مراحل شناسایی اثر انگشت

شناسایی از طریق اثر انگشت یکی از روش‌های رایج و امن برای احراز هویت افراد است. این فرایند به‌طور کلی شامل مراحل زیر می‌شود:

• جمع‌آوری اثر انگشت:

ابتدا اثر انگشت فرد از طریق دستگاه اسکنر اثر انگشت اسکن می‌شود. این اسکنر می‌تواند از انواع مختلفی مانند اسکنر نوری، اولتراسونیک و یا اپتیکال باشد. اسکنر اطلاعات جزئیات اثر انگشت مانند ردیف‌ها (ریشه‌ها)، برجستگی‌ها (بیشینه‌ها) و ویژگی‌های منحصر به فرد آن را ثبت می‌کند.

• پردازش و پیش‌پردازش داده‌ها:

پس از جمع‌آوری اثر انگشت، داده‌های به‌دست ‌آمده باید پردازش شوند. این شامل مراحل پیش‌پردازش برای بهبود کیفیت تصویر اثر انگشت است. برخی از مراحل پیش‌پردازش ممکن است شامل حذف نویز، اصلاح کنتراست، و شفاف‌سازی تصویر باشد تا ویژگی‌های مهم مانند خطوط و پیچ‌های اثر انگشت بهتر نمایان شوند.

• استخراج ویژگی‌ها:

در این مرحله، ویژگی‌های خاص و منحصر به فرد اثر انگشت استخراج می‌شوند. این ویژگی‌ها شامل مینوشن‌ها (minutiae)  هستند که به نقاط خاص از اثر انگشت اشاره دارند، مانند نقاط شروع و پایان خطوط اثر انگشت، یا نقاطی که خطوط به هم می‌پیوندند یا از هم جدا می‌شوند. این نقاط مهمترین ویژگی‌ها برای شناسایی اثر انگشت فرد هستند.

• ذخیره‌سازی الگوهای بیومتریک:

ویژگی‌های استخراج شده در یک پایگاه داده بیومتریک ذخیره می‌شوند. این اطلاعات معمولاً شامل الگوریتم‌های ریاضی از نقاط مینوشن و الگوهای موجود در اثر انگشت هستند، نه تصویر کامل اثر انگشت.

• مقایسه و تطابق:

در هنگام تلاش برای شناسایی فرد، اثر انگشت جدیدی که توسط سیستم اسکن شده است، با اثر انگشت‌های ذخیره شده در پایگاه داده مقایسه می‌شود. در این مرحله، الگوریتم‌های تطابق از نقاط مینوشن استخراج شده برای مقایسه و تطبیق استفاده می‌کنند. الگوریتم‌ها بررسی می‌کنند که چقدر نقاط و ویژگی‌های اثر انگشت جدید با نمونه‌های ذخیره در دیتابیس مطابقت دارند.

• تطابق فردی (One-to-One Matching):

در این حالت، سیستم اثر انگشت جدید را با یک اثر انگشت خاص موجود در پایگاه اطلاعات مقایسه می‌کند.

• تطابق جمعی (One-to-Many Matching):

در این حالت، اثر انگشت جدید با تمام نمونه‌های ذخیره‌ در پایگاه داده مقایسه می‌شود تا فرد شناسایی شود.

• تصمیم‌گیری:

بر اساس نتایج مقایسه، سیستم تصمیم می‌گیرد که آیا تطابق دقیقی انجام شده است یا خیر. اگر تطابق بالاتر از یک حد آستانه معین باشد (که معمولاً از طریق مقیاس درصد شباهت مشخص می‌شود)، فرد شناسایی می‌شود. در غیر این صورت، شناسایی موفقیت‌آمیز نخواهد بود.

• اعلام نتیجه:

اگر اثر انگشت جدید با نمونه ذخیره شده تطابق داشته باشد، سیستم فرد را شناسایی می‌کند و اجازه دسترسی یا تأیید هویت را صادر می‌کند. در غیر این صورت، درخواست رد می‌شود.

روش‌های شناسایی اثر انگشت تقلبی:

1. سنسورهای پیشرفته: استفاده از سنسورهای اپتیکی، اولتراسونیک و حرارتی از جمله سنسور اثرانگشت با استاندارد SilkID یکی از روش‌های مؤثر برای شناسایی اثر انگشت تقلبی است. این سنسورها قادرند تفاوت‌های فیزیکی میان اثر انگشت طبیعی و تقلبی را شناسایی کنند.
2. الگوریتم‌های یادگیری هوشمند: مدل‌های یادگیری هوشمند به ویژه شبکه‌های عصبی عمیق می‌توانند الگوهای پیچیده‌ای را در اثر انگشت‌ها شناسایی کنند. این مدل‌ها قادرند ویژگی‌های منحصر به فرد اثر انگشت واقعی را از اثر انگشت‌های تقلبی تفکیک کنند.
3. تحلیل ویژگی‌های بیومتریک: ویژگی‌هایی مانند فشار، شیارها، و نوع سطح پوست از دیگر عواملی هستند که در شناسایی اثر انگشت تقلبی مؤثرند. در این روش‌ها، تصاویر دقیق از اثر انگشت‌ها دریافت و با استفاده از تحلیل‌های پیچیده تفاوت‌های میان اثر انگشت طبیعی و مصنوعی شناسایی می‌شود.
4. تحلیل دینامیکی: شناسایی دینامیکی اثر انگشت تقلبی با بررسی نحوه قرارگیری انگشت، فشار وارد شده، و مدت زمان تماس با سنسور انجام می‌شود. در اثر انگشت تقلبی، این ویژگی‌ها معمولاً تفاوت‌هایی با اثر انگشت واقعی دارند.

چه مواردی جعل اثر انگشت را امکان پذیر می سازند؟

• دقت سنسورها: برخی سنسورها قادر به تشخیص اثر انگشت‌های تقلبی با کیفیت پایین نیستند.
• سرعت و هزینه: پردازش تصویر و تحلیل داده‌ها ممکن است زمان‌بر و پرهزینه باشد، به ویژه در مقیاس‌های بزرگ.

با چه وسایلی می توان اثر انگشت را جهل کرد ؟

با استفاده از یک ماده نرم مثل سیلیکون، لاتکس یا ژلاتین، می توان یک قالب اثر انگشت ساخت. به این صورت که ماده را روی اثر انگشت چاپ‌ شده یا مدل سه‌ بعدی قرار می دهند تا یک قالب دقیق بدست آید. پس از خشک شدن، قالب آماده برای تولید نمونه است.

اثر انگشت را می‌تواند با استفاده از ابزارهایی مثل پودرهای تشخیص اثر انگشت یا چسب نواری شفاف از روی سطح جمع‌آوری شود.

تصویری با وضوح بالا از اثر انگشت تهیه کنید. این تصویر می‌تواند با دوربین‌های با دقت بالا یا اسکنرهای دیجیتال گرفته شود.

نکته ی قابل توجهی که باید در نظر داشته باشیم این است که انجام این کار بدون مجوز قانونی یا برای اهداف غیرقانونی می‌تواند پیامدهای جدی داشته باشد.

کدام عوامل بر عملکرد تشخیص اثر انگشت تأثیر می گذارد؟

عملکرد سیستم‌های تشخیص اثر انگشت تحت تأثیر چندین عامل مختلف قرار دارد. این عوامل می‌توانند به دقت و سرعت سیستم تأثیر بگذارند. برخی از این عوامل عبارتند از:

1. کیفیت اثر انگشت:
   • اثر انگشت ممکن است به دلایل مختلفی مانند آسیب‌دیدگی، زخم، یا آلودگی، کیفیت پایین‌تری داشته باشد. در این حالت، شناسایی دقیق‌تر یا انجام تطابق درست‌تر اثر انگشت دشوار می‌شود.
2. دستگاه‌های اسکنر:
   • نوع و کیفیت اسکنر اثر انگشت بسیار مهم است. اسکنرهای با وضوح بالا و فناوری‌های پیشرفته‌تر مانند اسکنرهای نوری یا اولتراسونیک معمولاً دقت بالاتری دارند.
3. محیط:
   • شرایط محیطی می‌توانند بر کیفیت اثر انگشت تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، وجود رطوبت، دما و گرد و غبار می‌تواند بر کیفیت اسکن اثر انگشت و در نتیجه دقت سیستم تأثیرگذار باشد.
4. ویژگی‌های بیولوژیکی فرد:
   • ویژگی‌های فیزیکی فرد مانند ضخامت پوست، چین و چروک‌های موجود در اثر انگشت، یا بیماری‌های پوستی می‌توانند شناسایی اثر انگشت را دشوار کنند. افرادی که دست‌های خشکی دارند یا چین‌وچروک‌های شدید دارند، ممکن است مشکلاتی در تشخیص اثر انگشت خود داشته باشند.
5. شیوه‌های کالیبراسیون و پردازش اطلاعات:
   • تکنیک‌های مورد استفاده در پردازش و تطابق اثر انگشت از اهمیت زیادی برخوردار هستند. سیستم‌های قدیمی ممکن است به دقت سیستم‌های جدید نباشند. روش‌های تطابق بهتری مانند الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توانند عملکرد سیستم را بهبود بخشند.
6. نوع الگوریتم‌های تطابق:
   • الگوریتم‌های مختلفی برای تطابق اثر انگشت وجود دارد که می‌تواند دقت و سرعت شناسایی را تحت تأثیر قرار دهد. الگوریتم‌های پیچیده‌تر ممکن است دقت بالاتری داشته باشند، اما در عوض ممکن است کندتر عمل کنند.
7. سن فرد:
   • با افزایش سن، کیفیت و وضوح اثر انگشت‌ها ممکن است کاهش یابد. این امر به دلیل کاهش الاستیسیته پوست و تغییرات در ساختار آن رخ می‌دهد.
8. آموزش سیستم:
   • سیستم‌های تشخیص اثر انگشت نیاز به آموزش و یادگیری دارند. اگر سیستم بر اساس اطلاعات متنوع و دقیق آموزش دیده باشد، می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد.
9. تعداد نمونه‌ها و پایگاه داده‌ها:
   • وجود پایگاه داده‌های بزرگ و متنوع می‌تواند دقت سیستم را افزایش دهد. همچنین، سیستم باید قادر باشد به طور مؤثر با پایگاه داده‌های بزرگ تطابق انجام دهد.
10. مقایسه و تطابق با نمونه‌های دیگر:

• سرعت و دقت در مقایسه اثر انگشت با نمونه‌های ذخیره در سیستم، همچنین الگوریتم‌های استفاده‌شده برای انجام این مقایسه، تأثیر زیادی بر عملکرد کلی دارند.

این عوامل می‌توانند به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر دقت و کارایی سیستم‌های تشخیص اثر انگشت تأثیر بگذارند.

نتیجه ‌گیری

شناسایی اثر انگشت تقلبی یکی از بزرگترین چالش‌ها در حوزه بیومتریک است. با وجود پیشرفت‌ هایی در استفاده از فناوری‌های نوین مانند یادگیری ماشین و سنسورهای پیشرفته، هنوز هم این حوزه نیاز به تحقیق و توسعه بیشتر دارد. روش‌های ترکیبی که از تحلیل ‌های چندگانه استفاده می‌کنند می‌توانند راه‌ حل‌ هایی مؤثر برای شناسایی دقیق‌تر افراد ارائه دهند.

جهت دریافت مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما با شماره 02189350 داخلی 1 تماس حاصل فرموده یا در پیام رسان واتس اپ به شماره 09392545658 پیغام ارسال نمایید.