جلسه ۰۳-۰۱ : روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک

• جزئیات
• نوع محتواآموزشی

مقدمه

وقت بخیر دوستان، با آموزش بیومتریک از سایت آموزشی پی وی لرن در خدمتتون هستیم.
بیومتریک فیزیولوژیکی به معنای استفاده از ویژگی های انسانی یعنی شکل و ترکیب بدن برای تشخیص هویت است.
روش های متفاوتی برای شناسایی یک شخص با کمک ویژگی های بیومتریک فیزیولوژیکی وجود دارد. شناسایی بیومتریک فیزیولوژیکی از طریق صورت، اثر انگشت، کف دست، شبکیه چشم، عنبیه چشم، امضا، رگ خون و صدای فرد از عمومی ترین این شیوه ها می باشد.
در این قسمت از آموزش Biometrics به روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک می پردازیم و چند روش را از جمله سیستم تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک ،سیستم اسکن شبکیه و … رو در دو جلسه توضیح خواهیم داد.

روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک

همانطور که قبلا اشاره شد، روش های فیزیولوژیکی بر اساس اندازه گیری مستقیم اجزای بدن انسان مانند عنبیه، اثر انگشت، شکل و موقعیت انگشتان دست و پا، و غیره صورت می گیرد.
برخی از ویژگی های فیزیکی، در طول زندگی شخصی باقی می مانند و تغییر نمی کنند. که این ویژگی ها می توانند منبعی عالی برای شناسایی یک فرد باشند.

تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک

در ابتدا به تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک می پردازیم.

این روش شناخته شده و مورد استفاده برای تأیید اعتبار افراد در سیستم های بیومتریک است. دلایل محبوبیت این روش، منابع در دسترس و سهولت در کسب آن ها می باشد.
هر فرد دارای یک اثر انگشت منحصر به فرد است که از رگه ها، شیارها و جهت خط ها تشکیل شده است. سه الگوی اساسی رگه یعنی، قوس، حلقه و مارپیچ وجود دارد. منحصر به فرد بودن اثر انگشت توسط این ویژگی ها و همچنین ویژگی هایی مانند جزایر (دو انشعاب نزدیک به هم) و نقاط (شیارهای نزدیک به لبه‌ها)، تقاطع (نقطه تلاقی دو یا چند لبه) و منافذ تعیین می شود.
اثر انگشت یکی از قدیمی ترین و محبوب ترین تکنیک تشخیص هویت است. تکنیک های تطبیق اثر انگشت از سه نوع هستند.

تکنیک های مبتنی بر جزئیات (Minutiae) :

در این تکنیک نقاط Minutiae (نقاطی که در آن ها خطوط ریز انگشت با هم تلاقی و انشعاب داشته اند و یا پایان یافته اند ) یافت می شوند و سپس موقعیت نسبی این نقاط بر روی انگشت گرفته می شود. در این روش مشکلاتی نیز وجود دارد از جمله، کیفیت کم تصویر است که پیدا کردن دقیق نقاط دشوار می شود. مشکل دیگر این که موقعیت شیارها و رگه ها به صورت محلی و نه کلی در نظر گرفته می شود. و باحذف جزئیات ممکن است اشتباه رخ دهد.

روش مبتنی بر همبستگی :

استفاده از اطلاعات مقیاس خاکستری غنی تر. با برطرف كردن مشكلات روش مبتني بر minutiae، قادر به كار با داده هاي بد كيف را بدست مي آورد. اما برخی از مشکلات خود را مانند مکان نقاط دارد.

تطابق مبتنی بر الگو (مبتنی بر تصویر):

الگوریتم های مبتنی بر الگو، الگوهای اثر انگشت پایه (قوس، پیچ خوردگی، و حلقه) را با الگوی ذخیره شده و اثر انگشت داوطلب مقایسه می کنند.

روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک – تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک

محاسن سیستم تشخیص اثر انگشت

• این روش معاصر ترین روش است.
• این روش اقتصادی ترین است.
• بسیار قابل اعتماد و امن است.
• این کار بر روی یک قالب کوچک است که سرعت پردازش تأیید را افزایش می دهد.
• از فضای حافظه ی کمی استفاده می کند.

نقاط ضعف سیستم شناسایی اثر انگشت

• زخم، بریدگی یا عدم انگشت می تواند مانع فرآیند شناخت شود.
• این سیستم ها را می توان با استفاده از انگشت مصنوعی ساخته شده از موم فریب داد.
• این روش شامل تماس فیزیکی با سیستم می شود.
• سرعت کمتر در شناسایی و ثبت

برنامه های کاربردی سیستم تشخیص اثر انگشت

• تأیید صحت گواهینامه رانندگی
• بررسی اعتبار مجوز رانندگی
• کنترل مرزی / صدور ویزا.
• کنترل دسترسی در سازمان ها

خب اینم از تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک

سیستم تشخیص چهره

تشخیص صورت بر اساس تعیین شکل و اندازه فک، چانه، شکل و محل چشم، ابرو، بینی، لب ها و گونه های استخوانی می باشد. اسکنر ۲D صورت شروع به خواندن هندسه صورت و ضبط آن بر روی شبکه می کند. هندسه صورت به لحاظ نقاط به پایگاه داده منتقل می شود. الگوریتم های مقایسه انجام تطبیق چهره و نتایج را مطرح می کنند.

تشخیص صورت در روش های زیر انجام می شود:

• Facial Metrics : 

در این نوع، فاصله بین مردمک و یا بینی، چانه یا لب اندازه گیری می شود.

• Eigen faces :

روند پردازش آنالیز تصویر کلی صورت به عنوان یک ترکیب وزنی تعدادی از چهره است.

• Skin Texture Analysis :

خطوط، الگوها و لکه های منحصر به فرد در پوست شخص نشان داده می شود.

روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک – سیستم تشخیص چهره

مزایای سیستم تشخیص چهره

• قالب بندی آسان در پایگاه داده را فراهم می کند.
• پیچیدگی های آماری را برای تشخیص تصویر چهره کاهش می دهد.
• شامل تماس فیزیکی با سیستم نیست.

معایب سیستم تشخیص چهره

• ویژگی های صورت در طول زمان تغییر می کنند.
• منحصر به فرد بودن تضمین نمی شود. برای مثال، دوقلوها همسان.
• اگر چهره داوطلبی حالات مختلفی از قبیل لبخندی کوچک را نشان دهد، می تواند بر نتیجه تاثیر بگذارد.
• برای دریافت ورودی صحیح نیاز به نور مناسب دارد.

برنامه های کاربردی سیستم تشخیص چهره

• تأیید هویت عمومی.
• تأیید برای کنترل دسترسی
• تعامل انسان و کامپیوتر.
• شناسایی جنایت
• نظارت

سیستم تشخیص عنبیه

تشخیص عنبیه بر اساس الگوی عنبیه در چشم انسان کار می کند. عنبیه یک بافت الاستیک رنگدانه ای است که دارای مرکز دایره ای قابل تنظیم است و قطر مردمک را کنترل می کند. در طول زندگی بزرگسالان، بافت عنبیه پایدار است. الگوهای عددی چشمان چپ و راست متفاوت هستند. الگوها و رنگ های رایج از شخص به شخصی دیگر تغییر می کند.
تصویری از عنبیه را که با دوربینی توانمند گرفته شده است در زیر می بینید، تصویر ذخیره و مقایسه شده با چشم داوطلبین با استفاده از الگوریتم های ریاضی .

روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک – سیستم تشخیص عنبیه

مزایای سیستم تشخیص عنبیه

• بسیار دقیق است؛ زیرا احتمال انطباق دو عنبیه ۱ در ۱۰ بیلیون نفر است.
• بسیار مقیاس پذیر است به طوری که الگوی عنبیه در طول عمر شخص باقی می ماند.
• داوطلب نیاز به حذف عینک یا لنزهای تماسی ندارد آن ها دقت سیستم را مختل نمی کنند.
• شامل تماس فیزیکی با سیستم نیست.
• با توجه به اندازه قالب کوچک آن، تأیید سریع (۲ تا ۵ ثانیه) را فراهم می کند.

معایب سیستم تشخیص عنبیه

• اسکنر عنبیه گران قیمت است.
• تصاویر با کیفیت بالا می تواند اسکنر را فریب دهد.
• فرد نیاز به نگه داشتن سر خود برای اسکن دقیق دارد.

برنامه های کاربردی سیستم تشخیص عنبیه

• کارت های امنیت ملی و شناسه مانند کارت Adhaar در هند.
• Google برای دسترسی به مرکز داده خود از شناسایی عنبیه استفاده می کند.

کلام پایانی

دوستان عزیز سایت آموزشی پی وی لرن داریم انواع روش های سیستم بیوتریک رو بررسی می کنیم. سیستم فیزیولوژیکی تشخیص اثر انگشت در سیستم بیومتریک از رایج ترین سیستم های تشخیص هویت است که در بیش تر مکان ها از این روش استفاده می شود. همچنین سیستم تشخیص چهره و سیستم تشخیص عنبیه رو داشتیم که سیستم تشخیص عنبیه دقت بالایی داشت به طوری که در صد خطا را می توان صفر در صد بیان نمود و در این سیستم وجود عینک و لنز مشکلی در تشخیص هویت به وجود نمی آورد.

ادامه روش فیزیولوژیکی در سیستم بیومتریک رو در جلسه بعد دنبال می کنیم. سپاس از همراهیتون.