Multimodalni biometrijski sistemi

UNIVERZITET SINGIDUNUM 

FAKULTET ZA POSLOVNU INFORMATIKU

SRĐAN MESAROVIĆ

MULTIMODALNI

BIOMETRIJSKI

SISTEMI

- 

MAGISTARSKA TEZA

 - 

BEOGRAD, 2007 

UNIVERZITET SINGIDUNUM 

FAKULTET ZA POSLOVNU INFORMATIKU

MULTIMODALNI

BIOMETRIJSKI

SISTEMI

- 

MAGISTARSKA TEZA

 - 

 
MENTOR 

KANDIDAT 

PROF. MLADEN VEINOVI

Ć

SRĐAN MESAROVIĆ

BR. INDEKSA II-8/2005 

BEOGRAD, 2007

5.1 Poboljšanje performansi sistema ........................................................................................................ 57

5.1.1 Opis performansi ......................................................................................................................... 58

6. Izvor i sjedinjavanje podataka ...................................................... 60

6.1 Šta sjediniti ? ...................................................................................................................................... 60

6.2 Koje biometrijske karakteristike sjediniti ? ........................................................................................ 61

6.3 Arhitektura sjedinjavanja biometrijskih podataka .............................................................................. 62

6.3.1 Redna arhitektura ........................................................................................................................ 62

6.3.2 Paralelna arhitektura ................................................................................................................... 62

6.3.3 Hijerarhijska arhitektura ............................................................................................................. 63

6.4 Nivoi sjedinjavanja ............................................................................................................................. 64

6.4.1 Sjedinjavanje pre poređenja

 ........................................................................................................ 65

6.4.1.1 Nivo senzora ........................................................................................................................ 65

6.4.1.2 Nivo izdvajanja podataka .................................................................................................... 65

6.4.2 Sjedinjavanje posle poređenja

 ..................................................................................................... 66

6.4.2.1 Nivo poređenja šablona

 ....................................................................................................... 67

6.4.2.2 Nivo odlučivanja

 ................................................................................................................. 69

6.5 Evaluacija multimodalnog sistema ..................................................................................................... 69

6.6 Prednosti i mane multimodalnih biometrijskih sistema...................................................................... 70

6.7 Zaključak

 ............................................................................................................................................ 71

7. Normalizacija rezultata ................................................................ 72

7.1 Potreba za normalizacijom rezultata................................................................................................... 73

7.2 Izazovi normalizacije.......................................................................................................................... 75

7.2.1 Parametri lokacije i skale ............................................................................................................ 76

7.3 Tehnike normalizacije ........................................................................................................................ 78

7.3.1 Eksperimentalni Rezultati ........................................................................................................... 88

7.3.1.1 Generisanje multimodalne baze podataka ........................................................................... 88

7.3.2 Uticaj normalizacije na performanse sjedinjavanja podataka ..................................................... 90

7.3.3 Analiza robustnosti metoda normalizacije .................................................................................. 93

7.4 Zaključak

 ............................................................................................................................................ 96

8. Soft biometrija .............................................................................. 97

8.1 Motiv i izazovi.................................................................................................................................... 97

8.2 Prikupljanje soft biometrijskih podataka ............................................................................................ 98

8.3 Sjedinjavanje soft i primarnih biometrijskih informacija ................................................................. 100

8.3.1 Režim identifikacije .................................................................................................................. 100

8.3.2 Režim verifikacije ..................................................................................................................... 101

8.3.2.1 Izračunavanje soft biometrijskih verovatnoća

 ................................................................... 102

8.4 Eksperimentalni rezultati .................................................................................................................. 103

8.4.1 Identifikacione performanse ..................................................................................................... 103

8.4.2 Verifikacione performanse ........................................................................................................ 104

8.5 Zaključak

 .......................................................................................................................................... 108

9. Zaključak

 .....................................................................................109

10. Budući rad

..................................................................................110

11. Literatura ...................................................................................111

Slike 

Slika 1

 – Norveški biometrijski pasoš ......................................................................................................... 13 

Slika 2

 - ATM kompanije Brown Investments Inc ...................................................................................... 15 

Slika 3

 - Pay by Touch terminal .................................................................................................................. 18 

Slika 4

 - Opšti model biometrijskog sistema ............................................................................................... 23 

Slika 5

 - ANSI X9.84 opšti model biometrijskog sistema ........................................................................... 23 

Slika 6

 - Upis biometrijskog šablona ........................................................................................................... 24 

Slika 7

 - Verifikacioni proces ...................................................................................................................... 25 

Slika 8

 - Proces identifikacije ...................................................................................................................... 26 

Slika 9

 - 

Odnos između FAR, FRR i EER

................................................................................................... 29 

Slika 10

 - Originalna i nametnuta distribucija i odnos FNMR i FMR u odnosu na treshold....................... 30 

Slika 11

 - 

Najčešće korišćene biometrijske karakteristike. a) otisak prsta, b) geometrija dlana, 

c) dužica oka, d) rožnjača oka, e)

crte lica, f) otisak šake, g) oblik uha, h) DNK,  i) glas, 

 j) hod, k) potpis, l) dinamika kicanja ......................................................................................... 32 

Slika 12

 - Program za identifikaciju otisaka prstiju ..................................................................................... 33 

Slika 13

 - Brazde otiska ............................................................................................................................... 33 

Slika 14

 - Proces od originalne slike do šablona ......................................................................................... 34 

Slika 15

 - Prikaz otiska zavisno od vlažnosti .............................................................................................. 35 

Slika 16

 - 

2D ćelije kapacitivnog senzora

 ................................................................................................... 35 

Slika 17

 - Skeniranje prsta ........................................................................................................................... 35 

Slika 18

 - Minutiae snimljene senzorima kompanije Fidelica Microsystem ............................................... 36 

Slika 19

 - FPC 1011 Area sensor i FPC 1031 Swipe sensor ....................................................................... 36 

Slika 20

 - Direktno kapacitivno merenje FPC senzorima............................................................................ 36 

Slika 21

 - Aktivno kapacitivno merenje FPC senzorima ............................................................................. 37 

Slika 22

 - 

Princip rada optičkog senzora

 ..................................................................................................... 37 

Slika 23a

 - Slika vlažnog prsta sa senzora osetljivog na pritisak ................................................................ 38 

Slika 23b

 - Slika suvog prsta sa senzora osetljivog na pritisak ................................................................... 38 

Slika 24

 - Senzor osetljiv na otpornost ........................................................................................................ 38 

Slika 25

 - 

Karakteristične tačke lica

 ............................................................................................................ 39 

Slika 26

 - Formiranje digitalnog koda za prepoznavanje lica ..................................................................... 41 

Slika 27

 - Skener lica u banci ...................................................................................................................... 43 

Slika 28

 - 

Tipične mere sistema za proveru geometrije 

dlana ..................................................................... 44 

Slika 29

 - Dužica oka i njen negativ ............................................................................................................ 44 

Slika 30

 - Dužica sa IrisCode u gornjem levom uglu slike ......................................................................... 45 

Slika 31

 - Identifikacioni sistem UAE (skeniranje dužice oka) ................................................................... 45 

Slika 32

 - IBM  VIVA sistem za prepoznavanje glasa ................................................................................ 47 

Slika 33

 - 

Poređenje različi

tih biometrijskih sistema .................................................................................. 49 

Slika 34

 - 

Slabe tačke biometrijskog sistema

 .............................................................................................. 51 

Slika 35

 - Loš otisak prsta ........................................................................................................................... 55 

Slika 36

 - Zamagljena slika dužice oka usled gubljenja fokusa .................................................................. 55 

Slika 37

 - Nepravilna upotreba sistema ....................................................................................................... 56 

Slika 38

 - : Neadekvatno osvetljenje ........................................................................................................... 56 

Slika 39

 - Slabo izraženi otisci prstiju ......................................................................................................... 57 

Slika 40

 - 

Način upotrebe lažnih otisaka prstiju

 .......................................................................................... 57 

Slika 41

 - Primer multi-biometrijskog sistema ............................................................................................ 60 

Slika 42a

 - Redna arhitektura sjedinjavanja ................................................................................................ 62 

Slika 42b

 - Paralelna arhitektura sjedinjavanja ........................................................................................... 62 

Slika 42c

 - Hijerarhijska arhitektura sjedinjavanja ...................................................................................... 63 

Slika 43

 - Nivoi sjedinjavanja kod multi-biometrijskog sistema ................................................................. 64 

Slika 44a

 - Nivo izdvajanja podataka .......................................................................................................... 66 

Slika 44b

 - 

Nivo poređenja šablona

 ............................................................................................................ 67 

Slika 44c

 - Nivo odluke ............................................................................................................................... 69 

Slika 45

 - Grupni  prikaz tehnika sjedinjavanja kod multimodalnog biometrijskog sistema ...................... 71 

Slika 46a

 - 

Distribucija rezultata poređenja crte lica

 ................................................................................... 73 

Slika 46b

 - 

Distribucija rezultata poređenja otiska prsta

 ............................................................................. 74 

Slika 46c

 - 

Distribucija rezultata poređenja geometrije dlana

 ..................................................................... 74 

Tabele 

Tabela 1

 - 

Greške kod  najčešćih biometrijskih karakteristika

.................................................................... 28 

Tabela 2

 - Procentualna zastupljenost biometrijskih tehnika na tržištu ...................................................... 31 

Tabela 3

 - 

Poređenje biometrijskih sistema

 ................................................................................................ 48 

Tabela 4

 - 

Slabe tačke biometrijskih sistema

 .............................................................................................. 52 

Tabela 5

 - 

Kombinacija mesta čuvanja podataka, i mesta

 .......................................................................... 52 

Tabela 6

 - Kombinacije biometrijskih karakteristika .................................................................................. 61 

Tabela 7

 - Karakteristike tehnika normalizacije.......................................................................................... 88 

Tabela 8

 - 

GAR različitih tehnika normalizacije i sjedinjavanja podataka pri FAR = 0.1%

 ...................... 90