Ασφαλής βιομετρική πιστοποίηση με τεχνικές κωδικοποίησης κατανεμημένων πηγών

Abstract

This thesis addresses the problem of secure biometric verification using distributed source coding principles. Specifically, a novel biometric authentication scheme based on error correcting codes and the Slepian-Wolf theorem is initially examined and the biometric template protection is analyzed. Next, a novel gait authentication system is described. New transforms are proposed for meaningful feature extraction from human silhouettes and analytic probabilistic models are developed to model intra-personal variations. Also, a multimodal biometric system based on face and gait authentication is investigated based on the extension of the Slepian-Wolf theorem for distributed source coding of multiple sources. Finally, a novel frame interpolation method for Wyner-Ziv video coding is proposed based on motion estimation using dynamically adapted block size, which surpasses the performance of state-of-the-art methods.

Στην παρούσα διατριβή μελετάται η ασφαλής βιομετρική πιστοποίηση με τεχνικές κωδικοποίησης κατανεμημένων πηγών. Συγκεκριμένα, αρχικά εξετάζεται ένα νέο σχήμα βιομετρικής πιστοποίησης που βασίζεται σε κώδικες διόρθωσης λαθών και το θεώρημα Slepian-Wolf και αναλύεται η προστασία που παρέχει στα βιομετρικά πρότυπα. Στη συνέχεια, περιγράφεται ένα νέο σύστημα βιομετρικής πιστοποίησης από ακολουθίες βαδίσματος. Προτείνονται νέοι μετασχηματισμοί για την εξαγωγή των κυριότερων χαρακτηριστικών από την ανθρώπινη σιλουέττα και αναπτύσσονται αναλυτικά πιθανοτικά μοντέλα για τη μοντελοποίηση των ενδοατομικών παραλλαγών. Επίσης, εξετάζεται ένα πολυτροπικό βιομετρικό σύστημα από εικόνες προσώπου και ακολουθίες βαδίσματος επεκτείνοντας το θεώρημα Slepian-Wolf για την κωδικοποίηση πολλαπλών κατανεμημένων πηγών. Τέλος, προτείνεται μια νέα μέθοδος παρεμβολής εικόνων βασισμένη στην εκτίμηση κίνησης με δυναμικά μεταβαλλόμενο μέγεθος μπλοκ για την κωδικοποίηση εικονοσειρών Wyner-Ziv που βελτιώνει σημαντικά τα αποτελέσματα προηγούμενων μεθόδων.