450-4110/01 – Biometrické systémy (BiS)

Garantující katedra	Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství	Kredity	4
Garant předmětu	prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.	Garant verze předmětu	prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	volitelný odborný
Ročník	1	Semestr	letní
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2025/2026	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FEI	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
DRA0184	prof. Ing. Martin Drahanský, Ph.D.
KAN0295	Ing. Ondřej Kanich, Ph.D.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	2+2
kombinovaná	Zápočet a zkouška	2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Seznámit s aktuálními biometrickými technologiemi (otisk prstu, sítnice oka, duhovka oka, DNA atd.) a s jejich využitím v IT a v bezpečnostních systémech. Naučit metody pro hodnocení výkonnosti biometrických systémů, včetně biometrických norem. Po absolvování výuky bude student rozumět teorii zpracování signálů (s ohledem na biometrické systémy), funkčnosti různých biometrických technologií a jejich významu v bezpečnosti IT, včetně systémů určených pro forenzní účely. Dále student získá znalosti metod pro hodnocení výkonnosti biometrických systémů.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Obsahem předmětu jsou poznatky ohledně teoretických základů zpracování signálů, především obrazových, pro účely biometrie; představení základních metod a využití jednotlivých biometrických vlastností lidského těla; rozpoznávání jedinců podle anatomických vlastností (otisk prstu, tvar ruky, cévní struktura ruky a prstu ruky, obličej (2D, 3D a termální), duhovky oka, sítnice oka, písmo a podpis, DNA, příp. další) a rozpoznávání pomocí behaviorálních vlastností (pohyb rtů, dynamika psaní na klávesnici či dynamiky chůze, příp. další); dále normy ISO/IEC a ANSI v biometrii; závěrem pak možnosti nasazení biometrie a praktické aspekty.

Povinná literatura:

DRAHANSKÝ, Martin (ed.). Hand-based biometrics: methods and technology. Institution of Engineering and Technology, 2018. UHL, Andreas, et al. Handbook of vascular biometrics. Springer Nature, 2020. MARCEL, Sébastien, et al. (ed.). Handbook of biometric anti-spoofing: Presentation attack detection. Cham, Switzerland: Springer, 2019. DRAHANSKÝ, Martin a kol.: Biometrie, Computer Press, 2011, ISBN 978-80-254-8979-6.

Doporučená literatura:

RATHGEB, Christian, et al. Handbook of digital face manipulation and detection: from DeepFakes to morphing attacks. Springer Nature, 2022. ROSS, Arun A.; NANDAKUMAR, Karthik; JAIN, Anil K. Handbook of multibiometrics. Springer Science & Business Media, 2006. MALTONI, Davide, et al. Handbook of fingerprint recognition. London: Springer, 2009. JAIN, Anil K.; FLYNN, Patrick; ROSS, Arun A. (ed.). Handbook of biometrics. Springer Science & Business Media, 2007. SAEED Khalid (ed.). New Directions in Behavioral Biometrics. Boca Raton, CRC Press, 2017.

Další studijní materiály

Studijní opory v systému E-výuka

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

V půlce semestru půlsemestrální test (14 bodů), 13 laboratorní cvičení (à 2 body), závěrečná písemná zkouška (60 bodů). Přístup k závěrečné zkoušce po zápočtu (minimum 20 bodů).

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky nejsou na studenta kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvod do biometrických systémů 2. Teorie zpracování zvukových a obrazových informací pro biometrické systémy 3. Hodnocení výkonnosti biometrických systémů 4. Rozpoznávání podle otisků prstů (daktyloskopie, obecné principy) 5. Rozpoznávání podle otisků prstů (syntetické generování, onemocnění, PAD) 6. Rozpoznávání podle tvaru ruky, cévní struktury ruky a prstu ruky, struktury nehtu 7. Rozpoznávání podle obličeje (2D, 3D a termosnímky) 8. Rozpoznávání podle duhovky a sítnice oka 9. Rozpoznávání podle písma a podpisu 10. Behaviorální biometrické vlastnosti 11. Biometrické normy 12. Forenzní biometrické zkoumání 13. Atypické biometrické systémy Laboratoře: 1. Práce se senzory (SDK) 2. Tvorba biometrické databáze – pravidla a postup 3. Hodnocení výkonnosti vybraných biometrických systémů 4. Otisky prstů a daktyloskopie 5. Otisky prstů a jejich generování, detekce prezentačních útoků 6. Snímání a rozpoznávání cévního řečiště 7. 2D, 3D a termální obličej 8. Sítnice a duhovka oka 9. Písmo, podpis a jeho falšování 10. Dynamika stisku kláves a chůze 11. 2D a 3D tvar ruky 12. Forenzní zkoumání 13. Struktura nehtu a tvar ucha Projekty: Přesné zadání bude specifikováno na začátku každého semestru dle aktuálního stavu vybavení a řešeného výzkumu a vývoje. Bude možné vybírat z obsahu přednášek, zejména otisky prstů, obličej, cévní struktura, charakteristiky oka, behaviorální vlastnosti atp.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2025/2026 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	40	20
Zkouška	Zkouška	60	20	3

Rozsah povinné účasti: maximální dovolená neúčast na cvičeních je 20 %

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Z	L	Typ povinnosti
2025/2026	(N0988A060001) Biomedicínské inženýrství				K	čeština	Ostrava	1			volitelný odborný	stu. plán
2025/2026	(N0988A060001) Biomedicínské inženýrství				P	čeština	Ostrava	1			volitelný odborný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.