Gerenciamento e autenticação de identidades digitais usando feições faciais

Abstract

Em nossa vida diária, são utilizadas identidades digitais (IDDs) para acessar contas de e-mail, bancos e lojas virtuais, locais restritos, computadores compartilhados, e outros. Garantir que apenas usuários autorizados tenham o acesso permitido é um aspecto fundamental no desenvolvimento destas aplicações. Atualmente, os métodos de controle de acesso simples como senhas ou números de identificação pessoal não devem ser considerados suficientemente seguros, já que um impostor pode conseguir estas informações sem o conhecimento do usuário. Ainda, no caso de utilização de dispositivos físicos como cartões de identificação, estes podem ser roubados ou forjados. Para tornar estes sistemas mais confiáveis, técnicas de autenticação de identidades utilizando múltiplas verificações são propostas. A utilização de características biométricas surge como a alternativa mais confiável para tratar este problema, pois são, teoricamente, únicas para cada pessoa. Contudo, algumas características biométricas como a aparência facial podem variar com o tempo, implicando em um grande desafio para os sistemas de reconhecimento facial. Neste trabalho é combinado o acesso tradicional por senha com a análise da face para realizar a autenticação. Um método de aprendizagem supervisionada é apresentado e sua adaptação é baseada na melhora contínua dos modelos faciais, que são representados por misturas de gaussianas. Os resultados experimentais, obtidos sobre um conjunto de teste reduzido, são encorajadores, com 98% de identificação correta dos usuários e custo computacional relativamente baixo. Ainda, a comparação com um método apresentado na literatura indicou vantagens do método proposto quando usado como um pré-selecionador de faces.

In our daily life, we use digital identities (DIDs) to access e-mails, e-banks, e-shops, physical environments, shared computers, and so on. Guarantee that only authorized users are granted access is an important aspect in the development of such applications. Nowadays, the simple access control methods like passwords or personal identification numbers can not be considered secure enough, because an impostor can obtain and use these information without user knowledge. Also, physical devices like ID cards can be stolen. To make these systems more reliable, multimodal DID authentication techniques combining different verification steps are proposed. Biometric features appears as one of the most reliable alternatives to deal with this problem because, theoretically, they are unique for each person. Nevertheless, some biometric features like face appearances may change in time, posing a serious challenge for a face recognition system. In this thesis work, we use the traditional password access combined with human face analysis to perform the authentication task. An intuitive supervised appearance learning method is presented, and its adaptation is based on continuously improving face models represented using the Gaussian mixture modeling approach. The experimental results over a reduced test set show encouraging results, with 98% of the users correctly identified, with a relatively small computational effort. Still, the comparison with a method presented in the literature indicated advantages of the proposed method when used as a pre-selector of faces.