تشخیص هویت مبتنی بر عنبیه
عنبيه به ناحيه رنگي قسمت خارجي چشم اطلاق مي شود، که در ناحيه مياني چشم و دورمردمک قرار گرفته است. عنبيه از يک ديافراگم نازک تشکيل شده است که در طول قسمت داخلي چشم کشيده شده و توسط عدسي چشم نگهداشته مي شود.
در جلوي عنبيه ناحيه قرنيه قرار دارد که يک پوشش شفاف در جلوي آن به وجود مي آورد. وظيفه عنبيه کنترل مقدار نور ورودي به مردمک مي باشد که به وسيله ماهيچه هاي منبسط و منقض شونده موجود درعنبيه که اندازه مردمک را تنظيم مي کند صورت مي پذيرد. قطر متوسط عنبيه 12 ميلي متر بوده و اندازه مردمک مي تواند از 10 % تا 80 % قطر عنبيه تغيير کند. عنبيه شامل لايه هاي مختلفي بوده که پايين ترين لايه آن لايه اپيتليوم نام دارد و شامل سلول هاي متراکم رنگدانه اي مي باشد. لايه استورمال که بالاي لايه اپيتليوم نام دارد و شامل رگ هاي خوني ، سلول هاي رنگدانه اي و دو عضله ذکر شده عنبيه مي باشد. غلظت رنگدانه هاي لايه استورمال مبين رنگ عنبيه است. لايه خارجي عنبيه که چند لايه بوده ،با چشم قابل ديدن است و شامل دو ناحيه مي باشد که غالباً در رنگ متفاوت است.
شکل 1-1 – تصویری از نمای جلوی عنبیه
ناحيه بيروني مژگاني و ناحيه دروني مرتبط با مردمک ، توسط ناحيه ديگري بنام کولاتره که بصورت الگوهاي زيگزاگ مانند است از هم جدا شده اند. تشکيل عنبيه از سومين ماه زندگي جنيني شروع مي شود. الگوهاي منحصر بفرد مرئي عنبيه در سال اول زندگي تشکيل شده و رنگدانه هاي لايه استورمال در چند سال اول زندگي تثبيت مي گردند. چگونگي تشکيل بافت عنبيه بصورت تصادفي بوده و ربطي به عامل هاي ژنتيکي ندارند. تنها عامل موجود در عنبيه که به عوامل ژنتيکي بستگي دارد سلول هاي رنگدانه اي مي باشند که مبين رنگ عنبيه خواهند بود. با توجه به اينکه بافت عنبيه به عوامل ژنتيکي بستگي ندارد، دو چشم يک نفر کاملاٌ داراي بافت هاي مستقل از هم در عنبيه بوده و همچنين بافت چشمهاي دوقلوها با هم متفاوتند.
تشخيص هويت مبتني بر تصاوير عنبيه شامل تجزيه و تحليل ويژگي هايي است که در بافت رنگي چشم محصور بين مردمک و عنبيه قرار دارند.بافت هاي پيچيده عنبيه مي توانند شامل ويژگي هاي مشخص و فراواني از قبيل: شيارها و برآمدگي ها، بافت هاي زيگزاگي، حلقه ها و لکه ها باشند. اسکن عنبيه از يک دوربين عکس برداري متوسط و معمولي استفاده مي کند که نيازي به تماس نزديک شخص و دوربين ندارد. اين مزيت سامانه بيومتريک در مقايسه با ديگر سامانه ها که نياز به تماس فيزيکي دوربين با شخص دارند، مثل اسکن شبکيه، کاربر احساس راحتي بيشتري مي کند. عنبيه از هر فرد به فرد ديگر منحصر است چراکه بافت هاي مختلف فراواني وجود دارند که پيرامون مردمک قرار گرفته اند، بدين جهت گفته مي شود عنبيه از اثر انگشت منحصر به فردتر است. در دستگاه هاي ساخته شده، تصوير برداري از فردي که عينک به چشم دارد و يا از لنز استفاده مي کند نيز به راحتي صورت گرفته و دستگاه به درستي قادر به تشخيص هويت مي باشد.
از روش هاي پردازش تصوير گوناگون براي استخراج ويژگي از خصوصيات منحصر به فرد تصاوير عنبيه استفاده مي شود و تصوير را به يک کد بيومتريک تبديل مي کنند. کد بيومتريک نتيجه اعمال عملگرهاي رياضي به تصوير است. کدهاي به دست آمده از تصاوير مختلف پس از استخراج در پايگاه داده سامانه ذخيره مي شوند و وقتي شخصي بخواهد وارد سامانه تشخيص هويت شود ابتدا کدي از تصوير عنبيه او استخراج مي شود و سپس اين کد با ساير کدهاي موجود در پايگاه داده مقايسه مي گردد.در اين مرحله سامانه به دنبال کدي مي گردد که کمترين تفاوت را با کد به دست آمده از شخص دارد، اگر فاصله کد يافته شده ازحد آستانه اي کمتر بود فرد تشخيص هئيت داده مي شود و در غير اين صورت تشخيص داده نمي شود.
سامانه تشخيص هويت توسط تصاوير عنبيه اخيرا مورد توجه قرار گرفته است و بحث اصلي در اين زمينه توسط پروفسور جان داگمن در دانشگاه کمبريج انگلستان انجام شده است. اين سامانه مطمئن ترين سامانه در بين سامانه هاي است و در شرايط گوناگون و براي تعداد زيادي از افراد مورد آزمايش قرار گرفته و هيچ گونه خطايي از خود نشان نداده است و موفقيت آن 100 % بوده است، به همين دليل در بيشتر محصولات تجاري از اين سامانه استفاده مي شود. سامانه ديگري که نرخ موفقيت بالايي را نشان داده است، سامانه وايلدز است. اين سامانه بر روي 520 تصوير هيچ گونه خطايي از خود نشان نداده است. سامانه ديگر سامانه ليم است که بر روي 6000 تصوير نرخ موفقيت %98/4 را نشان داده است. با توجه به نتايج گرفته شده در روش هاي مختلف، مي توان نتيجه گرفت که در مقايسه با ساير روش هاي بيومتريک مثل اثر انگشت و صورت يا صدا، سامانه هاي مبتني بر تصاوير عنبيه از قابليت اطمينان بالاتري برخوردار هستند. مشکل اصلي در آزمايشات مربوط به اين بيومتريک نبود تصاوير زياد از عنبيه است که باعث مي شود نتايج به دست آمده فقط روي پايگاه تصاوير کم به دست آيند. در ضمن در اکثر آزمايشات از تصاوير با کيفيت بالا استفاده مي شود.
بافت عنبيه براي دوباره سازي به صورت مجازي بسيار سخت و پيچيده است و شخصي که بخواهد از هويت عنبيه شخص ديگري به طورغير قانوني استفاده کند چاره اي جز اينکه بافت عنبيه آن شخص را به طور زنده در اختيار داشته باشد ندارد. سامانه اسکن عنبيه براي تشخيص زنده بودن بافت عنبيه که از آن تصوير برداري مي کند از تغييرات و نوسان اندازه مردمک در برابر نور استفاده مي کند. به منظور تصوير برداري خوب و با کيفيت مناسب از بافت عنبيه، سامانه تصوير برداري بايد در راستاي شعاع عنبيه حداقل 70 پيکسل نمونه برداري کند.امروزه در سامانه ها از 100 تا 140 پيکسل نمونه برداري مي شود. در حال حاضر براي به دست آوردن تصوير مناسب از عنبيه لازم است که شخص به مدت چند ثانيه به دوربين خيره بماند که اين امر باعث سخت شدن عمل تصوير برداري براي کاربر مي شود. البته تصوير برداري از عنبيه براي مدت طولاني ضرري براي چشم ندارد (بر خلاف شبکيه) و فقط بايد از نور مناسبي براي تصوير برداري استفاده کرد چون نور نامناسب ممکن اثت باعث ازبين رفتن اطلاعات وجزئيات موجود در تصوير شود و خطاي سامانه را افزايش دهد.
مراحل کلي انجام عمل تشخيص هويت با استفاده از تصاويرعنبيه به صورت زير مي باشد که جزئيات آن توسط دکترجان داگمن در شکل 1-2 آورده شده است:
- تصويربرداري
- پردازش تصوير ( پيدا کردن مرز عنبيه – صلبيه و مرز عنبيه -مردمک )
- نرماليزه کردن تصوير عنبيه
- استخراج ويژگي ازتصويرنرماليزه شده
- تطابق يا مقايسه کد ويژگي به دست آمده ازقسمت قبل با کدهاي ذخيره شده در پايگاه داده
تشخیص عنبیه