پارامترهای اصلی تصویر در سامانه‌های شناسایی اثر انگشت

Slider

۱-۱ مقدمه : 

در سامانه‌های تشخیص اثر انگشت، تصویر اثر انگشت یک باز‌نمایی از الگوی اثر انگشت است که به کمک یک حسگر آن را دریافت کرده‌ایم. در طول روند دریافت و چندی‌سازی (کوانتیزه کردن) تصویر موجب ایجاد تغییر در الگوی اصلی خواهیم خواهد شد. هرچه این تغییرات کمتر باشد، کیفیت دریافت اثر انگشت بالاتر خواهد بود.

زمانی که میزان برجستگی خطوط برجسته در اثر انگشت بسیار کم است (برای افراد مسن و یا افرادی که کار یدی شدید انجام می‌دهند)، زمانی که انگشت‌ها خیلی مرطوب و یا خیلی خشک باشد و یا زمانی که انگشت به درستی بر روی سطح حسگر قرار نگیرد ممکن است کیفیت تصویر دریافت شده توسط حسگر پایین باشد (شکل ۱).

پارامترهای اصلی کیفیت یک تصویر اثر انگشت بر اساس گزارش FBI (پیوست F از گزارش CJIS سال ۱۹۹۹) عبارتند‌ از:

  • وضوح تصویر(Resolution): بیانگر تعداد نقاط (یا پیکسل‌ها) در یک اینچ (DPI: Dots Per Inch) است. حداقل وضوح مورد نیاز برای سازگاری با قوانین FBI مقدار ۵۰۰ dpi است که توسط اکثر حسگر‌های تجاری پشتیبانی می‌شود. شکل ۲ نشان‌دهنده‌ی یک تصویر اثر انگشت با مقادیر وضوح متفاوت است. همان‌طور که ملاحظه می‌کنید مقدار وضوح کمتر باعث می‌شود که تشخیص خطوط اثر انگشت سخت‌تر شود. احتمالا وضوح ۲۵۰-۳۰۰ dpi کمترین مقادیر وضوح ممکن برای تصویر اثر انگشت می‌باشد که با استفاده از آن تصویر بتوان نقاط منیوشا (Minutia) را اثر انگشت را استخراج کرد (به بخش۱-۳ مراجعه کنید) تصاویر دریافت شده با وضوح ۲۰۰-۳۰۰ dpi معمولا برای عملیات تطبیق بر پایه‌ی همبستگی (به بخش ۱-۴ مراجعه کنید) به کار می‌روند. امروزه در کاربردهای قضایی حسگرهایی با وضوح ۱۰۰۰ dpi در حال گسترش هستند که با استفاده از آن‌ها تحلیل اثر انگشت بر مبنای جزئیات ریزتری از اثر انگشت مانند مناقذ تعرق نیز ممکن می‌شود. در شکل ۳ تصویری از اثر انگشت با وضوح ۱۰۰۰ dpi آورده شده است و همان‌طور که ملاحظه می‌کنید جزئیاتی از قبیل منافذ تعرق نیز در آن پیداست.
  • محیط (Area): بیانگر اندازه‌ی سطح حسگر است که انگشت بر روی آن قرار می‌گیرد و اثر انگشت آن بخش دریافت می‌شود. برای حسگرهایی که قرار است یک اثر انگشت را دریافت کنند، سطحی با اندازه‌ی اجازه می‌دهد که یک انگشت به طور کامل توسط آن دریافت شود. با این حال در بسیاری از محصولات تجاری با کاهش اندازه‌ی این سطح سعی در کاهش اندازه‌ی دستگاه و کاهش هزینه‌های آن دارند. کوچک بودن اندازه‌ی این سطح موجب می‌شود که کل اثر انگشت کاربر ذخیره دریافت نشود و ممکن است میزان همپوشانی اثر انگشت‌های مختلف یک انگشت کاهش یابد. و مقدار خطای عدم تطابق را افزایش می‌دهد. محیط حسگر، مهم‌ترین پارامتر حسگر برای بالا بردن دقت آن می‌باشد.
  • تعداد پیکسل‌ها: تعداد پیکسل‌ها در یک حسگر به سادگی می‌تواند با توجه به وضوح تصویر و محیط حسگر محاسبه شود. بدین صورت که تصویر حسگری با وضوح R dpi و اندازه‌ی حسگر به تعداد  پیکسل خواهد داشت.
  • دقت هندسی: این پارامتر معمولا با حداکثر اعوجاجی که ممکن است حسگر ایجاد کند اندازه گیری می‌شود. اعوجاج هندسی یک تصویر را می‌توان با حداکثر فاصله‌ی بین یک نقطه در تصویر ایجاد شده و مکان واقعی آن اندازه گرفت.
  • عمق تصویر: حداکثر تعداد مقادیر ممکن برای رنگ خاکستری در تصویر اثر انگشت را عمق تصویر می‌گویند و به تعداد بیت‌هایی که برای ذخیره‌سازی یک پیکسل در تصویر اثر انگشت به کار می‌رود بستگی دارد. به عنوان مثال در صورتی که از ۸ بیت برای ذخیره‌سازی رنگ هر پیکسل استفاده شود، ۲۵۶ مقدار ممکن برای نمایش رنگ خاکستری خواهیم داشت. اطلاعات رنگی اثر انگشت معمولا استفاده‌ای نمی‌شوند اما تحقیقاتی نیز نشان داده‌اند که این اطلاعات برای تشحیص اثر انگشت تقلبی می‌تواند مفید باشد.
  • یکنواختی رنگ خاکستری: یکنواختی رنگ خاکستری با اندازه‌گیری میزان همگنی یک تصویر دریافت شده از یک صفحه‌ی تاریک (یا روشن) محاسبه می‌شود.
  • نرخ سیگنال به نویز: این نرخ به صورت نسبت اندازه‌ی نویز به اندازه‌ی سیگنال تعریف می‌شود. اندازه‌ی سیگنال با توجه به نرخ خاکستری تصویر خروجی مشخص می‌شود و اندازه‌ی نویز به صورت انحراف معیار مقادیر تصویر خروجی در یک تصویر یکنخواخت تعریف می‌شود.

پاسخی بگذارید

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