BC/NW 2006, №1, (8) : 16.8

 

 

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ДАКТИЛОСКОПИИ

 

Е.А. Панкратова, А.С. Сафонова

 

(Смоленск, Филиал ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)», Россия)

 

 

Большинство задач защиты вычислительных систем от несанкционированного доступа сводится к методам и механизмам обнаружения проникновений внешних и внутренних нарушителей, включая законных пользователей.

Наряду с традиционными парольными методами защиты, современные компьютерные системы все чаще осуществляют проверку физических параметров пользователей, например, отпечатков пальцев. В связи с обширным использованием в настоящее время современных средств регистрации таких параметров, задача сопоставления или распознавания введенных образов становиться все более актуальной.

Отпечаток пальца позволяет с высокой степенью точности идентифицировать личность человека на основе «папиллярного узора» поверхности пальцев. При автоматизации процесса распознавания отпечатков пальцев, в отличие от традиционной дактилоскопии, возникает гораздо меньше проблем, связанных с различными внешними факторами, влияющими на сам процесс распознавания [1].

В общем случае процесс идентификации образов (для растровых изображений) включает следующие три  этапа:

1.               Бинаризация входного изображения;

2.               Выделение «скелета» образа отпечатка пальца;

3.               Непосредственно сопоставление образов по выбранному алгоритму.

На первом этапе предполагается преобразование исходного растрового изображения (рис.1, а) к бинарному виду (рис.1, б), то есть  к виду двумерной матрицы из черных и белых точек, в которой объект задается черными точками растра (состояние «1»), а фон – белыми точками (состояние «0»)[2].

При распознавании отпечатков пальцев наиболее распространенным является метод выявления и последующего сопоставлении  «особых» точек папиллярного узора. Однако, для реализации данного процесса целесообразен переход к «скелетному» образу изображения, где каждая линия узора задается последовательностью одинарных пикселей, а не их множеством (рис. 1, в).

Можно предложить два алгоритма построения скелета бинарного изображения: на основе анализа 8 - связной области смежных пикселей и перекрестное сканирование бинарного изображения.

 

а)	в)	в)
Рис.1. Процесс преобразования изображения к «скелетному» виду

 

 

Р8	Р1	Р2
Р7	Р	Р3
Р6	Р5	Р4

 

Рис.2. 8-связная область смежных пикселей

 

Первый метод предполагает построчное сканирование черных пикселей изображения с последовательным анализом состояний смежных пикселей (рис.2): состояние «1» текущего пикселя переходит в состояние «0» в следующих случаях:

1.     Число черных смежных пикселей не менее 2, но не более 6;

2.     Одновременное выполнение условий: Р₁×Р₃×Р₅=0; Р₃×Р₅×Р₇=0; Р₅×Р₇×Р₁=0; Р₇×Р₁×Р₃=0;

3.     Число переходов из одного состояния в другое для пикселей Р₁-Р₈ равно 1.

В основе второго метода лежит одновременное построчное сканирование бинарного изображения по горизонтали и вертикали с изменением состояний черных пикселей по заданному ограничению длины. Следует отметить, что последний алгоритм допускает многократное применение его к изображению, что позволяет очистить изображение от внешних загрязнений, не искажая структуру папиллярного узора.

Исследования показали, что полученные таким образом «скелетные» изображения отпечатков пальцев оказываются более пригодными для последующего их анализа и идентификации.

 

 

Литература

 

1.                 Задорожный В. Идентификация по отпечаткам пальцев. Ч.2. // Персональный компьютер. 2004. №2. c. 20-25

2.                 И.М.Клубков. Применение волнового алгоритма для нахождения скелета растрового изображения. //Вестник ДГТУ. Т.1. 2001. №1(7). c. 9