Przetwarzanie sygnałów biometrycznych

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 8/+, L 10/+

Metody i techniki programowania1 / środowisko programistyczne Matlab, konstrukcje językowe Matlaba, algorytmy i metody obliczeń numerycznych w Matlabie;

Przetwarzanie sygnałów / konwersja analogowo-cyfrowa i cyfrowo-analogowa, próbkowanie, kwantyzacja,, analiza widmowa dyskretnych sygnałów zdeterminowanych, pojęcie splotu w dziedzinie czasu i częstotliwości, szybkie przekształcenie Fouriera;

Kontrola dostępu i biometria / specyfika systemów biometrycznych.

sem. V / Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja / specjalności: inżynieria systemów bezpieczeństwa

dr hab. inż. Jacek Jakubowski, dr inż. Ewelina Majda-Zdancewicz

Zajęcia z nauczycielem (25 godzin):

8 - wykład

10 - ćwiczenia laboratoryjne

7 - konsultacje

Praca własna studenta (25 godzin):

15 - przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych

10 - przygotowanie do zaliczenia

Zakładając, że jeden punkt ECTS odpowiada 25 godzinom, otrzymuje się 50/25 = 2 punkty ECTS

Tematyka przedmiotu ma na celu zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami dotyczącymi biometrycznych systemów identyfikacji osób. Omawiane są biometryczne systemy identyfikacji wykorzystujące sygnał mowy oraz obraz twarzy. W ramach zajęć przedstawiane są także zaawansowane systemy multibiometryczne oraz problemy dotyczące zastosowania identyfikacji biometrycznej.

Wykłady / metody dydaktyczne: werbalno-wizualna prezentacja treści programowych z wykorzystaniem technik audiowizualnych; podanie informacji teoretycznych i wskazanie przykładów ilustrujących teorię; podanie tematów do samodzielnego studiowania.

Tematy kolejnych zajęć:

1. Podstawy biometrii (1 h ).

Wprowadzenie do tematyki przedmiotu. Zasady realizacji i zaliczenia przedmiotu. Podstawowe pojęcia biometrii. Cechy fizyczne i behawioralne wykorzystywane w technikach biometrycznych. Struktura systemów biometrycznych. Zastosowania systemów biometrycznych.

2. Sygnał mowy jako identyfikator biometryczny (3 h).

Reprezentacja sygnału mowy. Fizjologia oraz właściwości sygnału mowy. Przetwarzanie wstępne. Parametryzacja sygnału mowy. Analiza częstotliwościowa sygnału mowy. Analiza cepstralna. Selekcja cech osobniczych.

3. Obraz jako identyfikator biometryczny (2h)

Przegląd biometryk dla których nośnikiem jest obraz. Podstawowe metody przetwarzania obrazów stosowane w biometrii. Techniki wyodrębniania z obrazów obszarów zainteresowań.

4. Rozpoznawanie tożsamości na podstawie biometryk (2h)

Charakterystyka metod rozpoznawania twarzy. Idea multibiometrii. Kolokwium zaliczające.

Laboratoria / metody dydaktyczne: zastosowania praktyczne poznawanych algorytmów i metod obliczeniowych.

Tematy kolejnych zajęć:

1. Badanie wybranych metod opisu sygnału mowy.

Implementacja i weryfikacja algorytmów ekstrakcji cech osobniczych sygnału mowy w środowisku Matlab (3 godz.).

2. Badanie metod przekształceń obrazu biometrycznego.

Badanie podstawowych transformacji i przekształceń obrazu. Filtracja zdegradowanych próbek biometrycznych na przykładzie obrazu twarzy. Implementacja i weryfikacja metod rozpoznawania osób na podstawie obrazu twarzy (3 godz.).

3. Badanie właściwości systemów multibiometrycznych.

Kalibracja parametrów demonstratora technologii multibiometrycznej. Badanie metody fuzji danych biometrycznych. Badanie wizyjnego systemu identyfikacji osób bazujących na transformacjach PCA i LDA (4 godz.).

Podstawowa:

1. R. Tadeusiewicz, Sygnał mowy, WKiŁ, Warszawa, 1988

2. K. Ślot, Wybrane zagadnienia biometrii, WKŁ, Warszawa, 2008

3. W. Kasprzyk, Rozpoznawanie obrazów i sygnałów mowy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2009

4. Z. Wróbel, R. Koprowski, Praktyka przetwarzania obrazów z zadaniami, AOW EXIT, Warszawa 2008

Uzupełniająca:

1. S. W. Smith, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, BTC, Legionowo, 2007

2. K. Ślot, Rozpoznawanie biometryczne, WKŁ, Warszawa, 2010

3. A. P. Dobrowolski, J. Jakubowski, E. Majda, J. Pacan, M. Wiśnios Przetwarzanie wybranych danych biometrycznych na potrzeby identyfikacji tożsamości, Rozdział 3 w monografii pod red. T. Dąbrowskiego pt. Badanie i wnioskowanie diagnostyczne. Wybrane zagadnienia

W1 / Student posiada przeglądową wiedzę na temat zagadnień biometrycznych, przykładowych zastosowań algorytmów biometrycznych, struktury systemów biometrycznych oraz cech wykorzystywanych jako identyfikatory biometryczne. / K_W01

W2 / Student zna strukturę oraz rodzaje systemów automatycznego rozpoznawania mówcy. Posiada przeglądową wiedzę o metodach, parametryzacji sygnału mowy. / K_W15

W3 / Student posiada wiedzę z zakresu cyfrowego przetwarzania obrazu biometrycznego. Zna podstawowe parametry obrazowych cechy biometrycznych. Posiada wiedzę o podstawowych metodach obrazowej identyfikacji i weryfikacji biometrycznej./ K_W15

U1 / Student potrafi dokonać wyboru odpowiednich metod analizy i przetwarzania danych biometrycznych i zaimplementować poszczególne bloki przetwarzania danych systemu biometrycznego. / K_U07

U2 / Student potrafi ocenić przydatność poszczególnych cech biometrycznych i zaprojektować prosty system biometryczny. / K_U10

K1 / Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotowy do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. / K_K04

Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie pisemnego kolokwium sprawdzającego wiedzę (W1, W2 i W3), które odbywa się na ostatniej godzinie wykładów oraz zaliczenie laboratoriów.

Laboratoria, sprawdzające umiejętności (U1 i U2 ) oraz kompetencje (K1), zaliczane są na podstawie kolokwiów wstępnych, pracy bieżącej i sprawozdań.

Nie dotyczy