Обзор литературы Режимы работы биометрических систем
|
Скачать 250.76 Kb.
|
Отпечаток пальца как биометрическая модальностьУ людей, обезьян и некоторых других млекопитающих на ладонных и подошвенных поверхностях, в том числе и на пальцах, располагаются рельефные линии, называемые папиллярными. Выступающие линии этого рельефа называются гребнями, а участки между ними – впадинами. Отпечаток пальца – это двумерное изображение гребневого (папиллярного) узора ногтевой фаланги пальца. Основным источником данных для получения информации об отпечатке пальца в автоматизированных системах является его двумерное растровое изображение. Каждый элемент (пиксел) этого изображения характеризуется цветом в оттенках серого (от 0 до 255, где 0 – чёрный цвет, 255 – белый) и целочисленными координатами в системе координат, где началом отсчёта является левый верхний пиксел изображения, ось абсцисс направлена вправо, ось ординат – вниз. Из криминалистической практики идёт традиция, согласно которой гребни на изображении – это линии тёмного цвета, а впадины – светлые области. Следует отметить, что некоторые сканеры захватывают отпечатки в обращённых цветах, поэтому полученные изображения необходимо инвертировать перед использованием [ну я не знаю, Локар?]. Здесь также важно отметить, что когда речь идёт об угле наклона тех или иных объектов отпечатка, угол считается от оси абсцисс и возрастает при повороте против часовой стрелки, что находит своё отражение, например, в формулах параллельного переноса [хэндбук]. Приступая к описанию отличительных особенностей отпечатка пальца, следует также разграничить понятия «направление» (direction) и «ориентация» (orientation) [Статья Мальтони]. Говоря об ориентации объекта в двумерном пространстве, будем иметь в виду некоторую прямую линию, на которой лежит этот объект. Направление объекта – это вектор с началом в его координатах, лежащий на этой прямой линии. Так как из точки вдоль прямой вектор можно направить двумя способами, мы будем выбирать то или иное направление в зависимости от задачи. В 19 веке была выдвинута гипотеза об уникальности и неизменности во времени каждого отдельного отпечатка. Гипотеза неизменности была впоследствии подтверждена (во время роста ребёнка в отличие от пространственных соотношений между линиями топология его отпечатков не меняется, во взрослом возрасте отпечатки пальцев изменяются только под влиянием глубоких порезов или иных серьёзных травм), однако гипотеза уникальности до сих пор остаётся недоказанной. Её считают эмпирически достоверной на основе следующих фактов:
Вместе с тем, в криминалистической практике не принято говорить об идентичности двух отпечатков. Вместо этого говорят о результатах теста отношения правдоподобия, например, идентичность двух отпечатков в 3 миллиона раз вероятнее их неидентичности [Нидерландец1]. Отличительные особенности отпечатков пальцевВ изображении отпечатка пальца выделяют отличительные особенности на трёх уровнях: глобальном, локальном и сублокальном. На глобальном уровне основной отличительной особенностью является общий вид папиллярного узора. Согласно классификации Гальтона-Генри [Генри 1900, чо] выделяют 5 основных типов зоров: правую и левую петли, завиток, арку и приподнятую арку (см. Рис.). Эксперты-криминалисты в рамках данных классов выделяют и более частные [эта ссылка из тырнета]. К глобальным отличительным особенностям относят также положение ядер и дельт. Согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 19794-2-2005, ядро – самая верхняя точка на внутреннем загнутом гребне отпечатка пальца, расположенная, в общем случае, в пределах самого внутреннего загиба петли [ГОСТ]. Необходимо отметить, что в литературе такое определение соответствует точке «верхнего ядра» [Джейн], однако в завитках также встречается и «нижнее ядро» (рис.3, с), и речь в таком случае идёт о самом нижней точке. Дельта – точка на гребне, расположенная ближе остальных к точке расхождения двух граничных папиллярных гребей [ГОСТ]. Менее формально дельту можно определеить как точку на гребне, вокруг которой можно выделить три различных направления расхождения папиллярных линий. Общий вид узоров, ядра и дельты используются в алгоритмах классификации отпечатков. Рис. Схематичное изображение различных типов папиллярных узоров: левая петля, правая петля, завиток, арка, приподнятая арка На локальном уровне собираются отличительные особенности, относящиеся к отдельным линиям или группам линий. К таким особенностям относятся точки, в которых нарушается непрерывность гребневых линий – точки, где линии заканчиваются или разедляются надвое (рис.). Согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 19794-2-2005 эти особенности называются контрольными точками или минуциями. В дальнейшем в тексте мы будем пользоваться только термином «минуция» как более широко употребимым. Рис. Минуции и поры на отпечатке пальца Из двух основных типов минуции можно составить более сложные [типы], однако в автоматизированной дактилоскопии, особенно при взаимодействии нескольких систем, используются эти два [ГОСТ]. Минуция полностью описывается следующей четвёркой: координаты X и Y, направление и тип (окончание или разветвление). На практике тип считается менее надёжной характеристикой минуции и может не использоваться [MCC]. Известны алгоритмы, которые также не используют и направление минуции [Wegstein]. Рис. Эластическая деформация одного и того же отпечатка Множество минуций конкретного папиллярного узора, их взаимное расположение и направление при отсутствии эластических деформаций кожи являются тем инвариантом, который отличает данный узор от остальных. Процедура получения отпечатка связана с физическим контактом пальца со считывающей поверхностью, вследствие чего в изображения папиллярного узора попадает только подмножество минуций, взаимное расположение которых может быть искажено эластической деформацией (сжатием или растяжением) кожи в области контакта. Сухая или жирная кожа, а также повреждения эпидермиса также могут быть препятствиями для надёжного извлечения минуций из изображения. Автор был свидетелем срабатывания оптического сканера на остаточные потожировые следы на сканирующей поверхности как на приложенный палец, а также их наложения на отпечаток следующего приложенного пальца. Другим важным источником информации об отпечатке пальцев является поле ориентаций папиллярных линий [хэндбук]. Всё изображение делится на, в общем случае, прямоугольные непересекающиеся фрагменты, в пределах которых считается, что линии не меняют своей ориентации в двумерном пространстве либо меняют настолько незначительно, что остаётся возможность её аппроксимации. Интуитивно ориентацию в каждом фрагменте можно представить как линию, вдоль которой направлены папиллярные линии выбранного фрагмента. Более формально её можно определить через линейно симметричное изображение [Бигун Vision with Direction]. Определим изображение как скалярную функцию f, принимающую вещественный вектор . Пусть - единичный вектор, соответствующий некоторому направлению на области определения f. f называется линейно симметричным изображением, если существует такая функция одной переменной g, что . Тогда – направление линейной симметрии. Ориентация – это линия, перпендикулярная направлению линейной симметрии. Рис.Пример поля ориентаций Направление папиллярных линий в окрестности некоторой точки может также выделяться с помощью свёрток изображения с набором фильтров Габора, разделения окрестности точки на концентрические кольца с фиксированным числом секторов или сетку с квадратными ячейками и подсчётом среднего отклонения цветов пикселов в каждом секторе или ячейке [FingerCode, квадратный FingerCode], однако такой подход используется значительно реже. Поле ориентаций не учитывает расстояния между соседними гребнями. По этой причине в качестве отличительных особенностей могут быть использованы спектральные данные интенсивностей пикселов в соответствующей ячейке. Их получают, например, с помощью дискретного преобразования Фурье, фильтрации Габора или выбора спектральных составляющих из дискретного набора косинусоидальных функций [ГОСТ]. Изучение сублокального уровня связано с выделением особенностей отдельных участков линий или впадин, а потому возможно с помощью сканеров высокого разрешения [Хэндбук]. На детальных изображениях видно (рис. С порами), что папиллярные линии не являются однородными, в них можно наблюдать множество белых впадин, соответствующих протокам потовым желёз (порам). Их расположение также считается уникальным [поры]. |
Похожие:
 |
«Обзор современной литературы» Новолакской гимназии в рамках Года Культуры состоялась читательская конференция учащихся 10-11 классов на тему: «Обзор современной... |
|
Тема: обзор литературы Краткий обзор литературы по теме должен показать основательное знакомство начинающего исследователя со специальной литературой, умение... |
 |
Обзор особенностей работы в условиях указанной технологии Описание... Выбор оборудования, обзор возможностей и технических характеристик выбранного оборудования |
|
Реферат по дисциплине: «Операционные системы» на тему «Режимы работы... По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса |
|
Краткое содержание справочника Даны рекомендации специалистов по выбору газовых, электрических, универсальных котлов и комплектующих. Дан обзор систем солнечного... |
|
«Психосоматический подход к депрессивным расстройствам». Обзор литературы. Диков С. Ю |
|
Реферат 7 введение 8 обзор программного обеспечения для работы приемной... Пакеты программ для автоматизации работы приемной комиссии на базе системы «1С: Предприяти8» |
|
Петербургский Государственный Университет о распаллеливании дактилоскопических алгоритмов В настоящее время достигнуто такое значение far, как, что свидетельствует о высоком уровне развития разрабатываемых биометрических... |
|
Определения и сокращения 2 введение 3 1 аналитический обзор литературы 5 Математические модели, положенные в основу разрабатываемого проекта, и теоретические исследования 17 |
|
Мероприятия Ответственный Сроки 1-я четверть I. Обзор методической литературы Систематическое ознакомление и изучение отдельных вопросов журнала «Дефектология» |