Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

کلمه بیومتریک از کلمه یونانی bios به معنای زندگی و کلمه metrikos به معنای اندازه گیری تشکیل شده است. همه ما می دانیم که ما برای شناسایی همدیگر از یک سری ویژگی هایی استفاده می کنیم که برای هر شخص به طور انحصاری است و از شخصی به شخص دیگر فرق می کند که از آن جمله می توان به صورت و گفتار و طرز راه رفتن اشاره کرد. امروزه در زمینه های فراوانی ما به وسایلی نیاز داریم که هویت اشخاص را شناسایی کند و بر اساس ویژگیهای بدن اشخاص آن ها را بازشناسی کند و این زمینه هر روز بیشتر و بیشتر رشد پیدا می کند و علاقه مندان فراوانی را پیدا کرده است. علاوه بر این ها امروزه password و ID کارتهایی که بکار برده می شوند دسترسی را محدود می کنند، اما این روشها به راحتی می توانند شکسته شوند و لذا غیر قابل اطمینان هستند. بیو متری را نمی توان امانت داد یا گرفت، نمی توان خرید یا فراموش کرد و جعل آن هم عملا غیر ممکن است.

یک سیستم بیو متری اساساً یک سیستم تشخیص الگو است که یک شخص را بر اساس بردار ویژگی های خاص فیزیولوژیک خاص یا رفتاری که دارد باز شناسی می کند. بردار ویژگی ها پس از استخراج معمولا در پایگاه داده ذخیره می گردد. یک سیستم بیومتری بر اساس ویژگی های فیزیولوژیک اصولا دارای ضریب اطمینان بالایی است .سیستم های بیو متری می توانند در دو مد تایید و  شناسایی کار کنند. در حالی که شناسایی شامل مقایسه اطلاعات کسب شده در قالب خاصی با تمام کاربران در پایگاه داده است، تایید فقط شامل مقایسه با یک قالب خاص می شود که ادعا شده است. بنابراین لازم است که به این دو مسئله به صورت جدا پرداخته شود.
یک سیستم بیومتری ساده دارای چهار بخش اساسی است :
۱) بلوک سنسور: که کار دریافت اطلاعات بیومتری را بر عهده دارد.
۲) بلوک استخراج ویژگیها: که اطلاعات گرفته شده را می گیرد و بردار ویژگی های آن را استخراج می کند.
۳) بلوک مقایسه: که کار مقایسه بردار حاصل شده با قالبها را بر عهده دارد.
۴) بلوک تصمیم: که این قسمت هویت را شنااسایی می کند یا هویت را قبول کرده یا رد می کند.
هر خصیصه ای از انسان می تواند به عنوان یک ویژگی در بیو متری بکار برده شود به شرطی که شروط زیر ر ا بر آورده کند :
۱) عمومی بودن : هر شخصی آن خصیصه را داشته باشد.
۲) متفاوت بودن : در اشخاص ، متفاوت باشد و دو تا شبیه هم نباشد.
۳) دوام داشتن : در یک بازه زمانی ثابت باشد.
۴) قابل بدست آوردن باشد.
در کاربردهای زندگی روزمره سه فاکتور دیگر نیز باید رعایت شود: کارایی (دقت، سرعت)، دسترسی (برای کاربران بی ضرر باشد) امنیت بالا.
در این مقاله ما به معرفی تعدادی از عواملی که دربیو متری مورد استفاده قرار می گیرند می پردازیم.
۱) باز شناسی هویت از طریق اثر انگشت
این روش قدیمی ترین روش آزمایش تشخیص هویت از راه دور است. اگرچه قبلاً اثر انگشت تنها در زمینه جرم قابل بحث بود، تحقیقات در بسیاری کشورها سطحی از پذیرش را نشان میدهد که به این روش اجازه استفاده در برنامه های عمومی را می دهد. سیستمها میتوانند جزئیاتی از اثر انگشت (نقاطی مانند تقاطعها یا کناره های برجستگیها) یا کل تصویر را بگیرند. الگوهای مرجع که برای حفظ این جزئیات بکار میرود در حدود ۱۰۰ بایت هستند که در مقایسه با تصویر کاملی که از اثر انگشت با حجم ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ بایت میباشد، بسیار کوچکتر هستند.
در برنامه های عمومی مشکلاتی در ثبات وجود دارد. بعضی کارگران و معتادان شدید به سیگار, اغلب انگشتانی دارند که تحلیل اثرانگشت آنان مشکل است. با این وجود، طرحهای بلند مدت و موفق زیادی در استفاده از اثر انگشت وجود داشته است. در حال حاضر اثر انگشت خوانهای زیادی در دامنه وسیعی وجود دارند که به همراه بعضی کارتخوانها استفاده میشوند. اگرچه در حال حاضر قیمت آنها چندان پایین نیست اما میزان عرضه آنان در فروشگاههای کامپیوتر عادی باعث افت سریع قیمت آنان خواهد شد. به طور مثال شرکت هواپیمایی آلمانی لوفتانزا، آزمایش بلیت های بیومتریک را آغاز کرده است. این بلیت ها با اطلاعات مربوط به اثر انگشت شصت مسافران رمزگذاری شده اند و انتظار میرود سرعت کنترل را بدون پیچیدگی های امنیتی افزایش دهند.
نکته قابل توجه دیگر در سیستم های تولید تولید شده با استفاده از فناوری بیومتریک (اثر انگشت) قابل ملاحظه است، استقبال رو به گسترش مردم از خرید این محصولات است. به طور مثال، شرکت لنوو (Lenovo) با فروش بیش از یک میلیون کامپیوترهای کیفی بیومتریکی که اثر انگشت فرد صاحب آن را اسکن می کند، به یکی از بزرگترین فروشندگان کامپیوترهای بیومتریکی در جهان تبدیل شده است.
در این بخش سعی بر آن شده است که اصول کلی، موانع و محدودیت های سیستمهای تشخیص اثر انگشت بررسی شوند.
اصول کلی در سیستمهای تشخیص اثر انگشت:
همانگونه که اشاره شد، اثر انگشت یکی از روشهای مطمئن برای شناسایی افراد می باشد و در زمینه هایی نظیر رسیدگی به جرم، سیستم های کنترل حوادث، کنترل مرزهای ملی و … به کار می رود. دلیل اصلی انتخاب اثر انگشت برای شناسایی افراد این است که اثر انگشت هر فرد منحصر به فرد بوده و بعضی از ویژگی های آن تا آخر عمر ثابت باقی می ماند و از همین ویژگی ها در تطبیق اثر انگشت استفاده می شود. برای تطبیق دستی اثر انگشت روشهای استانداردی وجود دارد، اما روش دستی تطبیق اثر انگشت کاری مشکل و بسیار وقت گیر بوده و کارایی لازم را ندارد.البته از آنجا که بانکهای اطلاعاتی دارای میلیونها اثر انگشت می باشد، عملاً تطبیق دستی اثر انگشت امری محال می شود.
به منظور اتوماتیک کردن تطبیق باید روشی برای تصویر و یا کد کردن اثر انگشت تعریف گردد. این بیان تصویر بایستی شرایط زیر را داشته باشد:
۱) توانایی تمایز هر اثر انگشت در سطوح مختلف رزولوشن،
۲)  محاسبات ساده
۳)  قابلیت بکارگیری در الگوریتم های تطبیق اتوماتیک،
۴)  پایداری و عدم تغییر با نویز و خرابی ها
۵) کارا بودن و نشان دادن تصاویر به صورت فشرده
اگر تصویر به صورت خام ذخیره شود، حافظه زیادی مورد نیاز است و سیستم کارایی لازم را نخواهد داشت. در روشهای ساختاری ویژگی ها از تصویر استخراج و تصویر با این ویژگی ها شناخته شده و همچنین با استفاده از همین ویژگیها عمل تطبیق صورت می گیرد.
اثر انگشت از برآمدگی ها و فرو رفتگی ای فلو مانندی تشکیل شده است که بسته به وضعیت قرار گرفتن آنها ویژگی های مختلفی به وجود می آید. تا کنون ۱۸ ویژگی برای اثر انگشت شناخته شده است که دو ویژگی مهم آن، انتهای برآمدگی و دوشاخه شدن برآمدگی می باشدکه اصطلاحاً به آنها مینوتیا می گویند. در شکل زیر این دو ویژگی نشان داده شده است:
اطلاعات مینوتیا در مولفه های x , y و زاویه برآمدگی ها آنها قرار دارد. ساختار توپولوژیکی مینوتای یک اثر انگشت منحصر به فرد بوده و با گذشت زمان تغییر نمی کند. در نتیجه می توان تشخیص اثر انگشت را بر مبنای تطبیق ساختار توپولوژیکی مینوتیا استوار ساخت. در یک تصویر انگشت با کیفیت نسبتاً خوب در حدود ۷۰ تا ۸۰ مینوتا وجود دارد که البته این تعداد در تصویرهای جزئی به حدود ۲۰ تا ۳۰ ویژگی کاهش می یابد، اما باز هم بااین تعداد می توان عمل تطبیق اثر انگشت را انجام داد.
اکثر سیستمهای تشخیص اثر انگشت، ساختاری بر مبنای مینوتیا دارند. در این سیستمها سه مرحله اساسی برای تشخیص وجود دارد که عبارتند از:
۱)  پیش پردازش
۲) استخراج مینوتیا
۳) تطبیق مینوتیا
مرحله اول برای افزایش کیفیت تصویر انجام می گیرد، مرحله دوم برای استخراج ویژگی های تصویر و مرحله آخر برای مقایسه مورد استفاده قرار می گیرد.
در مورد تطبیق، روشهای گوناگونی وجود دارد که از جمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
۱)  تطبیق مجموعه نقاط
۲) تطبیق گراف
۳) همشکلی دو زیر گراف
البته عمل تطبیق بنا به دلایل زیر نیاز به محاسبات پیچیده دارد:
۱) معمولاً کیفیت اثر انگشت پایین است.
۲) بانک اطلاعاتی اثر انگشت ها بزرگ است.
۳) تصویر هایی که به صورت ساختاری آسیب دیده اند، به الگوریتم های نیرومندی جهت تطبیق نیاز دارند.
در سیستمهای تشخیص اثر انگشت موجود دربازار که از این دو ویژگی (انتهای برآمدگی و دوشاخه شدن برآمدگی) استفاده می شود، به علت بزرگ بودن بانک اطلاعاتی و نویز دار بودن تصاویر، یک تطبیق یک به یک عملاً مشکل بوده و از این رو یکسری از تصویر های تطبیق یافته تهیه و سپس تطبیق نهایی توسط افراد متخصص انجام می گیرد.
استخراج سایر ویژگی ها:
علاوه بر ویژگی های بیان شده، در بسیاری از سیستمهای تشخیص اثر انگشت، از ویژگی های سطح بالا نیز استفاده می شود. این امر باعث افزایش صحت عمل تطبیق می گردد. یکی از این ویژگی های مهم کلاس الگوی اثر انگشت می باشد.
اثر انگشت به پنج کلاس اصلی تقسیم می شود که عبارت اند از:
۱) کمان
۲) کمان مایل
۳) حلقه چپ
۴) حلقه راست
۵) مارپیچ

در تصاویر نویز دار و جزئی ممکن است کلاس الگو نامشخص باشد، که در اینصورت از یک ویژگی سطح بالاتری به نام چگالی برآمدگی ها به جای کلاس الگو استفاده می شود که بیانگر تعداد برآمدگی ها در واحد طول تعریف می شود. به منظور مستقل کردن چگالی برآمدی ها از جهت تصویر، تعداد برآمدگی ها بین دو نقطه منفرد محاسبه می شود. نقاط منفرد در اثر انگشت هسته و دلتا می باشند. هسته بالاترین نقطه در داخلی ترین برآمدگی و دلتا یک نقطه سه شاخه است که سه برآمدگی از کنار آن عبور می کند. در شکل زیر این نقاط نمایش داده شده است:

در ادامه به بررسی مختصری از مراحل کد کردن اطلاعات اثر انگشت می پردازیم:
۱)  نحوه به دست آمدن تصویر اثر انگشت:
۱-۱) کاغذ و مرکب : در سالهای گذشته بیشتر از روش کاغذ و مرکب استفاده می شد به این ترتیب که در ابتدا اثر انگشت فرد با استفاده از مرکب بروی کاغذ ثبت و سپس تصویر اثر انگشت اسکن شده و فایل تصویری آن آماده می شد، که این روش اکنون به علت مشکلات خاص خود و البته پیشرفت تکنولوژی کم کم منسوخ می شود. معمولا چون کیفیت تصویر به دست آمده پایین است با
استفاده از تکنیک های پردازش تصویر این نقیصه تا حدی مرتفع می گردد،

۱-۲)  روش اسکن مستقیم نوری: روشهای گوناگونی برای انجام این نوع تصویر گیری وجود دارد. نمونه ای از آن در شکل زیر آمده است:
۱-۳) با استفاده از سنسور LE
در این روش از تکنولوژی نیمه هادی ها استفاده می گردد. به این ترتیب که انگشت شخص بر روی سنسور LE که از جنس نیمه هادی می باشد، قرار گرفته و در نتیجه در محل های برآمدگی پوست انگشت که در تماس با سنسور می باشند، فوتون آزاد شده و به این ترتیب اثر انگشت ثبت می گردد.
امروزه اسکنر هایی که برای ارتباط با کامپیوتر طراحی شده اند، به راحتی اطلاعات تصویراثر انگشت را تهیه و از طریق درگاه های کامپیوتر در اختیار نرم افزارهای مربوطه قرار می دهند.
نحوه استخراج ویژگی ها:
در اکثر سیستم ها از روشهای ساختاری که بر مبنای مینوتا هستند برای استخراج ویژگی ها استفاده می شود. در این سیستم ها در ابتداپیش پردازشهای اولیه ای مانند یکنواخت کردن هیستوگرام، تشخیص برآمدگی ها و نازک کردن آنها روی تصویر اعمال میگردد. سپس با استفاده از روشهای زیر به استخراج ویژگی ها و شناسایی اثر انگشت مبادرت می ورزند:
۱) روش فازی
۲) روش شبکه های عصبی
۳) ساختن گراف مربوطه به هر تصویر با استفاده از میدان جهت دار و الگوریتم راتا
پیاده سازی این روشها یا با استفاده از کامپیوتر انجام گرفته و یا از مدارات مجتمعی که به همین منظور ساخته شده است، انجام می گیرد.

 

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.
درباره رسا

ارسال دیدگاه