Recent Application in Biometrics

In the recent years, a number of recognition and authentication systems based on biometric measurements have been proposed. Algorithms and sensors have been developed to acquire and process many different biometric traits. Moreover, the biometric technology is being used in novel ways, with potential commercial and practical implications to our daily activities. The key objective of the book is to provide a collection of comprehensive references on some recent theoretical development as well as novel applications in biometrics. The topics covered in this book reflect well both aspects of development. They include biometric sample quality, privacy preserving and cancellable biometrics, contactless biometrics, novel and unconventional biometrics, and the technical challenges in implementing the technology in portable devices. The book consists of 15 chapters. It is divided into four sections, namely, biometric applications on mobile platforms, cancelable biometrics, biometric encryption, and other applications. The book was reviewed by editors Dr. Jucheng Yang and Dr. Norman Poh. We deeply appreciate the efforts of our guest editors: Dr. Girija Chetty, Dr. Loris Nanni, Dr. Jianjiang Feng, Dr. Dongsun Park and Dr. Sook Yoon, as well as a number of anonymous reviewers

Biometrics & [and] Security:Combining Fingerprints, Smart Cards and Cryptography

Since the beginning of this brand new century, and especially since the 2001 Sept 11 events in the U.S, several biometric technologies are considered mature enough to be a new tool for security. Generally associated to a personal device for privacy protection, biometric references are stored in secured electronic devices such as smart cards, and systems are using cryptographic tools to communicate with the smart card and securely exchange biometric data. After a general introduction about biometrics, smart cards and cryptography, a second part will introduce our work with fake finger attacks on fingerprint sensors and tests done with different materials. The third part will present our approach for a lightweight fingerprint recognition algorithm for smart cards. The fourth part will detail security protocols used in different applications such as Personal Identity Verification cards. We will discuss our implementation such as the one we developed for the NIST to be used in PIV smart cards. Finally, a fifth part will address Cryptography-Biometrics interaction. We will highlight the antagonism between Cryptography – determinism, stable data – and Biometrics – statistical, error-prone –. Then we will present our application of challenge-response protocol to biometric data for easing the fingerprint recognition process

Mejora de la seguridad y la privacidad de los sistemas biométricos

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Escuela Politécnica Superior, Departamento de Tecnología Electrónica y de las Comunicaciones. Fecha de lectura: 02-06-2016This Thesis was printed with the financial support from EPS-UAM and the Biometric Recognition Group-ATVS

Iris Recognition: Robust Processing, Synthesis, Performance Evaluation and Applications

The popularity of iris biometric has grown considerably over the past few years. It has resulted in the development of a large number of new iris processing and encoding algorithms. In this dissertation, we will discuss the following aspects of the iris recognition problem: iris image acquisition, iris quality, iris segmentation, iris encoding, performance enhancement and two novel applications.;The specific claimed novelties of this dissertation include: (1) a method to generate a large scale realistic database of iris images; (2) a crosspectral iris matching method for comparison of images in color range against images in Near-Infrared (NIR) range; (3) a method to evaluate iris image and video quality; (4) a robust quality-based iris segmentation method; (5) several approaches to enhance recognition performance and security of traditional iris encoding techniques; (6) a method to increase iris capture volume for acquisition of iris on the move from a distance and (7) a method to improve performance of biometric systems due to available soft data in the form of links and connections in a relevant social network

Machine Learning Techniques and Optical Systems for Iris Recognition from Distant Viewpoints

Vorhergehende Studien konnten zeigen, dass es im Prinzip möglich ist die Methode der Iriserkennung als biometrisches Merkmal zur Identifikation von Fahrern zu nutzen. Die vorliegende Arbeit basiert auf den Resultaten von [35], welche ebenfalls als Ausgangspunkt dienten und teilweise wiederverwendet wurden. Das Ziel dieser Dissertation war es, die Iriserkennung in einem automotiven Umfeld zu etablieren. Das einzigartige Muster der Iris, welches sich im Laufe der Zeit nicht verändert, ist der Grund, warum die Methode der Iriserkennung eine der robustesten biometrischen Erkennungsmethoden darstellt. Um eine Datenbasis für die Leistungsfähigkeit der entwickelten Lösung zu schaffen, wurde eine automotive Kamera benutzt, die mit passenden NIR-LEDs vervollständigt wurde, weil Iriserkennung am Besten im nahinfraroten Bereich (NIR) durchgeführt wird. Da es nicht immer möglich ist, die aufgenommenen Bilder direkt weiter zu verabeiten, werden zu Beginn einige Techniken zur Vorverarbeitung diskutiert. Diese verfolgen sowohl das Ziel die Qualität der Bilder zu erhöhen, als auch sicher zu stellen, dass lediglich Bilder mit einer akzeptablen Qualität verarbeitet werden. Um die Iris zu segmentieren wurden drei verschiedene Algorithmen implementiert. Dabei wurde auch eine neu entwickelte Methode zur Segmentierung in der polaren Repräsentierung eingeführt. Zusätzlich können die drei Techniken von einem "Snake Algorithmus", einer aktiven Kontur Methode, unterstützt werden. Für die Entfernung der Augenlider und Wimpern aus dem segmentierten Bereich werden vier Ansätze präsentiert. Um abzusichern, dass keine Segmentierungsfehler unerkannt bleiben, sind zwei Optionen eines Segmentierungsqualitätschecks angegeben. Nach der Normalisierung mittels "Rubber Sheet Model" werden die Merkmale der Iris extrahiert. Zu diesem Zweck werden die Ergebnisse zweier Gabor Filter verglichen. Der Schlüssel zu erfolgreicher Iriserkennung ist ein Test der statistischen Unabhängigkeit. Dabei dient die Hamming Distanz als Maß für die Unterschiedlichkeit zwischen der Phaseninformation zweier Muster. Die besten Resultate für die benutzte Datenbasis werden erreicht, indem die Bilder zunächst einer Schärfeprüfung unterzogen werden, bevor die Iris mittels der neu eingeführten Segmentierung in der polaren Repräsentierung lokalisiert wird und die Merkmale mit einem 2D-Gabor Filter extrahiert werden. Die zweite biometrische Methode, die in dieser Arbeit betrachtet wird, benutzt die Merkmale im Bereich der die Iris umgibt (periokular) zur Identifikation. Daher wurden mehrere Techniken für die Extraktion von Merkmalen und deren Klassifikation miteinander verglichen. Die Erkennungsleistung der Iriserkennung und der periokularen Erkennung, sowie die Fusion der beiden Methoden werden mittels Quervergleichen der aufgenommenen Datenbank gemessen und übertreffen dabei deutlich die Ausgangswerte aus [35]. Da es immer nötig ist biometrische Systeme gegen Manipulation zu schützen, wird zum Abschluss eine Technik vorgestellt, die es erlaubt, Betrugsversuche mittels eines Ausdrucks zu erkennen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass es zukünftig möglich ist biometrische Merkmale anstelle von Autoschlüsseln einzusetzen. Auch wegen dieses großen Erfolges wurden die Ergebnisse bereits auf der Consumer Electronics Show (CES) im Jahr 2018 in Las Vegas vorgestellt

Improving k-nn search and subspace clustering based on local intrinsic dimensionality

In several novel applications such as multimedia and recommender systems, data is often represented as object feature vectors in high-dimensional spaces. The high-dimensional data is always a challenge for state-of-the-art algorithms, because of the so-called curse of dimensionality . As the dimensionality increases, the discriminative ability of similarity measures diminishes to the point where many data analysis algorithms, such as similarity search and clustering, that depend on them lose their effectiveness. One way to handle this challenge is by selecting the most important features, which is essential for providing compact object representations as well as improving the overall search and clustering performance. Having compact feature vectors can further reduce the storage space and the computational complexity of search and learning tasks. Support-Weighted Intrinsic Dimensionality (support-weighted ID) is a new promising feature selection criterion that estimates the contribution of each feature to the overall intrinsic dimensionality. Support-weighted ID identifies relevant features locally for each object, and penalizes those features that have locally lower discriminative power as well as higher density. In fact, support-weighted ID measures the ability of each feature to locally discriminate between objects in the dataset. Based on support-weighted ID, this dissertation introduces three main research contributions: First, this dissertation proposes NNWID-Descent, a similarity graph construction method that utilizes the support-weighted ID criterion to identify and retain relevant features locally for each object and enhance the overall graph quality. Second, with the aim to improve the accuracy and performance of cluster analysis, this dissertation introduces k-LIDoids, a subspace clustering algorithm that extends the utility of support-weighted ID within a clustering framework in order to gradually select the subset of informative and important features per cluster. k-LIDoids is able to construct clusters together with finding a low dimensional subspace for each cluster. Finally, using the compact object and cluster representations from NNWID-Descent and k-LIDoids, this dissertation defines LID-Fingerprint, a new binary fingerprinting and multi-level indexing framework for the high-dimensional data. LID-Fingerprint can be used for hiding the information as a way of preventing passive adversaries as well as providing an efficient and secure similarity search and retrieval for the data stored on the cloud. When compared to other state-of-the-art algorithms, the good practical performance provides an evidence for the effectiveness of the proposed algorithms for the data in high-dimensional spaces