Speicherung und Vergleich biometrischer Informationen

Question

Im Allgemeinen verwenden wir die Biometrie in Computeranwendungen z. B. zur Authentifizierung. Lassen Sie uns 2 Beispiele nennen: Fingerabdrücke und Gesichtserkennung.

In diesen Fällen behalten wir die Informationen zum Vergleich. Wir können zum Beispiel nicht jedes Mal ein Bild aufbewahren und es verarbeiten. Welche Methoden verwenden wir also, um die Ähnlichkeit in solchen Fällen zu speichern/zu bestimmen? Gibt es irgendwelche speziellen Algorithmen, die für diesen Zweck entwickelt wurden? (z.B.: Um jedes Mal einen annähernd gleichen Wert für einen Fingerabdruck einer bestimmten Person zu erhalten)

Answer 1

Die meisten KI-Techniken arbeiten nicht mit Rohdaten wie Bildern. Sie arbeiten im Allgemeinen mit einer Merkmalsvektor : eine möglichst kompakte und intelligente Darstellung der Originaldaten. Im Allgemeinen enthält ein Merkmalsvektor eine feste Anzahl von numerischen oder nominalen Werten (Merkmalen). Bei der Gesichtserkennung beispielsweise ist ein üblicher Merkmalsvektor ein Satz von Eigenvektoren, genannt ein Eigene Oberfläche . Ich kenne mich mit der Erkennung von Fingerabdrücken nicht aus, aber ich kann mir vorstellen, dass die dort verwendeten Merkmalsvektoren eine Reihe von Zahlen sind, die irgendwie die beobachteten Muster im Bild des Fingerabdrucks beschreiben.

Wenn man eine maschinelle Lernmethode mit einer Reihe von Gesichts- oder Fingerabdruckbildern trainiert, berechnet man im Allgemeinen die entsprechenden Merkmalsvektoren für diese Bilder und speichert sie in einer Datenbank. Die Originalbilder werden dann nicht mehr verwendet. Alle nachfolgenden Verarbeitungen werden mit den entsprechenden Merkmalsvektoren durchgeführt.

Um eine neue, ungesehene Instanz mit der Datenbank der zuvor gelernten Instanzen zu vergleichen, wird der Merkmalsvektor der neuen Instanz berechnet und mit der Datenbank der gespeicherten Merkmalsvektoren verglichen. Dies kann auf viele Arten geschehen. Ein Beispiel, das in der Iriserkennung häufig verwendet wird, ist das Hamming-Abstand .

Answer 2

Bei der Analyse von Fingerabdrücken habe ich von Leuten gehört, die die Positionen von Merkmalspunkten (Verzweigungen usw.) verwenden, um die Parameter für ein großes Polynom anzupassen und dann die Parameter für den Abgleich zu speichern, wenn jemand die Galerie untersuchen will. (Der Anpassungsprozess funktioniert offenbar durch Minimierung eines abgeleiteten Fehlerterms zwischen den Parametern der Sonde und der Galerie). Ich habe das selbst noch nie gemacht, da ich hauptsächlich mit Iris arbeite, aber es könnte sich lohnen, sich damit zu beschäftigen.

Answer 3

Alle biometrischen Abgleicher arbeiten mit verarbeiteten Daten, den so genannten Templates. Diese Daten werden aus einem statischen Bild oder einem Modell aus einer dynamischen Aufnahme entnommen, wie TC bereits sagte. Diese Vorlagen werden für den Abgleich verwendet und sind eindeutige Daten, die Sie aufbewahren müssen. Die Bilder werden nur zur Überprüfung oder in Kriminalfällen gespeichert, wenn ein Experte die Bilder analysieren und ein endgültiges Ergebnis erstellen muss.

Für Fingerabdruckvorlagen gibt es 3 internationale Standards, die am häufigsten verwendet werden: ISO 19497-2, ISO-378 und XYT. Wenn Sie einen der ersten beiden Standards verwenden, sind die binären Daten in der Regel 500 Byte lang. XYT benötigt mehr Platz, da es sich um eine Textdatei mit Position, Winkel und Qualität aller Minuten handelt, die in der Regel etwa 1kb groß ist. Ein Beispiel für die Extraktion und den Abgleich finden Sie unter NIST-Website . Wenn Sie also eine genauere und schnellere Software wünschen, benötigen Sie ein kommerzielles SDK.

Für die Arbeit mit Gesichtern gibt es eine kostenlose Software: OpenCV.