سیستم های بیومتریک - تشخیص چهره

1392/5/1

 

سيستم شناسايي چهره يك سيستم بيومتريك است كه با استفاده از روشهاي هوشمند اتوماتيك، هويت يك انسان را بر اساس ويژگيهاي فيزيولوژيكي تشخيص و يا تاييد مي نمايد. در حالت عمومي يك سيستم بيومتريك از ويژگيهاي فيزيولوژي مانند اثر انگشت، عنبیه چشم، چهره، اثر كف دست و يا ويژگيهاي رفتاري مانند صدا و دست خط به منظور شناسايي استفاده مي نمايد. بازشناسی هویت افراد با استفاده از تصاویر چهره در مقایسه با سایر مولفه های بیومتریکی دارای مزیت عدم نیاز به همکاری فرد است که آنرا در کاربردهای امنیتی و همچنین تعاملات انسان و کامپیوتر متمایز می کند.
 
 
بطور کلی در كاربردهايي كه نياز به كنترل دسترسي افراد است براي احراز هويت و دادن مجوز به افراد، از سه روش ذيل استفاده مي شود
چه مي داني ؟
 
در اين سيستم ها از رمز عبور، كد شخصي يا اسامي افراد خاص و يا اطلاعات مشابه استفاده مي شود
 
مشكل اين سيستمها اين است كه امكان دارد فرد رمز عبور خود يا اطلاعاتي كه بايد بخاطر بسپارد را فراموش كند
 
چه داري ؟
 
در اين سيستمها از كارت شخصي، دانگل و يا وسايل ديگر استفاده مي شود. مشكلي كه هنگام استفاده از اين روش با آن مواجه می شویم اين است كه قطعه اي كه از آن براي احراز هويت استفاده مي شود، ممكن است گم شده و يا به سرقت برود كه در اين صورت امكان احراز هويت فرد وجود ندارد
 
چه هستي ؟
 
در اين سيستمها از خصوصيات و مشخصات افراد از قبيل اثرانگشت، تصوير چهره، تصوير عنبيه و غيره استفاده مي شود. اين روش دو مشكل روش های قبلي را ندارد زيرا فرد ممكن است رمز عبور را فراموش كند و يا كارت سازمانی خود را گم كند ولي هرگز خودش را گم نميكند. لذا از لحاظ كاربرد و سهولت استفاده نسبت به دو روش قبل برتري دارد. يك سيستم بيومتريكي به دو بخش سخت افزاری و نرم افزاري تقسيم ميشود. قسمت سخت افزاري براي دريافت مشخصه بيومتريكي و قسمت نرم افزاري براي مطابقت مشخصه استخراج شده با اطلاعات موجود مورد استفاده قرار ميگيرد. براي مثال در يك سيستم شناسايي براساس تصاوير چهره ،افراد بايد در سيستم معرفي شوند. بدين منظور ابتدا توسط يك دوربين از چهره فرد تصوير برداري مي شود، سپس تصوير مورد پيش پردازش قرار گرفته و ويژگي هايي از آن استخراج شده و آنگاه ويژگي هاي بدست آمده در پايگاه داده ذخيره مي شود. در زمان شناسايي یا ورود شخص جديد ابتدا تصوير آن گرفته شده و پس از انجام پيش پردازش مورد نياز ،ويژگي ها استخراج مي شود. ويژگي هاي فرد ورودي با ويژگيهاي موجود در پايگاه داده مقايسه ميشود و شبيه ترين فرد انتخاب مي گردد. در حالت مشابه براي تاييد هويت افراد ويژگيهاي تصوير ورودي با ويژگيهاي تصوير موجود شخص در پايگاه داده مقايسه شده و در صورتي كه شباهت از حد معيني بيشتر باشد، هويت فرد تاييد مي شود.
 
 
فن آوري بازشناسي چهره يکي از معدود روشهاي بيومتريک مي باشد که با دارا بودن مزاياي دقت بالا و سطح پايين دخالت فرد، در مواردي مانند امنيت اطلاعات، اجرا و نظارت بر قانون، کنترل تردد و ثبت تردد در سیستم های حضور و غیاب مورد استفاده قرارميگيرد. به همين دليل اين فناوري درطي بيست سال گذشته در عرصه هاي صنعتي و علمي مورد توجه قرار گرفته است.
 
خصوصیتی که فقط چشم واجد آن است! 
سیستم بایومتریک، دانش شناسایی افراد با استفاده ازخصوصیات منحصربفرد فیزیکی است، به گونه ای که نیازی به مجوزهایی که شخص همواره با خود به همراه دارد مانند: گواهینامه رانندگی، کارت ورود و خروج ساختمان و یا کارت شناسایی (کارت هوشمند) نباشد. 
کامپیوتری که شما استفاده میکنید، قدرت بیشتری نسبت به ابرکامپیوترهای چند سال پیش دارد. کامپیوترهای پرقدرت و کم هزینه امروزی، به آسانی محاسبات پیشرفته مربوط به شناسایی الگوهای مورد نیازبرای تشخیص بایومتریک، راانجام می دهند. 
 
 
برجسته ترین تکنولوژیهای بایومتریک تجاری موجود عبارتند از: سیستم های تشخیص اثر انگشت، عنبیه و صورت، که دقت این تکنولوژی ها به طورکامل توسط موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا NIST وسایرلابراتوارهای مستقل مربوطه، مورد ارزیابی قرار گرفته است. البته تکنولوژی چهارمی نیز دراین زمینه با روش تطبیق رگ های کف دست وجود دارد که هنوز توسط NIST تست نشده است. 
 
هریک از سه سیستم مزبور، کاربردهای ویژه ای دارد که درجای خود باعث برتری و توفیق آن می شود. اما، برای تشخیص بیمار، عنبیه دارای امتیاز بیشتری می باشد. درعین حال، تعیینهویت با استفاده از عنبیه در جایی که درصد خطای صفر اهمیت بیشتری دارد، بسیار دقیق تر از اثر انگشت یا تشخیص صورت است.
 
چرا عنبیه؟
 
عنبیه (حلقه رنگی دور مردمک)، تنها ارگان قابل مشاهده در بدن انسان است. فراوانی اطلاعات موجود در عنبیه، تنوع ، کم بودن وابستگی ژنتیکی آن، و قابلیت دسترسی آن به تصویر، بدون تماس فیزیکی همگی عنبیه را به یک معیارشناسایی ممتاز و شگرف تبدیل ساخته است. 
 
سیستم تشخیص عنبیه ، از مزیت تفاوت وگوناگونی در خصوصیات ظاهری عنبیه افراد، بهره میگیرد. زیرا عنبیه ، مجموعه بزرگی از عضلات است که انقباض و انبساط مردمک را در پاسخ به تغییرات نور انجام می دهد. اطلاعات مربوط به هرعنبیه منحصربفرد است. بطوریکه دو عنبیه همانند در جهان نمی توان یافت. الگوهای آن دردوقلوهای یکسان نیز متفاوت بوده، حتی عنبیه دو چشم شما نیز با هم فرق دارند. این ساختار، در جنین بین ماه های هفت و هشت تکامل می یابد. بعضی از تغییرات رنگ ممکن است در ماه های اول زندگی اتفاق بیفتد که خود، علت این را که چرا بعضی از کودکان چشم آبی، با افزایش سن تغییر رنگ چشم به قهوه ای را تجربه مکنند، توجیه می کند
 
آیا این تکنولوژی قابل اعتماد است؟ 
 
تشخیص عنبیه، قابلیت خود را در موارد کاربردی امنیتی بالا در کل جهان ثابت کرده است. 
 
به دنبال حادثه 11 سپتامبر، تاکید بر ارتقا وافزایش امنیت در جوامع بیشتر شد، این قضیه باعث شد زحمت و دردسر مسافران نیز به حداقل برسد. سیستم تشخیص عنبیه، برای اولین بار، در فرودگاه های آمریکا و اروپا بکار گرفته شد. تیم فنی کنترل چشمی، قبلا سیستم هایی را برای کاربردهای حساس و حیاتی مانند کنترل پاسپورت، شناسایی پرسنل فرودگاه و خدمه هواپیما و نیز سیستم های کنترل تردد در المپیک نصب کرده اند. 
 این سیستم ها بطورکاملا قابل اعتماد در مناطق مختلفی از کل جهان در حال استفاده می باشند بیش از یک میلیون تشخیص هویت با خطای صفرانجام داده اند. خدمات مهاجرتی انگلستان و کانادا از نمونه مواردی هستند
که درحال حاضر سیستم تشخیص عنبیه را جهت کنترل پاسپورت استفاده می کنند. ارزیابی گسترده انجام شده توسط موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی NIST نشان می دهد که الگوریتم های قوی، قابلیت لازم برای تشخیص صحیح و سریع هویت یک شخص از بین تعداد زیادی از رکوردها، را دارا هستند. 
 
این سیستم چگونه کار میکند؟ 
 
تکنولوژی تشخیص عنبیه، متشکل از یک دوربین دیجیتال به همراه نرم افزار می باشد که عملیات آن به شرح زیر است: 
  • گرفتن عکس از چشم که شامل عنبیه می باشد.
  • تشخیص محدوده عنبیه 
  • تجزیه و تحلیل داده های تصویر 
  • ایجاد داده های نمونه 
  • ذخیره داده های نمونه 
 
مرحله اول- معرفی شخص به سیستم: 
 
بعد از انجام اسکن اولیه از عنبیه شخص مورد نظر، یک فایل منحصربفرد در قسمت اطلاعت پایه ایجاد می شود؛ بدین صورت که شخص باید به دوربین نگاه کند تا اسکن اولیه و بررسی چشم در زمانی کمتر از یک ثانیه انجام شود. بعد از گرفتن عکس، سیستم با استفاده از اختلاف موجود بین شعاع ها و زوایای هر عنبیه اختصاصی، برای ایجاد کدعنبیه استفاده می کند. کد عنبیه ، یک فایل دیجیتالی است که بعنوان یک مرجع درقسمت اطلاعات پایه(database ) ایجاد می شود. تحقیقات انجام شده، آمار شگفت آوری از بالا بودن ضریب اطمینان این سیستم، به ثبت رسانده است. 
 
تشخیص در مراحل بعدی: 
 
هنگامی که نیاز به تشخیص باشد، تصویر دیگری گرفته خواهد شد و داده های نمونه ایجاد شده از تصویر جدید با اطلاعات ذخیره شده قبلی مقایسه می شود. یعنی شخص کاربر، بدون هیچ زحمتی، کافی است به دوربین نگاه کند، سپس برنامه کامپیوتر عنبیه را از لحاظ کناره های داخلی و خارجی آن مکان یابی می کند. دوربین منوکروم، هر دونوع نور قابل مشاهده و نور مادون قرمز(700-900نانومتر) را بکارمی برد. برنامه کامپیوتری، بخش های عنبیه را بصورت صدها شعاع ترسیم می کند. موقعیت، جهت و فرکانس اندازه گیری شده، پایه محاسبات لازم جهت مقایسه با کدعنبیه را فراهم میکنند. این سیستم همچنین، پیش فرض های مربوط به تغییرات طبیعی چشم را محاسبه می کند. برای مثال، می تواند انبساط و انقباض مردمک را، محاسبه و انعکاس قرنیه راتشخیص دهد.این مساله برای تشخیص عکس های بعدی گرفته شده از یک عنبیه اهمیت میابد. 
 
آیا سیستم تشخیص عنبیه با اسکن شبکیه تفاوت دارد؟ 
 
بله، این دو روش بسیار متفاوت هستند. اسکن شبکیه چشم، یک تکنولوژی تشخیص قدیمی تر است که از عروق خونی موجود در شبکیه (سر عصب چشمی، در قسمت پشتی چشم شما که نورها را به داخل چشم بطور متمرکز گسیل می دارد)، نقشه برداری میکند. اما عنبیه در قسمت خارجی چشم واقع شده است و بدون نیاز به روشنایی آسیب پذیر قابل رویت می باشد. سیستم های تشخیص عنبیه، فقط یک عکس دیجیتالی از قمست بیرونی چشم شما می گیرد و هیچگونه اطلاعاتی در خصوص سلامتی شما را مشخص نمی کند؛ درحالیکه اسکن شبکیه بیشتر شبیه انجام آزمایش چشمی بوده ومی تواند بمنظور تشخیص وضعیتهای مختلف بیماری بکار برده می شود. 
 
 
سیستم های تشخیص عنبیه، بتدریج در زمینه هایی دور از انتظار کاربرد یافتند. بهترین مثال شناخته شده، مربوط به تشخیص هویت عکس یک زن جوان افغانی بود که در اصل توسط Steve McCurry ، عکاس مجله National Geographic در سال 1984، گرفته شده بود. حدود 18 سال بعد، McCurry از یک خانم با نام شناخته شده، در افغانستان عکس گرفت. بدستور مجله National Geographic ، دکتر Daugman ، توسعه دهنده این سیستم، دو عنبیه مربوط به عکس ها را با بکار بردن این الگوریتم ها مقایسه کرد و نتیجه گرفت که دو عکس متعلق به یک فرد هستند. 
تگ ها

Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/var/cpanel/php/sessions/ea-php54) in Unknown on line 0