Көздің мөлдір қабығы
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6
1 Тұлғаны биометриялық сәйкестендіру ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
9
1.1 Биометриялық технологияларын салыстыру ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...
9
1.2 Көздің сыртқы мөлдір қабығының ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
13
1.3 Сыртқы мөлдір қабықтың анатомиясы және физиологиясы ... ... ... ... ... .
14
1.3.1 Көздің мөлдір қабығының анатомиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
14
1.3.2 Мөлдір қабықтың биомикроскопиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... .
15
1.4 Тұлғаның көздің сыртқы мөлдір қабығымен сәйкестендіруінің биометриялық жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
19
2 Көздің сыртқы мөлдір қабығы суретінің алғышқы өңдеу әдістерін талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
22
2.1 Мөлдір қабықтың суретіне қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ...
22
2.2 Көздің мөлдір қабығының суретінің алынуы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .
23
2.3 Мөлдір қабық суретін өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
2.3.1 Көздің мөлдір қабықтың оқшаулауы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
24
2.3.1.1 Көздің сыртқы мөлдір қабығының дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
25
2.3.2 Мөлдір қабық суретін тұрақты ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2.3.3 Мөлдір қабық суретін жақсарту және шуды басу ... ... ... ... ... ... ... ... ...
29
3 Тұлғаны сәйкестендірудің тиімділігі үшін мөлдір қабықтың текстуралық тұжырымның қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
3.1 Мөлдір қабықтың текстуралық белгілері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
30
3.2 Суреттің текстуралық белгілерінің сатылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
31
3.3 Dog-фильтрі негізінде текстуралық белгілер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
41
4 Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны сәйкестендірудің тәжірибелік жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
45
4.1 Тәжірибелік жүйені қондырғымен қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ...
45
4.2 Тәжірибелік жүйені ақпаратпен қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
46
4.3 Фильтр өлшемдерін таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
47
4.4 Сезімталдылықты зерттеудің тәжірибелік нәтижелері ... ... ... ... ... ... . ...
48
4.5 Алынған нәтижелердің нақтылығын бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
60
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
61
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
64
Қосымша А. Бағдарламаны қабылдау актісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...
66
Қосымша Б. Бағдарлама листингі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
67
Кіріспе
Актуалдылығы. Ұйымдық қоғамдар құрылғалы тұлғаның анық аутентификациясының қажеттілігі пайда болды. PIN-кодтар, парольдер, идентификацияланған суреттер, магниттік несие карталар және қол қоюлары қазіргі заманның ажырамас бөлігі болып қалды. Тұлғаның автоматты сәйкестендіруі тек компьютер пайда болғалы ғана мүмкін болды. Бірақ PIN-кодтар, парольдер және кілттер орташа қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз ету үшін жеткілікті, олар өз мәнінде бұзу үшін әлсіз. Жоғарғы деңгейдегі қорғаныс тек биометриялық белгілері (саусақ іздері, ДНК, бет сызықтары және т.с.с.) арқылы қамтамасыздануы мүмкін.
Саусақ іздерін айырып тану - ең алғашқы тиімді биометриялық әдістердің бірі. Саусақ іздерінің негізінде автоматты түрде айырып тану жүйесі 1960-жылдан бастап саудаға енген. Осы күнге дейін бұл жүйе құқық қорғау органдарында қылмыскерлерді іздеу үшін қолданылады. Бүгінде биометриялық технология басқа да қосымшаларда қол жетімді болды: үкімет және сауда секторларында.
Саусақ іздерінің айырып тану технологиясын толықтырып, басқалары да пайда бола бастады. Жаңа биометриялық қосымшалар бет (көзге көрінер және инфрақызыл диапазонда), алақан, саусақ, көздің мөлдір қабатын, көз торын, қол қоюын және дауысты айырып тануды қолданады.
Жақында пайда болған перспективалы идентификация технологиясының бірі көздің мөлдір қабығын айырып тану болып табылады. Адам көзінің мөлдір кабығында спецификалық құрылымы бар және көп текстуралық мәліметі бар. Көздің мөлдір қабығында байқалатын кеңістікті құрылым әр адамда ерекше. Анатомиялық даму барысында дара ерекшеліктері көрінеді. Сонымен қатар биомедициналық әдебиет болжамдарынша, көз торы ыдысының бейнесі секілді көздің мөлдір қабығы да дара болып келеді. Алайда қарапайым құралдармен көз торы бейнесіне қарағанда көздің мөлдір қабығының бейнесін алудың мүмкіндігі көбірек. Басқа биометриялық нысандармен (бет, саусақ іздері, дауыс және т.с.с.) салыстырғанда көздің мөлдір қабығын теңестіру әлдеқайда тұрақты және сенімді. Практикалық қолдануларға арналған өте маңызды фактор болатыны, көздің мөлдір қабығы ашық болғандықтан көздің мөлдір қабығы арқылы теңестіру инвазивті емес.
Көздің мөлдір қабығын сәйкестендірудің болашағында шек жоқ. Бұл технологиялардың әртүрлі салада қолданудың жаңа ойлары өте көп. Көздің мөлдір қабығын сканерлеу келесі қосымшаларда қолдануы мүмкін:
oo компьютерлік жүйеге кіру (көздің мөлдір қабығы құпия сөз болып келеді);
oo шекара бақылауы (көздің мөлдір қабығы төлқұжат сияқты);
oo ақысыз, карточкасыз және PIN-кодсыз телефондық қоңыраулар ақысын төлеу;
oo жолаушы көлігі;
oo рұқсат бақылауы (үйге, офис, лаборатория және т.с.с.);
oo жүргізуші куәлігі және басқа да жеке құжаттар;
oo жеңілдіктер алу барысында тұлғаның аутенфикациясы;
oo криминалистика;
oo автомобильді айдап қашуға қарсы жүйесі;
oo терроризмге қарсы әрекет (мысалы, әуежайдың қауіпсіздік мониторингі);
oo қаражаттық операциялардың қауіпсіздігі (электрондық сауда, банкілік операциялары);
oo интернет-қауіпсіздік (хабарға рұқсат бақылауы);
oo хабарламаны шифрлау немесе дешифрлау үшін биометриялық кілтпен криптография.
Дипломдық жұмыстың мақсаты. Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы нәтижелі түп тұлғаны сәйкестендіру жүйесін өңдеу және жасау.
Нәтижелілік тез әрекет, қателердің ықтималдығымен, техникалық құралдардың құнымен, сенімділікпен анықталады.
Қойылған мақсатқа қол жетуіне арналған келесі шешулерді қажет етеді:
1. Көздің мөлдір қабығының бейнесін өңдеу алгоритмін талдау;
2. Көздің мөлдір қабығының белгілерінің жүйелік талдауы;
3. Көздің мөлдір қабық бейнесінің жаңа нәтижелі алгоритмдерін өңдеу;
4. Көздің мөлдір қабық белгілерінің жаңа нәтижелі жүйесін өңдеу;
5. Хабарламалы белгілердің кеңістігінде тұлғаны танып білу алгоритмін өңдеу;
6. Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны танып білу алгоритмі және жаңа әрі белгілі әдістерінің салыстырмалы тәжірибелік зерттелуі.
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы: Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы келесі:
1. Көздің мөлдір қабығы бейнесін өңдеу негізінде тұлға сәйкестендіруінің құрылымдық жүйенің барлық аспектілерінің хабарламаларына аналитикалық шолу жасалған. Сәйкестендіру және көздің мөлдір қабығы бейнесінің белгілі алгоритмін молдельдеу және тәжірибелік зерттеулер өткізілген. Бүгінде олардың жаңартудың мүмкіндіктері және сәйкестендіру жүйесінің нәтижелілігін жоғарлату мақсатында икемдеуі орындалған;
2. Көздің мөлдір қабығының бөлінуіне арналған бейнелеулер көпдеңгейлі алгоритм жылдам әсер етуші, кіріс бейненің нормалауын және нәтижелі анықтау мүмкіндігі өңделген;
3. Айырып тану есебін шығару барысында белгілері ретінде кіріс бейненің ыдырату кезінде алынатын комплексті негізді функциялардың фазалық хабарламаның (амплитуданың қолдануынсыз) пайдалану мүмкіндігі көрсетілген;
4. Комплексті вайвлеттер локальды фазалар түрінде көздің мөлдір қабығының бейнесін ұсынуын алуға мүмкіндік беретін, әр түрлі жиіліктер және хабарлары бар Габор сүзгілер фильтрін қолдануымен көздің мөлдір қабық белгілер жүйесі зерттелген;
5. Теңестіру процедурасында болашақта қолдану үшін әр жаңа тіркеушінің белгілерін жадыда сақтауына жүйеде тіркеуде жаңа алгоритмді, айырып тану параметрлерін анықтау нәтижелі әдістері ұсынылған;
6. Дәл бөліп алатын қабілеті бар, бірақ белгілісіне қарағанда үлкен есептеуіш нәтижелілік бар, DoG - фильтр таңбасының үн қату ортогональды тор түйіні негізінде құралған көздің мөлдір қабық белгілер жүйесі ұсынылған;
7. Түсірілу барысында бастың жылжу ықтималдылықта бейненің бұрылуына тұрақты, көздің мөлдір қабық белгілердің кеңістігі, тұлғаны теңестіру алгоритмі өңделген;
8. Статистикалық тәжірибе негізінде көздің мөлдір қабық бейнесін айырып тану және белгілердің бөліну алгоритмдері параметрлерін таңдау әдісі ұсынылған.
Дипломдық жұмыстың тәжірибелік құндылығы. Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы, көздің мөлдір қабығы бейнесі арқылы тұлғаны айырып тану мақсаттарын нәтижелі шешімдері үшін алгоритмі және әдістері ұсынылған, нәтижелілігі тәжірибелілік дәлелденген және осы облыста база болатын әрі қарай дамуы үшін қолдануы мүмкін.
1 Тұлғаны биометриялық сәйкестендіру
1.1 Биометриялық технологияларын салыстыру
Дара және бірегей мінездемелердің негізінде тұлғаны айырып тану және сәйкестендіру әдісі биометрияны бейнелейді. Биометриялық қасиетке саусақ іздері, бет пішін, көздің мөлдір қабық бейнесі, көз торының бейнесі, қол кескіні, сөйлеу, қолтаңба, пернетақтада теру ерекшелігі және тіпті білек тамыр оюы да жатады.
Казіргі таңда биометриялық технологияның ішінде ең танымалдылары саусақ іздері, қолдың түрі, қол қою, көздің мөлдір қабығы, дауысы, бет қантамырларының тепмературасы, және де генетикалық код үзінділерін сәйкестендірулері болып табылады.
Сәйкестендіруде қолданатын биометриялық белгілер келесі қасиеттерге ие болуы тиіс:
1. Әмбебаптылық: әр адам осы сипаттамаға ие болуы тиіс.
2. Бірегейлік: бірдей сипаттама екі адамға тиісті болмауы керек.
3. Тұрақтылық: сипаттама өзгермеуі тиіс.
4. Өлшемділік: сипаттама сандық өлшемге ие болуы тиіс және өлшенуі қарапайым болуы тиіс.
5. Нәтижелілік: қажетті дәлдікті және сәйкестендіру жылдамдығын қамтамасыз ету үшін, сәйкестендіру мүмкіндігі, жылдамдық, иілгіштік, қорларда қажеттілік және де сонымен қатар сәйкестендіру дәлдігіне және жылдамдығына әсер ететін, сыртқы факторлар және сәйкестендіру барысында пайда болатын факторлар.
6. Қолжетімділік: адамдардың күнделікті өмірде биометриялық әдісті қолдануға дайын болуы.
7. Жалған жасаудан қорғау: алдаудың жүйе қорғанушылығын қайтарады.
Жоғарыда аталған биометриялық әдістердің әр қайсысының артықшылықтары да жетіспеушіліктері де бар. Биометриялық белгілерге ұсынылған алда атап өткен жеті талаптарға сай салыстырма әдістері 1-кестеде бейнеленген. Пайдаланушының интерактивті басқаруларды талап ететін құрылғыларды қолдану ыңғайсыз, мысалы, пайдаланушы бетін, көздің мөлдір қабатын, көз торын рамкаға сыйғызғанда, әдетте компьютер бетінде суреттеледі. Ешқандай кері байланысты қажет етпейтін (мысалы, саусақпен сенсорды басуды, сөзді еңгізуді, сөзді дыбыстауды) әдістерді қолдану ыңғайлы. Басқа биометриялық әдістер сандалған планшеттерді қолданатын, электронды қауырсынды (қол қою динамикасы бойынша айырып тану) немесе оптикалық құрылғыны орта эксплуатациялық шығындарды талап етіледі. Коммерциялық қолжетімді биометриялық сенсорлар және Аутентификация жүйесін құрылуы үшін қажетті. Ең қымбат технологиялар дәл көрсететін болмауы да тиіс. Аталғандардың арасында соңғы 25 жылда көбірек көңіл аударатын болып, саусақ іздері және дауыс бойынша айырып тану болып есептеледі.
Кесте 1.1.
Биометриялық әдістің жалпы талаптарымен салыстыру.
Биометрия
Әмбебаптылық
Бірегейлік
Тұрақтылық
Өлшемділік
Нәтижелілік
Қолжетімділілік
Жалған жасаудан қорғау
Саусақ іздері
О
Ж
Ж
О
Ж
О
Ж
Бет
Ж
Т
О
Ж
Т
Ж
Т
Білек түрі
О
О
О
Ж
О
О
О
Көздің мөлдір қабығы
Ж
Ж
Ж
Т
Ж
Т
Ж
Көз торы
Ж
Ж
О
Ж
Ж
Т
Ж
Қол қою динамикасы
Т
Т
Т
О
Т
Ж
Т
Дауысты айырып тану
О
Т
Т
О
Т
Ж
Т
Пернетахталық қолтаңба
Т
Т
Т
О
Т
О
О
Алақан қантамырлары
О
О
О
О
О
О
Ж
Бет термографиясы
Ж
Ж
Т
Ж
О
Ж
Ж
Т-төмен О-орташа Ж-жоғары
Биометриялық әдіс өңдеуіне қосымша жеке талаптар бар:
1. Баға: әр пайдаланушыға аппараттық қамтамасыз ету (сенсор) және бағдарламалық қамтамасыз ету қажет;
2. Қолдану ыңғайлылығы: сәйкестендіру құралдарын колдануда қарапайымдылығы (бағдарламалық және аппараттық), пайдаланушының қашықтау мүмкіндігі;
3. Эксплуатациялық мінездеме: сенсор ұзақ уақыт бойы жұмыс істеуі керек.
Сәйкестендіру құрылғыларын қолдану ортасы ұсынылған арнайы талаптардың терминдерінде биометриялық сәйкестендіру әдісін өңдеуде жоғарыда келтірілген талдау ұсынылған. Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, мінсіз биометриялық әдістің жоқ екендігін байқаймыз. Барлық биометриялық әдістің сәйкесінше артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
Кесте 1.2.
Биометриялық әдістерді электронды қол қою жүйесіне қойылатын қосымша талаптарды салыстыру.
Биометриялық әдіс
Баға
Қолдану ыңғайлылығы
Эксплуатация
Саусақ іздері
О
Ж
ОЖ
Бет
О
Т
О
Білек түрі
Ж
О
О
Көздің мөлдір қабығы
Ж
Ж
О
Көз торы
Ж
Т
О
Қол қою динамикасы
О
Ж
О
Дауысты айырып тану
Т
Ж
Т
Пернетахталық қолтаңба
Т
О
Т
Алақан қантамырлары
О
Ж
О
Бет термограммасы
О
Т
О
Т-төмен О-орташа Ж-жоғары
Екінші кестеде биометриялық әдістерді электронды қол қою жүйесіне қойылатын қосымша талаптарды салыстыру келтірілген. Арнайы ақпараттық қамтамасызды қажет етпейтін әдістердің барлығының бағасы төмен, арнайы оптикалық құралды қажет ететіндіктен қолдың түріне қарай, көз торына қарай, көздің мөлдір қабығына қарай айырып тану жүйесінің бағасы жоғары. Пайдаланушының интерактивті басқаруларды талап ететін құрылғыларды қолдану ыңғайсыз, мысалы, пайдаланушы бетін, көздің мөлдір қабатын, көз торын рамкаға сыйғызғанда, әдетте компьютер бетінде суреттеледі. Ешқандай кері байланысты қажет етпейтін (мысалы, саусақпен сенсорды басуды, сөзді еңгізуді, сөзді дыбыстауды) әдістерді қолдану ыңғайлы. Басқа биометриялық әдістер сандалған планшеттерді қолданатын, электронды қауырсынды (қол қою динамикасы бойынша айырып тану) немесе оптикалық құрылғыны орта эксплуатациялық шығындарды талап етіледі.
Коммерциялық қолжетімді биометриялық сенсорлар және Аутентификация жүйесін құрылуы үшін қажетті. Ең қымбат технологиялар дәл көрсететін болмауы да тиіс. Аталғандардың арасында соңғы 25 жылда көбірек көңіл аударатын болып, саусақ іздері және дауыс бойынша айырып тану болып есептеледі. Жақында ғана талаптардың өзгеруіне байланысты кеңінен көздің мөлдір қабығы және келбетті сәйкестендіруі зерттеліп жатыр. Жүйенің құнының төмендеуі арқасында сәйкестендіру жүйесінің тартымдылығына қол жеткіземіз.
Кесте 1.3.
Түрлі қосымшаларда ыңғайлылығына қарай биометриялық әдісті салыстыру.
Орта
Биометрия
Үйкеңсе (ДК, (жұмыс станциясы, ДК, Лаптоп
Мобильді (өздігінен орын алу) (Ұялы сымтетікPDAлаптоп)
Қоғамдық орын (Банк теминалы төлеу терминалы интернет-терминал)
Саусақ іздері
Ия
Ия
Ия
Бет
Ия
Ия (сымтетіктен басқа)
Ия
Білек түрі
Ия
Жоқ (айқын)
Ыңғайсыз (айқын)
Көздің мөлдір қабығы
Ия
Жоқ (айқын)
Ия
Көздің торы
Ыңғайсыз
Жоқ (айқын)
Жоқ (айқын)
Қол қою динамикасы
Ия
Ыңғайсыз (айқын)
Ыңғайсыз (айқын; арнайы қауырсынды қолданғанда)
Дауызсты айытып тану
Ия
Ия
Жоқ (шуыл)
Пернетахталық қолтаңба
Ия
Жоқ (лаптоптарға ия)
Жоқ (барлығында пернетақта бола бермейді)
Қолдың қанайналымы
Ия
Жоқ (айқын)
Ыңғайсыз (айқын)
Ескерту. кестеге қандай да бір сәйкесінше әдістің орындалуы мәнге алынбайды.
Қолдану ортасы - сәйкестендіру жүйесін өңдеу барысында басқа да маңызды факторларды ескеру (3-кесте). Барлық әдістер үйдің немесе кеңсені басқарылу ортасына сай келеді. Ұялы қосымшаларға үлкен немесе сынғыш сенсорды талап ететін әдістер ыңғайсыз болып келеді. Банк терминалы секілді қоғамдық орында сәйкестендіру құрылғылары берік әрі ұзақ өмірлік көзқараста өңделуі тиіс; бұндай салада енжар биометрияны (пайдаланушының тікелей әрекетінсіз), немесе бейім сенсорлары бар биометриялық әдісті қолданғаны дұрыс. Нәтижелей келе, айырып тану жиілілігі сәйкесінше әдіске әсер етеді. Сәйкестендіру жиі қолданатын ортада (мысалы, банк) сәйкестендіру сирек қолданатын ортамен талаптары айрықша болады. Сәйкестендіруді жиі талап ететін ортада жылдам және пайдаланушының мейілінше аз әрететін талап ететін биометриялық әдісі сәйкес келеді (1.4-кесте).
Сәйкестендіру құрылғыларын қолдану ортасы ұсынылған арнайы талаптардың терминдерінде биометриялық сәйкестендіру әдісін өңдеуде жоғарыда келтірілген талдау ұсынылған. Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, мінсіз биометриялық әдістің жоқ екендігін байқаймыз. Барлық биометриялық әдістің сәйкесінше артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сонда да, басқа қосымшаларға қарағанда, кей биометриялық әдістер анағұрлым ыңғайлы. автордың көзқарасы бойынша, сәйкестендіру әдісінің ең маңызды мінездемесі болып, келесілері есептеледі:
1. биометриялық әдістің қорғанушылығы (әмбебаптылық, бірегейлік, нәтижелілік, өлшемдік, алдау әрекетіне тұрақтық, механикалық беріктігі);
2. пайдаланушыға қол жетімділігі;
3. құны;
4. қолдану қарапайымдылығы.
Көздің мөлдір қабығы сәйкестендіру әдісі барлық сипатталған мінездемеге ие.
Кесте 1.4.
Көп сәйкестендіру жарамдылығын биометриялық әдіспен салыстыру (автордың бағалауы).
Биометриялық әдіс
Үлкен көлемде сәйкестендіру жарамдылығы
Саусақ іздері
Жақсы, қолдану әдісі ыңғайлы
Бетті айырып тану
Жақсы
Білек түрі
Орташа әдіс аз құнтты
Көздің мөлдір қабығы
Орташа әдіс аз құнтты
Көз торы
Әдіс аз құнтты
Қол қою динамикасы
Жақсы; электронды және қолжазбалы кол қоюдың қатты ұқсастығы
Дамытуын айырып тану
Орташа
Пернетақталық қолтаңба
Әдіс аз құнтты; PIN-кодқа қарағанда қымбатырақ, бірақ ұқсас
Білек қанайналымы
Орташа әдіс аз құнтты
Бет термограммасы
Жақсы
Ескерту. Кестеде қандай да бір нақты сәйкесінше әдістің орындалуы назарға алынбаған.
1.2 Көздің сыртқы мөлдір қабығының ерекшеліктері
Көздің мөлдір кабығы биометриялық обьект сияқты оңтайлы қасиетке ие. Көздің мөлдір қабығы генге мұқтаж емес көп хабарға ие физикалық құрылымы бар. Екі бірдей көздің мөлдір қабығы жоқ. Дамудың белгілі бір сатысына жеткен кезде көздің мөлдір қабығы тұрақты болып қалады. Көздің мөлдір қабығы физикалық тұрғыда шынымен қорғалған, сонымен қатар көз шынысы көзбен шолу зерттеуіне бөгет бола алмайды.
Сурет 1.1. Көздің мөлдір қабығы бейнесінің мысалдары
1.3 Сыртқы мөлдір қабықтың анатомиясы және физиологиясы
1.3.1. Көздің мөлдір қабығының анатомиясы
Көз - шар тәріздес үш қабаттан тұрады. Бірінші қабат - шыны айна және шелден тұрады. Шел айырықша тіреу және қорғаныс міндетін атқарады. Шыны айна болса, негізгі құрылымы көзге түсетін сәулелерді сындырады. Көз алмасының ішкі қабатында көздің қантамырлары орналасқан. Қантамырлы деген сөздің өзі, осы қабаттың көп бөлігін әр түрлі диаметрлі қантамырлардан тұратынын білдіреді. Көздің осы қабығының құрылымы күрделі және ол үш бөліктен тұрады - көздің мөлдір қабығы, цилиарды дене және өзінің қантамырлы қабаты. Көздің мөлдір қабығы - көздің жарықтары арқылы көрінетін мөлдір шынайы қантамырлы қабықтың бөлігі. Мөлдір қабықтың түрлі түсті пегментін көздің түсі анықтайды. Көздің мөлдір қабығының маңызды құрылымының бірі - көздің қарашығы - көз торына түсетін жарықтың көлемін реттейтін кішкене жарық. Қантамырлы қабаттың үшінші бөлігі өзінің қантамырлы қабаты, ол оның үлкен бөлімін құрайды. Көздің мөлдір қабығы көз жарымен шыны айнаның ортасында орналасқан және кеңістікті алдыңғы және артқы камераларға бөледі. Көздің мөлдір қабығы горизонтальды диаметрі 12,5мм және тігінен диаметрі 12мм кішкене элипс тәріздес болып келеді. Қарашықтың шеті кішкене алға шегінген, сол себептен сол қабаты кескі шошақ тәріздес. Мөлдір қабықтың қалындығы тұрақсыз, шамамен 300мкм. Мөлдір қабық жарықты экрандау, көз ішінің сүйықтығын орнауын және қайрау, түтікшелерін жарығының өзгеруі арқасында алдыңғы камераларының температураларының қалыптылығын қамтамасыздандыру қызметін атқарады. Қарашық диметрінің үздіксіз өзгеруі көздің мөлдір қабығында орналасқан екі бұлшықет арқылы өзгереді: жинақталады (сфинктер) және кеңейеді (дилятатор). Әдетте қарашық кішкене ішке қарай және төменрек жылжыған. Оның бетінде оңай сырғып, көздің жанарына сүйенеді. Қарашықтың ені 2мм-ден 8 мм-ге дейін құбылмалы болды, алуан себептер әсерінен өзгеріп тұрады. Көздің қарашығы жарықтың көзге әсерінен, әлде бір затты жақындатқанда (конвенгенция және аккомодация актісі), қабақты тығыз тұтастырғанда және т.с.с. жағдайларда жиырылады. Ауруды сезінгенде, үлкен физикалық күш жұмсағанда, психикалық қозуда және демін ішке тартқанда қарашық кеңейеді.
Сурет 1.2. Көз алмасының құрылымы
1.3.2 Мөлдір қабықтың биомикроскопиялық сипаттамасы
Мөлдір қабаттың негізі болып түсі, бейнесі және беткі қабатының рельефі болып табылады. Мөлдір қабықты байқау барысында бағыты есебінде қолданатын негізгі макроқұрылымымен бөліктері нақтылы анықталады (1.4 -сурет). Әдетте қарашық кішкене ішке қарай және төменрек жылжыған. Оның бетінде оңай сырғып, көздің жанарына сүйенеді. Қарашықтың ені 2мм-ден 8 мм-ге дейін құбылмалы болды, алуан себептер әсерінен өзгеріп тұрады. Көздің қарашығы жарықтың көзге әсерінен, әлде бір затты жақындатқанда (конвенгенция және аккомодация актісі), қабақты тығыз тұтастырғанда және т.с.с. жағдайларда жиырылады.
1- Қарашық
2- Қарашықтың пигменттік жиегі (қарашық жиегі, пигментті бахромка)
3- Қарашық сызығы (зона)
4- Дербес сақина
5- Целиарды белбеу
6- Қарашық тамыры
Сурет 1.3. Сыртқы мөлдір қабықтың құрылымдары және типтері
Пигменттік жиек қарашықты жиектейтін қою қоңыр түс барқыт сияқты шеңбер тәріздес болады. Жиектің түсі пигмент торларының құрамына байланысты. Пигменттік жиек ені өте құбылмалы, 0,04мм және 1,1 мм арасында. Шажырқай және пигментті жиек ортасында орналасқан қарашық сызығы терең мезодермальді жапырақ тәріздес жұқа радиальді талшықтар - трабекулалар деп аталады. Қарашық сызығының қалыңдығы 1-2 мм. Ашық сыртқы мөлдір қабық сызығын байқағанда қарашықтың қысқышы сарғыштау тығыз циркулярлы бұлшықетті сығынды тәріздес. Қысқыштың ішкі шеті пигментті жиекпен жалғасады, ал сыртқы бөлігі шамамен қарашықтың ортаңғы сызығында орналасқан. Дербес сақинадан (брыж) көздің сыртқы мөлдір қабығына дейін цилиарды белбеу жайылады. Оның қалындығы 3-4 мм. Целиарды белбеу алуан түрлі бедерге ие. Бұл жерде радиальды мезодермальды тяж - тарбекулдер орналасқан. Тарбекулдар көздің сыртқы мөлдір қабықта үлкен және кіші қантамырлы айналымда ағып жатқан қантамырлы ұштасымдар. көздің сыртқы мөлдір қабық бетінің неше түрлі деформацияланған, иіре немесе қырынан келе жатқан тарбекулды жиі кездестіруге болады. Целиарды белбеу перефериясында үңгіршіктер лимбада шоғырланған. Бұл қасқару тілкемдері (қысқару тілкемдері, бүрмелер) немесе бейімделген сақиналар (тағы) және доғалар (еместігі).
Иридогенетикалық үлгілер. Адамның көзі сыртқы мөлдір қабығы адамның түрі және саусақ іздері секілді қайталанбайды. Көздің сыртқы мөлдір қабық түрі мұрагерлік белгілері және пішіні, құрылымы, тығыздығы және түсіне қарай ерекшеленеді. Адам құрылымын зерттеп оқу барысында антропобиометрияға орын беріп, марфологияда нәсілдік антропология өзін-өзі ақтамады. Дәл солай көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің мінездемесіне негізінде иридогенетикалық типтерде нәсілдік үлгілерде әлсіз болып келеді. Одан да бөлек казіргі таңда көздің сыртқы мөлдір қабық түсі этникалық шағылысқан кеңінен таралған, ал оның түсінің алуандылығы топтастырылмайды. Жалпы түстердің реңінен бөлек көздің сыртқы мөлдір қабық бірқатар құрылымдық және спецификалық хроматикалық элементтерін ескеру керек. Көздің сыртқы мөлдір қабық тығыздығы - мұрагерлікті анықтайтын негізгі сапа болып есептеледі.
Адамның көздің сыртқы мөлдір қабық конституциялық өзгешеліктерінің құрылымды әрекетінің шексіз көпшілігіне қарамастан, оның бірнеше айырықша үлгілерін айырып тану мүмкіндігі бар. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың иридогенетиалық үлгілерінің үш түрі бар.
Бірінші үлгі - нақтылы, көздің сыртқы мөлдір қабығы жайылған желпуіш тәріздес, нақты келтірген бәріне бірдей тарбекулден құралған. Аталған көздің сыртқы мөлдір қабық үлгісі дені сау, конституциясы жақсы екендігін білдіреді. Бұл үлгіде кейде радиалды тарбекулдері ирең болып келетін көздің сыртқы мөлдір қабық радиалды-толқындығын ерекшелейді.
Екінші үлгі - екі нұсқаулы радиалды-біртұқымдас. Бірінші нұсқауға радиалды сызықты қарашық белбеуі мен қою пигментті барқытты цилиарлы белбеу үйлесімдеріне тән. Бұл көздің сыртқы мөлдір қабық радиалды-гамогенді үлгісінің нақ өзі. Екінші нұсқауға көздің сыртқы мөлдір қабық бүкіл бетінің қою пигментті және барқыт тәрізділігі тән. Радиалды тәріздес, көздің сыртқы мөлдір қабығының радиалды-гемогенді үлгісі адамның конституциясының жақсы екендігін және денсаулығының мықтылығын білдіреді.
Көздің сыртқы мөлдір қабығының үшінші үлгісі - радиалды-шұңқырлы, көздің сыртқы мөлдір қабық стромасы толық емес, жиі жұқартылған, жапырақ тәріздес шұңғылды-лакуналармен жайылған. Бұл үлгіде аз мөлшерде беткі лакуналар немесе шұңғылдау және көп өрескел лакуналар кездеседі. Кейде тармақталған-лакуналарды үлгіде көздің сыртқы мөлдір қабық бетіндегі лакуналардың бар болғанымен бұршақпен ұрылған сілесі қатқан тарбекулдың былыққан суретімен бейнеленген. Көздің сыртқы мөлдір қабығының тармақталған-лакуналарды үлгісі туылғаннан әлсіз адамдарға тән. [13, 14]
Сипатталған иридогенетикалық үлгіде екі әлсіз орынын атап айтуға болады.
Біріншіден, таза гомогенді үлгі кездеспейді, себебі егер көздің мөлдір қабығы қою пегменттелген болса да көздің қарашық белбеуінде радиалды деңгейі ирек болады.
Екіншіден, бұл жіктелу көздің сыртқы мөлдір қабығының әлсіз пегменттелген бөлігін бөлек үлгіге бөлмейді. Әдетте бұл ал қоңыр көздің сыртқы мөлдір қабыққа лайық. Көздің сыртқы мөлдір қабық құрылымының барлық нұсқауларын тығыздық деңгейінің көмегімен сипаттауға болады [14].
Бірінші деңгейлік тығыздық. Бұл көздің сыртқы мөлдір қабығының мінсіз деңгейі, стромасы өте тығыз және тығыз, біркелкі көгілдір түсті болып келеді. Оның беті тегіс, гомогенді, тарбекулдерінің тығыз орналасқанын соншама айыру қиын. Мұндай көздің сыртқы мөлдір қабығы сирек кездеседі.
Екінші деңгейлік тығыздық. Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі алуан түрлі. Стромасы қажетінше тығыз, бірақ алдыңғы деңгейдегідей емес. Радиалды тарбекулдерді айыру оңай, олар тығыз болады және бір-біріне де тығыз орналасады.
Үшінші деңгейлік тығыздық. Боялуы әр түрлі, стромасы тығыз емес. Тарбекулдері созылған, әлсізденген және бүрмелі болып келеді.
Төртінші деңгейлікті тығыздық. Бояуы алуан түрлі, тарбекулдері жұқартылған, олардың арасында созыңқыраған, сопақ, созылғын көптеген шелдер бар.
Бесінші және алтыншы деңгейлік тығыздық. Строма бояуымен формасын ауыстыра алатын көптеген үңгіршектер мен асқынуларға толы.
Солай келе, қарастырылған үш иридогенді үлгілермен көздің сыртқы мөлдір қабық тығыздығының алты деңгейіне сүйене отырып, іс жүзінде кездесетін кез келген үлгілермен көздің сыртқы мөлдір қабықты сипаттауға болады [14].
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Алдыңғы жағдайға қарағанда, жаңғақ түсті және сұр түсті көздің сыртқы мөлдір қабықтың мезодермальды қабатының құрамында пигменті азрақ, соның салдарынан жарықтың бір бөлігі меланоциттармен мезодермальды қабатта тойтарады, ал қалғаны атқы пигмент қабығында. Осылайша, тойтарылған, көзге көрінетін қысқатолқынды және ұзынтолқынды диапазонда әр түрлі үйлесімде, ашық түстің әртүрлі нұсқауларын негіздейді.
Көздің түсі мүрагерлік ретінде беріледі, қара түс ашық түске қарағанда доминантты болып келеді. Көздің сыртқы мөлдір қабық бояуы жасына сай өзгеруге шыдамды болып келеді. Жаңадан туылған жас нәрестелердің көзі көгілдір боласы, сосын, алғашқы айлардан бастап көздің сыртқы мөлдір қабық пегментінің жиналуына байланысты қарая бастайды. Есейе келе жыныстық жетілуіне дейін пигментелу толығымен жетіледі. Қырық пен елу жас шамасында ол тағы да азая бастайды. Бұл пигментті қабатта артрофизикалық процессте мезодермальды беттің мөлдірлігін жоғалтуына және тығыздығына байланысты. Осылайша, тойтарылған, көзге көрінетін қысқатолқынды және ұзынтолқынды диапазонда әр түрлі үйлесімде, ашық түстің әртүрлі нұсқауларын негіздейді.
Сурет 1.4. Көздің сыртқы мөлдір қабығының алуан түрі
1.4 Тұлғаның көзінің сыртқы мөлдір қабығымен сәйкестендіруінің биометриялық жүйесі
Сәйкестендірудің биометриялық жүйесі - пайдаланушыға тән ерекше биологиялық немесе мінез құлықтық мінездемелерін анықтайтын айырып тану жүйесі. Логикалық тұрғыда биометриялық жүйе екі қосалқы жүйеге бөлінуі мүмкін: тіркеу модулі және сәйкестендіру модулі.
Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда.
Сәйкестендіру молулі тұлғаның айырып тануына жауап береді. Сәйкестендіру барысында, биометриялық сенсор сәйкестендіруге жататын тұлғаның мінездемесін алады да үлгі форматына қайта құрады. Алынған үлгі сәйкес келуін анықтау үшін дерекқорда сақталған үлілермен салыстыру үшін салыстыру бөліміне жіберіледі.
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Сурет 1.5. Көздің мөлдір қабығы негізінде биометриялық жүйе
Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде көз бейнесін өңдеу алгоритмінің сызбасы 8-суретте көрсетілген.
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда [11-14].
Cурет 1.6. Жүйе жұмысының алгоритм сызбасы: тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде адамды тіркеу, тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде адамды сәйкестендіру
2 Көздің сыртқы мөлдір қабығы суретінің алғышқы өңдеу әдістерін талдау
2.1 Мөлдір қабықтың суретіне қойылатын талаптар
Көздің сыртқы мөлдір қабығын сәйкестендіру барысында тұрақтылығын және жылдам әсер етуін қамтамасыз ету үшін, қолданылатын бейненің белгілі бір талаптарға сай болуы тиіс.
1. Контрасты 60% кезінде бейнені алу кеңістікті жүйесі кемінде 3,2 сызықмм, ал сандық бейне кемінде 8 пикселмм болуы тиіс. сонымен қатар үзік-үзік жеткіліксіз жиілілік нәтижесінде пайда болған жасанды еместігіне кепіл. Фокус сапасы берілген кеңістікті жүйенің талаптарына сай болуы керек. 2.1-суретте сапалы фокусты және жеткілікті анықтықта көздің сыртқы мөлдір қабығы бейнеленген.
Сурет 2.1. Көздің сыртқы мөлдір қабығы бейнесінің мысалы.
2. Бейне кемінде 256 бит динамикалық диапазонға ие болуы тиіс, соның ішінде кемінде 7 бит шудың әсерінен бүлінбеген түрлі түстілік ақпаратты қамтылуы қажет. Егер қоңыр түске ақ дақтар түскен болса, онда оның жарықтығы 255 тен аспауы керек. Көздің басқа бөліктері (қарашық, мөлдір қабық, көздің ағы) 0-255 мөлшер аралығында болуы тиіс.
3. Көздің сыртқы мөлдір қабығы кемінде 90 деңгейде болу керек, оның ішінде кемінде 50 деңгейі көздің ағы мен көздің сыртқы мөлдір қабығы арасын бөлетін, ал қалған деңгейлер көздің түсіне сәйкес қарашықпен көздің сыртқы мөлдір қабығы арасын бөлетін болады (2,2-сурет).
4. Кемінде 70% көздің сыртқы мөлдір қабығы кірпікпен, көз қабағымен немесе тағы да сол сияқты кедергілері болмауы шарт.
5. Бейне масштабы көздің сыртқы мөлдір қабығының пішіні 10,7-13мм болған жағдайда 160-300 пиксель диаметрге ие болуы шарт. Бейне қажетінше көлемді болуы керек, көздің сыртқы мөлдір қабығының шеткі бұрышы мен оның шекара бейнесі кемінде 70 пиксель болуы тиіс (2,3-сурет).
6. бейнені сығу әдісін еңгізерде кез-келген шуды қосқанда, дыбысшу сәйкестігі 40 дБ - тан кем болмауы тиіс.
7. Бейне стандартқа бейімделуі шарт: жоғарғы қабақ бейненің үстіңгі жағында орналасу керек, оң көздің жасы жолы оң жақта, сол көздіңкі - сол жақта болуы тиіс.
Сурет 2.2. Бейненің масштабы.
Сәйкестендірудің жоғарғы нәтижеге қол жеткізу үшін келесі шарттар орындалуы тиіс:
1. Бас тігінен орналасуы тиіс, бастың иілгені 10°-тан аспау керек. Сәйкестендіру жүйесі бас иілуін қалпына келтіру және оны өлшеу мүмкін;
2. Бақылуға алынған көз мейілінше кең ашылуы тиіс;
3. Көзілдірік шешілу керек;
4. Қатты контактілі линзалар және боялған жұмсақ линзалар алынуы тиіс.
2.2 Көздің мөлдір қабығының суретінің алынуы
Көздің сыртқы мөдір қабығы бейнесін талдап тексеру сәйкестендіруің жеткілікті қамтамасыз ету үшін, бейнені енгізу жүйесі көздің сыртқы мөдір қабығы радиусы 50 пиксельден кем болмауы шарт. Казіргі таңда негізгі суреттің енгізуінің жүйелері 100-140 пикселдің рұқсатымен көздің сыртқы мөлдір қабық радиусына пайдаланылады. Суреттің енгізуі үшін ПЗС камералар 640x480 рұқсатпен, 700-900нм толқынының ұзындығымен адам көзіне түспейтін инфрақызыл сәулеленуге деген сезімтал пайдаланады. Кей бейнені еңгізу құралдары көз жайылтпаушылық нәтижесіне қарай икемделеді, жоғарғы көздің өрескел жайылпаушылығына арналған кең бұрышты камералар және кішкентай бұрышты көру камерасы, жоғарғы рұқсатпен көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесін еңгізуін қамтамасыз етеді. Көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесін алудың көптеген алуан түрлі әдістері бар. Көздің сыртқы мөлдір қабықты суретке түсіретін құралдардың көбінде бағыттайтын құрылғылар жоқ, бірақ оның орнына видеобейнемен айнаны қолдану негізінде визуальді кері байланыс қолданылады. Кері байланыс адамға көзі кішкентай бұрышты көру камерасына дұрыс орналастыруға көмектеседі. Фокустау нақты уақытта орындалады (кадрлар арасындағы интервалдарға қарағанда жылдамырақ) әр кадрға жинақты энергияны өлшеу жолымен екіөлшемді Фурье спектрінде жоғары жиілікті бөлікте, және объектив линзасының орын ауысу жолында бұл энергияны жоғарылату немесе сәйкестендіру субъектісімен кері дыбыстық байланыс арқылы орнайды.
2.3 Мөлдір қабық суретін өңдеу
Көздің сыртқы мөдір қабық бейнесін алу барысында назардағы облыстардағы өзге бөліктер пайдасыз бөліктер (көз қабағы, кірпік, қарашық тағы сол сияқты) болып табылады. Сол себептен бейнені пайдалану ауызекі емес. Камера мен көздің сыртқы мөлдір қабық арақашықтығының өзгеруі дәл сол көздің сыртқы мөлдір қабықтың пішінінің өзгеруіне алып келуі мүмкін. Сонымен қоса көздің сыртқы мөлдір қабығы бірегейлі жарықтандырылмаған. Айырып танудың нәтижелілігі үшін бастапқы суретте көздің сыртқы мөлдір қабығын оқшаулау, оның бейнесін нормалап, жоғарыда аталған факторлардың әсерін төмендету қажет. Суреттің алдын-ала өңделуі келесі бөлімдерде сипатталған.
2.3.1 Көздің мөлдір қабығының оқшаулауы
Көздің ішкі мөлдір қабығының сыртқы шекарасы секілді көздің сыртқы мөлдір қабықтың ішкі шекарасы шеңберге жуықталады. Алайда бұл шеңберлер шоғырлас болып келмейді. Оқшаулау әдісі [27] сипатталған Хох өзгеруін жарықтың түсуінің бөлінуін және жай сүзгішті қосады. Хох өзгеруі координатты радиалды түрінен координаттардың декарттық жүйесіне жуықталатындықтан көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесіне негізделеді.
Көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасын анықтайтын келесі әдіс [27,28,29] шекараны анықтауда жарық градиентін көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасының перпендикуляр бағытында еселеу жолымен анықталады:
maxr,xo,y0Gδr*δδrxo,y0I(x,y)2PIr (2.1)
Мұнда 1(х,у)-көздің суреті, г - интегралдау орындалатын шеңбер радиусы, (x0, y0) -- ортаның координаттары, ds - қарапайым доға,- G0 (r) масштабталған параметрлі гаусс фильтрі, q , * - тұжыру операциясы. Оператор біріктіру бағытын анықтайтын шеңбер радиусына бағытталған үш параметрді (xоУоr) градиенттік контурдың интегралының максимумын біріктірілген іздеуді іске қосады. Көбіне көз қарашығының ортасы көздің сыртқы мөлдір қабық ортасы мұрынға қарай төменге ығыстырылған. Көздің қарашығының радиусы көздің сыртқы мөлдір қабық радиусының 0,1-0,8 тең келеді. Сол себептен шеңбердің барлық параметрлерін, көздің қарашығын сипаттайтын, бөлек бағалайды. Оператор (2,1) көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасын және көздің сыртқы мөлдір қабықтың сыртқы шекарасын анықтайды. Бірақ, бастапқы жақындауды анықтау үшін, сыртқы шекараны іздеу барысында көз қарашығының шекарасы жайлы мәліметті қолдану қажет, сондықтан сыртқы шекара жақын инфрақызыл жарықта түсірілу барысында азрақ контрастқа ие. Бір пиксельдік дәлдікпен көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасы айқындалғаннан кейін, көздің сыртқы мөлдір қабық және көз қабақ арасында орналасқан қисықсызықты шекараны анықтау үшін ұқсас әдіс қолданылады. Суреттелген әдіс қажетінше тиімді, алайда ғаламдық максимумның іздену барысында техникалық шығындарды қажет етеді.
Сурет 2.3. Бастапқы сурет. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың нәтижесін оқшаулау
2.3.1.1 Көздің сыртқы мөлдір қабығының дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритмі
Зерттеу барысында жоғарыда аталған интегралды-дифференциалды оқшаулау алгоритмі құрылған. Жаңа алгоритмде бірқатар жетіспеушіліктер жойылған. Көз қарашығының дөрекі оқшау есебінен булап шектеу әдісімен автоматты түрде талдайтын табалдырықпен көздің мөлдір қабық облысын іздеу азаяды. мақсатты функционалды есейту бейненің алуан түрлі масштабында орындалады, сақталған жоғары дәлдік алгоритмі есептеуіш шығындарды біршама азайтады.
Ұсынылған алгоритм төмен есептеуіш шығындар, тіпті үлкен рұқсатты бейнемен орталық координаттарын және көздің мөлдір қабық радиусын және көздің қарашығын бір пиксельдік дәлдікпен анықтауға көмектеседі.
Алгоритмнің құрылымыдық схемасы 2.4 суретте бейнеленген. Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда.
Сурет 2.4. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритм схемасы
2.3.2 Мөлдір қабық суретін тұрақты ету
Көздің сыртқы мөлдір қабығы пішіні әр адамда әр түрлі болып келеді. Тіпті бір адамның көздің сыртқы мөлдір қабығы түсірілу жағдайдың өзгеруіне байланысты көздің сыртқы мөлдір қабығы өзгеруі мүмкін. Көздің сыртқы мөлдір қабығы текстурасының деформациясы айырып тануға әсер етеді. Нәтижелі айырып тануды қамтамасыз ету үшін, бұл деформацияларды теңестіру керек. Бұл үшін Көздің сыртқы мөлдір қабық сақинасы (64х512) [31, 32] өлшемді тіктөртбұрышта кескінделеді.
Көздің сыртқы мөлдір қабығының ішкі және сыртқы шекараларының орталықтары әр түрлі болады және келесідей параметрлермен сипатталады: - R1 радиусты, I(IxJy) - көздің сыртқы мөлдір қабығының ішкі орталығы, R0 радиусты 0(0Х,0У)- көздің сыртқы мөлдір қабығының сыртқы орталығы. Бұл параметрлердің байланысы төменде тұжырымдалған:
1) Ix=Ox
2) Ix=Ox , Iy=Oy
3) IxOx,Iy=Oy (2.2)
4) IxOx, Iy=Oy
5) IxOx, Iy=Oy
Көздің сыртқы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6
1 Тұлғаны биометриялық сәйкестендіру ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
9
1.1 Биометриялық технологияларын салыстыру ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...
9
1.2 Көздің сыртқы мөлдір қабығының ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
13
1.3 Сыртқы мөлдір қабықтың анатомиясы және физиологиясы ... ... ... ... ... .
14
1.3.1 Көздің мөлдір қабығының анатомиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
14
1.3.2 Мөлдір қабықтың биомикроскопиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... .
15
1.4 Тұлғаның көздің сыртқы мөлдір қабығымен сәйкестендіруінің биометриялық жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
19
2 Көздің сыртқы мөлдір қабығы суретінің алғышқы өңдеу әдістерін талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
22
2.1 Мөлдір қабықтың суретіне қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ...
22
2.2 Көздің мөлдір қабығының суретінің алынуы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .
23
2.3 Мөлдір қабық суретін өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
2.3.1 Көздің мөлдір қабықтың оқшаулауы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
24
2.3.1.1 Көздің сыртқы мөлдір қабығының дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
25
2.3.2 Мөлдір қабық суретін тұрақты ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2.3.3 Мөлдір қабық суретін жақсарту және шуды басу ... ... ... ... ... ... ... ... ...
29
3 Тұлғаны сәйкестендірудің тиімділігі үшін мөлдір қабықтың текстуралық тұжырымның қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
3.1 Мөлдір қабықтың текстуралық белгілері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
30
3.2 Суреттің текстуралық белгілерінің сатылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
31
3.3 Dog-фильтрі негізінде текстуралық белгілер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
41
4 Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны сәйкестендірудің тәжірибелік жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
45
4.1 Тәжірибелік жүйені қондырғымен қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ...
45
4.2 Тәжірибелік жүйені ақпаратпен қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
46
4.3 Фильтр өлшемдерін таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
47
4.4 Сезімталдылықты зерттеудің тәжірибелік нәтижелері ... ... ... ... ... ... . ...
48
4.5 Алынған нәтижелердің нақтылығын бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
60
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
61
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
64
Қосымша А. Бағдарламаны қабылдау актісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...
66
Қосымша Б. Бағдарлама листингі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
67
Кіріспе
Актуалдылығы. Ұйымдық қоғамдар құрылғалы тұлғаның анық аутентификациясының қажеттілігі пайда болды. PIN-кодтар, парольдер, идентификацияланған суреттер, магниттік несие карталар және қол қоюлары қазіргі заманның ажырамас бөлігі болып қалды. Тұлғаның автоматты сәйкестендіруі тек компьютер пайда болғалы ғана мүмкін болды. Бірақ PIN-кодтар, парольдер және кілттер орташа қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз ету үшін жеткілікті, олар өз мәнінде бұзу үшін әлсіз. Жоғарғы деңгейдегі қорғаныс тек биометриялық белгілері (саусақ іздері, ДНК, бет сызықтары және т.с.с.) арқылы қамтамасыздануы мүмкін.
Саусақ іздерін айырып тану - ең алғашқы тиімді биометриялық әдістердің бірі. Саусақ іздерінің негізінде автоматты түрде айырып тану жүйесі 1960-жылдан бастап саудаға енген. Осы күнге дейін бұл жүйе құқық қорғау органдарында қылмыскерлерді іздеу үшін қолданылады. Бүгінде биометриялық технология басқа да қосымшаларда қол жетімді болды: үкімет және сауда секторларында.
Саусақ іздерінің айырып тану технологиясын толықтырып, басқалары да пайда бола бастады. Жаңа биометриялық қосымшалар бет (көзге көрінер және инфрақызыл диапазонда), алақан, саусақ, көздің мөлдір қабатын, көз торын, қол қоюын және дауысты айырып тануды қолданады.
Жақында пайда болған перспективалы идентификация технологиясының бірі көздің мөлдір қабығын айырып тану болып табылады. Адам көзінің мөлдір кабығында спецификалық құрылымы бар және көп текстуралық мәліметі бар. Көздің мөлдір қабығында байқалатын кеңістікті құрылым әр адамда ерекше. Анатомиялық даму барысында дара ерекшеліктері көрінеді. Сонымен қатар биомедициналық әдебиет болжамдарынша, көз торы ыдысының бейнесі секілді көздің мөлдір қабығы да дара болып келеді. Алайда қарапайым құралдармен көз торы бейнесіне қарағанда көздің мөлдір қабығының бейнесін алудың мүмкіндігі көбірек. Басқа биометриялық нысандармен (бет, саусақ іздері, дауыс және т.с.с.) салыстырғанда көздің мөлдір қабығын теңестіру әлдеқайда тұрақты және сенімді. Практикалық қолдануларға арналған өте маңызды фактор болатыны, көздің мөлдір қабығы ашық болғандықтан көздің мөлдір қабығы арқылы теңестіру инвазивті емес.
Көздің мөлдір қабығын сәйкестендірудің болашағында шек жоқ. Бұл технологиялардың әртүрлі салада қолданудың жаңа ойлары өте көп. Көздің мөлдір қабығын сканерлеу келесі қосымшаларда қолдануы мүмкін:
oo компьютерлік жүйеге кіру (көздің мөлдір қабығы құпия сөз болып келеді);
oo шекара бақылауы (көздің мөлдір қабығы төлқұжат сияқты);
oo ақысыз, карточкасыз және PIN-кодсыз телефондық қоңыраулар ақысын төлеу;
oo жолаушы көлігі;
oo рұқсат бақылауы (үйге, офис, лаборатория және т.с.с.);
oo жүргізуші куәлігі және басқа да жеке құжаттар;
oo жеңілдіктер алу барысында тұлғаның аутенфикациясы;
oo криминалистика;
oo автомобильді айдап қашуға қарсы жүйесі;
oo терроризмге қарсы әрекет (мысалы, әуежайдың қауіпсіздік мониторингі);
oo қаражаттық операциялардың қауіпсіздігі (электрондық сауда, банкілік операциялары);
oo интернет-қауіпсіздік (хабарға рұқсат бақылауы);
oo хабарламаны шифрлау немесе дешифрлау үшін биометриялық кілтпен криптография.
Дипломдық жұмыстың мақсаты. Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы нәтижелі түп тұлғаны сәйкестендіру жүйесін өңдеу және жасау.
Нәтижелілік тез әрекет, қателердің ықтималдығымен, техникалық құралдардың құнымен, сенімділікпен анықталады.
Қойылған мақсатқа қол жетуіне арналған келесі шешулерді қажет етеді:
1. Көздің мөлдір қабығының бейнесін өңдеу алгоритмін талдау;
2. Көздің мөлдір қабығының белгілерінің жүйелік талдауы;
3. Көздің мөлдір қабық бейнесінің жаңа нәтижелі алгоритмдерін өңдеу;
4. Көздің мөлдір қабық белгілерінің жаңа нәтижелі жүйесін өңдеу;
5. Хабарламалы белгілердің кеңістігінде тұлғаны танып білу алгоритмін өңдеу;
6. Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны танып білу алгоритмі және жаңа әрі белгілі әдістерінің салыстырмалы тәжірибелік зерттелуі.
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы: Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы келесі:
1. Көздің мөлдір қабығы бейнесін өңдеу негізінде тұлға сәйкестендіруінің құрылымдық жүйенің барлық аспектілерінің хабарламаларына аналитикалық шолу жасалған. Сәйкестендіру және көздің мөлдір қабығы бейнесінің белгілі алгоритмін молдельдеу және тәжірибелік зерттеулер өткізілген. Бүгінде олардың жаңартудың мүмкіндіктері және сәйкестендіру жүйесінің нәтижелілігін жоғарлату мақсатында икемдеуі орындалған;
2. Көздің мөлдір қабығының бөлінуіне арналған бейнелеулер көпдеңгейлі алгоритм жылдам әсер етуші, кіріс бейненің нормалауын және нәтижелі анықтау мүмкіндігі өңделген;
3. Айырып тану есебін шығару барысында белгілері ретінде кіріс бейненің ыдырату кезінде алынатын комплексті негізді функциялардың фазалық хабарламаның (амплитуданың қолдануынсыз) пайдалану мүмкіндігі көрсетілген;
4. Комплексті вайвлеттер локальды фазалар түрінде көздің мөлдір қабығының бейнесін ұсынуын алуға мүмкіндік беретін, әр түрлі жиіліктер және хабарлары бар Габор сүзгілер фильтрін қолдануымен көздің мөлдір қабық белгілер жүйесі зерттелген;
5. Теңестіру процедурасында болашақта қолдану үшін әр жаңа тіркеушінің белгілерін жадыда сақтауына жүйеде тіркеуде жаңа алгоритмді, айырып тану параметрлерін анықтау нәтижелі әдістері ұсынылған;
6. Дәл бөліп алатын қабілеті бар, бірақ белгілісіне қарағанда үлкен есептеуіш нәтижелілік бар, DoG - фильтр таңбасының үн қату ортогональды тор түйіні негізінде құралған көздің мөлдір қабық белгілер жүйесі ұсынылған;
7. Түсірілу барысында бастың жылжу ықтималдылықта бейненің бұрылуына тұрақты, көздің мөлдір қабық белгілердің кеңістігі, тұлғаны теңестіру алгоритмі өңделген;
8. Статистикалық тәжірибе негізінде көздің мөлдір қабық бейнесін айырып тану және белгілердің бөліну алгоритмдері параметрлерін таңдау әдісі ұсынылған.
Дипломдық жұмыстың тәжірибелік құндылығы. Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы, көздің мөлдір қабығы бейнесі арқылы тұлғаны айырып тану мақсаттарын нәтижелі шешімдері үшін алгоритмі және әдістері ұсынылған, нәтижелілігі тәжірибелілік дәлелденген және осы облыста база болатын әрі қарай дамуы үшін қолдануы мүмкін.
1 Тұлғаны биометриялық сәйкестендіру
1.1 Биометриялық технологияларын салыстыру
Дара және бірегей мінездемелердің негізінде тұлғаны айырып тану және сәйкестендіру әдісі биометрияны бейнелейді. Биометриялық қасиетке саусақ іздері, бет пішін, көздің мөлдір қабық бейнесі, көз торының бейнесі, қол кескіні, сөйлеу, қолтаңба, пернетақтада теру ерекшелігі және тіпті білек тамыр оюы да жатады.
Казіргі таңда биометриялық технологияның ішінде ең танымалдылары саусақ іздері, қолдың түрі, қол қою, көздің мөлдір қабығы, дауысы, бет қантамырларының тепмературасы, және де генетикалық код үзінділерін сәйкестендірулері болып табылады.
Сәйкестендіруде қолданатын биометриялық белгілер келесі қасиеттерге ие болуы тиіс:
1. Әмбебаптылық: әр адам осы сипаттамаға ие болуы тиіс.
2. Бірегейлік: бірдей сипаттама екі адамға тиісті болмауы керек.
3. Тұрақтылық: сипаттама өзгермеуі тиіс.
4. Өлшемділік: сипаттама сандық өлшемге ие болуы тиіс және өлшенуі қарапайым болуы тиіс.
5. Нәтижелілік: қажетті дәлдікті және сәйкестендіру жылдамдығын қамтамасыз ету үшін, сәйкестендіру мүмкіндігі, жылдамдық, иілгіштік, қорларда қажеттілік және де сонымен қатар сәйкестендіру дәлдігіне және жылдамдығына әсер ететін, сыртқы факторлар және сәйкестендіру барысында пайда болатын факторлар.
6. Қолжетімділік: адамдардың күнделікті өмірде биометриялық әдісті қолдануға дайын болуы.
7. Жалған жасаудан қорғау: алдаудың жүйе қорғанушылығын қайтарады.
Жоғарыда аталған биометриялық әдістердің әр қайсысының артықшылықтары да жетіспеушіліктері де бар. Биометриялық белгілерге ұсынылған алда атап өткен жеті талаптарға сай салыстырма әдістері 1-кестеде бейнеленген. Пайдаланушының интерактивті басқаруларды талап ететін құрылғыларды қолдану ыңғайсыз, мысалы, пайдаланушы бетін, көздің мөлдір қабатын, көз торын рамкаға сыйғызғанда, әдетте компьютер бетінде суреттеледі. Ешқандай кері байланысты қажет етпейтін (мысалы, саусақпен сенсорды басуды, сөзді еңгізуді, сөзді дыбыстауды) әдістерді қолдану ыңғайлы. Басқа биометриялық әдістер сандалған планшеттерді қолданатын, электронды қауырсынды (қол қою динамикасы бойынша айырып тану) немесе оптикалық құрылғыны орта эксплуатациялық шығындарды талап етіледі. Коммерциялық қолжетімді биометриялық сенсорлар және Аутентификация жүйесін құрылуы үшін қажетті. Ең қымбат технологиялар дәл көрсететін болмауы да тиіс. Аталғандардың арасында соңғы 25 жылда көбірек көңіл аударатын болып, саусақ іздері және дауыс бойынша айырып тану болып есептеледі.
Кесте 1.1.
Биометриялық әдістің жалпы талаптарымен салыстыру.
Биометрия
Әмбебаптылық
Бірегейлік
Тұрақтылық
Өлшемділік
Нәтижелілік
Қолжетімділілік
Жалған жасаудан қорғау
Саусақ іздері
О
Ж
Ж
О
Ж
О
Ж
Бет
Ж
Т
О
Ж
Т
Ж
Т
Білек түрі
О
О
О
Ж
О
О
О
Көздің мөлдір қабығы
Ж
Ж
Ж
Т
Ж
Т
Ж
Көз торы
Ж
Ж
О
Ж
Ж
Т
Ж
Қол қою динамикасы
Т
Т
Т
О
Т
Ж
Т
Дауысты айырып тану
О
Т
Т
О
Т
Ж
Т
Пернетахталық қолтаңба
Т
Т
Т
О
Т
О
О
Алақан қантамырлары
О
О
О
О
О
О
Ж
Бет термографиясы
Ж
Ж
Т
Ж
О
Ж
Ж
Т-төмен О-орташа Ж-жоғары
Биометриялық әдіс өңдеуіне қосымша жеке талаптар бар:
1. Баға: әр пайдаланушыға аппараттық қамтамасыз ету (сенсор) және бағдарламалық қамтамасыз ету қажет;
2. Қолдану ыңғайлылығы: сәйкестендіру құралдарын колдануда қарапайымдылығы (бағдарламалық және аппараттық), пайдаланушының қашықтау мүмкіндігі;
3. Эксплуатациялық мінездеме: сенсор ұзақ уақыт бойы жұмыс істеуі керек.
Сәйкестендіру құрылғыларын қолдану ортасы ұсынылған арнайы талаптардың терминдерінде биометриялық сәйкестендіру әдісін өңдеуде жоғарыда келтірілген талдау ұсынылған. Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, мінсіз биометриялық әдістің жоқ екендігін байқаймыз. Барлық биометриялық әдістің сәйкесінше артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
Кесте 1.2.
Биометриялық әдістерді электронды қол қою жүйесіне қойылатын қосымша талаптарды салыстыру.
Биометриялық әдіс
Баға
Қолдану ыңғайлылығы
Эксплуатация
Саусақ іздері
О
Ж
ОЖ
Бет
О
Т
О
Білек түрі
Ж
О
О
Көздің мөлдір қабығы
Ж
Ж
О
Көз торы
Ж
Т
О
Қол қою динамикасы
О
Ж
О
Дауысты айырып тану
Т
Ж
Т
Пернетахталық қолтаңба
Т
О
Т
Алақан қантамырлары
О
Ж
О
Бет термограммасы
О
Т
О
Т-төмен О-орташа Ж-жоғары
Екінші кестеде биометриялық әдістерді электронды қол қою жүйесіне қойылатын қосымша талаптарды салыстыру келтірілген. Арнайы ақпараттық қамтамасызды қажет етпейтін әдістердің барлығының бағасы төмен, арнайы оптикалық құралды қажет ететіндіктен қолдың түріне қарай, көз торына қарай, көздің мөлдір қабығына қарай айырып тану жүйесінің бағасы жоғары. Пайдаланушының интерактивті басқаруларды талап ететін құрылғыларды қолдану ыңғайсыз, мысалы, пайдаланушы бетін, көздің мөлдір қабатын, көз торын рамкаға сыйғызғанда, әдетте компьютер бетінде суреттеледі. Ешқандай кері байланысты қажет етпейтін (мысалы, саусақпен сенсорды басуды, сөзді еңгізуді, сөзді дыбыстауды) әдістерді қолдану ыңғайлы. Басқа биометриялық әдістер сандалған планшеттерді қолданатын, электронды қауырсынды (қол қою динамикасы бойынша айырып тану) немесе оптикалық құрылғыны орта эксплуатациялық шығындарды талап етіледі.
Коммерциялық қолжетімді биометриялық сенсорлар және Аутентификация жүйесін құрылуы үшін қажетті. Ең қымбат технологиялар дәл көрсететін болмауы да тиіс. Аталғандардың арасында соңғы 25 жылда көбірек көңіл аударатын болып, саусақ іздері және дауыс бойынша айырып тану болып есептеледі. Жақында ғана талаптардың өзгеруіне байланысты кеңінен көздің мөлдір қабығы және келбетті сәйкестендіруі зерттеліп жатыр. Жүйенің құнының төмендеуі арқасында сәйкестендіру жүйесінің тартымдылығына қол жеткіземіз.
Кесте 1.3.
Түрлі қосымшаларда ыңғайлылығына қарай биометриялық әдісті салыстыру.
Орта
Биометрия
Үйкеңсе (ДК, (жұмыс станциясы, ДК, Лаптоп
Мобильді (өздігінен орын алу) (Ұялы сымтетікPDAлаптоп)
Қоғамдық орын (Банк теминалы төлеу терминалы интернет-терминал)
Саусақ іздері
Ия
Ия
Ия
Бет
Ия
Ия (сымтетіктен басқа)
Ия
Білек түрі
Ия
Жоқ (айқын)
Ыңғайсыз (айқын)
Көздің мөлдір қабығы
Ия
Жоқ (айқын)
Ия
Көздің торы
Ыңғайсыз
Жоқ (айқын)
Жоқ (айқын)
Қол қою динамикасы
Ия
Ыңғайсыз (айқын)
Ыңғайсыз (айқын; арнайы қауырсынды қолданғанда)
Дауызсты айытып тану
Ия
Ия
Жоқ (шуыл)
Пернетахталық қолтаңба
Ия
Жоқ (лаптоптарға ия)
Жоқ (барлығында пернетақта бола бермейді)
Қолдың қанайналымы
Ия
Жоқ (айқын)
Ыңғайсыз (айқын)
Ескерту. кестеге қандай да бір сәйкесінше әдістің орындалуы мәнге алынбайды.
Қолдану ортасы - сәйкестендіру жүйесін өңдеу барысында басқа да маңызды факторларды ескеру (3-кесте). Барлық әдістер үйдің немесе кеңсені басқарылу ортасына сай келеді. Ұялы қосымшаларға үлкен немесе сынғыш сенсорды талап ететін әдістер ыңғайсыз болып келеді. Банк терминалы секілді қоғамдық орында сәйкестендіру құрылғылары берік әрі ұзақ өмірлік көзқараста өңделуі тиіс; бұндай салада енжар биометрияны (пайдаланушының тікелей әрекетінсіз), немесе бейім сенсорлары бар биометриялық әдісті қолданғаны дұрыс. Нәтижелей келе, айырып тану жиілілігі сәйкесінше әдіске әсер етеді. Сәйкестендіру жиі қолданатын ортада (мысалы, банк) сәйкестендіру сирек қолданатын ортамен талаптары айрықша болады. Сәйкестендіруді жиі талап ететін ортада жылдам және пайдаланушының мейілінше аз әрететін талап ететін биометриялық әдісі сәйкес келеді (1.4-кесте).
Сәйкестендіру құрылғыларын қолдану ортасы ұсынылған арнайы талаптардың терминдерінде биометриялық сәйкестендіру әдісін өңдеуде жоғарыда келтірілген талдау ұсынылған. Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, мінсіз биометриялық әдістің жоқ екендігін байқаймыз. Барлық биометриялық әдістің сәйкесінше артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сонда да, басқа қосымшаларға қарағанда, кей биометриялық әдістер анағұрлым ыңғайлы. автордың көзқарасы бойынша, сәйкестендіру әдісінің ең маңызды мінездемесі болып, келесілері есептеледі:
1. биометриялық әдістің қорғанушылығы (әмбебаптылық, бірегейлік, нәтижелілік, өлшемдік, алдау әрекетіне тұрақтық, механикалық беріктігі);
2. пайдаланушыға қол жетімділігі;
3. құны;
4. қолдану қарапайымдылығы.
Көздің мөлдір қабығы сәйкестендіру әдісі барлық сипатталған мінездемеге ие.
Кесте 1.4.
Көп сәйкестендіру жарамдылығын биометриялық әдіспен салыстыру (автордың бағалауы).
Биометриялық әдіс
Үлкен көлемде сәйкестендіру жарамдылығы
Саусақ іздері
Жақсы, қолдану әдісі ыңғайлы
Бетті айырып тану
Жақсы
Білек түрі
Орташа әдіс аз құнтты
Көздің мөлдір қабығы
Орташа әдіс аз құнтты
Көз торы
Әдіс аз құнтты
Қол қою динамикасы
Жақсы; электронды және қолжазбалы кол қоюдың қатты ұқсастығы
Дамытуын айырып тану
Орташа
Пернетақталық қолтаңба
Әдіс аз құнтты; PIN-кодқа қарағанда қымбатырақ, бірақ ұқсас
Білек қанайналымы
Орташа әдіс аз құнтты
Бет термограммасы
Жақсы
Ескерту. Кестеде қандай да бір нақты сәйкесінше әдістің орындалуы назарға алынбаған.
1.2 Көздің сыртқы мөлдір қабығының ерекшеліктері
Көздің мөлдір кабығы биометриялық обьект сияқты оңтайлы қасиетке ие. Көздің мөлдір қабығы генге мұқтаж емес көп хабарға ие физикалық құрылымы бар. Екі бірдей көздің мөлдір қабығы жоқ. Дамудың белгілі бір сатысына жеткен кезде көздің мөлдір қабығы тұрақты болып қалады. Көздің мөлдір қабығы физикалық тұрғыда шынымен қорғалған, сонымен қатар көз шынысы көзбен шолу зерттеуіне бөгет бола алмайды.
Сурет 1.1. Көздің мөлдір қабығы бейнесінің мысалдары
1.3 Сыртқы мөлдір қабықтың анатомиясы және физиологиясы
1.3.1. Көздің мөлдір қабығының анатомиясы
Көз - шар тәріздес үш қабаттан тұрады. Бірінші қабат - шыны айна және шелден тұрады. Шел айырықша тіреу және қорғаныс міндетін атқарады. Шыны айна болса, негізгі құрылымы көзге түсетін сәулелерді сындырады. Көз алмасының ішкі қабатында көздің қантамырлары орналасқан. Қантамырлы деген сөздің өзі, осы қабаттың көп бөлігін әр түрлі диаметрлі қантамырлардан тұратынын білдіреді. Көздің осы қабығының құрылымы күрделі және ол үш бөліктен тұрады - көздің мөлдір қабығы, цилиарды дене және өзінің қантамырлы қабаты. Көздің мөлдір қабығы - көздің жарықтары арқылы көрінетін мөлдір шынайы қантамырлы қабықтың бөлігі. Мөлдір қабықтың түрлі түсті пегментін көздің түсі анықтайды. Көздің мөлдір қабығының маңызды құрылымының бірі - көздің қарашығы - көз торына түсетін жарықтың көлемін реттейтін кішкене жарық. Қантамырлы қабаттың үшінші бөлігі өзінің қантамырлы қабаты, ол оның үлкен бөлімін құрайды. Көздің мөлдір қабығы көз жарымен шыны айнаның ортасында орналасқан және кеңістікті алдыңғы және артқы камераларға бөледі. Көздің мөлдір қабығы горизонтальды диаметрі 12,5мм және тігінен диаметрі 12мм кішкене элипс тәріздес болып келеді. Қарашықтың шеті кішкене алға шегінген, сол себептен сол қабаты кескі шошақ тәріздес. Мөлдір қабықтың қалындығы тұрақсыз, шамамен 300мкм. Мөлдір қабық жарықты экрандау, көз ішінің сүйықтығын орнауын және қайрау, түтікшелерін жарығының өзгеруі арқасында алдыңғы камераларының температураларының қалыптылығын қамтамасыздандыру қызметін атқарады. Қарашық диметрінің үздіксіз өзгеруі көздің мөлдір қабығында орналасқан екі бұлшықет арқылы өзгереді: жинақталады (сфинктер) және кеңейеді (дилятатор). Әдетте қарашық кішкене ішке қарай және төменрек жылжыған. Оның бетінде оңай сырғып, көздің жанарына сүйенеді. Қарашықтың ені 2мм-ден 8 мм-ге дейін құбылмалы болды, алуан себептер әсерінен өзгеріп тұрады. Көздің қарашығы жарықтың көзге әсерінен, әлде бір затты жақындатқанда (конвенгенция және аккомодация актісі), қабақты тығыз тұтастырғанда және т.с.с. жағдайларда жиырылады. Ауруды сезінгенде, үлкен физикалық күш жұмсағанда, психикалық қозуда және демін ішке тартқанда қарашық кеңейеді.
Сурет 1.2. Көз алмасының құрылымы
1.3.2 Мөлдір қабықтың биомикроскопиялық сипаттамасы
Мөлдір қабаттың негізі болып түсі, бейнесі және беткі қабатының рельефі болып табылады. Мөлдір қабықты байқау барысында бағыты есебінде қолданатын негізгі макроқұрылымымен бөліктері нақтылы анықталады (1.4 -сурет). Әдетте қарашық кішкене ішке қарай және төменрек жылжыған. Оның бетінде оңай сырғып, көздің жанарына сүйенеді. Қарашықтың ені 2мм-ден 8 мм-ге дейін құбылмалы болды, алуан себептер әсерінен өзгеріп тұрады. Көздің қарашығы жарықтың көзге әсерінен, әлде бір затты жақындатқанда (конвенгенция және аккомодация актісі), қабақты тығыз тұтастырғанда және т.с.с. жағдайларда жиырылады.
1- Қарашық
2- Қарашықтың пигменттік жиегі (қарашық жиегі, пигментті бахромка)
3- Қарашық сызығы (зона)
4- Дербес сақина
5- Целиарды белбеу
6- Қарашық тамыры
Сурет 1.3. Сыртқы мөлдір қабықтың құрылымдары және типтері
Пигменттік жиек қарашықты жиектейтін қою қоңыр түс барқыт сияқты шеңбер тәріздес болады. Жиектің түсі пигмент торларының құрамына байланысты. Пигменттік жиек ені өте құбылмалы, 0,04мм және 1,1 мм арасында. Шажырқай және пигментті жиек ортасында орналасқан қарашық сызығы терең мезодермальді жапырақ тәріздес жұқа радиальді талшықтар - трабекулалар деп аталады. Қарашық сызығының қалыңдығы 1-2 мм. Ашық сыртқы мөлдір қабық сызығын байқағанда қарашықтың қысқышы сарғыштау тығыз циркулярлы бұлшықетті сығынды тәріздес. Қысқыштың ішкі шеті пигментті жиекпен жалғасады, ал сыртқы бөлігі шамамен қарашықтың ортаңғы сызығында орналасқан. Дербес сақинадан (брыж) көздің сыртқы мөлдір қабығына дейін цилиарды белбеу жайылады. Оның қалындығы 3-4 мм. Целиарды белбеу алуан түрлі бедерге ие. Бұл жерде радиальды мезодермальды тяж - тарбекулдер орналасқан. Тарбекулдар көздің сыртқы мөлдір қабықта үлкен және кіші қантамырлы айналымда ағып жатқан қантамырлы ұштасымдар. көздің сыртқы мөлдір қабық бетінің неше түрлі деформацияланған, иіре немесе қырынан келе жатқан тарбекулды жиі кездестіруге болады. Целиарды белбеу перефериясында үңгіршіктер лимбада шоғырланған. Бұл қасқару тілкемдері (қысқару тілкемдері, бүрмелер) немесе бейімделген сақиналар (тағы) және доғалар (еместігі).
Иридогенетикалық үлгілер. Адамның көзі сыртқы мөлдір қабығы адамның түрі және саусақ іздері секілді қайталанбайды. Көздің сыртқы мөлдір қабық түрі мұрагерлік белгілері және пішіні, құрылымы, тығыздығы және түсіне қарай ерекшеленеді. Адам құрылымын зерттеп оқу барысында антропобиометрияға орын беріп, марфологияда нәсілдік антропология өзін-өзі ақтамады. Дәл солай көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің мінездемесіне негізінде иридогенетикалық типтерде нәсілдік үлгілерде әлсіз болып келеді. Одан да бөлек казіргі таңда көздің сыртқы мөлдір қабық түсі этникалық шағылысқан кеңінен таралған, ал оның түсінің алуандылығы топтастырылмайды. Жалпы түстердің реңінен бөлек көздің сыртқы мөлдір қабық бірқатар құрылымдық және спецификалық хроматикалық элементтерін ескеру керек. Көздің сыртқы мөлдір қабық тығыздығы - мұрагерлікті анықтайтын негізгі сапа болып есептеледі.
Адамның көздің сыртқы мөлдір қабық конституциялық өзгешеліктерінің құрылымды әрекетінің шексіз көпшілігіне қарамастан, оның бірнеше айырықша үлгілерін айырып тану мүмкіндігі бар. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың иридогенетиалық үлгілерінің үш түрі бар.
Бірінші үлгі - нақтылы, көздің сыртқы мөлдір қабығы жайылған желпуіш тәріздес, нақты келтірген бәріне бірдей тарбекулден құралған. Аталған көздің сыртқы мөлдір қабық үлгісі дені сау, конституциясы жақсы екендігін білдіреді. Бұл үлгіде кейде радиалды тарбекулдері ирең болып келетін көздің сыртқы мөлдір қабық радиалды-толқындығын ерекшелейді.
Екінші үлгі - екі нұсқаулы радиалды-біртұқымдас. Бірінші нұсқауға радиалды сызықты қарашық белбеуі мен қою пигментті барқытты цилиарлы белбеу үйлесімдеріне тән. Бұл көздің сыртқы мөлдір қабық радиалды-гамогенді үлгісінің нақ өзі. Екінші нұсқауға көздің сыртқы мөлдір қабық бүкіл бетінің қою пигментті және барқыт тәрізділігі тән. Радиалды тәріздес, көздің сыртқы мөлдір қабығының радиалды-гемогенді үлгісі адамның конституциясының жақсы екендігін және денсаулығының мықтылығын білдіреді.
Көздің сыртқы мөлдір қабығының үшінші үлгісі - радиалды-шұңқырлы, көздің сыртқы мөлдір қабық стромасы толық емес, жиі жұқартылған, жапырақ тәріздес шұңғылды-лакуналармен жайылған. Бұл үлгіде аз мөлшерде беткі лакуналар немесе шұңғылдау және көп өрескел лакуналар кездеседі. Кейде тармақталған-лакуналарды үлгіде көздің сыртқы мөлдір қабық бетіндегі лакуналардың бар болғанымен бұршақпен ұрылған сілесі қатқан тарбекулдың былыққан суретімен бейнеленген. Көздің сыртқы мөлдір қабығының тармақталған-лакуналарды үлгісі туылғаннан әлсіз адамдарға тән. [13, 14]
Сипатталған иридогенетикалық үлгіде екі әлсіз орынын атап айтуға болады.
Біріншіден, таза гомогенді үлгі кездеспейді, себебі егер көздің мөлдір қабығы қою пегменттелген болса да көздің қарашық белбеуінде радиалды деңгейі ирек болады.
Екіншіден, бұл жіктелу көздің сыртқы мөлдір қабығының әлсіз пегменттелген бөлігін бөлек үлгіге бөлмейді. Әдетте бұл ал қоңыр көздің сыртқы мөлдір қабыққа лайық. Көздің сыртқы мөлдір қабық құрылымының барлық нұсқауларын тығыздық деңгейінің көмегімен сипаттауға болады [14].
Бірінші деңгейлік тығыздық. Бұл көздің сыртқы мөлдір қабығының мінсіз деңгейі, стромасы өте тығыз және тығыз, біркелкі көгілдір түсті болып келеді. Оның беті тегіс, гомогенді, тарбекулдерінің тығыз орналасқанын соншама айыру қиын. Мұндай көздің сыртқы мөлдір қабығы сирек кездеседі.
Екінші деңгейлік тығыздық. Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі алуан түрлі. Стромасы қажетінше тығыз, бірақ алдыңғы деңгейдегідей емес. Радиалды тарбекулдерді айыру оңай, олар тығыз болады және бір-біріне де тығыз орналасады.
Үшінші деңгейлік тығыздық. Боялуы әр түрлі, стромасы тығыз емес. Тарбекулдері созылған, әлсізденген және бүрмелі болып келеді.
Төртінші деңгейлікті тығыздық. Бояуы алуан түрлі, тарбекулдері жұқартылған, олардың арасында созыңқыраған, сопақ, созылғын көптеген шелдер бар.
Бесінші және алтыншы деңгейлік тығыздық. Строма бояуымен формасын ауыстыра алатын көптеген үңгіршектер мен асқынуларға толы.
Солай келе, қарастырылған үш иридогенді үлгілермен көздің сыртқы мөлдір қабық тығыздығының алты деңгейіне сүйене отырып, іс жүзінде кездесетін кез келген үлгілермен көздің сыртқы мөлдір қабықты сипаттауға болады [14].
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Алдыңғы жағдайға қарағанда, жаңғақ түсті және сұр түсті көздің сыртқы мөлдір қабықтың мезодермальды қабатының құрамында пигменті азрақ, соның салдарынан жарықтың бір бөлігі меланоциттармен мезодермальды қабатта тойтарады, ал қалғаны атқы пигмент қабығында. Осылайша, тойтарылған, көзге көрінетін қысқатолқынды және ұзынтолқынды диапазонда әр түрлі үйлесімде, ашық түстің әртүрлі нұсқауларын негіздейді.
Көздің түсі мүрагерлік ретінде беріледі, қара түс ашық түске қарағанда доминантты болып келеді. Көздің сыртқы мөлдір қабық бояуы жасына сай өзгеруге шыдамды болып келеді. Жаңадан туылған жас нәрестелердің көзі көгілдір боласы, сосын, алғашқы айлардан бастап көздің сыртқы мөлдір қабық пегментінің жиналуына байланысты қарая бастайды. Есейе келе жыныстық жетілуіне дейін пигментелу толығымен жетіледі. Қырық пен елу жас шамасында ол тағы да азая бастайды. Бұл пигментті қабатта артрофизикалық процессте мезодермальды беттің мөлдірлігін жоғалтуына және тығыздығына байланысты. Осылайша, тойтарылған, көзге көрінетін қысқатолқынды және ұзынтолқынды диапазонда әр түрлі үйлесімде, ашық түстің әртүрлі нұсқауларын негіздейді.
Сурет 1.4. Көздің сыртқы мөлдір қабығының алуан түрі
1.4 Тұлғаның көзінің сыртқы мөлдір қабығымен сәйкестендіруінің биометриялық жүйесі
Сәйкестендірудің биометриялық жүйесі - пайдаланушыға тән ерекше биологиялық немесе мінез құлықтық мінездемелерін анықтайтын айырып тану жүйесі. Логикалық тұрғыда биометриялық жүйе екі қосалқы жүйеге бөлінуі мүмкін: тіркеу модулі және сәйкестендіру модулі.
Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда.
Сәйкестендіру молулі тұлғаның айырып тануына жауап береді. Сәйкестендіру барысында, биометриялық сенсор сәйкестендіруге жататын тұлғаның мінездемесін алады да үлгі форматына қайта құрады. Алынған үлгі сәйкес келуін анықтау үшін дерекқорда сақталған үлілермен салыстыру үшін салыстыру бөліміне жіберіледі.
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Сурет 1.5. Көздің мөлдір қабығы негізінде биометриялық жүйе
Көздің мөлдір қабығының бейнесі арқылы тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде көз бейнесін өңдеу алгоритмінің сызбасы 8-суретте көрсетілген.
Көздің сыртқы мөлдір қабық түсі. Көздің түсі стромада көздің сыртқы мөлдір қабық қабатының пигментті тор - құрамында меланины бар, хроматофор құрамына байланысты. Пигменттің көлемі аз болғанда көз көгілдір, орташа болғанда - ашық қоңыр, ал көп болғанда - қою қоңыр болады.
Физикалық тұрғыда көздің сыртқы мөлдір қабық түсінің түзілуі келесідей сипаттауға болады [9]. Көгілдір түсте мезодермальды қабықта пигмент саны аз, артқы пигментті қабығы ұзын толқынды жарықты (қызыл-жасыл шағылысуды) жұтады. Қысқаша ұзындықты толқын (көк, көгілдір) жалғыз шағылысатын түсте болады.
Қоңыр көзде көздің сыртқы мөлдір қабықтың алдыңғы мезодермальды қабатында меланоцит көп мөлшерде болғанда, қысқатолқынды жарық (көгілдір) және қалғандарын тойтарып (қызыл, жасыл) араласқанда қою қанық түсті береді.
Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда [11-14].
Cурет 1.6. Жүйе жұмысының алгоритм сызбасы: тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде адамды тіркеу, тұлғаны сәйкестендіру жүйесінде адамды сәйкестендіру
2 Көздің сыртқы мөлдір қабығы суретінің алғышқы өңдеу әдістерін талдау
2.1 Мөлдір қабықтың суретіне қойылатын талаптар
Көздің сыртқы мөлдір қабығын сәйкестендіру барысында тұрақтылығын және жылдам әсер етуін қамтамасыз ету үшін, қолданылатын бейненің белгілі бір талаптарға сай болуы тиіс.
1. Контрасты 60% кезінде бейнені алу кеңістікті жүйесі кемінде 3,2 сызықмм, ал сандық бейне кемінде 8 пикселмм болуы тиіс. сонымен қатар үзік-үзік жеткіліксіз жиілілік нәтижесінде пайда болған жасанды еместігіне кепіл. Фокус сапасы берілген кеңістікті жүйенің талаптарына сай болуы керек. 2.1-суретте сапалы фокусты және жеткілікті анықтықта көздің сыртқы мөлдір қабығы бейнеленген.
Сурет 2.1. Көздің сыртқы мөлдір қабығы бейнесінің мысалы.
2. Бейне кемінде 256 бит динамикалық диапазонға ие болуы тиіс, соның ішінде кемінде 7 бит шудың әсерінен бүлінбеген түрлі түстілік ақпаратты қамтылуы қажет. Егер қоңыр түске ақ дақтар түскен болса, онда оның жарықтығы 255 тен аспауы керек. Көздің басқа бөліктері (қарашық, мөлдір қабық, көздің ағы) 0-255 мөлшер аралығында болуы тиіс.
3. Көздің сыртқы мөлдір қабығы кемінде 90 деңгейде болу керек, оның ішінде кемінде 50 деңгейі көздің ағы мен көздің сыртқы мөлдір қабығы арасын бөлетін, ал қалған деңгейлер көздің түсіне сәйкес қарашықпен көздің сыртқы мөлдір қабығы арасын бөлетін болады (2,2-сурет).
4. Кемінде 70% көздің сыртқы мөлдір қабығы кірпікпен, көз қабағымен немесе тағы да сол сияқты кедергілері болмауы шарт.
5. Бейне масштабы көздің сыртқы мөлдір қабығының пішіні 10,7-13мм болған жағдайда 160-300 пиксель диаметрге ие болуы шарт. Бейне қажетінше көлемді болуы керек, көздің сыртқы мөлдір қабығының шеткі бұрышы мен оның шекара бейнесі кемінде 70 пиксель болуы тиіс (2,3-сурет).
6. бейнені сығу әдісін еңгізерде кез-келген шуды қосқанда, дыбысшу сәйкестігі 40 дБ - тан кем болмауы тиіс.
7. Бейне стандартқа бейімделуі шарт: жоғарғы қабақ бейненің үстіңгі жағында орналасу керек, оң көздің жасы жолы оң жақта, сол көздіңкі - сол жақта болуы тиіс.
Сурет 2.2. Бейненің масштабы.
Сәйкестендірудің жоғарғы нәтижеге қол жеткізу үшін келесі шарттар орындалуы тиіс:
1. Бас тігінен орналасуы тиіс, бастың иілгені 10°-тан аспау керек. Сәйкестендіру жүйесі бас иілуін қалпына келтіру және оны өлшеу мүмкін;
2. Бақылуға алынған көз мейілінше кең ашылуы тиіс;
3. Көзілдірік шешілу керек;
4. Қатты контактілі линзалар және боялған жұмсақ линзалар алынуы тиіс.
2.2 Көздің мөлдір қабығының суретінің алынуы
Көздің сыртқы мөдір қабығы бейнесін талдап тексеру сәйкестендіруің жеткілікті қамтамасыз ету үшін, бейнені енгізу жүйесі көздің сыртқы мөдір қабығы радиусы 50 пиксельден кем болмауы шарт. Казіргі таңда негізгі суреттің енгізуінің жүйелері 100-140 пикселдің рұқсатымен көздің сыртқы мөлдір қабық радиусына пайдаланылады. Суреттің енгізуі үшін ПЗС камералар 640x480 рұқсатпен, 700-900нм толқынының ұзындығымен адам көзіне түспейтін инфрақызыл сәулеленуге деген сезімтал пайдаланады. Кей бейнені еңгізу құралдары көз жайылтпаушылық нәтижесіне қарай икемделеді, жоғарғы көздің өрескел жайылпаушылығына арналған кең бұрышты камералар және кішкентай бұрышты көру камерасы, жоғарғы рұқсатпен көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесін еңгізуін қамтамасыз етеді. Көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесін алудың көптеген алуан түрлі әдістері бар. Көздің сыртқы мөлдір қабықты суретке түсіретін құралдардың көбінде бағыттайтын құрылғылар жоқ, бірақ оның орнына видеобейнемен айнаны қолдану негізінде визуальді кері байланыс қолданылады. Кері байланыс адамға көзі кішкентай бұрышты көру камерасына дұрыс орналастыруға көмектеседі. Фокустау нақты уақытта орындалады (кадрлар арасындағы интервалдарға қарағанда жылдамырақ) әр кадрға жинақты энергияны өлшеу жолымен екіөлшемді Фурье спектрінде жоғары жиілікті бөлікте, және объектив линзасының орын ауысу жолында бұл энергияны жоғарылату немесе сәйкестендіру субъектісімен кері дыбыстық байланыс арқылы орнайды.
2.3 Мөлдір қабық суретін өңдеу
Көздің сыртқы мөдір қабық бейнесін алу барысында назардағы облыстардағы өзге бөліктер пайдасыз бөліктер (көз қабағы, кірпік, қарашық тағы сол сияқты) болып табылады. Сол себептен бейнені пайдалану ауызекі емес. Камера мен көздің сыртқы мөлдір қабық арақашықтығының өзгеруі дәл сол көздің сыртқы мөлдір қабықтың пішінінің өзгеруіне алып келуі мүмкін. Сонымен қоса көздің сыртқы мөлдір қабығы бірегейлі жарықтандырылмаған. Айырып танудың нәтижелілігі үшін бастапқы суретте көздің сыртқы мөлдір қабығын оқшаулау, оның бейнесін нормалап, жоғарыда аталған факторлардың әсерін төмендету қажет. Суреттің алдын-ала өңделуі келесі бөлімдерде сипатталған.
2.3.1 Көздің мөлдір қабығының оқшаулауы
Көздің ішкі мөлдір қабығының сыртқы шекарасы секілді көздің сыртқы мөлдір қабықтың ішкі шекарасы шеңберге жуықталады. Алайда бұл шеңберлер шоғырлас болып келмейді. Оқшаулау әдісі [27] сипатталған Хох өзгеруін жарықтың түсуінің бөлінуін және жай сүзгішті қосады. Хох өзгеруі координатты радиалды түрінен координаттардың декарттық жүйесіне жуықталатындықтан көздің сыртқы мөлдір қабық бейнесіне негізделеді.
Көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасын анықтайтын келесі әдіс [27,28,29] шекараны анықтауда жарық градиентін көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасының перпендикуляр бағытында еселеу жолымен анықталады:
maxr,xo,y0Gδr*δδrxo,y0I(x,y)2PIr (2.1)
Мұнда 1(х,у)-көздің суреті, г - интегралдау орындалатын шеңбер радиусы, (x0, y0) -- ортаның координаттары, ds - қарапайым доға,- G0 (r) масштабталған параметрлі гаусс фильтрі, q , * - тұжыру операциясы. Оператор біріктіру бағытын анықтайтын шеңбер радиусына бағытталған үш параметрді (xоУоr) градиенттік контурдың интегралының максимумын біріктірілген іздеуді іске қосады. Көбіне көз қарашығының ортасы көздің сыртқы мөлдір қабық ортасы мұрынға қарай төменге ығыстырылған. Көздің қарашығының радиусы көздің сыртқы мөлдір қабық радиусының 0,1-0,8 тең келеді. Сол себептен шеңбердің барлық параметрлерін, көздің қарашығын сипаттайтын, бөлек бағалайды. Оператор (2,1) көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасын және көздің сыртқы мөлдір қабықтың сыртқы шекарасын анықтайды. Бірақ, бастапқы жақындауды анықтау үшін, сыртқы шекараны іздеу барысында көз қарашығының шекарасы жайлы мәліметті қолдану қажет, сондықтан сыртқы шекара жақын инфрақызыл жарықта түсірілу барысында азрақ контрастқа ие. Бір пиксельдік дәлдікпен көздің сыртқы мөлдір қабық шекарасы айқындалғаннан кейін, көздің сыртқы мөлдір қабық және көз қабақ арасында орналасқан қисықсызықты шекараны анықтау үшін ұқсас әдіс қолданылады. Суреттелген әдіс қажетінше тиімді, алайда ғаламдық максимумның іздену барысында техникалық шығындарды қажет етеді.
Сурет 2.3. Бастапқы сурет. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың нәтижесін оқшаулау
2.3.1.1 Көздің сыртқы мөлдір қабығының дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритмі
Зерттеу барысында жоғарыда аталған интегралды-дифференциалды оқшаулау алгоритмі құрылған. Жаңа алгоритмде бірқатар жетіспеушіліктер жойылған. Көз қарашығының дөрекі оқшау есебінен булап шектеу әдісімен автоматты түрде талдайтын табалдырықпен көздің мөлдір қабық облысын іздеу азаяды. мақсатты функционалды есейту бейненің алуан түрлі масштабында орындалады, сақталған жоғары дәлдік алгоритмі есептеуіш шығындарды біршама азайтады.
Ұсынылған алгоритм төмен есептеуіш шығындар, тіпті үлкен рұқсатты бейнемен орталық координаттарын және көздің мөлдір қабық радиусын және көздің қарашығын бір пиксельдік дәлдікпен анықтауға көмектеседі.
Алгоритмнің құрылымыдық схемасы 2.4 суретте бейнеленген. Тіркеу модулі ұсынылып отырған адамның сәйкестендіру жүйесінің оқылуына жауап береді. Цифрлік ұсынуларды алу үшін тіркеу барысында биометриялық сенсор пайдаланушының белгілерін сканерлейді. Үлгі деп аталатын шағын және хабарлы ұсынуды алу үшін орындайтын тәртіпті белгілер детекторы дейді. Әр пайдаланушының үлгілері биометриялық жүйенің деректер қорында сақталады. Деректер қоры орталықтандырылған немесе үлестірілген болуы мүмкін, мысалы, пайдаланушы үлгілері смарт - картада сақталынғанда.
Сурет 2.4. Көздің сыртқы мөлдір қабықтың дәлдік жүйесінің интегралды-дифференциалды алгоритм схемасы
2.3.2 Мөлдір қабық суретін тұрақты ету
Көздің сыртқы мөлдір қабығы пішіні әр адамда әр түрлі болып келеді. Тіпті бір адамның көздің сыртқы мөлдір қабығы түсірілу жағдайдың өзгеруіне байланысты көздің сыртқы мөлдір қабығы өзгеруі мүмкін. Көздің сыртқы мөлдір қабығы текстурасының деформациясы айырып тануға әсер етеді. Нәтижелі айырып тануды қамтамасыз ету үшін, бұл деформацияларды теңестіру керек. Бұл үшін Көздің сыртқы мөлдір қабық сақинасы (64х512) [31, 32] өлшемді тіктөртбұрышта кескінделеді.
Көздің сыртқы мөлдір қабығының ішкі және сыртқы шекараларының орталықтары әр түрлі болады және келесідей параметрлермен сипатталады: - R1 радиусты, I(IxJy) - көздің сыртқы мөлдір қабығының ішкі орталығы, R0 радиусты 0(0Х,0У)- көздің сыртқы мөлдір қабығының сыртқы орталығы. Бұл параметрлердің байланысы төменде тұжырымдалған:
1) Ix=Ox
2) Ix=Ox , Iy=Oy
3) IxOx,Iy=Oy (2.2)
4) IxOx, Iy=Oy
5) IxOx, Iy=Oy
Көздің сыртқы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz