بخشی از مقاله
خلاصه
اخیرا ویژگیهای تصاویر سیاهرگهای انگشتان دست به علل مختلف مورد توجه محققان بیومتریک قرار گرفته اند. آسانی اخذ این تصاویر توسط اشکارساز مادون قرمز، ثابت بودن بافت آن در طول زمان، همچنین درونی بودن بافت رگها و در نتیجه ساده نبودن جعل آن، از ویژگیهای مهم این تصاویر برای سیستمهای بیومتریک محسوب میگردد. در این تحقیق با چندین تبدیل مختلف از تصاویر خام ویژگیهای متنوعی استخراج گردیده و با توجه به چند موداله بودن توزیع ویژگیها، از روش نزدیک ترین همسایه جهت احراز هویت افراد استفاده شده است.
ویژگیهای HOG ,Ridgelet, Wavelet, Max_Curvature به صورت جداگانه از پایگاه تصاویر FV-USM استخراج شده اند. برای طبقه بندی هر گروه ویژگی یک طبقه بندی کننده 1NN بکار گرفته شده و تصمیم نهایی جهت تعیین برچسب نمونه تست، توسط رای گیری از خروجی تصمیم گیرها انجام میپذیرد.
نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی منتج به دقت طبقه بندی 99,86 شده است که رقم قابل اطمینانی است. جهت مقایسه با کارهای گذشته، تک تک ویژیگیها بصورت جداگانه با طبقه بندی کننده های 1NN و SVM، Adaboost و درخت تصمیم گیر C4.5 تست شده اند که نتایج روش پیشنهادی از سایر روشها برتر بوده است.
.1 مقدمه
روشهای متعددی برای احراز هویت افراد از روی ویژگیهای منحصر به فرد فیزیزلوژیکی افراد تا کنون ارائه گردیده و سیستمهایی که از این ویژیگیها جهت احراز هویت استفاده میکنند اصظلاحا بیومتریک نامیده میشوند.
این روشها عمدتا برروی پردازش تصاویر چهره [1]، تصویر شکل گوش [2]، تصویر اثر انگشت [3]، تصویر عنبیه [4]، تصویر خطوط کف دست [5]، تصویر سیاهرگهای انگشتان [7]، تصویر سیاهرگهای کف دست [8]، آنالیز سیگنال صوت [8]، آنالیز نحوه تایپ کردن [9]، آنالیز سیگنال قلبی [10]، آنالیز سیگنالهای مغزی [11] و تست [12] DNA انجام شده است.
از بین مودالیتیهای مذکور، تصاویر چهره بسیار به تفاوت چهره از قبیل گذاشتن ریش و عینک حساس است. تصاویر شکل گوش در طی سالیان طولانی قابل اعتماد نیستند چون فرم گوش افراد با زمان تغییر میکند. اثر انگشت، حاوی اطلاعات بسیار مفیدی است بطوریکه حتی بافت آن در دو قلو های همسان متفاوت است اما تصاویر اخذ شده بسیار نویزی هستند و از آنجا که انگشتان در کارهای روزمره در تماس با اجسام فیزیکی قرار میگیرند زخمهای ریزی روی بافت آن ایجاد میکنند که باعث کاهش راندمان سیستم احراز هویت میشوند.
تصاویر خطوط کف دست نیز میتواند دچار زخمهای ریز روزانه قرار گیرد و همچنین در طول زمان شکل کف دست کمی گوشتی شده و پوست آن چروکهای بسیاری میخورد که کار بازشناسی را با مشکل مواجه میسازد. ویژگیهای سیگنال صوت نیز با حالات روحی فرد در حین ادا کردن صحبت بسیار حساس است و در حالتهایی که فرد سرما میخورد یا صدایش گرفته باشد سیستم با مشکل مواجه میشود. از بین روشهای بیومتریک ذکر شده، آنالیز تایپ کردن و تجزیه و تحلیل سیگنالهای قلبی، مغزی و شناسایی رشته DNA کار زمانبری است و در عرض چند ثانیه سیستم نمیتواند فرد را احراز هویت کند.
از آنجاییکه تصاویر سیاهرگهای انگشتان و سیاهرگهای کف دست به اسانی اخذ میگردد و بافت آن در طول زمان دچار تغییر نمیگردد و همچنین در کارهای روزمره نیز بافت سیاهرگها دچار مشکل نمیگردند - مگر اینکه ضربه خیلی محکمی به انگشت وارد شود که یا انگشت بشکند و یا خون مردگی در بافتهای اطراف سیاهرگها بوجود آید - ، ویژگیهای این تصاویر در حال حاضر مورد توجه محققان بیومتریک قرار گرفته و نرخ مقالاتی که در این زمینه در چند سال اخیر چاپ شده به شدت صعودی میباشد.
به منظور روشن سازی مطلب، در شکل زیر نحوه اخذ تصویر، شکل تصویر اخذ شده، دستگاه تصویر برداری از انگشت و در نهایت روال تایید هویت فرد از روی تصاویر اخذ شده نشان داده شده است. در ابتدا گروه Yanagawa با مطالعاتی که داشتند کشف کردند که الگوی سیاهرگ های انگشت می تواند برای تشخیص اشخاص مناسب باشد .[13] آنها نشان دادند که هر انگشت از هر شخص دارای الگوی سیاهرگ های متفاوتی است همچنین نشان دادند که درجه آزادی یک الگوی سیاهرگ انگشت از الگوی پلک بالاتر است
کارهایی که در پروسه احراز هویت اشخاص از طریق شکل سیاهرک های انگشتان انجام می شود را می توان به صورت زیر تقسیم بندی و تشریح کرد:
شکل -1روال تصویر گیری بافت سیاهرگ انگشت و نحوه تایید احراز هویت فرد
-1-1استخراج ناحیه مورد نظر - ROI -
ناحیه مورد نظر جهت انجام ادامه کار در این بخش استخراج می شود . که یک روش به عنوان نمونه در شکل نشان داده شده است.
شکل-2 استخراج ناحیه مورد نظر با استفاده از روش [15] Yang
