خانه » مقالات حقوقی » پزشکی قانونی » بررسی اثر انگشت و ویژگی های آن

بررسی اثر انگشت و ویژگی های آن

در این نوشتار به بررسی اثر انگشت و ویژگی های آن می پردازیم.

بررسی اثر انگشت و ویژگی های آن

بررسی اثر انگشت و ویژگی های آن

طبقه بندی اثر انگشت

طبقه بندی اثر انگشت در سیستم های تعیین هویت مورد استفاده قرار می گیرد.هدف از طبقه بندی اثر انگشت این است که بانک داده را تا حد امکان به بخش های کوچکتری تقسیم کنیم..در سیستم های تعیین هویت تنها بخشی از بانک داده که از حیث طبقه متناظر با اثر انگشت ورودی است مورد جستجو قرار می گیرد.

درسیستم هایی که با جمعیت های کم کار می کنند می توان از رده ای که اثر انگشت به ان متعلق است به عنوان تنها ویژگی برای تعیین یا تایید هویت فرد استفاده کرد.از جمله قدیمی ترین سیستم طبقه بندی مورد استفاده در سیستم های دستی روشی است که توسط هنری ارائه شده است. در این طبقه بندی ۵ رده وجود دارد که به ترتیب راست – حلقه, چپ –حلقه, پیچشی , کمانی و کمانی خیمه ای نامیده می شود.

تعیین طبقه برای یک اثر انگشت با توجه به جهت امتداد لبه ها در اطراف هسته و همچنین تعداد و چگونگی قرار گرفتن نقاط هسته و دلتا صورت می گیرد.در موارد کمی نمی توان یک اثر انگشت را به یک طبقه خاص نسبت داد و همواره در هر نوع سیستم طبقه بندی یک طبقه با نام طبقه غیر مترقبه در نظر گرفته می شود و چنین اثر انگشتی را به این طبقه نسبت می دهند.

طبقه بندی ارائه شده برای فرایندی دستی طبقه بندی مناسبی است.چرا که ضوابط بیان شده برای نسبت دادن یک اثر انگشت به یک رده خاص بسیار شفاف و واضح است.در یک سیستم خودکار بهتر است تا با بیشتر کردن تعداد رده ها بانک داده را به بخش های کوچکتری تقسیم کنیم.اما به دلیل واضح بودن سیستم طبقه بندی ارائه شده اکثر سیستم های خودکار امروزی نیز از همین طبقه بندی استفاده می کنند.

استخراج ویژگی های موجود در اثر انگشت

خصوصیات اصلی در یک اثر انگشت لبه ها (برجستگی ها) و شیارها ( فرو رفتگی ها) هستند که بصورت یک در میان قرار دارند.لبه ها و شیارها بصورت محلی دارای جهت یکسانی بوده و موازی می باشند.در خطوط لبه بی نظمی های مانند دو شاخه شدن خط لبه و پایان یافتن خط لبه دیده می شود در چنین حالتی اصطلاحا می گوییم با عدم پیوستگی محلی مواجه گشته ایم. که چنین نقاطی را ویژگی می نامند.

رایج ترین ویژگی هایی که امروزه از اثر انگشت استخراج می شود ویژگی هایی هستند که توسط Galton معرفی شدند.در ابتدا این شخص چهار ویژگی معرفی کرد اما بعد ها این ویژگی توسط افراد دیگری هم توسعه پیدا کرد و تا هجده ویژگی معرفی شد.

استخراج خودکار کلیه ویژگی های معرفی شده توسط کامپیوتر بسیار مشکل بوده و حتی استخراج ان ها بصورت دستی نیز نیاز به تخصص درد. در اکثر سیستم های خودکار امروزی فقط به استخراج دو ویژگی خاص با نام های پایان – لبه و دو شاخه که ریزه نامیده می شود بسنده می شود.این دو ویژگی خاص بیشتر از ویژگی های دیگر در یک اثر انگشت قابل مشاهده است و الگوریتم های استخراج ان از قابلیت اعتماد بیشتری برخوردار می باشد.

شناسایی اثر انگشت بر اساس تحلیل ریزه های استخراج شده انجام می شود. بنابراین قابلیت اجرا و کارایی سیستم خودکار شناسایی اثر انگشت به دقت ریزه های استخراج شده بستگی دارد. البته تعداد زیادی از روش ها برای کشف ریزه های اثر انگشت وجود دارد در بیشتر این روش ها تصاویر سیاه و سفید (سطح خاکستری) اثر انگشت را به یک تصویر باینری (دو سطحی) تبدیل می کند. طی این فاز لبه ها از شیارها کاملا تفکیک می شود.

سپس یک فرایند نازک سازی که باعث می شود تا لبه ها به منحنی هایی با عرض یک نقطه تبدیل شوند بر روی تصویر باینری انجام می دهند.در مرحله بعد ریزه ا از تصویر باینری نازک سازی شده استخراج می شوند. البته تبدیل تصویر سطح خاکستری به تصویر باینری , ممکن است بسیاری از اطلاعات ریزه ها را از بین ببرد و عملیات بسیار حساسی است.همچنین فرایند نازک سازی داخلی از نظر محاسباتی بسیار پیچیده است.

روش استخراج ریزه های بررسی شده در این پروژه بر اساس الگوریتم دنبال کردن خط لبه است.در این الگوریتم جهت لبه ها و مشخصه های ساختاری خطوط لبه مانند عرض و فاصله خطوط لبه به صورت خودکار از تصویر سطح خاکستری اثر انگشت براورد می شوند. برای بدست اوردن نتایج قابل اطمینان در استخراج ریزه ا تصویر اثر انگشت ورودی تحلیل می شود و پارامتر های خطوط لبه براورد می شوند. سپس الگوریتم دنبال کردن خط لبه برای استخراج ریزه ها بکار می رود.

برای حفظ هر اثر انگشت  مرز های تطبیق توافقی برای حذف ریزه های نا معتبر خارج از محدوده مورد نظر تولید و برای تعیین مقدار کمی ریزه ها از مفهوم مجموعه های فازی روی ریه ها استفاده می شود.اگر ریزه های بدست امده معتبر باشند در یک بانک اطلاعاتی ثبت می شوند و در غیر این صورت به مرحله تطبیق می روند.

خصوصیاتی از اثر انگشت که در یک سیستم خودکار ذخیره می شود شامل موقعیت مکانی , جهت و نوع ریزه ها است.بدین ترتیب مساله تطبیق دو اثر انگشت به تطبیق دو گراف یا دو مجموعه از نقاط منتهی می شود.تحقیقاتی که در طی یکصد سال گذشته صورت گرفته یکتا بودن الگوی اثر انگشت بر اساس ریزه را برای جمعیت های زیاد تضمین می کند.

بر روی یک تصویر کامل از اثر انگشت بین ۵۰ تا ۱۵۰ ریزه قابل استخراج است و در یک سیستم خودکار استخراج و تطبیق حدود ۱۰ ریزه برای نتیجه گیری در مورد یکسان بودن دو اثر انگشت کافی می باشد.مشکل عمده سیستم های امروزی که بر اساس ریزه کار می کنند کیقیت پاین تصاویر اثر انگشت و در نتیجه عدم وجود الگوریتم های قابل اعتماد در استخراج ریزه است.همواره این احتمال وجود دارد که یک ریزه به اشتباه استخراج شود و یا ریزه ای که وجود دارد استخراج نشود.

مساله استخراج اشتباه یک ویژگی در مورد دیگر ویژگی های معرفی شده به جز ریزه ها شدیدتر می باشد. در بعضی سیستم ها ویژگی های دیگری نیز علاوه بر ریزه ها استخراج می شوند.یکی از رایج ترین این ویژ”ی ها تعداد لبه ایی است که توسط خط واصل بین دو ریزه قطع می شود.از دیگر این ویژگی ها می توان به حفره های موجود بر روی بعضی لبهها اشاره کرد.

حجم محاسبات برای استخراج ویژگی های یک اثر انگشت بسیار بالا می باشد. و این مساله به خصوص در سیستم های On Line مشکل بوجود می اورد. در بخش هایی از اثر انگشت که از کیفیت مطلئبی برخوردار نیستند تعداد زیادی ویژگی کاذب استخراج می شود که واقعا وجود ندارند. برای کاهش حجم محاسبات و صرفه جویی در وقت الگوریتم استخراج ویژگی بر روی کلیه قسمت های تصویر اعمال نمی شود.

بلکه ابتدا با محاسبات ساده تری سعی می شود تا قسمت هایی که دارای کیفیت بهتری هستند مشخص شوند و سپس تنها در این قسمت ها به اشتخراج ویژگی پرداخته می شود. بدین طریق هم سرعت سیستم را افزایش داده ایم و هم به قابلیت اعتماد مکانیزم استخراج ویژی افزوده ایم. در کنار این دو مزیت این روش دارای یک عیب نیز می باشد و ان اینست که با کنار گذاشتن قسمت هایی از اثر انگشت از درجه یکیتایی ان کاسته می شود.

در یک اثر انگشت ویژگی هایی وجود دارد که برای فرایند طبقه بندی بسیار مناسب می باشد که این ویژگی ها نقاط هسته و دلتا نام دارند.که با نام نقاط تکین نیز شناخته می شوند. که با استفاده از نقشه جهتی استخراج نقاط هسته و دلتا میسر می شود. نقشه جهتی(Direction Map) ماتریسی است که هر درایه از ان متناظر با محلی روی تصویر اثر انگشت بوده و مقدار هر درایه جهت غالب لبه ها و شیارها را در موقعیت مورد نظر نشان می دهد.

تطبیق اثر انگشت

تطبیق فرایندی است که طی ان میزان شباهت دو اثر انگشت اندازه گیری می شود.در اکثر سیستم ها از ریزه ها برای تطبیق دادن دو اثر انگشت استفاده می شود. در روشی موسوم به بانک فیلتر ابتدا تصویر اثر انگشت به بخش هایی تقسیم می شود سپس در هر بخش فیلتری موسوم به Gabor Filter را با زائیه های مختلف اعمال کرده و به ازای هر زاویه انحراف معیار برای ناحیه مورد نظر محاسبه می شود.

با توجه به این که Gabor Filter یک فیلتر جهتی است و لبه های اثر انگشت نیز زدر هر ناحیه دارای یک جهت غالب می باشد اعمال فیلتر با زاویه های مختلف باعث می شود که لبه ها تضعیف یا تقویت شوند.اگر زاویه انتخاب شده برای فیلتر برابر یا نزدیک به جهت غالب لبه ها در ناحیه مورد نظر باشد ان ها را تقویت خواهد کرد و در غیر این صورت باعث تضعیف یا کم رنگ تر شدن لبه ها می شود.

در هر بار بکارگیری فیلتر انحراف معیار برای ناحیه مورد نظر محاسبه شده و مجموعه انحراف معیار های محاسبه شده بردار ویژگی متناظر با اثر انگشت مورد نظر را تشکیل می دهد.در فاز تطبیق این بردار های ویژگی هستند که با هم مقایسه می شوند.

سیستم های تطبیق مبتنی بر ریزه می توانند به یکی از این دو شیوه عمل کنند :۱- تطبیق نقاط ۲- تطبیق ساختار.

در تطبیق نقاط، موقعیت مکانی، نوع ریزه و جهت لبه ای که ریزه بر روی ان قرار گرفته به عنوان خصوصیات اثر انگشت ذخیره شده و سپس در فاز تطبیق ببرسی می شود که چند ریزه به خصوصیات یکسان بر روی هم ردیف می شوند.

برای بررسی این موضوع دو اثر انگشت به گونه ای بر روی هم قرار می گیرند که بیشترین ریزه با خصوصیات یکسان بر روی هم ردیف شوند.سپس این تعداد شمرده شده و با مقدار حد استانه مقایسه می شود و تصمیم لازم نیز اتخاذ می گردد.

در روش تطبیق ساختاری , دیگر به موقعیت مکانی ریزه ها توجهی نمی شود بلکه ساختار اطراف ان و یا به عبارت دیگر نوع ریزه هایی که در همسایگی یک ریزه قرار دارند به عنوان خصوصیات آن مد نظر قرار می گیرد. بدین صورت یک زیر گراف برای یک ریزه تشکیل می گردد و این زیر گراف های ریزه ها هستند که با هم تطبیق داده می شوند.

منبع: www.lawgostar.com

درباره محمد افراسیابی

محمد افراسیابی هستم، کارشناسی حقوق خوندم و به دلیل علاقه‌ای که به حقوق داشتم، سایت حقوق پلاس رو راه‌اندازی کردم تا هم خودم و هم شما رو بیشتر با مباحث حقوقی آشنا کنم.

مشاهده بیشتر

بررسی جنبه‌های اخلاقی و قانونی خطای پزشکی

بررسی جنبه‌های اخلاقی و قانونی خطای پزشکی

در این مقاله به بررسی جنبه‌های اخلاقی و قانونی خطای پزشکی می پردازیم.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

معادله امنیتی *