Відкрити головне меню

Автентифікація за райдужною оболонкою ока

Автентифікація за райдужною оболонкою ока — одна з біометричних технологій, яка використовується для автентифікації особи.

Детальне зображення райдужної оболонки

Тип біометричної технології, який розглядається в даній статті, використовує фізіологічний параметр —унікальність райдужної оболонки ока. На даний момент цей тип є одним з найбільш ефективних способів для ідентифікації та подальшої автентифікації особи [1].

ІсторіяРедагувати

Незважаючи на те, що біометричні технології (зокрема, використання райдужної оболонки ока для ідентифікації людини) тільки починають набирати популярність, перші відкриття в цій галузі були здійснені ще в кінці тридцятих років минулого століття.

Першим про те, що райдужну оболонку ока можна використовувати для розпізнавання особистості, замислився Франк Бурш, ще в 1936 році. Але його ідею і розробки вдалось запатентувати тільки в 1987 році. Зробив це вже не сам Бурш, а офтальмологи, які не мають власних розробок - Леонард Флом і Аран Сафір.

Райдужна оболонка як біометричний параметрРедагувати

В даному випадку в якості фізіологічного параметра розглядається райдужна оболонка — кругла пластинка з кришталиком в центрі, одна з трьох складових судинної (середньої) оболонки ока.

 
Будова людського ока

Райдужна оболонка знаходиться між рогівкою та кришталиком і виконує функцію своєрідної природної діафрагми, яка регулює надходження світла в око. Райдужна оболонка пігментована, і саме кількість пігменту визначає колір очей людини [2].

За своєю структурою райдужна оболонка складається з еластичної матерії — трабекулярної сітки. Трабекуляна сітка являє собою решітчасту структуру утворену з губчастої тканини, яка дозволяє рідині просочуватися в шлеммів канал, а звідти виводитися в кровоносну систему [3].

Незважаючи на те, що райдужна оболонка ока може змінювати свій колір аж до півтора років з моменту народження, візерунок трабекулярної сітки залишається незмінним протягом усього життя людини. Винятком вважається отримання серйозної травми і хірургічне втручання [4].

Завдяки своєму розташуванню райдужна оболонка є досить захищеною частиною органу зору, що робить її прекрасним біометричним параметром.

Принцип роботиРедагувати

Більшість працюючих в даний час систем і технологій ідентифікації по райдужній оболонці ока засновані на принципах, запропонованих Дж. Даугманом в статті «High confidence visual recognition of persons by a test of statistical independence» [5].

Процес розпізнавання особи за допомогою райдужної оболонки ока можна умовно розділити на три основних етапи: отримання цифрового зображення, сегментація і параметризація. Нижче буде розглянуто кожен з цих етапів більш детально.

Отримання цифрового зображенняРедагувати

Процес автентифікації починається з отримання детального зображення ока людини. Для подальшого аналізу намагаються зробити зображення в високій якості, хоча це не обов'язково. Райдужна оболонка настільки унікальний параметр, що навіть нечіткий знімок може дати достовірний результат. Для цієї мети використовують монохромну CCD камеру з неяскравим підсвічуванням, яка чутлива до інфрачервоного випромінювання. Зазвичай роблять серію з кількох фотографій через те, що зіниця чутлива до світла і постійно змінює свій розмір. Потім з отриманих фотографій вибирають одну або кілька і приступають до сегментації [6].

СегментаціяРедагувати

Сегментація займається поділом зображення зовнішньої частини ока на окремі ділянки (сегменти). У процесі сегментації на отриманій фотографії насамперед знаходять райдужну оболонку, визначають внутрішню та зовнішню границю.

ПараметризаціяРедагувати

В ході параметризації райдужної оболонки з нормалізованого зображення виділяють контрольну область. До кожної точки обраної області застосовують фільтр Ґабора для того, щоб витягти фазову інформацію. Безсумнівним плюсом фазової складової є те, що вона, на відміну від амплітудної інформації не залежить від контрасту зображення і освітлення. Отримана фаза зазвичай квантується 2 бітами, але можна використовувати і іншу кількість. Підсумкова довжина опису райдужної оболонки, таким чином, залежить від кількості точок, в яких знаходять фазову інформацію, і кількість бітів, необхідних для кодування. У підсумку ми отримуємо шаблон райдужної оболонки, який побітно буде звірятися з іншими шаблонами в процесі автентифікації. Мірою, за допомогою якої визначається ступінь відмінності двох райдужних оболонок, є відстань Геммінга [7].

ПриміткиРедагувати

  1. M., Bolle, Ruud; Sharath, Pankanti,; K., Ratha, Nalini; W., Senior, Andrew; E., Agapova, N. Rukovodstvo po biometrii. Moskva. ISBN 9785948361093. OCLC 1007802944. 
  2. Алексеев В.Н., Астахов Ю.С., Басинский С.Н. Глава 2. Анатомия органа зрения // Офтальмология: Учебник для студ. мед. вузов / Е.А.Егоров. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. — С. 12 - 29. — 240 с. 
  3. Трабекулярна сітка. Вікіпедія (uk). 2018-02-24. Процитовано 2019-01-15. 
  4. 1948-, Jain, Anil K.,; Ruud., Bolle,; Sharath., Pankanti, (2006, ©1996). Biometrics : personal identification in networked society. New York: Springer. ISBN 0387285393. OCLC 69125680. 
  5. Daugman, J.G. (1993). High confidence visual recognition of persons by a test of statistical independence. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 15 (11). с. 1148–1161. ISSN 0162-8828. doi:10.1109/34.244676. Процитовано 2019-01-15. 
  6. 1948-, Jain, Anil K.,; Karthik., Nandakumar, (2011). Introduction to biometrics. New York: Springer. ISBN 9780387773261. OCLC 763300314. 
  7. Daugman, J. How iris recognition works. Proceedings. International Conference on Image Processing (IEEE). ISBN 0780376226. doi:10.1109/icip.2002.1037952. Процитовано 2019-01-15. 

ЛітератураРедагувати

  • Алексеев В.Н., Астахов Ю.С., Басинский С.Н. Глава 2. Анатомия органа зрения // Офтальмология: Учебник для студ. мед. вузов / Е.А.Егоров. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. — P. 12 - 29.
  • Anil Jain, Ruud Bolle, Sharath Pankanti. Recognising Persons by Their Iris Patterns // Biometrics: Personal Identification in Networked Society. — Springer Science & Business Media, 2006. — P. 102 - 122.