos, particularmente, protegendo a amostra biométrica armazenada. Esta pesquisa consiste na implementação do método Fuzzy Vault, aplicando-o para ocultar uma chave de 128 bits, onde o método será utilizado juntamente com algoritmos de código aberto, para o desenvolvimento de um aplicativo biométrico de impressões digitais, denominado por ABID. Serão expostas avaliações sobre o desempenho e segurança do aplicativo e também resultados experimentais comuns a sistemas biométricos, como: Taxa de Falso Aceite (FAR -False Accept Rate), Taxa de Aceite Genuíno (GAR-Genuine Accept Rate) e Taxa de Falsa Rejeição (FRR-False Rejection Rate).
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Generativní adversarialní neuronové sítě využity na ochranu soukromí při biometrické autentifikaci a identifikaci / Generative Adversarial Networks Applied for Privacy Preservation in Bio-Metric-Based Authentication and IdentificationMjachky, Ľuboš January 2021 (has links)
Systémy založené na biometrickej autentizácii sa stávajú súčasťou nášho každodenného bytia. Tieto systémy však nedovoľujú používateľom priamo alebo nepriamo meniť spôsob, akým sa k ich dátam pristupuje a ako sa s nimi bude zaobchádzať ďalej v budúcnosti. Dôsledkom tohto môžu vyplynúť riziká spojené s uniknutím identity jedinca. Táto práca sa zaoberá návrhom systému, ktorý zachováva privátnosť a zároveň umožňuje autentizáciu na základe biometrických čŕt používateľov, a to za pomoci generatívnej neurónovej siete (GAN). V práci sa konkrétne uvažuje o tom, že GAN je použitá na transformáciu obrázkov tvárí napríklad na obrázky kvetov. Autentizačný systém sídliaci na serveri je v konečnom dôsledku učený rozlišovať používateľov podľa obrázkov kvetov a nie tvárí. Na základe vykonaných experimentov môžeme potvrdiť, že navrhovaná metóda je robustná voči útokom, pričom stále vykazuje kvalitatívne požiadavky kladené na štandardný autentizačný systém.
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Identifying the role of remote display Protocol in behavioral biometric systems based on free-text keystroke dynamics, an experimentSilonosov, Alexandr January 2020 (has links)
The ubiquity and speed of Internet access led over the past decade to an exponential increase in the use of thin clients and cloud computing, both taking advantage of the ability to remotely provide computing resources. The work investigates the role of remote display Protocol in behavioral biometric systems based on free-text keystroke dynamics. Authentication based on keystroke dynamics is easy in use, cheap, invisible for user and does not require any additional sensor.I n this project I will investigate how network characteristics affect the keystroke dynamics pattern in remote desktop scenario. Objectives: The aim of this project is to investigate the role of remote display Protocol in behavioral biometric system based on free-text keystroke dynamics, by measuring how network characteristics influence the computation of keystroke pattern in Virtual Desktop Infrastructure (VDI). Method: This thesis will answer all of its research question with the help of a Systematic Literature Review (SLR) and an Experiment. Literature review was conducted to gather information about the keystroke dynamics analysis, the applied algorithms and their performance; and to clarify the controlled changes of networking performance in VDI based scenario. Using the acquired knowledge, implemented keystroke dynamics pattern algorithm based on Euclidian distance statistical method, designed an experiment and performed a series of tests, in order to identify the influence of remote display protocol to keystroke pattern. Results: Through the SLR, keystroke dynamics analysis working structure is identified and illustrated, essential elements are summarized, and a statistical approach based on Euclidian distance is described; a technique to simulate and measure networklatency in VDI scenario is described including essential elements and parameters of VDI testbed. Keystroke analysis algorithm, dataset replication code and VDItestbed are implemented. The controlled experiment provided measurements of the metrics of the algorithm and network performance mentioned in objectives. Conclusions: During experimentation, I found that timing pattern in the keystroke dynamics data is affected by VDI in normal network conditions by 12% in average. Higher latency standard deviation, jitter, packet loss as well as remote display protocol overheads have a significant combined impact onto keystroke pattern. Moreover I found what maximum possible delay values does not affect keystroke pattern in a larger extent.
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Ensemble de técnicas de representação simbólica para reconhecimento biométrico baseado em sinais de ECG / Ensemble of symbolic representation techniques for biometric recognition based on ECG signalsPassos, Henrique dos Santos 19 April 2018 (has links)
Métodos de identificação de pessoas sempre foram muito importantes para toda a sociedade. Atualmente, as pesquisas em biometria vêm sendo amplamente incentivadas por diversos setores da indústria mundial com o objetivo de melhorar ou substituir os atuais sistemas de segurança e de identificação de pessoas. O campo da biometria abarca uma grande variedade de tecnologias usadas para identificar e verificar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de diversas características físicas e/ou comportamentais do ser humano. Diversas modalidades biométricas têm sido propostas para reconhecimento de pessoas, como impressão digital, íris, face e fala. Estas modalidades biométricas possuem características distintas em termos de desempenho, mensurabilidade e aceitabilidade. Uma questão a ser considerada com a aplicação biométrica é sua robustez a ataques por circunvenção, repetição e ofuscação. Esses ataques estão se tornando cada vez mais frequentes e questionamentos estão sendo levantados a respeito dos níveis de segurança das formas de reconhecimento. Sinais biomédicos como eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) têm sido cada vez mais estudados e aplicados ao reconhecimento biométrico. Em específico, os sinais de ECG têm sido largamente adotados para o reconhecimento biométrico em diversos trabalhos. Por outro lado, análise de séries temporais tem sido usada com sucesso em muitas diferentes aplicações para identificar padrões temporais nos dados. Embora dinâmica simples possa ser observada com ferramentas analíticas tradicionais tais como transformada de fourier, transformada wavelet, a representação simbólica pode melhorar a análise de processos que são complexos e possivelmente caótico. Além disso, representação simbólica pode também reduzir a sensibilidade a ruído e melhorar bastante a eficiência computacional. No entanto, existem aspectos estruturais e paramétricos de projeto que podem conduzir a uma degradação de desempenho. Na ausência de uma metodologia sistemática e de baixo custo para a proposição de técnicas de representação simbólicas otimamente especificadas, os comitês de máquinas, mais especificamente ensemble, se apresentam como alternativas promissoras. Neste estudo, os componentes do ensemble, que correspondem as técnicas de representação simbólicas, e seus respectivos parâmetros foram selecionados via algoritmos evolutivos. O objetivo é explorar conjuntamente potencialidades advindas das técnicas de representação simbólicas e comitê de máquinas para reconhecimento biométrico baseado em sinais de ECG. Resultados experimentais conduzidos sobre dois conjuntos de dados disponíveis publicamente indicam que a abordagem proposta pode melhorar o desempenho do reconhecimento quando comparada com as técnicas tradicionais / Identification people methods have been very important for the whole society. Currently, research on biometrics have been widely encouraged by various sectors of the industry worldwide in order to improve or replace existing security systems and people identification. The field of biometrics includes a variety of technologies used to identify or verify the identity of a person by measuring and analyzing various physical and/or behavioral aspects of the human being. Several biometric methods have been proposed for recognition of people, such as fingerprint, iris, face and speech. These biometric modalities have different characteristics in terms of performance, measurability and acceptability. One issue to be considered with the biometric application in the real world is its robustness to attacks by circumvention, repetition and obfuscation. These attacks are becoming more frequent and more questions are being raised about the levels of security that this technology can offer. Biomedical signals such as electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) have been increasingly studied and applied to biometric recognition. Specifically, ECG signals have been widely adopted for biometric recognition in various works. On the other hand, time series analysis has been used successfully in many different applications to identify temporal patterns in the data. Although simple dynamics can be observed with traditional analytical tools such as fourier transform, wavelet transform, the symbolic representation can improve the analysis of processes that are complex and possibly chaotic. In addition, symbolic representation can also reduce noise sensitivity and greatly improve computational efficiency. However, there are structural and parametric design aspects that can lead to performance degradation. In the absence of a systematic and inexpensive methodology for proposing optimally specified symbolic representation techniques, machine committees, more specifically ensemble, present themselves as promising alternatives. In this study, the components of the committee, which correspond to techniques of symbolic representation, and their respective parameters were selected via evolutionary algorithms. The objective is to jointly explore the potentialities of both symbolic representation techniques and machine committee for biometric recognition based on ECG signals. Experimental results conducted on two publicly available datasets indicate that the proposed approach may improve recognition performance when compared to traditional techniques
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Seleção de características para reconhecimento biométrico baseado em sinais de eletrocardiograma / Feature selection for biometric recognition based on electrocardiogram signalsTeodoro, Felipe Gustavo Silva 22 June 2016 (has links)
O campo da Biometria abarca uma grande variedade de tecnologias usadas para identificar e verificar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de vários aspectos físicos e/ou comportamentais do ser humano. Diversas modalidades biométricas têm sido propostas para reconhecimento de pessoas, como impressões digitais, íris, face e voz. Estas modalidades biométricas possuem características distintas em termos de desempenho, mensurabilidade e aceitabilidade. Uma questão a ser considerada com a aplicação de sistemas biométricos em mundo real é sua robustez a ataques por circunvenção, repetição e ofuscação. Esses ataques estão se tornando cada vez mais frequentes e questionamentos estão sendo levantados a respeito dos níveis de segurança que esta tecnologia pode oferecer. Recentemente, sinais biomédicos, como eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) têm sido estudados para uso em problemas envolvendo reconhecimento biométrico. A formação do sinal do ECG é uma função da anatomia estrutural e funcional do coração e dos seus tecidos circundantes. Portanto, o ECG de um indivíduo exibe padrão cardíaco único e não pode ser facilmente forjado ou duplicado, o que tem motivado a sua utilização em sistemas de identificação. Entretanto, a quantidade de características que podem ser extraídas destes sinais é muito grande. A seleção de característica tem se tornado o foco de muitas pesquisas em áreas em que bases de dados formadas por dezenas ou centenas de milhares de características estão disponíveis. Seleção de característica ajuda na compreensão dos dados, reduzindo o custo computacional, reduzindo o efeito da maldição da dimensionalidade e melhorando o desempenho do preditor. O foco da seleção de característica é selecionar um subconjunto de característica a partir dos dados de entrada, que pode descrever de forma eficiente os dados de entrada ao mesmo tempo reduzir os efeitos de ruídos ou características irrelevantes e ainda proporcionar bons resultados de predição. O objetivo desta dissertação é analisar o impacto de algumas técnicas de seleção de característica tais como, Busca Gulosa, Seleção \\textit, Algoritmo Genético, Algoritmo Memético, Otimização por Enxame de Partículas sobre o desempenho alcançado pelos sistemas biométricos baseado em ECG. Os classificadores utilizados foram $k$-Vizinhos mais Próximos, Máquinas de Vetores Suporte, Floresta de Caminhos Ótimos e classificador baseado em distância mínima. Os resultados demonstram que existe um subconjunto de características extraídas do sinal de ECG capaz de fornecer altas taxas de reconhecimento / The field of biometrics includes a variety of technologies used to identify and verify the identity of a person by measuring and analyzing various physical and/or behavioral aspects of the human being. Several biometric modalities have been proposed for recognition of people, such as fingerprints, iris, face and speech. These biometric modalities have distinct characteristics in terms of performance, measurability and acceptability. One issue to be considered with the application of biometric systems in real world is its robustness to attacks by circumvention, spoof and obfuscation. These attacks are becoming more frequent and more questions are being raised about the levels of security that this technology can offer. Recently, biomedical signals, as electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) have been studied for use in problems involving biometric recognition. The ECG signal formation is a function of structural and functional anatomy of the heart and its surrounding tissues. Therefore, the ECG of an individual exhibits unique cardiac pattern and cannot be easily forged or duplicated, that have motivated its use in various identification systems. However, the amount of features that can be extracted from this signal is very large. The feature selection has become the focus of much research in areas where databases formed by tens or hundreds of thousands of features are available. Feature Selection helps in understanding data, reducing computation requirement, reducing the effect of curse of dimensionality and improving the predictor performance. The focus of feature selection is to select a subset of features from the input which can efficiently describe the input data while reducing effects from noise or irrelevant features and still provide good prediction results. The aim of this dissertation is to analyze the impact of some feature selection techniques, such as, greedy search, Backward Selection, Genetic Algorithm, Memetic Algorithm, Particle Swarm Optimization on the performance achieved by biometric systems based on ECG. The classifiers used were $k$-Nearest Neighbors, Support Vector Machines, Optimum-Path Forest and minimum distance classifier. The results demonstrate that there is a subset of features extracted from the ECG signal capable of providing high recognition rates
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Reconstrução de oclusões parciais em imagens de face visando o reconhecimento biométrico / Reconstruction of partial occlusions in face images for biometric recognitionTargino, Jonas Mendonça 10 December 2018 (has links)
Há um crescente incentivo ao uso da tecnologia biométrica para melhorar, e até mesmo substituir os métodos tradicionais de segurança. O campo da Biometria refere-se a uma grande variedade de tecnologias usadas para identicar ou vericar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de vários aspectos físicos e comportamentais do ser humano. Modalidades biométricas são características extraídas do corpo humano, que são únicas para cada indivíduo e que podem ser usadas para estabelecer sua identidade numa população. As principais modalidades biométricas empregadas na literatura são: impressão digital, face, voz, palma da mão e íris. Dentre as modalidades biométricas, a face é a mais comumente vista e usada em nossa vida diária. Em aplicações de mundo real, sistemas de reconhecimento facial, frequentemente, têm que lidar com condições não controladas e não previsíveis, tais como mudança na iluminação, pose, expressão e oclusão, as quais introduzem variações intraclasse e degradam a performance do reconhecimento. Comparada com problemas de pose, iluminação e expressão, o problema relacionado à oclusão é relativamente pouco estudado na área. As abordagens empregadas para atacar o problema de reconhecimento facial na presença de oclusões parciais podem ser categorizadas em: i) abordagens baseadas em reconstrução, que formulam o reconhecimento biométrico baseado em imagens de face parcialmente ocluídas como um problema de reconstrução; ii) abordagens baseadas em correspondência local, que extraem características locais da face; iii) abordagens baseadas em características insensíveis, que extraem características da face que são robustas à oclusão. O objetivo desta dissertação é realizar um estudo comparativo detalhado das abordagens baseadas em reconstrução visando reconhecimento biométrico facial na presença de oclusão. As abordagens baseadas em reconstrução foram aplicadas a duas bases de dados (AR e Yale) contendo quatro tipos diferentes de oclusões e avaliadas usando a performance obtida no reconhecimento biométrico. Com base no estudo comparativo realizado, foram propostas três técnicas baseadas em reconstrução, que correspondem a uma modicação e/ou combinação de técnicas já conhecidas na literatura. Os resultados experimentais mostraram que as técnicas propostas alcançaram desempenhos melhores ou similares as técnicas descritas na literatura / There is a growing incentive to use biometric technology to improve, even replace, traditional security methods. The eld of Biometrics refers to a wide variety of technologies used to identify or verify a persons identity by measuring and analyzing various physical and behavioral aspects of the human being. Biometric modalities are characteristics drawn from the human body, which are unique to each individual and can be used to establish their identity in a population. The main biometric modalities used in the literature are: fingerprint, face, voice, palm, and iris. The main biometric modalities used in the literature are: fingerprint, face, voice, palm and iris. Among the biometric modalities, the face is the most commonly seen and used in our daily life. In real-world applications, facial recognition systems often have to deal with uncontrolled and unpredictable conditions such as change in illumination, pose, expression, and occlusion, which introduce intraclass variations and degrade recognition performance. Compared with problems of pose, illumination and expression, the problem related to occlusion is relatively little studied in the area. The approaches used to tackle facial recognition in the presence of partial occlusions can be categorized into: (i) reconstruction-based approaches that formulate recognition of occluded faces as a reconstruction problem; ii) approaches based on local correspondence, which extract local face characteristics; iii) approaches based on insensitive characteristics, which extract features of the face that are robust to occlusion. The objective of this dissertation is to perform a detailed comparative study of reconstruction-based approaches aiming at facial recognition in the presence of occlusion. Reconstruction-based approaches were applied to two databases (AR and Yale) containing four dierent types of occlusions and evaluated using the performance obtained in the biometric recognition. Based on the comparative study, three reconstruction-based techniques were proposed, which correspond to a change in the formulation and/or combination of techniques already known in the literature. The experimental results showed that the proposed techniques achieved better or similar performances than the techniques described in the literature
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Biometrics in a data stream context / Biometria em um contexto de fluxo de dadosPisani, Paulo Henrique 10 March 2017 (has links)
The growing presence of the Internet in day-to-day tasks, along with the evolution of computational systems, contributed to increase data exposure. This scenario highlights the need for safer user authentication systems. An alternative to deal with this is by the use of biometric systems. However, biometric features may change over time, an issue that can affect the recognition performance due to an outdated biometric reference. This effect can be called as template ageing in the area of biometrics and as concept drift in machine learning. It raises the need to automatically adapt the biometric reference over time, a task performed by adaptive biometric systems. This thesis studied adaptive biometric systems considering biometrics in a data stream context. In this context, the test is performed on a biometric data stream, in which the query samples are presented one after another to the biometric system. An adaptive biometric system then has to classify each query and adapt the biometric reference. The decision to perform the adaptation is taken by the biometric system. Among the biometric modalities, this thesis focused on behavioural biometrics, particularly on keystroke dynamics and on accelerometer biometrics. Behavioural modalities tend to be subject to faster changes over time than physical modalities. Nevertheless, there were few studies dealing with adaptive biometric systems for behavioural modalities, highlighting a gap to be explored. Throughout the thesis, several aspects to enhance the design of adaptive biometric systems for behavioural modalities in a data stream context were discussed: proposal of adaptation strategies for the immune-based classification algorithm Self-Detector, combination of genuine and impostor models in the Enhanced Template Update framework and application of score normalization to adaptive biometric systems. Based on the investigation of these aspects, it was observed that the best choice for each studied aspect of the adaptive biometric systems can be different depending on the dataset and, furthermore, depending on the users in the dataset. The different user characteristics, including the way that the biometric features change over time, suggests that adaptation strategies should be chosen per user. This motivated the proposal of a modular adaptive biometric system, named ModBioS, which can choose each of these aspects per user. ModBioS is capable of generalizing several baselines and proposals into a single modular framework, along with the possibility of assigning different adaptation strategies per user. Experimental results showed that the modular adaptive biometric system can outperform several baseline systems, while opening a number of new opportunities for future work. / A crescente presença da Internet nas tarefas do dia a dia, juntamente com a evolução dos sistemas computacionais, contribuiu para aumentar a exposição dos dados. Esse cenário evidencia a necessidade de sistemas de autenticação de usuários mais seguros. Uma alternativa para lidar com isso é pelo uso de sistemas biométricos. Contudo, características biométricas podem mudar com o tempo, o que pode afetar o desempenho de reconhecimento devido a uma referência biométrica desatualizada. Esse efeito pode ser chamado de template ageing na área de sistemas biométricos adaptativos ou de mudança de conceito em aprendizado de máquina. Isso levanta a necessidade de adaptar automaticamente a referência biométrica com o tempo, uma tarefa executada por sistemas biométricos adaptativos. Esta tese estudou sistemas biométricos adaptativos considerando biometria em um contexto de fluxo de dados. Neste contexto, o teste é executado em um fluxo de dados biométrico, em que as amostras de consulta são apresentadas uma após a outra para o sistema biométrico. Um sistema biométrico adaptativo deve então classificar cada consulta e adaptar a referência biométrica. A decisão de executar a adaptação é tomada pelo sistema biométrico. Dentre as modalidades biométricas, esta tese foca em biometria comportamental, em particular em dinâmica da digitação e em biometria por acelerômetro. Modalidades comportamentais tendem a ser sujeitas a mudanças mais rápidas do que modalidades físicas. Entretanto, havia poucos estudos lidando com sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais, destacando uma lacuna para ser explorada. Ao longo da tese, diversos aspectos para aprimorar o projeto de sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais em um contexto de fluxo de dados foram discutidos: proposta de estratégias de adaptação para o algoritmo de classificação imunológico Self-Detector, combinação de modelos genuíno e impostor no framework do Enhanced Template Update e aplicação de normalização de scores em sistemas biométricos adaptativos. Com base na investigação desses aspectos, foi observado que a melhor escolha para cada aspecto estudado dos sistemas biométricos adaptativos pode ser diferente dependendo do conjunto de dados e, além disso, dependendo dos usuários no conjunto de dados. As diferentes características dos usuários, incluindo a forma como as características biométricas mudam com o tempo, sugerem que as estratégias de adaptação deveriam ser escolhidas por usuário. Isso motivou a proposta de um sistema biométrico adaptativo modular, chamado ModBioS, que pode escolher cada um desses aspectos por usuário. O ModBioS é capaz de generalizar diversos sistemas baseline e propostas apresentadas nesta tese em um framework modular, juntamente com a possibilidade de atribuir estratégias de adaptação diferentes por usuário. Resultados experimentais mostraram que o sistema biométrico adaptativo modular pode superar diversos sistemas baseline, enquanto que abre um grande número de oportunidades para trabalhos futuros.
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Ensemble de técnicas de representação simbólica para reconhecimento biométrico baseado em sinais de ECG / Ensemble of symbolic representation techniques for biometric recognition based on ECG signalsHenrique dos Santos Passos 19 April 2018 (has links)
Métodos de identificação de pessoas sempre foram muito importantes para toda a sociedade. Atualmente, as pesquisas em biometria vêm sendo amplamente incentivadas por diversos setores da indústria mundial com o objetivo de melhorar ou substituir os atuais sistemas de segurança e de identificação de pessoas. O campo da biometria abarca uma grande variedade de tecnologias usadas para identificar e verificar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de diversas características físicas e/ou comportamentais do ser humano. Diversas modalidades biométricas têm sido propostas para reconhecimento de pessoas, como impressão digital, íris, face e fala. Estas modalidades biométricas possuem características distintas em termos de desempenho, mensurabilidade e aceitabilidade. Uma questão a ser considerada com a aplicação biométrica é sua robustez a ataques por circunvenção, repetição e ofuscação. Esses ataques estão se tornando cada vez mais frequentes e questionamentos estão sendo levantados a respeito dos níveis de segurança das formas de reconhecimento. Sinais biomédicos como eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) têm sido cada vez mais estudados e aplicados ao reconhecimento biométrico. Em específico, os sinais de ECG têm sido largamente adotados para o reconhecimento biométrico em diversos trabalhos. Por outro lado, análise de séries temporais tem sido usada com sucesso em muitas diferentes aplicações para identificar padrões temporais nos dados. Embora dinâmica simples possa ser observada com ferramentas analíticas tradicionais tais como transformada de fourier, transformada wavelet, a representação simbólica pode melhorar a análise de processos que são complexos e possivelmente caótico. Além disso, representação simbólica pode também reduzir a sensibilidade a ruído e melhorar bastante a eficiência computacional. No entanto, existem aspectos estruturais e paramétricos de projeto que podem conduzir a uma degradação de desempenho. Na ausência de uma metodologia sistemática e de baixo custo para a proposição de técnicas de representação simbólicas otimamente especificadas, os comitês de máquinas, mais especificamente ensemble, se apresentam como alternativas promissoras. Neste estudo, os componentes do ensemble, que correspondem as técnicas de representação simbólicas, e seus respectivos parâmetros foram selecionados via algoritmos evolutivos. O objetivo é explorar conjuntamente potencialidades advindas das técnicas de representação simbólicas e comitê de máquinas para reconhecimento biométrico baseado em sinais de ECG. Resultados experimentais conduzidos sobre dois conjuntos de dados disponíveis publicamente indicam que a abordagem proposta pode melhorar o desempenho do reconhecimento quando comparada com as técnicas tradicionais / Identification people methods have been very important for the whole society. Currently, research on biometrics have been widely encouraged by various sectors of the industry worldwide in order to improve or replace existing security systems and people identification. The field of biometrics includes a variety of technologies used to identify or verify the identity of a person by measuring and analyzing various physical and/or behavioral aspects of the human being. Several biometric methods have been proposed for recognition of people, such as fingerprint, iris, face and speech. These biometric modalities have different characteristics in terms of performance, measurability and acceptability. One issue to be considered with the biometric application in the real world is its robustness to attacks by circumvention, repetition and obfuscation. These attacks are becoming more frequent and more questions are being raised about the levels of security that this technology can offer. Biomedical signals such as electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) have been increasingly studied and applied to biometric recognition. Specifically, ECG signals have been widely adopted for biometric recognition in various works. On the other hand, time series analysis has been used successfully in many different applications to identify temporal patterns in the data. Although simple dynamics can be observed with traditional analytical tools such as fourier transform, wavelet transform, the symbolic representation can improve the analysis of processes that are complex and possibly chaotic. In addition, symbolic representation can also reduce noise sensitivity and greatly improve computational efficiency. However, there are structural and parametric design aspects that can lead to performance degradation. In the absence of a systematic and inexpensive methodology for proposing optimally specified symbolic representation techniques, machine committees, more specifically ensemble, present themselves as promising alternatives. In this study, the components of the committee, which correspond to techniques of symbolic representation, and their respective parameters were selected via evolutionary algorithms. The objective is to jointly explore the potentialities of both symbolic representation techniques and machine committee for biometric recognition based on ECG signals. Experimental results conducted on two publicly available datasets indicate that the proposed approach may improve recognition performance when compared to traditional techniques
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