اسرار هویت در رگ‌های دست

[Rez@ee]

ظهور فناوری های جدید و متنوع امروزی را باید عرصه ای پهناور از تلاقی و بسیاری از دانش ها ، علوم و فنون قدیم وجدید دانست

در‌ این میان آنچه به نظر می‌رسد گوی رقابت را از دیگر فناوری‌ها ربوده است، فناوری بیومتریک یا زیست‌سنجی است.‌

این فناوری برای اثبات یا تایید هویت افراد و نیز کنترل اشخاصی که می‌خواهند به داده‌های خاصی دسترسی پیدا کنند، استفاده می‌شود.

زیست‌سنجی در واقع علمی‌ است که در زمینه تشخیص هویت از ویژگی‌های حیاتی و مشخصات ذاتی منحصربه‌فرد وابسته به هر فرد استفاده می‌کند.

در‌ این میان امروزه فناوری‌های بیومتریک مختلفی همچون شناسایی با اثر انگشت، عنبیه یا شبکیه، هندسه دست و... مورد استفاده گسترده قرار گرفته‌اند و به نظر می‌رسد تشخیص هویت با استفاده از رگ‌های پشت دست جدیدترین روش زیست‌سنجی است که پژوهشگران کشورمان در دانشکده فیزیک و مهندسی هسته‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفقیت‌هایی در زمینه آن کسب کرده‌اند.

زیست‌سنجی، روش خودکار تشخیص هویت افراد بر اساس خصوصیات زیستی یا رفتاری آنهاست. از جمله ‌این خصوصیات می‌توان به اثر انگشت، تصویر چهره، هندسه دست، عنبیه، شبکیه، رگ‌های دست و... اشاره کرد.

فناوری زیست‌سنجی در واقع روش‌های بسیار ‌ایمن شناسایی یا تایید هویت خودکار با استفاده از ویژگی‌های زیست‌سنجی افراد است. در ‌این سیستم‌ها دو گزینه تایید و تعیین هویت مطرح است.

تایید هویت در واقع پاسخ به ‌این سوال است که «آیا او همان فردی است که ادعا می‌کند؟» در ‌اینجا مشخصات زیست‌سنجی هر فرد با اطلاعات ثبت شده هویت مورد ادعای او مقایسه می‌شود، لذا تایید هویت یک مقایسه 1:1 نامیده می‌شود.

اما تعیین هویت، پاسخ به ‌این سوال است که «او چه کسی است؟» به علت مقایسه داده‌های فرد با کل اطلاعات بانک، به تعیین هویت مقایسه 1: N اطلاق می‌شود. به‌طور کلی سیستم‌های تایید هویت سریع‌تر و صحیح‌تر از سیستم‌های تعیین هویت هستند، چرا که به‌جای هزاران مقایسه در برابر داده ورودی برای سیستم تعیین هویت، فقط به مقایسه داده‌های شخص مدعی با داده‌های شخص مورد ادعا در سیستم تایید هویتنیاز است.

در طرحی که توسط پژوهشگران دانشکده مهندسی هسته‌ای و فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده، سامانه تشخیص هویت با استفاده از تشخیص الگوی رگ‌های پشت دست طراحی و ساخته شده است.

در‌این تحقیق هم دو نوع شبکه عصبی با دو ساختار متفاوت با هدف‌های تعیین و تایید هویت پیشنهاد شدند که به گفته مهندس الهام صنیعی، پژوهشگر طرح، ارزیابی هر دو شبکه حاکی از عملکرد خوب آنها در تشخیص نمونه‌های ورودی است.

صنیعی با اشاره به روش‌های مختلف تشخیص هویت می‌گوید: هریک از‌ این روش‌ها دارای نقاط قوت و ضعفی هستند از جمله در تشخیص اثر انگشت، تحلیل برجستگی‌های سرانگشت در برخی خانم‌های خانه‌دار یا کسانی که با مواد شیمیایی کار می‌کنند با مشکلاتی مواجه است.

وی می‌افزاید: از آنجا که الگوی رگ‌های پشت دست از پیش از تولد شکل می‌گیرد و تا کهنسالی باقی می‌ماند و حتی در دوقلوها هم یکسان نیست،‌ این روش می‌تواند با دقتی حدود 98 درصد تشخیص هویت را انجام دهد.

صنیعی روش تشخیص را تاباندن پرتوی نور نزدیک فروسرخ (مادون قرمز) به پشت دست می‌داند و می‌گوید: هموگلوبین خون نسبت به ‌این رنگ حساس است و با جذب بیشتر آن، در تصاویر تیره دیده می‌شود و به ‌این ترتیب الگویی از شکل رگ‌ها به دست می‌آید.

از آنجا که الگوی رگ‌های پشت دست از پیش از تولد شکل می‌گیرد و تا کهنسالی باقی می‌ماند، ‌این روش می‌تواند با دقتی در حدود 98 درصد تشخیص هویت را انجام دهد

وی در ادامه تاکید می‌کند: تصویر به دست آمده وارد نرم‌افزاری مجهز به شبکه عصبی شده و با تصاویر موجود در بانک اطلاعاتی مقایسه می‌شود که اگر سابقه تصویر وجود داشت، نرم‌افزار آن را شناسایی و اعلام می‌کند.

دانش‌آموخته کارشناسی پرتوپزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان‌ این‌که انواع سامانه‌های تشخیص هویت از جمله شناسایی از روی تصویر عنبیه، شبکیه، صدا، اثر انگشت و الگوی چهره وابسته به محل استفاده، هزینه و ویژگی‌های آن به کار می‌روند، کاربرد سامانه طراحی شده را در همه مکان‌هایی که از کارت اعتباری استفاده می‌شود و همچنین برای صدور گذرنامه و گواهینامه ذکر کرد.


روشی متفاوت برای شناسایی

در ‌این تحقیق روشی برای شناسایی افراد، مبتنی بر تصویر رگ‌های پشت دست ارائه شده است.

به گفته صنیعی ‌این روش برای استفاده در سیستم‌های کنترل ورودی تحت پوشش شبکه بسیار مفید است.

‌این بررسی در دو مرحله صورت گرفته است: مرحله ثبت و گردآوری داده‌ها و مرحله تایید یا تصدیق.در مرحله ثبت، تعداد N تصویر دست با استفاده از روش تصویربرداری نزدیک به مادون قرمز برای افراد مختلف به عنوان نمونه‌های اصلی آموزشی جمع‌آوری شده است.

‌ این تصاویر طی مراحل پیش پردازش، استخراج ویژگی و مدلسازی مورد پردازش قرار می‌گیرند تا نمونه‌های قابل تطبیق‌ ایجاد شوند و سپس برای مرحله تایید از شبکه‌های عصبی استفاده می‌شود.

در مرحله تصدیق نمونه ورودی مورد تردید نیز مراحل پیش پردازش و استخراج ویژگی دست را طی می‌کند و در نهایت وارد شبکه عصبی آموزش دیده شده و تطابق یا عدم تطابق آن تعیین می‌شود.

صنیعی می‌افزاید: در روش مورد بحث قسمت پیش پردازش مشتمل برآستانه یابی تصویر، لبه‌یابی دست، از بین بردن لبه دست، استخراج اسکلت رگ‌ها، افزایش وضوح تصویر با استفاده از توابع مورفولوژیک و در نهایت دستیابی به الگوی رگ‌ها که تطابق و مقایسه در مورد آنها صورت می‌گیرد، است.

در مرحله استخراج ویژگی بردارهای مورد نیاز پس از اعمال تبدیل موجک به تصویر و استخراج ویژگی‌های آماری برای مقایسه در مرحله بعدی یعنی مرحله تعیین یا تصدیق هویت تهیه می‌شود.

در ‌این طرح در واقع دستاوردی جدید در فناوری تشخیص هویت تجربه شده و با استفاده از رگ‌های پشت دست (Vein Pattern) تصویر پشت دست توسط دوربین CCD گرفته شده است.‌

این طرح مکانیسمی ‌بسیار ساده و راحت دارد و در گزارشی از آن، دو شبکه مجزا در مرحله تایید ارائه شد. در روش اول شبکه‌ای با هدف تعیین هویت طراحی شد.

کاربرد ‌این شبکه در سیستم‌های امنیتی و دولتی به لحاظ تعیین هویت افراد بسیار مفید خواهد بود. البته چون‌ این سیستم هنوز در مراحل ابتدایی تحقیقات است، توصیه می‌شود به عنوان مکمل در کنار دیگر سیستم‌های تعیین هویت همچون اثر انگشت به کار رود.

در روش دوم شبکه‌ای باهدف تایید هویت طراحی شد. این شبکه به علت داشتن تعداد کمتری نورون نسبت به شبکه اول قابلیت پیاده‌سازی راحت‌تری دارد. ‌این سیستم برای کاربردهای روزمره همچون کنترل ورود و خروج، حضور و غیاب و ... مفید خواهد بود.

صنیعی در پایان درباره نتایج حاصل از‌این طرح می‌گوید: نتایج آزمایش نشان داد هر دو سیستم به مقادیرFPR وFNR قابل قبولی دست یافتند. نتایج به دست آمده حاکی از آن بود که‌این روش کماکان به عنوان یک روش موثر و عملی در تشخیص هویت قلمداد می‌شود.
بهاره صفوی