Identyfikacja odcisków palców

Identyfikacja odcisków palców to metoda identyfikacji oparta na różnych wzorach ludzkich palców, która jest wyjątkowa dla każdej osoby. Jest to najpopularniejszy sposób pozyskiwania danych dowolnej osoby oraz najłatwiejszy i najwygodniejszy sposób identyfikacji osoby. Zaletą metody identyfikacji odcisków palców jest to, że wzór odcisków palców pozostaje taki sam przez całe życie danej osoby, co czyni ją niezawodną metodą identyfikacji człowieka. Badanie identyfikacji odcisków palców to daktyloskopia.

Definiowanie odcisków palców:

Powierzchnia skóry każdego ludzkiego palca składa się z wzoru ciemnych linii wypukłości wraz z białymi liniami lub dolinami między nimi. Struktury grzbietów zmieniają się w punktach zwanych minucjami i mogą być rozwidlone lub krótkie, lub też dwa grzbiety mogą kończyć się w jednym punkcie. Te szczegóły lub wzory są unikalne dla każdego człowieka. Przepływ tych grzbietów, ich cechy, zawiłe szczegóły grzbietów i ich kolejność definiują informacje potrzebne do identyfikacji odcisków palców.

Poniżej przedstawiono różne wzory grzbietów:

Wzór linii papilarnych

Wzory palców można podzielić na 3 grupy, jak pokazano poniżej

• Łuki : Grzbiety wchodzą i wychodzą po tej samej stronie

Plain Arch

• Pętle : Grzbiety wchodzą z jednej strony i wychodzą z drugiej

• Okręgi: Składa się z kół lub mieszanki typów wzorów.

Pobieranie odcisków palców:

Istnieją dwa sposoby uzyskania ukrytych odcisków palców lub odcisków palców

• Stosując metody chemiczne: Spryskanie powierzchni czarnym proszkiem może ujawnić odciski palców, które można następnie usunąć za pomocą przezroczystej taśmy. Można stosować różne substancje chemiczne, takie jak cyjanoakrylan (który może powodować odciski palców na różnych przedmiotach), ninhydrynę (która wiąże się z aminokwasami obecnymi w odciskach palców, tworząc niebieski lub fioletowy kolor). Proszek magnetyczny może być również używany do odkrywania odcisków palców i działa na błyszczących powierzchniach lub plastikowych torbach lub pojemnikach.

• Korzystanie z metody automatycznej identyfikacji: Obrazy odcisków palców można uzyskać za pomocą różnych czujników. Przykładami są czujniki pojemnościowe, które uzyskują wartość piksela na podstawie pojemności charakterystyk linii papilarnych, ponieważ każdy znak, taki jak grzbiet palca, ma inną pojemność, czujniki optyczne, które wykorzystują pryzmaty do wykrywania zmiany współczynnika odbicia światła przez każdą cechę i skanery termiczne, które mierzą różnicę w temperaturze w czasie, aby stworzyć cyfrowy obraz.

Proces identyfikacji odcisków palców:

Zasadniczo technologia obrazowania cyfrowego jest wykorzystywana do pozyskiwania, przechowywania i analizowania danych o odciskach palców.

• Pozyskiwanie obrazów: Jak wyjaśniono powyżej, do uzyskania cyfrowych obrazów odcisków palców można użyć różnych czujników. Skaner linii papilarnych składa się ze skanera optycznego lub skanera pojemnościowego. Skaner optyczny składa się z urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym, które składa się z światłoczułych diod, które po wyeliminowaniu dają sygnały elektryczne. Maleńkie kropki reprezentujące światło, które padło na to miejsce, są rejestrowane jako piksele i układ pikseli z obrazu. Kiedy kładziemy palec na szklanej płytce lub monitorujemy powierzchnię, aparat wykonuje zdjęcie oświetlając grzbiety palca.

Poniższy lewy obraz przedstawia całą strukturę pozyskiwania linii papilarnych za pomocą skanera optycznego, a prawy obraz jest przykładem systemu w czasie rzeczywistym.

Przechowywanie obrazów : Uzyskany obraz jest następnie przetwarzany przy użyciu technik cyfrowego przetwarzania obrazu, jak wyjaśniono poniżej:

• Segmentacja obrazu : Uzyskany obraz zawiera niepożądane cechy wraz z odpowiednimi funkcjami. Aby temu zaradzić, wykonywane jest progowanie oparte na wariancji każdego piksela w obrazie. Pod uwagę brane są piksele mające intensywność (wartość poziomu szarości) większą niż próg, podczas gdy piksele o intensywności mniejszej niż próg są eliminowane.
• Normalizacja obrazu: Każdy piksel obrazu ma inną średnią wariancję. Stąd, aby uzyskać jednolity wzór, przeprowadza się normalizację, tak aby piksele obrazu znajdowały się w pożądanym zakresie wartości szarości.
• Orientacja obrazu: Definiuje tworzenie obrazu na podstawie orientacji grzbietu w każdym punkcie. Odbywa się to poprzez obliczenie gradientu każdego piksela w kierunkach x i y, a następnie obliczenie orientacji poprzez wyznaczenie średniej wektora ortogonalnego do gradientu.
• Konstruowanie obrazu częstotliwości: Ma to na celu określenie lokalnej częstotliwości (częstości występowania) redlin. Odbywa się to poprzez rzutowanie wartości szarości każdego piksela wraz z kierunkiem prostopadłym do orientacji grzbietu, a następnie obliczenie liczby pikseli między kolejnymi minimami w przebiegu, które odpowiadają grzbietom. Innym sposobem jest użycie techniki transformacji Fouriera.
• Filtrowanie obrazu: Ma to na celu usunięcie niechcianego hałasu. Odbywa się to za pomocą filtra Gabora lub filtra Butterwortha. Podstawowym sposobem jest splot obrazu za pomocą filtra.
• Binaryzacja obrazu: Przefiltrowany obraz jest następnie konwertowany na obraz binarny przy użyciu techniki progowania, aby poprawić kontrast. Opiera się na globalnym progowaniu, tj. Wartość piksela większa niż próg jest ustawiana na 1, a wartość piksela mniejsza niż jest ustawiana na 0.
• Przerzedzenie obrazu: Ma to na celu wyeliminowanie pikseli pierwszego planu, dopóki nie osiągną szerokości jednego piksela. Zachowuje łączność grzbietów.

Analiza obrazów : Obejmuje wyodrębnienie szczegółów szczegółów z przetworzonego obrazu, a następnie porównanie ich z już zapisanymi wzorcami obrazów w bazie danych. Ekstrakcja minucji jest wykonywana poprzez obliczenie liczby przecinania lub połowy sumy różnic między parami pikseli w ośmiu połączonych sąsiedztwach (osiem połączonych oznacza piksel otoczony ośmioma pikselami). Numer krzyżowy daje niepowtarzalną identyfikację dla każdej cechy odcisku palca.

Uzyskany obraz wraz z wyodrębnionymi szczegółami jest następnie porównywany z istniejącymi szczegółami w bazach danych, które mogą być wydrukowane lub zapisane w dłoni, w celu dopasowania i jeśli obrazy lub szczegóły pasują, osoba jest identyfikowana. Plik system zapewnia wykaz najbardziej pasujących obrazów odcisków palców z bazy danych odcisków palców, a wyniki są weryfikowane w celu ustalenia, czy dokonano identyfikacji.

Zalety identyfikacji odcisków palców:

• Jest bardzo dokładny
• Jest wyjątkowy i nigdy nie może być taki sam dla dwóch osób.
• Jest to najbardziej ekonomiczna technika.
• Jest łatwy w użyciu
• Wykorzystanie małej przestrzeni do przechowywania

Zastosowania identyfikacji odcisków palców:

• Aby zidentyfikować przestępców na miejscu zbrodni. Był to jeden z głównych powodów rozwoju tej technologii przez FBI w USA.
• Aby zidentyfikować członków organizacji. To pomaga poprawia bezpieczeństwo tak, że tylko osoby uwierzytelnione mogą wejść do strefy chronionej, a nie inni członkowie.
• W sklepach spożywczych do automatycznego rozpoznawania i obciążania karty kredytowej lub debetowej zarejestrowanego użytkownika.

Źródło zdjęć:

• Wzór FingerPrint wg Emeraldandsight
• Plain Arch użytkownika Ridgeandfurrows
• Tented Arch wg ridgeandfurrows
• Ulnar and Radial Loop wg ridgeandfurrows
• Wiry obok ridgeandfurrows
• Optyczne wykrywanie linii papilarnych wg idteck
• Skaner linii papilarnych wg wikimedia

Oto krótki pomysł na temat identyfikacji odcisków palców. Wszelkie dalsze dane wejściowe, takie jak szczegóły dotyczące technik przetwarzania lub dotyczące parametrów elektrycznych i projekty elektroniczne zapraszamy do dyskusji…