Security Technology Research and Development

Výzkumná skupina na Fakultě informačních technologií, Vysokého učení technického v Brně
Výzkumná skupina STRaDe je součástí Ústavu inteligentních systémů na Fakultě informačních technologií Vysokého učení technického v Brně. Hlavním zaměřením skupiny je výzkum a vývoj technologií v oblasti bezpečnosti se zaměřením jak na software, tak i na hardware. Bezpečnostní technologie zahrnují velmi širokou oblast aplikací a zařízení. Největší část našeho výzkumu se zaměřuje na biometrii. Zabýváme se mnoha aspekty biometrie, přičemž naše znalosti a zaměření pokrývají moderní technologie - například snímání a rozpoznávání otisků prstů, duhovka a sítnice, 3D obličej a ruce, rozpoznání žil, detekce živosti různých biometrik atd.
Další a neméně důležitou výzkumnou oblastí, jíž se zabýváme, jsou senzorové systémy a jejich aplikace především v robotice, která je sama o sobě součástí našeho výzkumu. V souvislosti s robotikou a biometrií zkoumáme inteligentní systémy a především jejich aplikace, což velmi úzce souvisí i s poslední oblastí našeho zájmu a tou je zpracování obrazu a videa (výzkum a vývoj algoritmů, ale i jejich implementace na hardware). Jelikož oblasti našeho zájmu jsou velmi silně založeny na počítačovém vidění, je tato oblast logicky spojujícím prvkem většiny našich aktivit.

 NOVINKY

Zařízení na snímání sítnice oka vystaveno na MSV 2017
2017-10-10, publikoval Martin Drahanský

Další výsledek výzkumu a vývoje naší skupiny se objevil na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2017 v Brně na stánku VUT v Brně. Jedná se o zařízení pro snímání sítnice oka, tzn. vlastně taková nemydriatická fundus kamera. Zařízení je již ve třetí verzi, splňuje poloautomatický provoz. Do budoucna hodláme zařízení rozšířit nejen o plnou automatiku snímání, ale i software pro analýzu onemocnění sítnice oka. Na stánku se zastavil i pan rektor a MVDr. Pavel Bělobrádek, Ph.D.

Kurz biometrie pro zahraniční studenty
2017-08-08, publikoval Martin Drahanský

Dne 08.08.2017 proběhl denní kurz biometrie pro studenty z Keni a Zimbabwe. Probrali jsme úvod do biometrických systémů, rozpoznávání otisků prstů, dlaně a žil prstu/ruky, dále 2D/3D obličeje a termoobličeje a na závěr duhovky a sítnice oka. Diskutovali jsme i detekci živosti. Přednášky byly doplněny praktickými ukázkami biometrických systémů v laboratoři S214.

Velký test světelných zdrojů
2017-07-14, publikoval Martin Drahanský

Na webu VUT v Brně byla zveřejněna tisková zpráva  k rozsáhlému testování světelných zdrojů, které proběhlo společně s kolegy z FH Vorarlberg a FAST VUT v Brně. V rámci tohoto testování se prověřovaly vlastnosti 53 světelných zdrojů od 18 výrobců. Změřené hodnoty většiny světelných zdrojů odpovídaly údajům na obalu. U některých se však hodnoty lišily (např. spotřeba), příp. nás překvapily (doba náběhu do plného provozu zdroje čítající téměř 10 minut). Česká televize natočila i krátkou reportáž , která se týkala dosažených výsledků a odvozených závěrů. Brněnský deník Rovnost uveřejnil zprávu, kterou je možné si prohlédnout zde .

Rozhovor v časopisu TÉMA
2017-06-10, publikoval Martin Drahanský

V čísle 23/2017 časopisu TÉMA vyšel rozhovor s kpt. Ing. Martinem Spurným a doc. Martinem Drahanským ohledně kamerových systémů. Rozhovor se týká použití kamerových systémů a jejich zásahu do našeho soukromí. Vzhledem k tomu, že kpt. Spurný je forenzním znalcem se specializací na analýzu digitálního obrazu a videa u Policie ČR, je v článku diskutován dopad kamerových systémů na kriminalistické vyšetřování. Celý text je k nalezení zde .

 OBLASTI ZÁJMU

Biometrie

Biometrie

Biometrie zahrnuje mnoho zajímavých témat. V naší skupině se převážně zabýváme oblastí rozpoznávání otisků prstů, v níž máme největší zkušenosti. Jiná témata, jimiž se dále zabýváme, zahrnují například rozpoznávání duhovky a sítnice, rozpoznávání založené na 3D snímcích obličeje nebo ruky apod. Velkou částí našeho biometrického výzkumu je také tvorba falzifikátů biometrických charakteristik, detekce živosti a analýza kvality senzorů a algoritmů.

Biomedicína

Biomedicína

Biomedicína zahrnuje velmi spřízněná témata k biometrii. V naší skupině se zabýváme především detekcí a rozpoznáním onemocnění prstu a sítnice či duhovky oka. Zde máme unikátní databáze těchto onemocnění. V letech 2012 až 2015 jsme byli součástí projektu ICRC (Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně), kde jsme se zaměřili především na zpracování a analýzu echokardiografických medicínských záznamů (speckle tracking).

Robotika

Robotika

Robotika původně nebyla vůbec naší oblastí zájmu. Vzhledem k našim zájmům v oblasti rozpoznávání osob a zpracování biomedicínských signálů, avšak rovněž také pro náš výzkum a vývoj v oblasti počítačového vidění, jsme se rozhodli postavit si vlastní robotickou platformu, která by umožňovala nejen využití bioradaru, ale i systémů pro počítačové vidění. Vzhledem ke zkušenostem s vývojem hardwaru a elektroniky jsme vytvořili robotický systém RUDA.

Počítačové vidění

Počítačové vidění

Počítačové vidění je úzce provázáno jak na biometrické a biomedicínské aplikace, ale i na robotiku. Je tedy pojítkem těchto všech oblastí. V této oblasti se zabýváme především sledováním (mizejicích) objektů, detekcí definovaných objektů (např. zbraní), stabilizací obrazu ve videu, zpracováním 3D dat apod. V rámci hardwaru máme zkušenosti s konstrukcí vlastního kamerového systému a desek pro zpracování videa v PAL/NTSC a FullHD standardech.

 AKTUÁLNÍ VÝZKUM

Detekce živosti

Detekce živosti se týká biometrických technologií otisků prstů, žil prstu/ruky, obličeje a oka.

Rozpoznávání onemocnění oka

Výzkum je zaměřen na detekci a rozpoznání onemocnění v obrázcích oka. Zaměřujeme se především na sítnici oka, neboť tam se onemocnění projevují nejvíce. Zároveň se zabýváme projevy onemocnění v duhovce oka, kde se jich nachází již výrazně méně.

Vliv onemocnění kůže na rozpoznávání otisků prstů

Jedná se o výzkum v oblasti vlivu onemocnění kůže na prstech na proces rozpoznávání otisků prstů.

Falzifikáty otisků prstů

Výzkum a tvorba falzifikátů otisků prstů pro testování detektorů živosti a používaných senzorů.

Syntetické otisky prstů

Nové metody specifických poškození syntetických otisků prstů a práce s nimi.

 VÝSLEDKY

SOFTWARE

Speckle Tracking Echocardiography

Speckle Tracking Echocardiography

SW pro extrakci příznaků z žilního řečiště sítnice oka

SW pro extrakci příznaků z žilního řečiště sítnice oka

Systém automatického rozpoznávání evidenčních čísel vozidel

Systém automatického rozpoznávání evidenčních čísel vozidel

Analyzátor dat z mikroskopu

Analyzátor dat z mikroskopu

Rozpoznávání obličeje z kvadrokoptéry

Rozpoznávání obličeje z kvadrokoptéry

Modul pro zpracování termosnímků obličeje

Modul pro zpracování termosnímků obličeje

Anonymizér

Anonymizér

Simulace snímání obličeje

Simulace snímání obličeje

HARDWARE

sAOTS

sAOTS

EYRINA

EYRINA

RUDA

RUDA

Snímač 3D ruky

Snímač 3D ruky

FAS-OT-3D

FAS-OT-3D

Robot minisumo

Robot minisumo

VIPROS

VIPROS

ISTA

ISTA

 TÝM STRaDe

Martin Drahanský

Martin Drahanský
profesor na FIT VUT v Brně, vedoucí skupiny STRaDe

Martin započal své výzkumné aktivity v roce 2000 ročníkovým projektem orientovaným na zpracování otisků prstů. Dále zpracoval diplomovou práci týkající se porovnávání otisků prstů a komprese biometrické šablony. V roce 2001 ukončil studium na Fakultě elektrotechniky a informatiky VUT v Brně a zároveň Fakulty elektrotechniky FernUniversität in Hagen (Německo). Jeho disertační práce byla zaměřena na generování kryptografických klíčů z otisků prstů, kterou obhájil v roce 2005 na Fakultě informačních technologií VUT v Brně. V roce 2009 Martin úspěšně obhájil habilitaci - téma se týkalo opět různých témat v oblasti otisků prstů. V roce 2017 byl jmenován profesorem. Martin působil v letech 2002 až 2005 na Universität Siegen, Institutu měřicí techniky (Německo) a zároveň spolupracoval s Fraunhofer Gesellschaft IGD v Darmstadtu (Německo). V roce 2014 odjel na sabbatical na Tokyo Institute of Technology (Japonsko) na půl roku. V posledních letech se zaměřuje i na spřízněné obory s biometrickými systémy - zpracování obrazu a videa, senzorické systémy (vč. robotiky) a bezpečnost v IT. V neposlední řadě je dobré zmínit volnočasové aktivity - judo, horské kolo, ferraty, posilovna a mineralogie či entomologie.
Tomáš Goldmann
Tomáš Goldmann
Asistent - doktorand
Tomáš začal studovat na VUT v roce 2010. Po ukončení magisterského vzdělání se rozhodl pokračovat na doktorském studiu v oboru biometrických systémů, kde se zaměřuje na identifikaci osob ve videu. Mezi jeho další zájmy patří umělá inteligence, nízkoúrovňové a paralelní programování. V roce 2016 prováděl výzkum na téma vliv pozice hlavy na detekci obličeje.
Michal Dvořák
Michal Dvořák
Asistent - doktorand
Michal je studentem na VUT od roku 2010. Během bakalářského a magisterského studia ho zaujaly metody zpracování obrazu a práce s kamerovými systémy. V rámci doktorského studia se nyní věnuje uplatnění těchto znalostí v biometrii.
Lukáš Semerád
Lukáš Semerád
Asistent - doktorand
Lukáš je studentem doktorského studia na FIT VUT v Brně od roku 2014. Dříve se zajímal o umělou inteligenci, ale od magisterského studia jej více zajímá biometrie. Lukášovým zaměřením je duhovka a sítnice lidského oka. V disertační práci se snaží stanovit množství biometrické informace ve zmíněných biometrikách.
Lukáš Maruniak
Lukáš Maruniak
Asistent - doktorand
Lukáš se připojil ke skupině STRaDe v roce 2015 po dokončení inženýrského studia a diplomové práce na téma "Software pro rozpoznávání duhovky evolučními algoritmy". Aktuálně se pracuje na software pro rozpoznávání onemocnění oka ze snímků sítnice. Oblastmi jeho zájmu jsou zpracování obrazu, umělá inteligence a evoluční algoritmy.
Karolína Kupková
Karolína Kupková
Asistentka - doktorandka
Karolína se stala studentkou doktorského studia na FIT VUT a členkou STRaDe od roku 2013 po získání titulu z Biomedicínského inženýrství a bioinformatiky na FEKT. Její současný výzkum je zaměřen na EEG v biometrii.
Josef Hájek
Josef Hájek
Asistent - doktorand
Pepa studuje na FIT v Brně od roku 2004. Inženýrský titul získal v roce 2009 a doktorský v roce 2017. Předmětem zájmu jeho disertační práce byly biometrické bezpečnostní systémy se zaměřením na technologii duhovky a sítnice oka. Mezi jeho dovednosti patří především návrh hardware, Linux a programování. Pepa stále zůstává v týmu STRaDe.
Dominik Malčík
Dominik Malčík
Asistent - doktorand
Dominik se stal členem skupiny STRaDe v roce 2008, kdy začal pracovat v oblasti hardwarové bezpečnosti. V současné době se primárně věnuje dokončení disertační práce se zaměřením na hardwarovou analýzu mikročipů.
Ondřej Kanich
Ondřej Kanich
Asistent - doktorand
Ondřej je doktorandem na VUT FIT od roku 2014, kdy se přidal k výzkumné skupině STRADE. Jeho hlavní oblastí zájmu jsou biometrie a umělá inteligence. Ve své výzkumné práci se zaměřuje především na otisky prstů.

 TÝMOVÉ AKTIVITY

Výlet do Soběšic na rozhlednu Ostrá horka
2017-06-10

V pátek dopoledne jsme vyrazili na krátký výlet na rozhlednu v Soběšicích. Cestou jsme to vzali zarostlými pěšinami, podél Zaječího potoka až na rozhlednu Ostrá horka. Cestou jsme našli jednu geokešku. Výlet byl úspěšný - dorazili jsme zcela bez klíšťat na našich tělech.

Kuželky
2017-06-10

Co takhle si zahrát kuželky? S bowlingem máme již zkušenosti, ale kuželky... Tak jsme zavítali do příjemné restaurace U Kosa v Brně-Komíně, kde jsem se oddávali této hře. Koule nemá díry a je menší, ale i tak jsme docílili stejně zářných výsledků, jako u bowlingu. Shodit všechny kuželky se nedařilo a nedařilo... Touto aktivitou se asi tedy neuživíme.

Laser game
2017-03-16

Rozhodli jsme se pobíhat v temné a zamlžené místnosti a střílet po sobě laserovými paprsky. A to se nám také povedlo. Někteří sice připomínali svým pohybem zombíky, ale zásahů jsme si nakonec rozdali hodně, hodně samozřejmě i schytali. Laseru s vlnovou délkou kolem 650 nm třikrát nazdar!

Úniková hra 2
2017-02-28

V trošku jiném složení, opět se zahraniční hostující, jsme se účastnili další únikové hry - Logiq Game . Únik se nám povedl 5 minut před limitem. Jsme prostě dobří...

Úniková hra 1
2017-02-09

Jednoho pochmurného lednového dne jsme se rozhodli, že je na čase nás nechat zavřít. A tak, jsme to udělali. Rozděleni na dvě silné skupiny, kde hlavními kritérii byla genderová a rasová vyváženost, jazykové schopnosti, ale i neznalost toho, co nás čeká, jsme se odebrali do svých vězení a ponořili se do příběhů Kukaččí hnízdo a Dědictví Cyrila Waniecka únikové hry od BrainFAQ .

Přechod Pálavy
2016-09-15

Tak nějak jsme se rozhodli, že přejdeme Pálavu. Ušli jsme nakonec nějakých 20 km a těšili se na víno v Mikulově, leč marně - hodně restaurací bylo již zavřených a sklípky ještě neotevřené...

Kurz sebeobrany
2016-08-16

Další sebedestrukrivní aktivitou, kterou jsme obšťastnili svá těla, byl kurz sebeobrany. Myslím, že po počáteční likvidaci tělesných tekutin, se vše stabilizovalo a všichni si akci užili.

Grilování a deskové hry
2016-06-27

Nejspíš poslední naše setkání v tomto akademickém roce se neslo v duchu skvělé zábavy u grilu, hraní her Kemet  a Osadníci z Katanu  a přineslo asi největší účast za poslední dobu.

 KONTAKTY