Palmprint recognition has become more and more popular due to its advantages over other biometric modalities such as fingerprint, in that it is larger in area, richer in information and able to work at a distance. However, the issue of palmprint privacy and security (especially palmprint template protection) remains under-studied. Among the very few research works, most of them only use the directional and orientation features of the palmprint with transformation processing, yielding unsatisfactory protection and identification performance. Thus, this paper proposes a palmprint template protection-oriented operator that has a fixed length and is ordered in nature, by fusing point features and orientation features. Firstly, double orientations are extracted with more accuracy based on MFRAT. Then key points of SURF are extracted and converted to be fixed-length and ordered features. Finally, composite features that fuse up the double orientations and SURF points are transformed using the irreversible transformation of IOM to generate the revocable palmprint template. Experiments show that the EER after irreversible transformation on the PolyU and CASIA databases are 0.17% and 0.19% respectively, and the absolute precision loss is 0.08% and 0.07%, respectively, which proves the advantage of our method.
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生物识别技术,尤其是人脸识别,已成为全球身份管理系统的重要组成部分。在Biometrics的部署中,必须安全地存储生物信息,以保护用户的隐私是必要的。在此上下文中,生物识别密码系统旨在满足生物识别信息保护的关键要求,从而实现隐私保留存储和生物识别数据的比较。该工作调查了通过深卷积神经网络提取的面部特征向量的改进的模糊Vault方案的应用。为此,引入了一个特征转换方法,将固定长度的实值深度特征向量映射到整数值的功能集。作为所述特征变换的一部分,进行了对不同特征量化和二碳技术的详细分析。在关键绑定处,获得的特征集被锁定在可解释的改进的模糊拱顶中。对于关键检索,研究了不同多项式重建技术的效率。所提出的特征转换方法和模板保护方案是生物识别特性的不可知。在实验中,构造了基于可解释的改进的深面模糊Vault基础模板保护方案,采用用培训的最先进的深卷积神经网络提取的特征,该特征在接受附加角度损失(arcFace)。为了最佳配置,在Furet和FRGCV2面部数据库的跨数据库实验中实现了0.01%的假匹配速率低于1%以下的假非匹配率。平均而言,获得高达约28位的安全级别。这项工作提出了一个有效的面基模糊Vault方案,提供了面部参考数据的隐私保护以及从脸部的数字键推导。
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可取消的生物识别性是指一组技术,其中生物识别输入在处理或存储前用键有意地转换。该转换是可重复的,可以实现后续生物特征比较。本文介绍了一种可消除生物识别性的新方案,旨在保护模板免受潜在攻击,适用于任何基于生物识别的识别系统。我们所提出的方案基于从变形随机生物识别信息获得的时变键。给出了面部生物识别技术的实验实施。结果证实,该方法能够在提高识别性能的同时抵抗泄漏攻击。
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As automated face recognition applications tend towards ubiquity, there is a growing need to secure the sensitive face data used within these systems. This paper presents a survey of biometric template protection (BTP) methods proposed for securing face templates (images/features) in neural-network-based face recognition systems. The BTP methods are categorised into two types: Non-NN and NN-learned. Non-NN methods use a neural network (NN) as a feature extractor, but the BTP part is based on a non-NN algorithm, whereas NN-learned methods employ a NN to learn a protected template from the unprotected template. We present examples of Non-NN and NN-learned face BTP methods from the literature, along with a discussion of their strengths and weaknesses. We also investigate the techniques used to evaluate these methods in terms of the three most common BTP criteria: recognition accuracy, irreversibility, and renewability/unlinkability. The recognition accuracy of protected face recognition systems is generally evaluated using the same (empirical) techniques employed for evaluating standard (unprotected) biometric systems. However, most irreversibility and renewability/unlinkability evaluations are found to be based on theoretical assumptions/estimates or verbal implications, with a lack of empirical validation in a practical face recognition context. So, we recommend a greater focus on empirical evaluations to provide more concrete insights into the irreversibility and renewability/unlinkability of face BTP methods in practice. Additionally, an exploration of the reproducibility of the studied BTP works, in terms of the public availability of their implementation code and evaluation datasets/procedures, suggests that it would be difficult to faithfully replicate most of the reported findings. So, we advocate for a push towards reproducibility, in the hope of advancing face BTP research.
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可取消的生物识别方案旨在通过将特定于用户特定令牌(例如密码,存储的秘密或盐)以及生物识别数据结合使用来生成安全的生物识别模板。这种类型的转换被构造为具有特征提取算法的生物特征转化的组成。可取消的生物特征方案的安全要求涉及模板的不可逆性,无键和可竞争性,而不会损失比较的准确性。尽管最近就这些要求攻击了几项方案,但这种组成的完全可逆性是为了产生碰撞的生物特征,特别是表现攻击,从未得到我们的最佳知识。在本文中,我们借助整数线性编程(ILP)和四次约束二次编程(QCQP)对传统可取消方案进行了形式化这些攻击。解决这些优化问题使对手可以稍微改变其指纹图像,以模仿任何人。此外,在更严重的情况下,有可能同时假冒几个人。
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大多数手指静脉特征提取算法由于其质地表示能力而达到满意的性能,尽管同时忽略了手指组织形成的强度分布,以及在某些情况下,将其加工为背景噪声。在本文中,我们利用这种噪音作为一种新型软生物识别性状,以实现更好的手指静脉识别性能。首先,提出了对手指静脉成像原理的详细分析和图像的特性,以表明由背景中的手指组织形成的强度分布可以作为柔软的生物分析来识别。然后,提出了两个指静脉背景层提取算法和三个软生物识别性提取算法,用于强度分布特征提取。最后,提出了一种混合匹配策略来解决初级和软生物识别性质之间的尺寸差异在得分水平上。三个开放式数据库的一系列严格对比实验表明,我们所提出的方法是手指静脉识别的可行和有效。
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With large-scale adaption to biometric based applications, security and privacy of biometrics is utmost important especially when operating in unsupervised online mode. This work proposes a novel approach for generating new artificial fingerprints also called proxy fingerprints that are natural looking, non-invertible, revocable and privacy preserving. These proxy biometrics can be generated from original ones only with the help of a user-specific key. Instead of using the original fingerprint, these proxy templates can be used anywhere with same convenience. The manuscripts walks through an interesting way in which proxy fingerprints of different types can be generated and how they can be combined with use-specific keys to provide revocability and cancelability in case of compromise. Using the proposed approach a proxy dataset is generated from samples belonging to Anguli fingerprint database. Matching experiments were performed on the new set which is 5 times larger than the original, and it was found that their performance is at par with 0 FAR and 0 FRR in the stolen key, safe key scenarios. Other parameters on revocability and diversity are also analyzed for protection performance.
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随着对手工卫生的需求不断增长和使用的便利性,掌上识别最近具有淡淡的发展,为人识别提供了有效的解决方案。尽管已经致力于该地区的许多努力,但仍然不确定无接触棕榈污染的辨别能力,特别是对于大规模数据集。为了解决问题,在本文中,我们构建了一个大型无尺寸的棕榈纹数据集,其中包含了来自1167人的2334个棕榈手机。为了我们的最佳知识,它是有史以来最大的非接触式手掌形象基准,而是关于个人和棕榈树的数量收集。此外,我们提出了一个名为3DCPN(3D卷积棕榈识别网络)的无棕榈识别的新型深度学习框架,它利用3D卷积来动态地集成多个Gabor功能。在3DCPN中,嵌入到第一层中的新颖变体以增强曲线特征提取。通过精心设计的集合方案,然后将低级别的3D功能卷积以提取高级功能。最后在顶部,我们设置了基于地区的损失功能,以加强全局和本地描述符的辨别能力。为了展示我们方法的优越性,在我们的数据集和其他流行数据库同济和IITD上进行了广泛的实验,其中结果显示了所提出的3DCPN实现最先进的或可比性的性能。
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由于单峰生物识别系统的不稳定性和局限性,多模式系统吸引了研究人员的关注。但是,如何利用不同方式之间的独立和互补信息仍然是一个关键和具有挑战性的问题。在本文中,我们提出了一种基于指纹和手指静脉的多模式融合识别算法(指纹手指静脉 - 通道 - 通道空间注意融合模块,FPV-CSAFM)。具体而言,对于每对指纹和手指静脉图像,我们首先提出一个简单有效的卷积神经网络(CNN)来提取特征。然后,我们构建一个多模式融合模块(通道空间注意融合模块,CSAFM),以完全融合指纹和指纹之间的互补信息。与现有的融合策略不同,我们的融合方法可以根据渠道和空间维度不同模态的重要性动态调整融合权重,以便更好地将信息之间的信息更好地结合在一起,并提高整体识别性能。为了评估我们方法的性能,我们在多个公共数据集上进行了一系列实验。实验结果表明,所提出的FPV-CSAFM基于指纹和手指静脉在三个多模式数据集上实现了出色的识别性能。
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本文提出了一种保护用于代表基于神经网络的面部验证系统中的人面的敏感面嵌入的方法。 PolyProtect使用基于由用户特定系数和指数参数参数化的多变量多项式的映射将映射变换为更安全的模板。在这项工作中,在合作用户移动面验证上下文中的两个开源面部识别系统中,在最艰难的威胁模型中对PolyProtect进行评估,该模型具有完全通知的攻击者,具有完全了解系统和其所有参数。结果表明,可以调整聚类以在多保护面部验证系统的识别准确性和多保护模板的不可逆转之间实现令人满意的权衡。此外,示出了聚保模板可有效地解释,特别是如果以非天真的方式选择在聚类映射中使用的用户特定参数。评估使用实用方法进行了实用方法,以在实践中将方法的鲁棒性展示在该方法的侵略性保护方案中。使用公开可用的代码,此工作完全可再现:https://gitlab.idiap.ch/bob/bob.paper.polyprotect_2021。
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We report on experiments for the fingerprint modality conducted during the First BioSecure Residential Workshop. Two reference systems for fingerprint verification have been tested together with two additional non-reference systems. These systems follow different approaches of fingerprint processing and are discussed in detail. Fusion experiments I volving different combinations of the available systems are presented. The experimental results show that the best recognition strategy involves both minutiae-based and correlation-based measurements. Regarding the fusion experiments, the best relative improvement is obtained when fusing systems that are based on heterogeneous strategies for feature extraction and/or matching. The best combinations of two/three/four systems always include the best individual systems whereas the best verification performance is obtained when combining all the available systems.
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我们提出了一种方法,可以针对加密域中的大型画廊搜索探针(或查询)图像表示。我们要求探针和画廊图像以固定长度表示形式表示,这对于从学习的网络获得的表示是典型的。我们的加密方案对如何获得固定长度表示不可知,因此可以应用于任何应用域中的任何固定长度表示。我们的方法被称为HERS(同派加密表示搜索),是通过(i)压缩表示其估计的固有维度的表示,而准确性的最小损失(ii)使用拟议的完全同质加密方案和(iii)有效地加密压缩表示形式(ii)直接在加密域中直接搜索加密表示的画廊,而不会解密它们。大型面部,指纹和对象数据集(例如ImageNet)上的数值结果表明,在加密域中,首次准确且快速的图像搜索是可行的(500秒; $ 275 \ times $ 275 \ times $ speed胜过状态 - 与1亿个画廊的加密搜索有关)。代码可从https://github.com/human-analysis/hers-ecrypted-image-search获得。
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With the improvement of arithmetic power and algorithm accuracy of personal devices, biological features are increasingly widely used in personal identification, and palm vein recognition has rich extractable features and has been widely studied in recent years. However, traditional recognition methods are poorly robust and susceptible to environmental influences such as reflections and noise. In this paper, a convolutional neural network based on VGG-16 transfer learning fused attention mechanism is used as the feature extraction network on the infrared palm vein dataset. The palm vein classification task is first trained using palmprint classification methods, followed by matching using a similarity function, in which we propose the multi-task loss function to improve the accuracy of the matching task. In order to verify the robustness of the model, some experiments were carried out on datasets from different sources. Then, we used K-means clustering to determine the adaptive matching threshold and finally achieved an accuracy rate of 98.89% on prediction set. At the same time, the matching is with high efficiency which takes an average of 0.13 seconds per palm vein pair, and that means our method can be adopted in practice.
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兴趣点检测是计算机视觉和图像处理中最根本,最关键的问题之一。在本文中,我们对图像特征信息(IFI)提取技术进行了全面综述,以进行利益点检测。为了系统地介绍现有的兴趣点检测方法如何从输入图像中提取IFI,我们提出了IFI提取技术的分类学检测。根据该分类法,我们讨论了不同类型的IFI提取技术以进行兴趣点检测。此外,我们确定了与现有的IFI提取技术有关的主要未解决的问题,以及以前尚未讨论过的任何兴趣点检测方法。提供了现有的流行数据集和评估标准,并评估和讨论了18种最先进方法的性能。此外,还详细阐述了有关IFI提取技术的未来研究方向。
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本文的目的是通过提出一种新颖的方案,提高图像取证中复制伪造检测(CMFD)的准确性,主要贡献正在不断发展循环域覆盖(ECDC)算法。该方案集成了基于块和基于关键点的伪造检测方法。首先,从整个图像中提取逻辑极性空间和比例不变特征变换(SIFT)中的加速强大功能(SURF)。其次,采用广义2最近邻(G2NN)来获得大规模匹配的对。然后,采用随机样本共识(RANSAC)算法来滤除不匹配的对,从而允许粗略地位伪造区域。要更准确地展示这些伪造地区,我们提出了高效准确的ECDC算法呈现它们。该算法可以通过从联合演化的圆形域中提取块特征来找到满意的阈值区域,这些域在匹配对上以匹配的对。最后,应用形态学操作来优化检测到的伪造区域。实验结果表明,与其他最先进的CMFD方案相比,所提出的CMFD方案可以在各种攻击下实现更好的检测性能。
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本文提出了一种非相互作用的端到端解决方案,用于使用完全同构加密(FHE)的生物识别模板的安全融合和匹配。给定一对加密的特征向量,我们执行以下密码操作,i)特征串联,ii)通过学习的线性投影降低融合和尺寸,iii)缩放到单位$ \ ell_2 $ -norm和iv)匹配分数计算。我们的方法被称为heft(生物识别模板的同派加密融合),是定制设计的,以克服FHE所施加的独特约束,即缺乏对非偏心操作的支持。从推论的角度来看,我们系统地探索了不同的数据包装方案,以进行计算有效的线性投影,并引入多项式近似来进行比例归一化。从训练的角度来看,我们引入了一种了解线性投影矩阵的FHE感知算法,以减轻近似归一化引起的错误。与各自的UNIBIOMETICTAINS相比,对面部和语音生物识别技术的模板融合和匹配的实验评估表明,(I)将生物识别验证性能提高了11.07%和9.58%的AUROC,同时将特征向量压缩为16(512d至32d), ,(ii)融合了一对加密的特征向量,并计算出在884毫秒内的1024个画廊的匹配分数。代码和数据可在https://github.com/human-analysis/crypted-biometric-fusion上获得
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增强隐私技术是实施基本数据保护原则的技术。关于生物识别识别,已经引入了不同类型的隐私增强技术来保护储存的生物特征识别数据,这些数据通常被归类为敏感。在这方面,已经提出了各种分类法和概念分类,并进行了标准化活动。但是,这些努力主要致力于某些隐私增强技术的子类别,因此缺乏概括。这项工作概述了统一框架中生物识别技术隐私技术的概念。在每个处理步骤中,详细介绍了现有概念之间的关键方面和差异。讨论了现有方法的基本属性和局限性,并与数据保护技术和原理有关。此外,提出了评估生物识别技术的隐私技术评估的场景和方法。本文是针对生物识别数据保护领域的进入点,并针对经验丰富的研究人员以及非专家。
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指纹验证中的一个开放问题是对图像质量退化的鲁棒性缺乏鲁棒性。质量差的图像导致虚假且缺失的功能,从而降低整体系统的性能。因此,对于指纹识别系统非常重要,以估计捕获的指纹图像的质量和有效性。在这项工作中,我们审查了现有的指纹图像质量估算方法,包括发表措施背后的理由,以及在不同质量条件下显示其行为的视觉示例。我们还测试了一系列指纹图像质量估计算法。对于实验,我们雇用BioSec多模态基线语料库,其中包括在两个与三个不同传感器中获取的200个个人的19200个指纹图像。比较所选质量措施的行为,在大多数情况下显示它们之间的高相关性。还研究了低质量样本在验证性能中的影响,也是广泛可用的小型指纹匹配系统。
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图像检索系统可帮助用户实时浏览和搜索。随着云计算的兴起,检索任务通常外包到云服务器。但是,由于云服务器无法完全信任,因此云场景带来了隐私保护的艰巨挑战。为此,已经开发了基于图像加密的图像检索方案,首先是从密码图像中提取特征,然后根据这些功能构建检索模型。然而,大多数现有方法提取浅特征和设计微不足道的检索模型,从而导致密码图像的表现不足。在本文中,我们提出了一种名为“加密视觉变压器”(EVIT)的新型范式,该范式提高了密码图像的判别性表述能力。首先,为了捕获全面的统治信息,我们从密码图像中提取多级局部长度序列和全局Huffman代码频率特征,这些序列在JPEG压缩过程中由流密码加密。其次,我们将基于视觉变压器的检索模型设计为与多层次功能相结合,并提出了两种自适应数据增强方法,以提高检索模型的表示能力。我们的建议很容易通过自我监督的对比学习方式来适应无监督和监督的环境。广泛的实验表明,EVIT既可以实现出色的加密和检索性能,从而超过了当前方案,从而在大幅度的检索准确性方面优于当前方案,同时有效地保护图像隐私。代码可在\ url {https://github.com/onlinehuazai/evit}上公开获得。
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大多数视觉检索应用程序商店都有用于下游匹配任务的向量。这些向量从可以监视用户信息的地方,如果不仔细保护,将导致隐私泄漏。为了减轻隐私风险,当前的作品主要利用不可变形的转换或完全加密算法。但是,基于转换的方法通常无法实现令人满意的匹配性能,而密码系统则遭受了大量的计算开销。此外,应提高当前方法的安全水平,以面对潜在的对手攻击。为了解决这些问题,本文提出了一个称为SecureVector的插件模块,该模块通过随机排列,4L-DEC转换和现有同构加密技术来保护功能。 SecureVector首次实现了实时的实时和无损的功能匹配,而且安全级别比当前的最新设备高得多。关于面部识别,重新识别,图像检索和隐私分析的广泛实验证明了我们方法的有效性。鉴于该领域的公共项目有限,我们的方法和实施基准的代码是在https://github.com/irvingmeng/securevector中进行开源的。
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