Seminar iz biometričnih sistemov

Visokošolski učitelji: Dobrišek Simon

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Zaključen dodiplomski študij na področju elektrotehnike ali sorodnih tehniških oziroma naravoslovno-matematičnih ved.
• Vpis v 2. letnik podiplomskega študijskega programa II. stopnje Elektrotehnika.
• Osnove razpoznavanja vzorcev, strojnega učenja, verjetnostne teorije in računalniškega programiranja.

Vsebina:

Uvod v biometrične sisteme: biometrične značilnosti (biološke, vedenjske), gradniki in faze delovanja sistema (registracija, verifikacija, identifikacija).

Zajemanje bioloških (obraz, prstni odtis, šarenica, roka) in vedenjskih (glas, mimika, rokopis, hoja) značilnosti: merjenje z dotikom in brez dotika, najbolj pogosto uporabljani senzorji. Preverjanje kakovosti in pristnosti zajetih podatkov.

Gradnja eno-modalnih in več-modalnih biometričnih sistemov: viri biometrične informacije, nivoji in metode združevanja biometrične informacije. Primerjava eno- in več-modalnih sistemov.

Vrednotenje biometričnih sistemov: povprečni časi registracije in razpoznavanja, sistemske napake (napake prileganja in odločanja), napaka pri registraciji, napaka pri zajemu.

Preizkušanje biometričnih sistemov: načrt preizkusa, preizkusna populacija ljudi, preizkus registracije, verifikacije in identifikacije, preizkus, ki vključuje ponaredke. Baze biometričnih podatkov za avtomatizirane in ponovljive preizkuse.

Standardizacija in varovanje biometričnih podatkov. Etična in kulturološka vprašanja, povezana z uporabo biometričnih sistemov.

Seminarji: razvoj eno- in več-modalnih biometričnih sistemov, uporaba biometričnih sistemov v varnostnih (identifikacijski in potovalni dokumenti, elektronsko poslovanje, elektronski varnostni sistemi) in drugih (pametne sobe in okolja, uporabniku prilagojeno iskanje vsebin) aplikacijah.

Cilji in kompetence:

• Seznaniti študenta z osnovnimi načeli in gradniki biometričnih sistemov.
• Predstaviti in obdelati primere biometričnih sistemov za samodejno razpoznavanje ljudi.
• Razširiti znanje s področja samodejnega razpoznavanja vzorcev.

Predvideni študijski rezultati:

Znanje in razumevanje:

Po zaključku predmeta bo študent zmožen izkazati znanje in razumevanje:

• osnovnih načel in gradnje biometričnih sistemov za samodejno razpoznavanje ljudi,
• problemov zagotavljanja kakovosti biometričnih sistemov in varovanja biometričnih podatkov,
• etičnih in kulturoloških vprašanj, povezanih z uporabo biometričnih sistemov.

Uporaba znanja:

• Uporaba pridobljenih znanj pri razvoju in gradnji biometričnih sistemov za samodejno razpoznavanje ljudi (identifikacijski in potovalni dokumenti, elektronsko poslovanje, elektronski varnostni sistemi, pametne sobe in okolja, uporabniku prilagojeno iskanje multimedijskih vsebin, razpoznavanje piscev zgodovinskih dokumentov, pomoč pri kriminalističnih preiskavah).

Prenosljive spretnosti:

• uporaba domače in tuje literature ter drugih virov s področja biometričnih sistemov;
• uporaba razvojnih orodij, računalniških podatkovni zbirk in okolij za programiranje: študenti izvedejo projekte v enem od programskih jezikov C/C++, python, C#, Java ali z uporabo orodja MatLab, uporabijo eno od biometričnih podatkovnih zbirk (NIST SRE, XM2VTS, FRGC, Banca, LFW, PolyU ipd) in uporabijo orodja, kot je OpenCV, ORANGE in WEKA;
• komuniciranja: ustni zagovor seminarskih nalog, pisno izražanje pri pisanju seminarskih nalog;
• reševanja problemov: skupinska analiza problema, načrtovanje algoritmov, izvedba in testiranje programov; in
• dela v skupini: organizacija in vodenje skupine, aktivno sodelovanje v skupini.

Metode poučevanja in učenja:

• predavanja,
• seminarji,
• seminarski projekti.

Gradiva

1. N. Pavešić: Razpoznavanje vzorcev (3. izdaja), Založba FE in FRI, 2012.
2. K. Jain, A. A. Ross, K. Nandakumar, Introduction to Biometrics, Springer, 2011.
3. R. M. Bolle et al.: Guide to Biometrics, Springer, 2004.
4. D. Maltoni et al.: Handbook of Fingerprint Recognition, Springer, 2003.