Imposture audiovisuelle et robustesse de la vérification de l'identité / Walid Karam ; sous la direction de Gérard Chollet et Chafic Mokbel

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 2010

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Catalogue Worldcat

Identification biométrique

Authentification

Chollet, Gérard (19..-.... ; Professeur) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Mokbel, Chafic (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Télécom Paris (Palaiseau) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Résumé / Abstract : Avec l’émergence de téléphones intelligents et de portables de troisième et quatrième génération, et avec l’apparition de “première génération” de PCs/PDAs/téléphones portables à vérification biométrique d’identité, l’attention à sécuriser la communication et à garantir la robustesse des systèmes biométriques multimodaux embarqués s’est accrue. La robustesse de tels systèmes rendrait viables les nouvelles technologies qui incluent la signature vocale, les contrats électroniques à valeur légale, le transfert sécurisé de données indépendamment du protocole de communication sous-jacent. La réalisation de telles technologies requiert des systèmes fiables de vérification biométrique d’identité. La robustesse des systèmes de vérification biométrique d’identité (VBI) est mieux évaluée en observant leurs comportements lors d’attaques d’impostures. Ce travail a trois objectifs : 1. Evaluer la performance de système VBI en observant leurs comportements lors d’attaques d’impostures. Ces attaques incluent la transformation d’une, de plusieurs ou de toutes les modalités biométriques, telles que la voix ou le visage. Une revue des techniques de VBI avec leurs évaluations respectives est effectuée dans cette thèse tout en focalisant sur les approches statistiques de type GMM. 2. Introduire MixTrans, une nouvelle technique de transformation de la voix en appliquant un biais associé à un mélange dans le domaine cepstral. Cette approche permet de reconstruire le signal temporel transformé. Le signal audio transformé d’imposture est auditivement perçu, et son effet sur le système de vérification est évalué. Il a été démontré que la transformation de la voix qui cherche à imiter un locuteur cible affecte la performance d'un système de vérification biométrique d'identité. 3. Proposer une technique de transformation de visage qui permet d'animer la face 2-D d'un client. Cette technique applique des déformations sur les paramètres d'animation faciale (FAP) définis dans MPEG-4. La base de données BANCA a été utilisée pour tester les effets de la transformation de voix et de visage sur un système VBI. L'imposture individuelle proposée est complètement indépendante du système de base VBI audiovisuel, et peut être utilisée pour attaquer n'importe quel autre système. Les résultats tirés des expériences montrent que les systèmes état de l'art VBI sont vulnérables aux attaques d'impostures, résultant en une plus grande acceptation d'imposteur, et, pour le même seuil, un plus grand déni de clients authentiques.

Résumé / Abstract : With the emergence of smart phones and third and fourth generation mobile and communication devices, and the appearance of a "first generation" type of mobile PC/PDA/phones with biometric identity verification, there has been recently a greater attention to secure communication and to guaranteeing the robustness of embedded multi-modal biometric systems. The robustness of such systems promises the viability of newer technologies that involve e-voice signatures, e-contracts that have legal values, and secure and trusted data transfer regardless of the underlying communication protocol. Realizing such technologies require reliable and error-free biometric identity verification systems. The robustness of a biometric identity verification (IV) system is best evaluated by monitoring its behavior under impostor attacks. The purpose of this work is threefold :1. It evaluates the performance of IV systems by monitoring their behavior under impostor attacks. Such attacks may include the transformation of one, many, or all of the biometric modalities, such as face or voice. This thesis provides a brief review of IV techniques and corresponding evaluations, and focuses on a statistical approach (GMM).2. It introduces MixTrans, a novel mixture-structure bias voice transformation technique in the cepstral domain, which allows a transformed audio signal to be estimated and reconstructed in the temporal domain. The reconstructed "forged" speech signal is audibly perceived, and its effect on the verification system is evaluated. It has been proved that voice transformation that attempts to mimic a target speaker affects the performance of the biometric verification system. 3. It proposes a face transformation technique that allows a 2-D face image of the client to be animated. This technique employs principal warps to deform defined MPEG-4 facial feature points based on determined facial animation parameters (FAP). The BANCA database is used to test the effects of voice and face transformation on the IV system. The proposed audiovisual forgery is completely independent from the baseline audiovisual IV system, and can be used to attack any other audiovisual IV system. The results drawn from the experiments show that the state-of-the-art IV systems are vulnerable to forgery attacks, which indicate more impostor acceptance, and, for the same threshold, more genuine client denial.