7
ﻛﻤﻚ ﺑﻪ ﻋﻨﺒﻴﻪ رﻧﮕﻲ ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﺑﻨﺪي ﻃﺒﻘﻪ ﻫﻢ ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ- ﺗﺼﻮﻳﺮ اﺗﻔﺎﻗﻲHue : از ﻻﻳﻪ ﻳﻚ اﻓﺮاد ﻣﻘﺎوم ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﺮاي ﻣﺮاﺗﺒﻲ ﺳﻠﺴﻠﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﭼﻜ ﺪه: ﺷﻨﺎﺳﻲ ﺑﺎز ﺑﺮ اي ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ اﺧﻴﺮ دﻫﻪ در ﺑﻴﻮ روي از اﻓﺮاد اﺳﺖ ﺷﺪه ﻋﻨﺒﻴﻪ ﻣﺘﺮﻳﻚ. ﺷﺪه اراﺋﻪ ﻫﺎي روش ﻋﻤﺪه ﻋﻴﺐ وﻟﻲ ﻳﺎﺑﻨﺪ دﺳﺖ ﺑﺎﻻ دﻗﺖ ﺑﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﻪ اﻧﺪ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻪ اﺳﺖ ﻧﺒﻮدﻧﺸﺎن ﭘﺬﻳﺮ ﻣﻘﻴﺎس ﻫﺎ روش اﻳﻦ. ﻛﻪ ﭼﻨﺎن آن ﻋﻤﻮﻣﺎ دﻫﻨﺪ ﻣﻲ ﺧﻮﺑﻲ ﺟﻮاب ﻛﻮﭼﻚ داده ﺑﺎﻧﻚ روي ﺗﻨﻬﺎ. راه ﻳﻚ ﺳﻤﺖ ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ ﭘﺬﻳﺮي ﻣﻘﻴﺎس ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺑﺎ ﺑﺮﺧﻮرد ﺑﺮاي ﺣﻞ ﺑﻨ ﻃﺒﻘﻪ اﺳﺖ ﻣﺮاﺗﺒﻲ ﺳﻠﺴﻠﻪ ﺪي. ﺑﻨﺪي ﻃﺒﻘﻪ اول ﻻﻳﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮاي ﺟﺪﻳﺪ روﺷﻲ ﻣﻘﺎﻟﻪ اﻳﻦ در ﻛﻪ اﺳﺖ ﺷﺪه اراﺋﻪ ﻋﻨﺒﻴﻪ ﺗﺼﺎوﻳﺮ از وﻳﮋﮔﻲ اﺳﺘﺨﺮاج و ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻢ ﺗﻌﺪاد ﺑﺎ زﻳﺎد اﻓﺮاد ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ در را ﺧﻮد ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﻛﻨﺪ ﺣﻔﻆ ﻧﻔﺮ ﺑﺮ ﺗﺼﻮﻳﺮ. از ﻣﺴﺘﺨﺮج اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻮرد ﻫﺎي وﻳﮋﮔﻲ ﻫﻢ ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ- اﺗﻔﺎﻗﻲHue اﺳﺖ رﻧﮕﻲ ﺗﺼﺎوﻳﺮ. از ﺣﺎﺻﻞ ﻧﺘﺎﻳﺞ داده ﺑﺎﻧﻚ روي ﺑﺮ آزﻣﺎﻳﺶUBIRIS ﻣﻲ ﻛﻪ دﻫﺪ ﻣﻲ ﻧﺸﺎن ﻛﺮد اﺳﺘﻔﺎده ﺧﻮﺑﻲ ﺑﻪ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻓﺎز در ﻫﺎ وﻳﮋﮔﻲ اﻳﻦ از ﺗﻮان. واژه ﻫﺎي ﻛﻠ ي: ﻣﺮاﺗﺒﻲ ﺳﻠﺴﻠﻪ ﺑﻨﺪي ﻃﺒﻘﻪ1 ﻋﻨﺒﻴﻪ، 2 ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ، ﻫﻢ- اﺗﻔﺎﻗﻲ3 رﻧﮓ، 4 ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﻚ و5 1 Hierarchical Classification 2 Iris 1 - ﻣﻘﺪﻣﻪ اﻣﺮوزي ﻣﺪرن ﺟﺎﻣﻌﻪ در و اﻗﺘﺼﺎد ﺳﺮﻳﻊ رﺷﺪ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ، ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﻧﻴﺎز اﻓﺰاﻳﺶ ﮔﺬاري، ﺳﺮﻣﺎﻳﻪ6 ﺑﺎزﺷﻨﺎﺳﻲ ﻳﺎ7 اﻓﺮاد ﻣﻲ اﺣﺴﺎس ﺷﻮد. ﻛﺎري اﻧﺠﺎم ﺑﺮاي دﺳﺘﺮﺳﻲ اﻋﻄﺎي ﻛﻪ وﻗﺘﻲ و ﺣﻀﻮر ﻳﺎ ﻣﻤﻨﻮﻋﻪ ﻣﻜﺎﻧﻲ ﺑﻪ ورود ﻣﺜﺎل ﺑﻌﻨﻮان ﺑﺎﺷﺪ، ﻻزم ﺻﺪور ﺑﺼﻮرت ﻋﻤﻮﻣﺎ اﺟﺎزه اﻋﻄﺎي ﺷﺮﻛﺖ، ﻳﻚ اﻓﺮاد ﻏﻴﺎب ﻳﻚ ﺑﺮاي اﻣﺘﻴﺎز ﻣﻲ ﺧﺎﺻﻲ ﮔﺮوه ﻳﻚ ﻳﺎ ﻓﺮد ﺑﺎﺷﺪ. روش ﻫﺎي ﻳﺎ ﺟﺎﻣﻌﻪ آن ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ اﻓﺮاد ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﺮاي ﮔﻮﻧﺎﮔﻮﻧﻲ ﻣﻲ ﺗﻌﺒﻴﻪ ﻣﺤﻴﻂ ﺷﻮﻧﺪ] 1 [ . ﻣﺸﺨﺼﻪ ﺑﺮاﺳﺎس ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﻚ، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻳﻚ ﻣﻨﺤﺼﺮﺑﻔﺮد ﻫﺎي ﻣﻲ اﻓﺮاد ﺧﻮدﻛﺎر ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﻪ اﻗﺪام ﻓﺮد ﻫﺮ در ﻣﻮﺟﻮد ﻛﻨﺪ. ﻳﻚ ﺑﺎزﺷﻨﺎﺳﻲ ﻳﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻋﻠﻢ ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﻚ ﺑﺮاﺳﺎس ﺨﺺ ﻣﻲ وي ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژي ﻳﺎ رﻓﺘﺎري ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﺸﺨﺼﻪ ﻫﺎي اﺛﺮاﻧﮕﺸﺖ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﺜﺎل ﺑﻌﻨﻮان ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژي، ﺻﻮرت ﺗﺼﻮﻳﺮ، دﺳﺖ، ﺟﻤﻠﻪ از ﺑﺪن اﻋﻀﺎي ﺳﺎﺧﺘﺎري ﺣﺎﻟﺖ ﻳﺎ و ﻋﻨﺒﻴﻪ ﺗﺼﻮﻳﺮ3 Co-occurrence Matrix 4 Hue 5 Biometric 6 Identification 7 Recognition زاده ﺳﻠﻄﺎﻧﻴﺎن ﺣﻤﻴﺪir . ac . ut @ hszadeh اﻋﺮاﺑﻲ ﻧﺠﺎر ﺑﺎﺑﻚir . ac . ut @ araabi ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ، و ﺑﺮق ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ داﻧﺸﻜﺪه ﺗﻬﺮان، داﻧﺸﮕﺎه ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ ﭘﺮدازش و ﻛﻨﺘﺮل ﻋﻠﻤﻲ ﻗﻄﺐ ﺣﺴﻴﻨﻲ ﻣﻬﺪي ﺳﻴﺪ[email protected]

Case Study Hue

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Case Study of Hue

Citation preview

Page 1: Case Study Hue

يك اليه از : Hueاتفاقي تصوير -ماتريس همطبقه بندي تصاوير رنگي عنبيه به كمك ساختار سلسله مراتبي براي شناسايي مقاوم افراد

در دهه اخير توجه قابل مالحظه اي بر باز شناسي : دهيچك

روش هاي ارائه شده . متريك عنبيه شده استافراد از روي بيوتوانسته اند به شناسايي با دقت باال دست يابند ولي عيب عمده

عموما آن چنان كه . اين روش ها مقياس پذير نبودنشان استيك راه . تنها روي بانك داده كوچك جواب خوبي مي دهند

حل براي برخورد با مسئله مقياس پذيري حركت به سمت .دي سلسله مراتبي استطبقه بن

در اين مقاله روشي جديد براي طراحي اليه اول طبقه بندي كننده و استخراج ويژگي از تصاوير عنبيه ارائه شده است كه بتواند مقاومت خود را در شناسايي افراد زياد با تعداد كم

ويژگي هاي مورد استفاده مستخرج از . تصوير بر نفر حفظ كندنتايج حاصل از . تصاوير رنگي استHueاتفاقي - ماتريس هم

نشان مي دهد كه مي UBIRISآزمايش بر روي بانك داده .توان از اين ويژگي ها در فاز شناسايي به خوبي استفاده كرد

، ماتريس 2، عنبيه1طبقه بندي سلسله مراتبي: يديكل هاي واژه 5 و بيومتريك4، رنگ3اتفاقي- هم

1 Hierarchical Classification 2 Iris

مقدمه -1، با توجه به رشد سريع اقتصاد و در جامعه مدرن امروزي

افراد 7 يا بازشناسي6سرمايه گذاري، افزايش نياز به شناساييوقتي كه اعطاي دسترسي براي انجام كاري . شود احساس مي

الزم باشد، بعنوان مثال ورود به مكاني ممنوعه يا حضور و غياب افراد يك شركت، اعطاي اجازه عموما بصورت صدور

هاي روش. باشد فرد يا يك گروه خاصي ميامتياز براي يكگوناگوني براي شناسايي افراد با توجه به شرايط آن جامعه يا

.]1[ شوند محيط تعبيه ميهاي منحصربفرد يك سيستم بيومتريك، براساس مشخصه

.كند موجود در هر فرد اقدام به شناسايي خودكار افراد ميخص براساس بيومتريك علم شناسايي يا بازشناسي يك ش

هاي مشخصه .باشد خصوصيات رفتاري يا فيزيولوژي وي مي، تصوير صورت، فيزيولوژي بعنوان مثال شامل اثرانگشت

تصوير عنبيه و يا حالت ساختاري اعضاي بدن از جمله دست،

3 Co-occurrence Matrix 4 Hue 5 Biometric 6 Identification 7 Recognition

حميد سلطانيان زادهir.ac.ut@hszadeh

بابك نجار اعرابيir.ac.ut@araabi

دانشگاه تهران، دانشكده مهندسي برق و كامپيوتر،

قطب علمي كنترل و پردازش هوشمند

سيد مهدي حسيني[email protected]

Page 2: Case Study Hue

در .باشند ميپا، گوش، حالت تركيبي دندانها، سياه رگ و غيرهرد كه هر عنبيه داراي مورد بيومتريك عنبيه بايد خاطر نشان ك

خصوصيت منحصر بفرد و الگوي پيچيده اي بوده و در تمامي انسانها متفاوت مي باشد و حتي عنبيه چشم راست با چپ فرق

.]2[دارد عمل شناسايي در سيستم هاي بيومتريك بر اساس استخراج ويژگي ها مختلف از داده بانكي بيومتريك و نگاشت اين

ه قابل مقايسه براي تمامي داده ها باشد، ويژگي ها به فضايي ك بيومتريك، هاييكي از قويترين تكنيك. انجام مي گيرد

اين تكنيك براي اولين بار توسط . شناسايي عنبيه ميباشد ارائه داده 1993پروفسور داگمن استاد دانشگاه كمبريج در سال

بعد از آن روشهاي متفاوتي ارايه داده شدند كه تمامي. ]3[شد ولي بايد دقت كرد كه اكثر . آنها درصد درستي بااليي دارند عكس 1000 حدود بانك دادهروشهاي ارائه شده محدود به

به عنوان مثال داده بانك . نفر ميباشند140گرفته شده از حدود عكس گرفته 1000داراي حدود ) CASIA Databank (كاسيا وجود ندارد در حال حاضر روشي. نفر مي باشد142شده از

. كه بتواند از ميان داده بانك باال تشخيص هويت انجام دهدسيستم هاي موجود در سازمانهاي پيشرفته دنيا از محدوديت

مراكز بين المللي از . داده بانك ذكر شده در باال تبعيت ميكنندجمله فرودگاهها، كه اخيرا بعضي كشورها سيستم شناسايي

اندازي كرده اند نيز محدوديت بااليي بيومتريك عنبيه در آن راه شناسائي كاري كه انجام ميشود در واقع. را دارا ميباشند

كه در نوع خود محدود (مد نظر استمجرمان تحت پيگرد و از سوي ديگر جمع آوري داده بانك با تعداد باال مد ) ميباشد

. نظر سيستم هاي فرودگاهي ميباشدمتريك عنبيه، بعد از استخراج در اكثر سيستم هاي شناسايي بيو

معموال يك ويژگي از عنبيه، مستقيما وارد بحث مقايسه و شناسايي ميشود كه اين عمل منجر به شناسايي محدود خواهد

دو عمل مي تواند باعث بهبود شده و درصد درستي . شد :تشخيص را باالببرد

هر ويژگي مستخرج :استخراج ويژگي هاي متعدد )1ك پذيري محدودي در فضاي شناسايي مي شده، داراي تفكي

استخراج ويژگي با تفكيك پذيري باال، مستلزم . باشد

كه بتواند نسبت به عوامل است ويژگي هايي جستجويمثال در تصوير . ناخواسته محيطي و فيزيكي مقاوم باشد

برداري از عنبيه بحث نويز، رزولوشن پايين و يا نامناسب بودن مي تواند به نوبه خود تاثير مستقيمي نور محيط عكس برداري

با اين حساب، . داشته باشددر استخراج ويژگي از تصوير د نويژگي هاي خوب كه بتوانند نسبت به اين عوامل مقاوم باش

.دند قدرت تفكيك پذيري زيادي داشته باشنميتوان

مي توان :استفاده از طبقه كننده هاي سلسله مراتبي )2هاي متعدد از داده بانك بيومتريك، به بعد از استخراج ويژگي

بود كه بتواند در چندين ي اتوماتيككنندهدنبال سيستم طبقه به عنوان مثال در داده . مرحله عمل شناسايي را انجام دهد

بانك بيومتريك عنبيه ابتدا مي توان داده ها را در سبدهاي با اين عمل مي توان داده . طيف رنگي مشخص توزيع نمود

با حجم زياد را به چندين داده بانك با حجم كمتر تقسيم بانك عمل تفكيك فقط در يك سطح انجام نمي گيرد، بلكه . نمود

مي توان هر سبد را باز به چندين زير سبد با ويژگي هاي در كهاين عمل تا جايي ادامه مي يابد . مختلف تقسيم نمود

. دسبدهاي زيرين تعداد داده بانك محدودتري موجود باشتصميم گيري در . نشان دهنده ماهيت مساله مي باشد1.شكل

اين الگو به صورت درختي بوده به طوري كه با شكستن داده .به چندين زير داده، مي توان شناسايي موفق تري انجام داد

Hueاتفاقي روي تصوير -تشكيل ماتريس هم -2

عنبيه رنگي ميتواند ويژگي هاي مقاوم تر و غني تري فراهم آورد به تصاوير خاكسترينسبت

ميتواند ويژگي هاي HSIدر تصاوير رنگي استفاده از تبديل ، چرا كه تصوير فراهم آورد سادهRGBمقاومتري نسبت به

Hue كه نشان دهنده رنگ خالص ميباشد، پايداري مقاومتري ، خواهد Grayنسبت به انعكاس روشنايي در تصاوير

اراي خصوصيت منحصر بفرد و ساختار عنبيه د. ]4[داشت الگوي

Page 3: Case Study Hue

تشكيل رنگ و الگوي عنبيه بر اساس . پيچيده اي مي باشد) ميزان فرو رفتگي ها(تعداد رنگدانه هاي مالنين و كريپت ها

:]5[ رنگدانه هاي مالنين داراي دو نوع ميباشند .ميباشد

ندسلولهايي كه مالنين توليد ميكن: مالنوسيت- 1سلولهايي كه مالنين را : سلولهاي مالنو فرم- 2

جذب ميكنند

بر اساس توازن و تعادل دو اليه، ميزان رنگ و الگوي عنبيه رنگ عنبيه آنها % 99در نوزادها قريب به . مشخص خواهد شد

آبي بوده چرا كه سلولهاي مالنو فرم وجود نداشته و رنگدانه سالگي انسان تشكيل 6ز حالت ثابت عنبيه ا. ها جذب نميشوند

ميشود و تا آن زمان بتدريج سلولهاي مالنو فرم بوجود آمده و .تعادل برقرار ميشود

طيف تغييرات رنگي در عنبيه انسان خيلي گسترده مي باشد به طوري كه مي توان از اين طيف هاي مختلف رنگي براي

يره اين طيف رنگي از قهوه اي ت. ]6[ سازي استفاده كرد مستنددر تقسيم بندي رنگهاي . ]7[تا آبي روشن متغير مي باشد

قهوه اي، : عنبيه افراد مختلف مي توان از اصطالحات رنگيفندقي، كهربايي، سبز، خاكستري، آبي و حتي مخلوط اين رنگ

.]8[ها نام برد

تقسيم بندي رنگ عنبيه افراد مختلف .1.جدول رنگنام نمونه عكس ويژگي

تعداد مالنين بسيار زياد ميباشند و نور - راجذب ميكنند

طول موج كوتاه را جذب مي كنند - قهوه اي

تعداد مالنين عادي است و رنگ آن بين - .آبي و قهوه اي است

در اكثر ملت هاي مختلف ديده مي شود - فندقي

اين نوع رنگ در اكثر مواقع با رنگ فندقي -مي شود و بيشتر در حيوانات اشتباه گرفته

معروف "چشم گربه اي"يافت مي شود و به هستند

رنگ زرد قويتر مي باشد -

كهربايي

اين نوع رنگ بيشتر در كساني يافت ميشود - كه رنگ مويشان قهوه اي است

بيشتر در نژاد هاي سلت، آلماني و اسالوي - يافت مي شود

سبز

خاكستري آبي استاين رنگ نوع ديگري از رنگ -

تعداد مالنين كم است -

طول موج بزرگ را جذب ميكنند - آبي

آبي تيره و لكه هاي سبز رنگ تشكيلاز - مي شود

سبز-آبي

تصميم گيري درختي براي تفكيك داده بانك عنبيه :1.شكل

Page 4: Case Study Hue

با توجه به اينكه توزيع رنگدانه ها در عنبيه منحصر بفرد است و اينكه نوع رنگدانه ها در افراد مختلف متفاوت بروز مي كند،

و Hueاستفاده از تصوير . ان از اين ويژگي استفاده كردمي تواتفاقي ميتواند بيانگر نحوه توزيع اين -تشكيل ماتريس هم

در عنبيه Hueعالوه بر اين استفاده از تصوير . رنگدانه ها باشدچنانچه ذكر شد، پايداري مقاومتري نسبت به انعكاس نور

رداري عنبيه خواهد داشت، چرا كه مساله انعكاس در عكس ب .خود مشكل بزرگي است

اتفاقي و استخراج - انتخاب اندازه ماتريس هم-3

ويژگي از عنبيهاتفاقي در واقع همان توصيف فركانس هاي - ماتريس هم

مي باشد كه دو پيكسل همسايه جدا از هم با ijPمربوط به و ديگري با i شدت خاكستري كه يكي باdفاصله ثابت

بنابراين . روي تصوير اتفاق مي افتدjشدت خاكسترياتفاقي از يك ماتريس مربعي كه اندازه آن منوط -ماتريس هم

موجود در تصوير مي هايبه بيشينه شدت خاكستري پيكسل بيانگر تعداد اتفاقات ijPهر المان .باشد تشكيل خواهد شد در فاصله iپيكسلي با اندازه: ساختار فوق مي باشد

باشد d=1اگر فاصله. j از پيكسل با اندازهdمشخصي ممكن بين جهت ممكن مقدور مي باشد كه زاويه هاچهار

درجه بيان شوند 0، 45، 90و 135: دو پيكسل مي توانند با]9[.

براي استخراج ]10[اتفاقي؛ اولين با هارليك - از ماتريس همويژگي بافتي از تصوير به منظور عيب يابي ميوه گريپ فرت

هرچقدر مقادير پيكسل هاي تصوير به همديگر . استفاده كردان تجمع زيادتري روي قطر اصلي نزديكتر باشند، به همان ميز بر استفاده از اين ماتريسمزيت . ماتريس بوجود خواهد آمد

هيستوگرام ساده تصوير اين است كه در مقايسه با هيستوگرام اطالعات مكاني پيكسل ها از بين رفته و فقط در آنساده كه

فراواني مقادير خاكستري پيكسل ها حساب مي شوند، در اين . عيت مكاني پيكسل ها نيز در نظر گرفته ميشودماتريس موق

بطوري كه هر چه توزيع مقادير خاكستري گسترده تر باشد، .واريانس زيادتري در ماتريس ديده خواهد شد

ابعاد با توجه به طيف گسترده رنگي در عنبيه، انتظار ميرود كه باشد ولي بايد خاطر نشان كرد كه بزرگاتفاقي - ماتريس هم

تمامي اين طيف رنگي در يك چشم بروز نميكند، بلكه هر بعدمي توانلذا . استعنبيه داراي طيف رنگي محدودتري

به . در نظر گرفت) 256*256 (ماتريس را كمتر از معمول مي تواند به خوبي 32*32 يا 16*16 ابعادعنوان مثال انتخاب .باشدپاسخ گوي نياز ما

اتفاقي بايستي بدنبال استخراج - بعد از تشكيل ماتريس همويژگي هاي مناسبي بود كه متمايز كننده يك كالس از ديگري

نحوه چنانچه ديده مي شود بنا به رنگ هاي مختلف. دنباشويژگي هايي كه . ماتريس فرق ميكندقرار گيري درايه هاي

. قرار گيرند مد نظر د بايبتواند چينشهاي گوناگون را متمايز كندهارليك فرض كرده بود كه اطالعات بافتي در اين ماتريس قرار

البته معموال كهدر نظر گرفت نوع ويژگي 14 وي. اندگرفته چرا كه اينمورد استفاده قرار مي گيرند، تاي آن هاتنها پنج

ويژگي رايج چهار. ]11[ هستند ويژگي خيلي به هم وابسته 14. ]13[، انرژي، كنتراست و هم جنسي ]12[ آنتروپي:عبارتند از

3 براي 32*32اتفاقي به اندازه - تشكيل ماتريس هم1.جدول .خاكستري را نشان ميدهد-رنگ انتخابي فندقي، آبي و آبي Hueاتفاقي استفاده از تصاوير -در فرايند تشكيل ماتريس هم

برابر چرا كه اين تصاوير مقاومت بااليي در ه استودبمد نظر اندازه ماتريس. انعكاس نور تصوير از خود نشان مي دهند

به كار گيري ازنتايج حاصل. ر نظر گرفته شده استد 32*32 ويژگي ياد شده نشان مي دهد كه به خوبي مي توان چهار

تفكيك مناسبي بين تصاوير عنبيه با رنگ هاي مختلف ايجاد ويژگي چهار از خروجي بدست آمدهنشان دهنده 2.شكل. كرد

ترتيب چينش خروجي ها براي هر ويژگي . ياد شده مي باشد متعلق به يك فرد، از پنج تا يك كه ازبه اين صورت است

و اين ترتيب براي است متعلق به فرد ديگري10 تا شش .وير رعايت شده استاتمامي تص

مي 2.با توجه به خروجي ويژگي هاي بدست آمده در شكل قابليت بدليل واريانس باالين ويژگي هاتوان دريافت كه ا

به عنوان مثال آنتروپي بدست . برخوردار هستندتفكيك پذيريآمده نشان مي دهد كه واريانس خروجي ها باال بوده و در كنار

Page 5: Case Study Hue

از اين ويژگي مي . آن مقادير هم كالسي ها تقريبا يكي استله توان براي خوشه بندي تصاوير در اليه اول طبقه كننده سلس

مراتبي استفاده نمود تا داده ها را به زير سبد هاي مختلف با .رنگهاي مشابه تقسيم كرد

اتفاقي براي رنگهاي مختلف عنبيه براي داده -تشكيل ماتريس هم: 2-جدول UBIRISبانك

3اتفاقي در نمايش -ماتريس هم بعدي

تصوير عنبيه نمايش داده شده در مختصات

از سري عكس (كارتزين )UBIRIS هاي

نام رنگ

قهوه اي

فندقي

كهربايي

آبي

-خاكستري قهوه اي

-آبي خاكستري

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

5

10energy

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

0.2

0.4inertia

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

200

400entropy

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

0.5

1homogen

) خروجي انرژي براي تمامي تصاوير ب) الف :2.شكل

خروجي آنتروپي ) خروجي كنتراست براي تمامي تصاوير جمامي خروجي هم جنسي براي ت) براي تمامي تصاوير د

تصاوير

تصاوير عنبيه بر اساس ويژگي هاي خوشه بندي -4 بدست آمده

در اين بخش به بررسي قابليت تفكيك پذيري ويژگي هاي براي خوشه بندي يك . مي پردازيم3بخش بدست آمده در

داده بانك بر اساس ويژگي هاي موجود براي آن داده ها، ابتدا . ين ويژگي ها نمود وابستگي روي اتحليلبهتر است كه يك PCA (Principle Component Analysis)روش استاندارد

نگاشتي اين روش . ابزار مناسبي براي اين تحليل است ،]14[. بين فضاي ويژگي ها به يك فضاي با ابعاد كوچكتر پيدا ميكند

ولي در بعضي مجموعه ها استفاده از ويژگي هاي اصلي بهتر از

الف ب ج د

Page 6: Case Study Hue

مزيت پيدا كردن اين زير . باشدپيدا كردن اين نگاشت مي . است ويژگي هاي غير الزم ي محاسبات هزينهمجموعه حذف

از اهميت بااليي برخوردار استالب غمطالعه ويژگي هاي بردار ويژه بدست مي آيد 4با استفاده از آناليز ياد شده، . است

اين 3جدول . كه بزرگي آنها نشان دهنده قالب بودن آنها است .يژه را نشان مي دهدمقادير و

PCAمقادير ويژه بدست آمده از آناليز : 3-جدول ويژگي مقدار بردار ويژه

انرژي 187,8212 كنتراست 18,33 آنتروپي 43,35 هم جنسي 3,83

و آنتروپي در % 74,14 در حدود انرژي هايا ويژگيدر اينجا انرژي و ويژگي2 از مي توان. هستندالب غ %17,11حدود

كرد به طوري كه اعم تروپي براي خوشه بندي استفاده آن .اطالعات را در بر داشته باشيم

براي خوشه بندي داده FCMC1 از روش معروف،براي بررسيالب آنتروپي و كنتراست استفاده مي غ ويژگي دوها بر اساس

1208 داراي كه ويژگي اين دو داده بانك بدست آمده از .كنيم .داده شده استنشان 3كل شتصوير است را در

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

10

20

30

40

50

60

70

80

90Scatter Plot of Energy versus Antropy

Antropy

Ene

rgy

) انرژي-آنتروپي(داد هاي آموزش دوبعدي : 3-شكل

1 Fuzzy C-Mean Clustering

درصد درستي خوشه بندي براي تعداد خوشه هاي مختلف: 4-جدول

تعداد خوشه ها درصد درستي خوشه بندي96,69% 2 93,29% 3 92,05% 4 86,92% 5 86,84% 6 86,84% 7 86,84% 8 86,92% 9 86,84% 10

را FCMC خوشه را به روش 7 تفكيك بندي براي 4شكل

:نشان مي دهد

خوشه7 به UBIRIS ويژگي ياد شده از 2تفكيك بندي داده بانك : 4-شكل

C-Meanبا توجه به نتايج بدست آمده از خوشه بندي فازي

سبد مي 2براي خوشه بندي به % 96,69بهترين نتيجه معادل چرا كه قه اول چندان جالب نيست اين نتيجه براي طب. باشد. است درصد تشخيص باال دارا بودن در انتخاب اليه اولمعيار

يكي از عوامل ايده آل نبودن تشخيص، باال بودن مقدار نويز در UBIRISگرداورندگان داده بانك . تصاوير مي باشد

توضيح داده اند كه مقدار نويز اين داده بانك زياد ]15[مقاله نشان دهنده كيفيت تصاوير گرفته شده براي 5 جدول. است

اين تصاوير كه متشكل از دو مجموعه .اين داده بانك است

Page 7: Case Study Hue

، 1 تايي هستند، با توجه به سه پارامتر تمركز662 تايي و 1215هر يك از اين . طبقه بندي مي شوند3 و وضوح عنبيه2بازتاب

ي طبقات خود به سه دسته خوب، معمولي و بد تقسيم بندي م .شوند UBIRIS جزئيات طبقه بندي داده بانك: 5-جدول

پارامتر خوب معمولي بد

تمركز 73,83% 17,53% 8,63% بازتاب 58,87% 36,78% 4,34% وضوح عنبيه 36,73% 47,83% 15,44%

ه بندي عاري از در مي يابيم كه خطاي خوش5.با توجه به جدل

حتي مي توان با اين توصيف . مي باشدعيب هاي ذكر شده نگفت كه سيستم خوشه بندي در مقابل اين نويز ها نه تنها بد

.عمل نمي كند بلكه مقاومت بااليي نيز دارد

نتايجدر اين تحقيق روشي نوين بر اساس طبقه كننده سلسله مراتبي

كه تنوع ه شدنشان داد. شدبراي طبقه بندي تصاوير عنبيه ارائه و مي توان از اين زياد بودهف مختلافرادرنگ هاي عنبيه در

- ماتريس هم. براي استخراج ويژگي استفاده نمودخصوصيتمعرفي ابزار مناسبي براي بيان اين اختالف ها به عنواناتفاقيسپس به بررسي استخراج ويژگي هاي مناسب از ماتريس . شدويژگي هاي . پرداخته شد PCAبا استفاده از آناليزاتفاقي - هم

و شد خوشه بندي C-Meanفازي ا روش بدست آمده ب باال بودن مقدار نويز در داده بانك مشاهده شد كه علي رغم

به درستي از تصاويريي، در صد باال)UBIRIS( استفادهمورد .خوشه بندي شدند

مراجع

[1]" طراحي سيستم تشخيص هويت براساس تحليل تصاوير عنبيه چشم،"-شناسي ارشد در گرايش مهندسي برقاحمد پورصابري، پايان نامه كار

.1384كنترل و پردازش هوشمند، دانشگاه تهران، شهريور [2] “Summary of a Workshop on the Technology, Policy,

and Cultural Dimensions of Biometric Systems,”

1 Focus 2 Reflection 3 Iris Visible

Kristen Batch, Lynette I. Millett, Joseph N. Pato, Editors, Whither Biometrics Committee, National Research Council, ISBN: 0-309-65787-3, 62 pages, (2006).

[3] John G. Daugman, “High Confidence Visual Recognition of Persons by a Test of Statistical Independence,” IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 15, No. 11, November 1993.

[4] R.C. Gonzales and R.E. Woods, Digital Image Processing. Published by Prentice Hall, 2002

[5] Sturm RA, Frudakis TN. "Eye colour: portals into pigmentation genes and ancestry." Trends Genet. Aug 2004.

[6] German EJ, Hurst MA, Wood D, Gilchrist J. "A novel system for the objective classification of iris colour and its correlation with response to 1% tropicamide." Ophthalmic Physiol Opt. 1998.

[7] Huiqiong Wang, Stephen Lin, Xiaopei Liu, Sing Bing Kang. "Separating Reflections in Human Iris Images for Illumination Estimation." Proc. IEEE International Conference on Computer Vision, 2005.

[8] Eiberg H, Mohr J, "Major genes of eye color and hair color linked to LU and SE," Clin Genet, March 1987.

[9] Nissim K. Harel and Timothy E. Smith, “A Texture Based Approach to Defect Analysis of Grapefruits,” Georgia Institute of Technology, CS7321 Winter 1997.

[10] R. M. Haralick, K. Shanmugam and I. Dinstein, “Textural features for image classification,” Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 3(6):610-621, 1973.

[11] Vincent Arvis, Christophe Debain, Michel Berducat and Albert Benassi, “Generalization of The Co-occurrence Matrix For Colour Images: Application to Colour Texture Classification,” Image Anal Stereol, 23:63-72, 2004.

[12] C. E. Shannon, “A Mathematical Theory of Communication,” Reprinted with corrections from The Bell System Technical Journal, Vol. 27, pp. 379–423, 623–656, July, October, 1948.

[13] Mari Partio, Bogdan Cramariuc, Moncef Gabbouj, and Ari Visa, “Rock Texture Retrieval Using Gray Level Co-occurrence Matrix,” Tampere University of Technology

[14] Ira Cohen, Qi Tian, Xiang Sean Zhou, Thomas S. Huang. Feature Selection Using Principal Feature Analysis, IEEE ICIP 2002.

[15] Hugo Proenc¸a and Lu´ıs A. Alexandre, “UBIRIS: A noisy iris image database,” in Proc. Of Intern. Confer. On Image Analysis and Processing (ICIAP 2005), ISBN: 3-540-28869-4, 2005.