41 - Rozpoznávání otisků prstů (předzpracování, metody, markanty, třídy apod.)
pátek 19. května 2017
17:23
Grafická reprezentace papilárních linií na lidském prstu.
Formování během embryonálního vývoje
Markanty jsou s časem neměnné
Každý prst je unikátním vzorkem, tj. neexistují na světě dva stejné prsty
Vzor tvořený papilárními liniemi zůstává po celý život jedince relativně neměnný.
Papilární linie jsou obnovovány dorustáním kůže. Pokud je porušena epidermální vrstva, už nedorostou.
Řezné rány či škrábance na prstech
Suché či mastné prsty
Vliv okolního prostředí
Latentní otisky zanechané na senzoru
Neuniverzálnost otisku prstu
Změny ve vývoji senzorů - změnšování velikosti plochy, což snižuje počet nalezených markant
Nemoci:
Nemoci způsobující histopatologické změny kůže a pokožky
Nemoci způsobující změnu barvy kůže
Nemoci způsobující histopatologické změny v místě spojení pokožky a kůže
Druhy otisků
Existují otisky prstů, které jsou naprosto nevhodné pro automatické rozpoznání či pro porovnání založeném na markantech
Senzory
Zdroj světla
CCD kamera
Prst se přikládá na desku z oxidu křemičitého
Po touto deskou jsou kovové destičky, na kterých se měří kapacita
Ultrazvukové
Měří se ultrazvukové vlny odražené od prstu
E-Field
Elektrooptické
Dvě elektrovodivé vrstvy, mezi kterými je nevodivý gel
Papilání linie protlačí vodivou vrstvu skrz nevodivý gel
Pyroelektrická buňka
Klasifikace
Delta
Třídy otisků
Arch
Tended Arch
Whorl
LeftLoop
RightLoop
TwinLoop
RIP count (ridge count)
Počet papiláních linií mezi dvěma definovanými body v otisku prstu
Nejčastěji mezi jádrem a deltou
Markanty
Markantů je celá řada
dvojitá vidlička (double bifurcation), trojitá vidlička (triple bifurcation), hák (spur), křížení (ridge crossing), boční kontakt (opposed bifurcation), Bod (dot), Interval (island), jednoduchá smyčka (enclosure), dvojitá smyčka (double whorl), jednoduchý most (bridge), dvojitý most (twin bridge), průsečná linie (through line
Nejdůležitější je ukončení a vidlička. Z nich se skládají ostatní markanty
Orientace markantu - Jaký úhel svírá s vodorovnou čárou.
Vstupní obraz
Získání obrazu otisku prstu ze senzoru 
Digitální otisk prstu
Pole orientací
V každém bodě s počte směr papilární linie z okolí (dle tónů šedé barvy)
Body se převedou na blokové pole orientací
Toto pole je namapováno zpět na původní obrázek otisku prstu
Úrava obrazu + Č/B linie
Používá se Gaborova funkce - tato fce je založena na frekvenci a orientaci
Dolní propust
Ztenčení linií
Ztenčování papilárních linií na 1 pixel
Metoda se nazývá ztenčování
Musí se používat metody všesměrové - v žádném směru nesmí ubývat papilární linie
Markanty
Detekce a extrakce markantů
Počet pixelů v okolí určuje typ markantu.
N = 2 je ukončení
N > 3 je vidlička
Ke každému markantu se ukládá
Pozice X
Pozice Y
Typ (ukončení/vidlička)
Gradient (směr pokračování papilární linie)
Metody extrakce papilárních linií
Detekce papilárních linií dle Honga
Otisk prstu je násoben se dvěma maskami ht a hb , které mají navzájem posunutou fázi o 180°
Pixel (i,j) je označen jako pixel papilární linie, pokud jsou obě hodnoty po konvolucích (filtry ht a hb ) větší jak nastavený práh TR
Schéma RAT (Regional Average Thresholding)
Rozděl obrázek na bloky 8x8. 
Spočti průměrnou úroveň šedé v této oblasti. 
Nastav hodnotu levé části 8x4 na tuto hodnotu.
Posuň operační okno o 4 body doprava. Je-li dosažen pravý okraj, posuň okno o 8 bodů dolů a začni opět zleva
Metody založené na markantech
Pozice, typ a gradient
Obecně problematika porovnání vzorů
Nejčastěji používaná metoda
Dvě metody pro porovnání
Hongova metoda
Rathova metoda
Obě jsou založeny na dvou hlavních krocích
Generování globálního překryvu (Zarovnání)
Hledání lokálního překryvu (Porovnání)'
Metody založené na korelaci
2D korelace mezi vstupem a šablonou
Výpočetně náročné
Metody založené na vlastnostech papilárních linií
Orientace a frekvence papilárních linií
Tvar linie, texturní informace atd.
Nízká rozlišovací schopnost
Notes