Fingerprint Identification System

1. Fingerprint Identification System Készítette: Venczel Viktor BMF-NIK 2007. december

2. Bevezetés • Mi az a biometria és miért van szükség rá? • Típusai: • Hanganalízis • Kézgeometria elemzés • Retinavizsgálat • Íriszdiagnosztika • Ujjlenyomat azonosítás • Arcfelismerés • Arcthermogram • Miről szól ez a project?

3. Mik a biometria előnyei? • A módszer ténylegesen magát a személyt azonosítja, nem olyan közvetett jellemzőket ellenőriz, mint jelszó vagy kulcs, amelyek eltulajdoníthatóak vagy megfejthetőek. • Megfelelő eszköz, illetve technológia alkalmazásával meg lehet győződni arról, hogy a mintavételezés valós élő személytől származik, ezzel jelentősen csökkentve a megtévesztés lehetőségét. • Lehetőség lehet csendes riasztásra, ha például ujjnyomat leolvasásnál másik ujját, vagy hangazonosításnál más jelszót használ a kényszerített személy

4. Mik a biometria hátrányai? • A legtöbb módszer speciális hardvert igényel, amelyek ára jelenleg még elég magas. • Fogyatékos emberek esetén a módszer esetleg nem alkalmazható. • Higiéniai szempontból a fizikai kontaktust igénylő megoldások problémásak lehetnek. • A vizsgált jellemzők az idő múlásával, betegség illetve sérülés következményeként változhatnak. • Visszajátszásos megtévesztés lehetséges több esetben is, például hangalapú azonosítás során, amely támadási mód nem minden esetben védhető ki, és ahol kivédhető ott is drága. • Jogi, adatvédelmi kérdéseket vethet fel, ha a leolvasás akár távolról, az adott személy beleegyezése nélkül is megtörténhet (például arc-azonosítás).

5. Alapfogalmak • Az azonosítás vagy autentikáció fajtái: • Matching, összehasonlítás • 1:1 matching, verifikáció • 1:N matching, identifikáció, felismerés • Az azonosítás megbízhatóságának mérőszámai: • Pozitív • Negatív • FAR, FRR, EER • ROC (Receiver Operating Characteristic)

6. Ujjlenyomat leolvasás • Hogy működik? • Daktiloszkópia, ujjlenyomattan • Papilláris vonalak, fodor szálak • Egyediek • Nem változnak

7. Ujjlenyomat leolvasó szenzorok • Szenzorok típusai • Optikai • Nyomás érzékeny • Hő érzékeny • Ultrahangos • Fontos tulajdonság • Élőujj és ujjlenyomat replika detektálás • Problémák

8. Leolvasási problémák Párokban ugyanannak az ujjlenyomatnak különböző változatai

9. Ujjlenyomat globális jellemzői • Fodor szálak, jellemző mintáik, szinguláris pontok Boltozat (arch)(3%) Hurok (loop)(72%) Örvény (whorl)(25%)

10. Modulterv • Két fő állapot: • Beviteli állapot: • 1. Beolvasó modul • 2. Előfeldolgozó modul • 3. Elemző modul • Összehasonlító állapot • 1. Beolvasó modul • 2. Előfeldolgozó modul • 3. Elemző modul • 4. Összehasonlító modul

11. Beviteli modulterv Azonosító + egyéb személyes adatok Ujjlenyomat mint kép átadása Beolvasó modul Képi információ Előfeldolgozó modul Azonosító + egyéb személyes adatok beszúrása Binarizált, tiszta kép küldése Minucia adatok beszúrása Elemző modul Adatbázis

12. Összehasonlító modulterv Azonosító Ujjlenyomat mint kép átadása Beolvasó modul Képi információ Előfeldolgozó modul Binarizált, tiszta kép küldése Elfogadás jelzése Minucia adatok küldése Elemző modul Összehasonlító modul Visszautasítás jelzése Azonosító / Adatok Adatbázis

13. Ujjlenyomatok feldolgozása

14. Ujjlenyomatok feldolgozása • Kép elmosása • Lineáris alul-áteresztő szűrő • Átlagoló szűrő • Nem lineáris szűrő • Medián szűrő

15. Ujjlenyomatok feldolgozása • Gradiensek meghatározása • Sobel operátor • Roberts keresztoperátor • Kirsch operátor

16. Ujjlenyomatok feldolgozása • 1. Osszuk fel a bemeneti képet 𝑊 × 𝑊 méretű blokkokra. • 2. Számoljuk ki a gradienst Gx és Gy minden pixelre minden blokkban. • 3. Meghatározzuk a lokális orientációját minden pixelnek (i,j) • 4. Kiszámítjuk az orientációs-mező konzisztencia szintjét az (i,j) blokk lokális szomszédságában • 5. Ha a konzisztencia szint egy adott Tc küszöb felett van, akkor e terület körül újra kell számolni a lokális orientációkat kisebb felbontással, egészen addig, amíg a 𝐶(i,j) nem lesz alacsonyabb, mint a meghatározott érték.

17. Ujjlenyomatok feldolgozása Eredeti kép Lokális orientációk

18. Ujjlenyomatok feldolgozása • Binarizálás • Küszöb meghatározása • Szkennelési hibák • Lokálisan változó küszöbölés • Niblack algoritmus

19. Ujjlenyomatok feldolgozása • Vékonyítás, thinning • Alaktani vékonyításhoz használt maszkok • 90°-os elforgatottak • 8 ciklus • Eredménye

20. Ujjlenyomatok feldolgozása • Minuciák keresése a képen • Minuciák alaptípusai • Végződések • Elágazások

21. Ujjlenyomatok feldolgozása • Hamis minuciák kiszűrése • Kép szélein talált minuciák figyelmen kívül hagyása • Két egymással szemben lévő végződés • Fodor szálak orientáltságára merőleges vonalak • Rövid izolált szálak • Sok minucia egy kis területen feltételezhetően valamilyen(pl.: égési) sérülés következménye

22. Ujjlenyomatok feldolgozása • Minucia adatok tárolása • Polár koordináta • Súlyozott irányítatlan gráf, egymáshoz viszonyított helyzet

23. Ujjlenyomatok feldolgozása • Minucia adatok eltárolása, új felhasználó hozzáadása a rendszerhez • Minucia adatok kiolvasás az adatbázisból felhasználói név alapján összehasonlítás céljából • Adatbázis védelme, kódolása

24. Ujjlenyomatok feldolgozása • Minucia adatok összehasonlítása • Egyezés esetén ellenőrzés • Határoló terület • Elasztikus nyúlás • Eredmény jelzése

25. Egyéb technikák • Fodorszál követés: a lokális maximum kiválasztásából és az adott irányban való továbbhaladásból áll Maszkolás hatása

26. Egyéb technikák • FingerCode középponttól kifelé koncentrikus körökre felosztás és azok feldara-bolása

27. Irodalomjegyzék • 1. Orvos Péter, Vitárius Gergely. Biztostű. Biztostű. [Online] 2004.. Október 28. ] http://www.biztostu.hu/. • 2. Biometrikus zárak :: Általános biometriai szakkifejezések szószedete:. Donáció 2003 Bt. [Online] 2005. http://www.biolock.hu/dict.shtml. • 3. Anil K. Jain, Salil Prabhakar, and Arun Ross. Fingerprint Matching: Data Acquisition and Performance Evaluation. Michigan State University 1999. MSU-CPS-99-14. • 4. Bordás Henrik, CHRIS - Capacity sensor based Human Recognition and Image processing System, 2001 http://roberta.obuda.kando.hu/iar/2001_2002/afis/index.html