Биометрия. Геометрия руки
Материал из OSZone.net wiki.
Содержание |
Введение
Материал этой статьи и рисунки взяты из кмонографии:
Кухарев Г. А. Биометрические системы: Методы и средства идентифика-ции личности человека. – СПб.: Политехника, 2001. – 240 с.
Практически всё о конкретном человеке можно прочитать по его руке. Однако, в биометрике в целях идентификации (или аутентификации) используется сейчас только простая геометрия руки - размеры и форма, а также некоторые информационные знаки на тыльной стороне руки (образы на сгибах между фалангами пальцев, узоры расположения кровеносных сосудов).
Вообще с руки можно собрать до 90 информационных знаков, часть из которых не используется в биометрике. Например, уникальный узор на ладони.
Информационные знаки руки
Есть два подхода при использовании геометрии руки. Первый (существует с 1976 года) основан на геометрических характеристиках кисти. Второй (современны) использует кроме геометрических ещё и образовые характеристики руки (образы на сгибах между фалангами пальцев и узоры кровеносных сосудов).
Как видно по рисунку, исходными биометрическими признаками руки являются ширина ладони, радиус вписанной в ладонь окружности, длины пальцев, ширина пальцев, высота кисти руки в трёх местах (a, b, c).
Также можно использовать и другие признаки, например, углы между контрольными точками, средние значения и дисперсия значений исходных признаков.
Особенность этого способа - простота и очень компактный размер вектора значений признаков (размер эталона).
Процесс регистрации и распознавания
- От пользователя получают несколько силуэтов руки. Для каждого из них вычисляют вектор значений.
- Все векторы признаков одного человека объединяются в отдельный класс.
- Признаки эталонного образа являются средними значениями признаков всего класса (т.е. определяется центр класса).
- Исходные признаки модифицируются - пересчитываются в новые, либо редуцируются (сокращается их количество) на основе выборки.
- Образы-эталоны изменяются соответственно.
- Новый образ переводится в класс исходных или модифицированных признаков при сравнении с эталоном.
Мерой подобия образов может являться, например, расстояние между новым образов и центрами классов (т.е. вычисляется расстояние от сравниваемого образа до каждого из образов-эталонов различных пользователей). Чем меньше расстояние до какого-либо эталона, тем выше соответствие.
Однако, у такого метода есть недостаток - изготовление муляжа представляет собой не особо тяжёлую задачу.
Во втором подходе с руки снимаются четыре характеристики: три из них скалярные величины (размеры пальцев), а четвёртая - полутоновое изображение складок кожи на сгибе между фалангами.
По утверждению компании Recognition Systems Inc (занимающейся распознаванием по геометрии руки), вся информация о руке может быть записана девятью байтами (Мне кажется, что они используют некоторую хэш-функцию над вектором признаков. Но я не могу знать точно).
Использование полутонового изображения сильно затрудняет изготовление муляжа. При этом фирмы, поставляющие такие системы, не раскрывают информации об использующихся характеристиках руки (принцип "безопасность через неизвестность").
Устройства получения информации о руке
В первых двух устройствах (слева и справа-вверху) видно, что для фиксации руки используются специальные штырьки. Других требований нет (к температуре, влажности, чистоте рук). Их громоздкость связана с наличием в них видеокамеры, специальной подсветки и уголкового зеркала, отразающего боковой образ руки на объектив камеры. Применяются эти устройства в основном в системах контроля доступа к закрытым помещениями и объектам.
На фотографии справа-внизу показан процесс идентификации по рисунку кровеносных сосудов (используется инфракрасная подсветка).
Реально эти устройства применялись/применяются при контроле доступа в Олимпийскую деревню (г.Антанта, США) на Играх 1996г.; в международном аэропорту Сан-Франциско (Установлено более 90 сканеров геометрии руки. После 11 сентября 2001 года они там ещё много чего понаставили...); в банках России; на атомных электростанциях и т.д.
Оценка биометрического метода
Достоинства
- "Ключ" всегда с пользователем.
- Не предъявляются требования к чистоте, влажности, температуре рук.
- Пользователь не стесняется "криминалистического" уклона технологии.
Недостатки
- Громоздкость устройств (за некоторым исключением).
- Невысокая сложность изготовления муляжа для устройств первого типа (использующих только геометрические характеристики).
Другие статьи по биометрии:
