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보조정보에 기반한 가변 얼굴템플릿의 이진화 방법의 연구
이형구(Hyunggu Lee),김재희(Jaihie Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.47 No.1
가변생체인식 방법 (Cancelable Biometrics)은 생체정보의 도난이나 도용으로부터 강인하며 재생성 가능한 생체템플릿을 제공하는 높은 보안성을 갖는 생체 인식방법이다. 본 논문은 가변얼굴인식 방법의 하나로써 얼굴생체템플릿을 나머지에 기반하여 이진화하는 방법을 제안한다. 이진화를 위한 입력 값으로, 우리의 기존 연구 결과로서의 가변얼굴템플릿을 이용하였다. 이 가변얼굴템플릿은 상이한 두 개의 형상 기반의 얼굴특징추출 방법 (Appearance based face recognition)을 이용하여 두 개의 얼굴특징벡터를 추출하고, 추출된 두 개의 얼굴특징벡터를 재배열 후 합하여 얻어진다. 우리의 기존방법으로 얻어진 얼굴특징벡터는 실수 값을 갖기 때문에 저장 시 기존의 암호화 방법과의 접목이 힘들며 원래의 생체정보 노출에 대한 잠정적인 위협이 될 수 있다. 본 논문의 나머지에 기반한 이진화 방법은 우리의 기존 가변얼굴템플릿에서 부분정보인 나머지를 이용하여 이진비트열을 생성하므로 향상된 보안성을 제공한다. 또한 본 논문의 이진화 기법은 합해진 특징벡터의 통계적인 특징으로부터 정의된 보조정보 (Helper data)를 이용하여 높은 인식 성능을 갖는다. 제안방법은 보조정보가 노출된 경우에서도 이진화된 가변얼굴템플릿이 원 얼굴특징벡터보다 향상된 인식성능을 보장한다. 제안하는 방법은 the extended YALEB face database를 이용하여 성능과 보안성에 대하여 평가 하였다. Cancelable biometrics is a robust and secure biometric recognition method using revocable biometric template in order to prevent possible compromisation of the original biometric data. In this paper, we present a new cancelable bits extraction method for the facial data. We use our previous cancelable feature template for the bits extraction. The adopted cancelable template is generated from two different original face feature vectors extracted from two different appearance-based approaches. Each element of feature vectors is re-ordered, and the scrambled features are added. With the added feature, biometric bits string is extracted using helper data based method. In this technique, helper data is generated using statistical property of the added feature vector, which can be easily replaced with straightforward revocation. Because, the helper data only utilizes partial information of the added feature, our proposed method is a more secure method than our previous one. The proposed method utilizes the helper data to reduce feature variance within the same individual and increase the distinctiveness of bit strings of different individuals for good recognition performance. For a security evaluation of our proposed method, a scenario in which the system is compromised by an adversary is also considered. In our experiments, we analyze the proposed method with respect to performance and security using the extended YALEB face database.
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이형구(Hyunggu Lee),이철한(Chulhan Lee),최정윤(Jeung-Yoon Choi),김재희(Jaihie Kim) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.11
Cancelable biometrics has been introduced for secure usage of biometric data in biometric recognition system. Cancelable template is a revocably and non-invertibly transformed version of original biometric data. Normally, the face biometric data can be interpreted by machine and human. However, due to non-invertible transform, cancelable template cannot be understood by human. In this paper, we propose a method about human interpretable face image synthesis. Because, face image is synthesized using revocable cancelable template, synthesized face image is also revocable. In other words, we can simply regenerate face image with newly issued cancelable template.
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영역기반 주성분 분석 방법과 보조정보를 이용한 얼굴정보의 비트열 변환 방법
이형구(Hyunggu Lee),정호기(Ho Gi Jung) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.47 No.5
생체인식은 개인의 유일하면서 변화하지 않는 생체의 특징을 이용하여 개인의 본인 여부를 판별하는 방법으로써 널리 사용되어 왔다. 생체정보의 고유 불변한 특징을 저장하는 것은 개인정보의 노출에 따른 보안상의 문제점을 갖고 있으며 이를 해결하기 위해 제안된 방법이 가변생체인식 (cancelable biometrics)이다. 가변생체인식은 생체정보의 도난이나 도용으로부터 강인하며 재생성 가능한 생체템플릿을 제공하는 생체 인식방법이다. 본 논문에서는 변환 생체인식의 한 가지 방법으로써 얼굴 생체정보의 새로운 이진화 방법을 제안한다. 얼굴 생체정보의 이진화를 위한 특징추출은 얼굴정보의 부분적 변화에 강인한 영역기반 주성분 분석(Subpattern-based PCA) 을 이용하였으며 이로부터 얻어진 특징을 보조정보에 기반한 방법으로 이진화 하였다. 획득된 이진비트열은 영역기반 주성분 분석의 사용으로 여러 얼굴 영역의 고려와 함께, 선택된 주성분 개수만큼의 계수들에 대한 이진화 값들을 포함하고 있다. 이러한 서로 다른 얼굴영역의 여러 주성분들에서 추출된 이진비트열중 구분력이 좋은 비트 값들을 선택하였으며, 선택된 비트 값들은 이진화를 위한 보조 정보가 노출된 경우에서도 원 얼굴특징벡터보다 향상된 인식성능을 보여준다. Unique and invariant biometric characteristics have been used for secure user authentication. Storing original biometric data is not acceptable due to privacy and security concerns of biometric technology. In order to enhance the security of the biometric data, the cancelable biometrics was introduced. Using revocable and non-invertible transformation, the cancelable biometrics can provide a way of more secure biometric authentication. In this paper, we present a new cancelable bits extraction method for the facial data. For the feature extraction, the Subpattern-based Principle Component Analysis (PCA) is adopted. The Subpattern-based PCA divides a whole image into a set of partitioned subpatterns and extracts principle components from each subpattern area. The feature extracted by using Subpattern-based PCA is discretized with a helper data based method. The elements of the obtained bits are evaluated and ordered according to a measure based on the fisher criterion. Finally, the most discriminative bits are chosen as the biometric bits string and used for authentication of each identity. Even if the generated bits string is compromised, new bits string can be generated simply by changing the helper data. Because, the helper data utilizes partial information of the feature, the proposed method does not reveal privacy sensitive biometric information of the user. For a security evaluation of the proposed method, a scenario in which the helper is compromised by an adversary is also considered.
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