بخشی از مقاله
چکیده
در سالهای اخیر، استفاده از سیستمهای مبتنی بر اثرانگشت در تشخیص هویت کاربرد فراوانی داشته است بطوریکه یکی از پرکاربردترین و موثرترین روشها در حوزه بیومتریک بشمار میرود. روشی که در این مقاله ارائه شده است از ساختار متفاوتی برخوردار است. در ابتدا عمل پیش پردازش بر روی تصویر اثر انگشت انجام میگیرد، مرحله بعدی شناسایی خطوط انگشت به منظور استخراج ویژگی میباشد.
در ادامه نیز با استفاده از الگوی دودویی محلی1 ویژگیهایی از تصویر استخراج میشود. طول بردار ویژگی این توصیفگر 1×256 میباشد. در مرحله آموزش از الگوریتم فراابتکاری بهینه سازی ازدحام ذرات - PSO - 2 استفاده شده است. الگوریتم PSO باعث میشود که صفحه جدا کننده مرز میان کلاسها، از دقت بالایی برخوردار باشد بگونه ای که هیچگونه خطای در کلاس بندی مشاهده نمیشود. از پایگاه داده FVC برای ارزیابی روش پیشنهادی استفاده شده است. نتایج بدست آمده بیانگر این نکته میباشد که روش پیشنهادی از دقت بالایی در بازیابی اثرانگشت برخوردار است.
.1 مقدمه
در سال های اخیر تشخیص هویت بر مبنای سیستم های بیومتریک یکی از نیازهای امنیتی کشورهای جهان محسوب می شود. امروزه تحقیقات گسترده ای در خصوص پیداکردن روشی به منظور تسریع در فرآیند تشخیص هویت افراد انجام گرفته است. یکی از مهمترین مسائل در حوزه تشخیص هویت با استفاده از اثرانگشت - Maltoni et al, 2009 - ، استخراج ویژگی کاربردی میباشد که شامل اطلاعات مفید برای انجام عملیتهای مختلف باشد.
دلیل اصلی استفاده گسترده و عمومی از اثرانگشت بعنوان ابزار تعیین هویت افراد اینست که اثرانگشت افراد منحصر بفرد میباشد و با گذشت زمان تغییری در آن حاصل نمیشود. اثرانگشت از قدیمیترین و شناختهترین روشهای شناسایی بیومتریک افراد است . - Haiyun et al, 2009 - شناسایی افراد با استفاده از اثرانگشت در سال های اخیر تغییرات عمده ای داشته است. در روشهای جدید بجای استفاده از استامپ و کاغذ از اسکنرهای خاص که قابلیت بررسی و تطبیق سریع اثرانگشت را با نمونه ضبط شده دارند، استفاده می شود.
کارکرد این سیستم ها بدین صورت است که در ابتدا تصویری از اثر انگشت افرادی که مجاز به دسترسی هستند، تهیه می شود و سپس با استفاده از توصیفگرهای ویژگی از آن ویژگی استخراج میشود. این ویژگیها در یک پایگاه داده ذخیره می شوند. سپس هریک از افرادی که قصد استفاده از سیستم را دارند، در ابتدا تصویری از اثر انگشت وی تهیه می شود، ویژگی آن استخراج میشود و با بردار ویژگیهای موجود در پایگاه داده مطابقت داده میشود. اگر بردار ویژگی اثر انگشت وی با یکی از بردار ویژگیهای موجود در پایگاه داده مطابقت داشته باشد، مجوز این فرد برای دسترسی به سیستم صادر میشود و به عنوان یک فرد مجاز محسوب میگردد و در غیر این صورت، اجازه دسترسی به سیستم به وی داده نمی شود.
یک سیستم تشخیص هویت توسط اثر انگشت، از سه بخش تشکیل می شود:
· بخشی که مسئول تهیه تصویر از اثر انگشت است
· بخشی که مسئول استخراج ویژگیهای خاص از اثر انگشت میباشد.
· بخشی که مسئول تطابق اثر انگشت جاری با نمونه های موجود در پایگاه داده است.
ساختار مقاله بدین گونه میباشد که بخش 2 به توضیحات مربوط به روش پیشنهادی پرداخته شده است. بخش 3 شامل مراحل شناسایی خطوط انگشت میباشد. در بخش 4 توصیفگر ویژگی LBP شرح داده شده است. بخش 5 شامل طبقهبند PSO میباشد که تابع هدف نیز در این بخش توضیح داده شده است و در بخش 6 به مقایسه روش پیشنهادی با سایر روش ها در پایگاه داده FVC2000 پرداخته شده است.
.2 روش پیشنهادی بازیابی اثرانگشت
بلوک دیاگرام روش پیشنهادی بازیابی اثر انگشت در شکل 1 آورده شده است. در مرحله اول از پیش پردازشهایی برای افزایش کیفیت تصویر و حذف اطلاعات اضافی مانند نویز استفاده شده است. در مرحله بعد با استفاده از عملگرهای مورفولوژیکی و آشکار ساز سوبل خطوط انگشت شناسایی میشود. در ادامه به منظور استخراج ویژگی از انگشت از الگوی دودویی محلی استفاده شده است که در سالهای اخیر بطور گستردهای مورد استفاده قرار گرفته است. در بخش طبقهبندی، از طبقهبند PSO استفاده شده است که از دقت بالایی در کلاسبندی دادهها برخوردار میباشد. به منظور ارزیابی روش3 پیشنهادی از پایگاه داده FVC2000 استفاده شده است. نمونههایی از تصاویر پایگاه داده FVC2000 در شکل 2 آورده شده است.
.3 شناسایی خطوط اثرانگشت
برای اینکه خطوط از تصویر شامل اثرانگشت استخراج شود، میبایست عمل شناسایی انجام شود. اولین مرحله استفاده از ناحیهبندی تصویر میباشد. روشهای مختلفی برای این منظور وجود دارد که میتوان به روشهایی مانند آستانهگیری، استخراج نواحی و دستهبندی دادهها اشاره نمود.
