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

Připojili se k nám čtyři brazilští stážisti
2019-02-07, publikoval Jan Tinka

Již tradičně k nám zavítali čtyři noví brazilští studenti v rámci spolupráce s INCBAC (Institute of Czech-Brazilian Academic Cooperation) – konkrétně Livia, Caio, Rodolfo a Vitor. Pracují na tématech z oblasti kvality otisků prstů, detekce patologií v retinálních obrazech a detekce a rozpoznávání dopravního značení. Jsou přínosem týmu a jsme rádi, že jsou zde.

Reportáž o práci týmu STRaDe v České televizi
2018-12-02, publikoval Martin Drahanský

Česká televize odvysílala reportáž o naší práci v oblasti daktyloskopie, falzifikátů otisků prstů, generování syntetických otisků prstů, simulování poškození do syntetických otisků prstů, rozpoznávání 2D/3D obličeje a generování snímků 2D obličejů z 3D modelu. Natáčení se zúčastnili (abecedně): Martin Drahanský, Tomáš Goldmann, Ondřej Kanich a Radim Pernický. Pokud se chcete podívat na reportáž, tak si najděte na tomto odkazu  čas 16:36, kdy vše začíná. Koneckonců se toho týká i níže uvedená novinka ohledně ocenění, které náš tým získal.

Tým STRaDe získal ocenění za svou práci v oblasti kriminalistiky
2018-11-28, publikoval Martin Drahanský

Medaili III. stupně ředitele Krajského ředitelství policie Jihomoravského kraje získal Martin Drahanský. Z rukou náměstka krajského ředitele převzal ocenění za dlouhodobou nadstandardní a vynikající spolupráci se Službou kriminální policie a vyšetřování. Náš tým STRaDe se v rámci spolupráce zabývá například výzkumem v oblasti falzifikátů otisků prstů, detekce živosti a generování syntetických otisků s různými poškozeními i rozpoznáváním 2D/3D obličeje. I když některé poznatky z výzkumu podléhají utajení, vybrané výsledky jmse již představili nejen české policii a Národnímu bezpečnostnímu úřadu, ale i některým zahraničním bezpečnostním složkám.

Vystavovali jsme na veletrhu MEDICA 2018
2018-11-20, publikoval Martin Drahanský

Ve dnech 12.-15. listopadu 2018 proběhl veletrh MEDICA 2018, kde jsme vystavovali na stánku České republiky (pod záštitou Ministerstva průmyslu a obchodu) naše zařízení EYRINA na snímání sítnice oka, včetně přidruženého softwaru na detekci a rozpoznávání patologických nálezů v retinálních snímcích. Zařízení EYRINA je prozatím verze 3, avšak velmi intenzivně pracujeme na verzi 4, která již bude plně automatická. Společně na našem stánku byla prezentována řešení Ústavu biomedicínského inženýrství FEKT VUT v Brně. Navázali jsme nové kontakty a úspěšně reprezentovali naši alma mater.

 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

Generování obrazových datasetů z 3D modelu

Generování obrazových datasetů z 3D modelu

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

Multisenzorická deska pro dron

Multisenzorická deska pro dron

 TÝM STRaDe

Martin Drahanský

Martin Drahanský
profesor na FIT VUT v Brně, hlavní výzkumník 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.
Filip Orság

Filip Orság
odborný asistent na FIT VUT v Brně, zastupující vedoucí skupiny STRaDe

Filip začal své studium na VUT v roce 1996. V roce 2001 promoval na Fakultě elektrotechniky a informatiky. během studia strávil jeden rok studiem a prací na diplomové práci v Německu na Fachhochschule Wiesbaden. Poté, co absolvoval inženýrské studium, rozhodl se pro akademickou kariéru. V roce 2001 nastoupil na doktorské stuidum, které dokončil v roce 2004 a poté ihned nastoupil na místo odborného asistenta na nové Fakultě informačních technologií na VUT v Brně. Od začátku studia na vysoké škole se Filip zabýval umělou inteligencí. Svůj výzkum v oblasti biometrie zahájil prací na rozpoznávání hlasu a později se zaměřil na verifikaci a identifikaci mluvčích. V roce 2009 založili spolu se jeho kolegou Martinem výzkumnou skupinu STRaDe. Úspěšný start skupiny byl oceněn získáním grantu zaměřeného na počítačové vidění a později dalšího grantu, tentokrát orientovaného na robotiku. Tyto události zcela změnily zaměření Filipova výzkumu z oblasti zpracování řeči na oblast počítačového vidění. Výsledkem práce na projektech jsou pak především poloautomatický, optický, sledovací systém sAOTS a robot RUDA.
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.
Sangeeta Biswas
Výzkumnice
Sangeeta Biswas začala kariéru v roce 2007 na Millennium University v Bangladéši. V roce 2010 nastoupila jako přednášející na univerzitu v Rajshahi (RU) v Bangladéši. V letech 2008 - 2014 spolupracovala s profesorem Koichi Shinodou na Tokyo Institute of Technology (TokyoTech), kde v roce 2016 obhájila titul Ph.D. V roce 2015 se stala asistentkou na RU. Od června 2018 je výzkumnicí ve skupině STRaDe.
Radim Pernický
Asistent - doktorand
Radim vystudoval FAST VUT v Brně v roce 2000. Po ukončení studia pracoval v několika společnostech a v roce 2006 nastoupil do policejních řad, kde je dosud forenznín znalcem a koordinátorem odvětví daktyloskopie pro tři kraje. Od roku 2018 je studentem doktorského studijního programu na FIT VUT v Brně. Odborně se zaměřuje na technologii otisků prstů.
Mona Heidari
Asistentka - doktorandka
Mona působí na VUT od roku 2016. Ve své oblasti výzkumu se zajímá o biometrii, strojové učení a hluboké učení (deep learning). Svou práci v biometrii začala analýzou onemocnění a jiných vlivů na otisky prstů. Jako členka týmu STRaDe v současnosti pracuje na vytvoření výpočetního/měřícího frameworku umožňujícího přesnou detekci, lokalizaci a rozpoznání onemocnění kůže v otiscích prstů.
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.
Martin Sakin
Asistent - doktorand
Martin je student doktorského studia od roku 2018. Od magisterského studia se snaží přinést inteligenci do inteligentních systémů. Podílel se na vývoji systému pro domácnosti a nyní se věnuje analýze dat a hledání dalších zdrojů informací.
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.
Jan Tinka
Asistent - doktorand
Honza na FIT VUTBR studuje od roku 2012 a získal zde svůj bakalářský i magisterský titul. Ve svých disertacích se zaobíral rozšířenou a virtuální realitou. Stal se členem STRaDe na podzim 2018 a v současnosti se věnuje výzkumné oblasti rozhraní mezi mozkem a počítačem, do které by rád zakomponoval svůj hluboký zájem lidskou psychologii a umělou inteligenci s tím, že ale zůstává v oboru, který již dobře zná.
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
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

Střelnice
2019-03-05

Ačkoliv tomu lze jen těžko uvěřit, někteří z nás nejenže nevlastní žádnou střelnou zbraň, ale dokonce ji nikdy ani neměli v ruce. To jsme museli napravit, a proto se všichni nadšenci vydali za vůní střelného prachu a pořádným rachotem na střelnici, kde si každý mohl vyzkoušet různé typy zbraní.

Deskovky
2019-03-04

Jednou z aktivit, kterou má ráda většina z nás jsou deskové hry. Proto jsme se rozhodli uspořádat seanci deskových her s přáteli v útulných prostorách bývalého studentského klubu. Objednali jsme si jídlo, které si spolu s pestrým výběrem pití mohli užít i ti z nás, kteří si nakonec nic nezahráli. Hry jsme vlastně hráli až na konci akce, počátek a průběh byl spíše diskusního charakteru.

Laser game
2019-02-25

Po dlouhé zimě jsme se rozhodli, že není nic lepšího, než se zahřát zdravým pohybem. Znovu jsme se proto rozhodli pro zběsilé pobíhání v temné místnosti zatímco jsme po sobě navzájem stříleli lasery. Atmosféru nám dokreslovala akční tematická hudba a blikající vesty právě zasažených nepřátel. Ani jedno triko nezůstalo suché.

Vánoční večírek
2019-01-20

Před Vánocemi jsme se sešli, abychom spolu mohli společně oslavit konec roku a rozloučit se mezi sebou před odjezdem do našich domovů. Poseděli jsme v restauraci v příjemné atmosféře místnosti s krbovými kamny, jedli dobré jídlo, pili dobré pití a zábavu jsme si obohatili našimi oblíbenými stolními hrami.

Opět sebeobrana
2018-03-09

Vzhledem k předchozímu úspěchu výuky sebeobrany jsme se opět sešli v Židlochovicích, kde jsme se od 3 zkušených instruktorů dozvěděli další základy sebeobrany. Naučili jsme se zneškodnit útočníka z různých pozic, včetně útoku nožem. Nejdůležitějším zjištěním však je, že nejlepší je stejně utéct, umožňuje-li to situace. Na druhém místě je úder do rozkroku a až pak přichází na řadu sebeobrané prvky.

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!

 KONTAKTY