Sistemi di autenticazione biometrica multimodale.

La continua richiesta di maggiori livelli di sicurezza per l’accesso a dati e risorse condivise spingono l’attenzione verso l’utilizzo di sistemi di riconoscimento umano che facciano uso di caratteristiche biometriche. I sistemi di autenticazione biometrica che usano una sola caratteristica, a causa dei ristretti gradi di libertà, hanno spesso prestazioni influenzate dalla qualità dei sensori che catturano il dato biometrico. Il rumore, che tali dati in ingresso posseggono, spesso, produce percentuali di errore non accettabili e un innalzamento dei tempi di elaborazione. In questo progetto di ricerca si vuole realizzare un sistema di autenticazione con alta affidabilità. Per raggiungere tali obiettivi è necessario affidarsi a sistemi biometrici multimodali che elaborino al loro interno informazioni in ingresso provenienti da sensori dedicati al prelevamento di caratteristiche diverse. I domini applicativi di ricerca riguarderanno la progettazione e la realizzazione di: (i) sistemi software per l’autenticazione biometrica multi-modale; (ii) sistemi di riconoscimento tramite dispositivi riprogrammabili (FPGA).

Le caratteristiche biometriche possono essere fisiologiche (impronte digitali, iride, retina, volto, calore del corpo, altezza, geometria del palmo della mano) e comportamentali (firma manoscritta, voce, portamento). La continua richiesta di maggiori livelli di sicurezza per l’accesso a dati e risorse condivise spingono l’attenzione verso l’utilizzo di sistemi di riconoscimento umano che facciano uso delle suddette caratteristiche biometriche. I sistemi di autenticazione biometrica che usano una sola caratteristica, a causa dei ristretti gradi di libertà, hanno spesso prestazioni influenzate dalla qualità dei sensori che catturano il dato biometrico. Il rumore, che tali dati in ingresso posseggono, spesso, produce percentuali di errore non accettabili e un innalzamento dei tempi di elaborazione. Un sistema di autenticazione basato sulla sola impronta digitale, per esempio, può essere messo in crisi da una impronta che presenta dei tagli o è troppo deformata anche a causa della umidità della pelle; un sistema di autenticazione vocale può avere problemi notevoli a riconoscere la voce alterata a causa di un raffreddore ed è inoltre dipendente dal rumore ambientale in background. Problemi di tale tipo producono punteggi di matching bassi che rendono tutto il sistema di autenticazione inaffidabile. In questo progetto di ricerca si vuole realizzare un sistema di autenticazione con alta affidabilità, pertanto, è necessario affidarsi a sistemi biometrici multimodali che elaborino al loro interno informazioni in ingresso provenienti da sensori dedicati al prelevamento di caratteristiche diverse. Aspetto cardine in un sistema biometrico multimodale è lo schema di fusione delle informazioni in ingresso dai vari sensori, esso può avvenire - a livello di sensore e cioè concatenando le caratteristiche estratte - a livello di confronto combinando i punteggi di comparazione - a livello decisionale dopo che l’accettazione o il rifiuto è già consolidato da parte del singolo sistema biometrico Nel sistema che si vuole realizzare oltre a decidere in quale fase deve avvenire la fusione, si deve investigare anche sul trattamento dei dati d’ingresso. La robustezza e l’affidabilità di un sistema multimodale, infatti, viene incrementata utilizzando caratteristiche mutuamente indipendenti e quindi tipologie di dati non correlati fra loro perchè provenienti da differenti domini (dati nel dominio spaziale, temporale, di frequenza, ecc.). Tali dati non correlati, nella fase di confronto, dovranno essere riferiti a un dominio comune (normalizzazione). I domini applicativi di ricerca riguarderanno la progettazione e la realizzazione di: (i) sistemi software per l’autenticazione biometrica multi-modale; (ii) sistemi di riconoscimento tramite dispositivi riprogrammabili. Nella tematica di ricerca (i) si vuole realizzare un sistema di riconoscimento biometrico multimodale software che possa riconoscere gli utenti autorizzati ad un determinato servizio tramite caratteristiche come impronte digitali, volto, voce, iride, ecc. Si cercherà in un primo momento di fondere due o più caratteristiche biometriche mutuamente indipendenti (come ad esempio impronte e voce oppure impronte e iride), ciò porterà ad un sistema composto da diversi apparati di autenticazione. Il singolo sistema biometrico avrà un modulo di acquisizione, uno di registrazione, uno di confronto e un database. Ad esempio, il modulo di confronto in un sistema di riconoscimento tramite impronte digitali individua ed estrae caratteristiche discriminanti, dette minuzie, da due distinte acquisizioni di una medesima impronta per poi controllarne la corrispondenza biunivoca (minutae based matching). In un sistema di riconoscimento vocale fondamentale importanza rivestono i codevector estrapolati dalla voce che sono dopo utilizzati nel modulo di confronto. Altro componente di particolare importanza è il database. In un sistema di aute