سيستم تشخيص اثر انگشت

توضیحات نظرات (0)
 سيستم هاي تشخيص اثر انگشت دارای اصولی كلي است که برخی از آن ها عبارت است از:

 اثر انگشت يكي از روش هاي مطمئن براي شناسايي افراد است و در زمينه هايي نظير رسيدگي به جرم، سيستم هاي كنترل حوادث، كنترل مرزهاي ملي و ... به كار مي رود. دليل اصلي انتخاب اثر انگشت براي شناسايي افراد اين است كه اثر انگشت هر فرد منحصر به فرد بوده و بعضي از ويژگي هاي آن تا آخر عمر ثابت باقي مي ماند و از همين ويژگي ها در تطبيق اثر انگشت استفاده مي شود. براي تطبيق دستي اثر انگشت روش هاي استانداردي وجود دارد، اما روش دستي تطبيق اثر انگشت كاري مشكل و بسيار وقت گير بوده و كارايي لازم را ندارد. البته از آن جا كه بانك هاي اطلاعاتي داراي ميليون ها اثر انگشت است، عملاً تطبيق دستي اثر انگشت امري محال مي شود. به منظور اتوماتيك كردن تطبيق بايد روشي براي تصوير و يا كد كردن اثر انگشت تعريف گردد. اين بيان تصوير بايد شرايط زير را داشته باشد:

  1) توانايي تمايز هر اثر انگشت در سطوح مختلف Resolution،
  2)  محاسبات ساده
  3)  قابليت بكارگيري در الگوريتم هاي تطبيق اتوماتيك،
  4)  پايداري و عدم تغيير با نويز و خرابي ها
  5) كارا بودن و نشان دادن تصاوير به صورت فشرده

  اگر تصوير به صورت خام ذخيره شود، حافظه زيادي مورد نياز است و سيستم كارايي لازم را نخواهد داشت. در روش هاي ساختاري ويژگي ها از تصوير استخراج و تصوير با اين ويژگي ها شناخته شده و همچنين با استفاده از همين ويژگيها عمل تطبيق صورت مي گيرد.  اثر انگشت از برآمدگي ها و فرو رفتگي اي فلو مانندي تشكيل شده است كه بسته به وضعيت قرار گرفتن آن ها ويژگي هاي مختلفي به وجود مي آيد. تا كنون 18 ويژگي براي اثر انگشت شناخته شده است كه دو ويژگي مهم آن، انتهاي برآمدگي و دوشاخه شدن برآمدگي است و كه اصطلاحاً به آن ها مينوتيا مي گويند.  اطلاعات مينوتيا در مولفه هاي x , y و زاويه برآمدگي ها آن ها قرار دارد. ساختار توپولوژيكي مينوتاي يك اثر انگشت منحصر به فرد بوده و با گذشت زمان تغيير نمي كند. در نتيجه مي توان تشخيص اثر انگشت را بر مبناي تطبيق ساختار توپولوژيكي مينوتيا استوار ساخت. در يك تصوير انگشت با كيفيت نسبتاً خوب در حدود 70 تا 80 مينوتا وجود دارد كه البته اين تعداد در تصويرهاي جزیي به حدود 20 تا 30 ويژگي كاهش مي يابد، اما باز هم بااين تعداد مي توان عمل تطبيق اثر انگشت را انجام داد. اكثر سيستم هاي تشخيص اثر انگشت، ساختاري بر مبناي مينوتيا دارند. در اين سيستم ها سه مرحله اساسي براي تشخيص وجود دارد كه عبارتند    از:

            1)  پيش پردازش
            2) استخراج مينوتيا
            3) تطبيق مينوتيا

 
  مرحله اول براي افزايش كيفيت تصوير انجام مي گيرد، مرحله دوم براي استخراج ويژگي هاي تصوير و مرحله آخر براي مقايسه مورد استفاده قرار مي گيرد. در مورد تطبيق، روش هاي گوناگوني وجود دارد كه از جمله مي توان به موارد ذيل اشاره كرد:
 
          1)  تطبيق مجموعه نقاط
          2) تطبيق گراف
          3) هم شكلي دو زير گراف

 
البته عمل تطبيق بنا به دلايل زير نياز به محاسبات پيچيده دارد:

          1) معمولاً كيفيت اثر انگشت پايين است.
          2) بانك اطلاعاتي اثر انگشت ها بزرگ است.
          3) تصوير هايي كه به صورت ساختاري آسيب ديده اند، به الگوريتم هاي نيرومندي جهت تطبيق نياز دارند.

 
در سيستم هاي تشخيص اثر انگشت موجود دربازار كه از اين دو ويژگي (انتهاي برآمدگي و دوشاخه شدن برآمدگي) استفاده مي شود، به علت  بزرگ بودن بانك اطلاعاتي و نويز دار بودن تصاوير، يك تطبيق يك به يك عملاً مشكل بوده و از اين رو يكسري از تصوير هاي تطبيق يافته تهيه و سپس تطبيق نهايي توسط افراد متخصص انجام مي گيرد.
 

استخراج ساير ويژگي ها:
 
علاوه بر ويژگي هاي بيان شده، در بسياري از سيستمهاي تشخيص اثر انگشت، از ويژگي هاي سطح بالا نيز استفاده مي شود. اين امر باعث افزايش صحت عمل تطبيق مي گردد. يكي از اين ويژگي هاي مهم كلاس الگوي اثر انگشت است. اثر انگشت به پنج كلاس اصلي تقسيم مي شود كه عبارت اند از:

          1) كمان
          2) كمان مايل
          3) حلقه چپ
          4) حلقه راست
          5) مارپيچ
 
در تصاوير نويز دار و جزیي ممكن است كلاس الگو نامشخص باشد، كه در اينصورت از يك ويژگي سطح بالاتري به نام چگالي برآمدگي ها به جاي كلاس الگو استفاده مي شود كه بيانگر تعداد برآمدگي ها در واحد طول تعريف مي شود. به منظور مستقل كردن چگالي برآمدي ها از جهت تصوير، تعداد برآمدگي ها بين دو نقطه منفرد محاسبه مي شود. نقاط منفرد در اثر انگشت هسته و دلتا هستند. هسته بالاترين نقطه در داخلي ترين برآمدگي و دلتا يك نقطه سه شاخه است كه سه برآمدگي از كنار آن عبور مي كند. در ادامه به بررسي مختصري از مراحل كد كردن اطلاعات اثر انگشت مي پردازيم:
   
      1)  نحوه به دست آمدن تصوير اثر انگشت:
 
   1-1) كاغذ و مركب : در سال هاي گذشته بيشتر از روش كاغذ و مركب استفاده مي شد به اين ترتيب كه در ابتدا اثر انگشت فرد با استفاده از مركب بروي كاغذ ثبت و سپس تصوير اثر انگشت اسكن شده و فايل تصويري آن آماده مي شد، كه اين روش اكنون به علت مشكلات خاص خود و البته پيشرفت فناوری كم كم منسوخ مي شود. معمولا چون كيفيت تصوير به دست آمده پايين است با استفاده از تكنيك هاي پردازش تصوير اين نقيصه تا حدي مرتفع مي گردد.
 
  1-2) با استفاده از سنسور LE
 
 در اين روش از فناوری نيمه هادي ها استفاده مي گردد. به اين ترتيب كه انگشت شخص بر روي سنسور LE كه از جنس نيمه هادي مي باشد، قرار گرفته و در نتيجه در محل هاي برآمدگي پوست انگشت كه در تماس با سنسور هستند، فوتون آزاد شده و به اين ترتيب اثر انگشت ثبت مي گردد.  امروزه اسكنر هايي كه براي ارتباط با كامپيوتر طراحي شده اند، به راحتي اطلاعات تصويراثر انگشت را تهيه و از طريق درگاه هاي كامپيوتر در اختيار نرم افزارهاي مربوطه قرار مي دهند. 

نحوه استخراج ويژگي ها:
 
 در اكثر سيستم ها از روش هاي ساختاري كه بر مبناي مينوتا هستند براي استخراج ويژگي ها استفاده مي شود. در اين سيستم ها در ابتداپيش پردازش هاي اوليه اي مانند يكنواخت كردن هيستوگرام، تشخيص برآمدگي ها و نازك كردن آن ها روي تصوير اعمال مي گردد. سپس با استفاده از روش هاي زير به استخراج ويژگي ها و شناسايي اثر انگشت مبادرت مي ورزند:

           1) روش فازي
           2) روش شبكه هاي عصبي
           3) ساختن گراف مربوطه به هر تصوير با استفاده از ميدان جهت دار و الگوريتم راتا 
 
پياده سازي اين روش ها يا با استفاده از كامپيوتر انجام گرفته و يا از مدارات مجتمعي كه به همين منظور ساخته شده است، انجام مي گيرد.

نوشتن نظر

نام شما:


نظر شما: توجه : HTML ترجمه نمی شود!

رتبه: بد           خوب

کد امنیتی را در کادر زیر وارد نمایید:



برچسب ها: سيستم تشخيص اثر انگشت, سنسور LE
کلیه حقوق نزد Secupedia محفوظ است @2016