ANALISI DEL METODO ELASTIC BUNCH GRAPH MATCHING E APPLICAZIONI MIRATE ALL'AMBITO FORENSE

The aim of the thesis consists of an in-depth analysis of mathematical methods that underlie the techniques of facial recognition, as well as in the application to real cases to verify their efficiency. Among the various methods of facial identification, the '' Elastic Bunch Graph Matching "is involving researchers at international level, since it seems to be the most valid also because of the lack of invasiveness. The EBGM method is said to be of type "one to many" because, starting from a database of images of faces, it is able to tell whether a face to be identified, is present or not in it. This technique is assumed to be applied to access to confidential structures at which it was previously made recording. This is a supplement to the possession of cards or biometric input of access codes. For the application of the method, you must first create a database; this is constituted by a set of graphs constructed manually from the images that portray the faces of subjects previously acquired and inserted in an appropriate archive. The images of subjects related to frontal postures, which is the classic case of identification cards. From the graphs produced in this way it creates one called "elastic", known as "Face Bunch Graph"; This has the structure of a graph obtained as the average of those in the database, but that is adaptable to the face of the subject matter and who is supposed to be subjected to the verification of identity. Maintained the adaptation of the graph on the face in question, by means of appropriate matrices that produce rotations and traslations, is calculated, using functions of similarity, the amount of metric characteristics of the subject under examination, common to those present in the database. If it is clear that the subject undergoes verification of identity has a sufficient number of characteristics compatible with those of a subject present in the database, you get a proposal for recognition; in the opposite case is issuing an error message that highlights an attempted intrusion into the protected structure. The method in its standard version provides that the graph is constructed on the basis of the identification on it for 40-45 landmarks; in this way we obtain an algorithm that has a high degree of efficiency and also possesses the characteristics of considerable speed. The objective of the thesis consists precisely in the study of a methodology to drastically decrease the number of reference points, in such a way as to favor a high speed of execution, without affecting the efficiency of identification significantly. At study was flanked also the realization of a simulation to verify the efficiency and actual practical use

Lo scopo della tesi consiste in un'approfondita analisi delle metodologie matematiche che stanno alla base delle tecniche di riconoscimento facciale, nonché nell'applicazione a casi reali per verificarne l'efficienza. Fra i vari metodi di identificazione facciale quello dell'¿Elastic Bunch Graph Matching¿ sta coinvolgendo ricercatori a livello internazionale, in quanto sembra essere quello più valido anche in virtù dell'assenza di invasività. Il metodo EBGM è detto di tipo ¿uno a molti¿ in quanto, avendo a disposizione un database di immagini di volti, riesce a dire se un viso, da identificare, è presente o meno in esso. L'utilizzo ipotizzato è la verifica d'identità applicata all'accesso a strutture riservate presso le quali sia stata precedentemente effettuata la registrazione. Si tratta di un'integrazione biometrica al possesso di tessere o immissioni di codici d'accesso. Per l'applicazione del metodo, occorre innanzitutto creare un database; questo è costituito da un insieme di grafi costruiti manualmente a partire dalle immagini che ritraggono i volti dei soggetti precedentemente acquisiti e inseriti in un opportuno archivio. Le immagini dei soggetti sono riferite a posture frontali, che è il caso classico del documento d'identità. A partire dai grafi così realizzati se ne crea uno detto ¿elastico¿, noto come ¿Face Bunch Graph¿; questo ha la struttura di un grafo ottenuto come media di quelli presenti nel database, ma che è adattabile al volto del soggetto in esame e che si suppone debba essere sottoposto alla verifica d'identità. Effettuato l'adattamento del grafo sul volto in esame, mediante opportune matrici di rotoscalamento, si calcola, tramite funzioni di somiglianza, la quantità di caratteristiche metriche del soggetto in esame, comuni a quelli presenti nel database. Se si evince che il soggetto sottoposto a verifica d'identità presenta un numero sufficiente di caratteristiche compatibili con quelle di un soggetto presente nel database, si ottiene una proposta di riconoscimento; nel caso opposto viene formulato un messaggio di errore che mette in risalto un tentativo d'intrusione nella struttura protetta. Il metodo nella sua versione standard prevede che il grafo sia costruito sulla base dell'individuazione su di esso di 40-45 punti di Repère; in questo modo si ottiene un algoritmo che presenta un elevato grado di efficienza e possiede anche caratteristiche di velocità considerevoli. L'obiettivo della tesi consiste proprio nello studio di una metodologia per diminuire drasticamente il numero di punti di Repère, in modo tale da favorire un'elevata velocità di esecuzione, senza influire sull'efficienza dell'identificazione in modo significativo. Allo studio è stato affiancato anche la realizzazione di una simulazione per verificarne l'efficienza e l'effettivo pratico utilizzo.