Метод идентификации личности по радужной оболочке глаза с использованием нейросетевого подхода на этапах сегментации и формирования признакового представления

Автор: Ганеева Юлия Ханифовна, Мясников Евгений Валерьевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов

Статья в выпуске: 2 т.46, 2022 года.

Бесплатный доступ

Задача идентификации личности играет важную роль в обеспечении безопасности: информационной, общественной и др. В последнее время наиболее актуальными и перспективными являются биометрические методы идентификации личности. В статье представлено исследование метода идентификации личности по радужной оболочке глаза с использованием нейросетевого подхода на этапах сегментации и формирования признакового представления изображений. Представлено описание набора данных, используемого для реализации этапа сегментации с использованием сверточных нейронных сетей, а также предоставлен доступ к маскам сегментации всего набора данных. Предложен метод формирования признакового представления данных с использованием предварительно обученных сверточных нейронных сетей для решения задачи классификации радужной оболочки глаза. Проведен сравнительный анализ методов формирования признакового представления радужной оболочки глаза, включая классические подходы и нейросетевой подход. Проведен сравнительный анализ методов классификации, включая классические алгоритмы машинного обучения, а именно: метод опорных векторов, случайный лес, метод k-ближайших соседей. Результаты экспериментальных исследований показали высокое качество классификации при применении предложенного подхода.

Еще

Радужная оболочка глаза, идентификация, сверточные нейронные сети, сегментация изображения, распознавание

Короткий адрес: https://sciup.org/140293815

IDR: 140293815

Список литературы Метод идентификации личности по радужной оболочке глаза с использованием нейросетевого подхода на этапах сегментации и формирования признакового представления

  • Nemirovskiy VB, Stoyanov AK, Goremykina DS. Face recognition based on the proximity measure clustering. Computer Optics 2016; 40(5); 740-745. DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-5-740-745.
  • Vizilter YuV, Gorbatsevich VS, Vorotnikov AV, Ko-stromov NA. Real-time face identification via CNN and boosted hashing forest. Computer Optics 2017; 41(2); 254265. DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-2-254-265.
  • Hashemi J, Fatemizadeh E. Biometric identification through hand geometry. EUROCON, Int Conf Computer as a Tool 2005; 2: 1011-1014.
  • Prasad SM, Govindan VK, Sathidevi PS. Bimodal personal recognition using hand images. Proc Int Conf on Advances in Computing Communication and Control (ICAC3) 2009: 403-409.
  • Yuan W, Lixiu Y, Fuqiang Zh. A real time fingerprint recognition system based on novel fingerprint matching strategy. 8th Int Conf on Electronic Measurement and Instruments 2007: 1-81-1-85.
  • Kaur M, Singh M, Girdhar A, Parvinder S. Fingerprint verification system using minutiae extraction technique. World Acad Sci Eng Technol 2008; 46: 497-502.
  • Review of the international market of biometric technologies and their application in the financial sector. Source: (https://www.cbr.ru/Content/Document/File/36012/rev_bio.pdf).
  • Pavelyeva EA, Krylov AS, Ushmaev OS. Development of information technology of a person's personality on the iris of the eye based on the Hermite transformation. Source: (https://elibrary.ru/item.asp?id=13070173).
  • Gonzalez RC, Woods RE. Digital image processing. 3th ed. Boston: Addison-Wesley Longman Publishing Co Inc; 1992.
  • Khan AA, Kumar S, Khan M. Iris pattern recognition using support vector machines and artificial neural networks. IJIREEICE 2014; 2(12): 2208-2211.
  • Chen Y, Liu Y, Zhu X, Chen H, He F, Pang Y. Novel approaches to improve iris recognition system performance based on local quality evaluation and feature fusion. Sci World J 2014; 2014: 670934.
  • Firake SG, Mahajan PM. Brief review of iris recognition using principal component analysis, independent component analysis and Gabor wavelet. Int J Eng Res Technol 2014; 3(3): 1290-1294.
  • Manisha Nirgude SG. Iris recognition system based on multi-resolution analysis and support vector machine. Int J Comput Appl 2017; 173: 28-33.
  • Rana HK, Azam MdS, Akhtar R, Quinn JMW, Moni MA. A fast iris recognition system through optimum feature extraction. Source: (https://doi.org/10.7287/peerj.preprints.27363v2).
  • Azam MD, Rana H. Iris recognition using convolutional neural network. Int J Comput Appl 2020; 175(12): 24-28.
  • Nguyen K, Fookes C, Ross A, Sridharan S. iris recognition with off-the-shelf CNN features: A deep learning perspective. IEEE Access 2018; 6: 18848-18855.
  • Daugman JG. How iris recognition works. Source: (https://ieeexplore.ieee.org/document/1262028).
  • Bakhtiari A, Shirazi A, Zahmati A. An efficient segmentation method based on local entropy characteristics of iris biometrics. World Acad Sci Eng Technol 2007; 28: 64-68.
  • Barzegar N, Moin MS. A new approach for iris localization in iris recognition systems. Proc 6th IEEE/ACS Int Conf on Computer Systems and Applications (AICCSA '08) 2008: 516-523.
  • Semyonov MS, Myasnikov EV. A comparison of iris image segmentation techniques. CEUR Workshop Proc 2018; 2210: 163-169. DOI: 10.18287/1613-0073-2018-2210-163-169.
  • Liu N, Li H, Zhang M, Liu J, Sun Z, Tan T. Accurate iris segmentation in non-cooperative environments using fully convolutional networks. 2016 Int Conf on Biometrics (ICB) 2016: 1-8.
  • Jalilian E, Uhl A. Iris segmentation using fully convolu-tional encoder-decoder networks. In Book: Bhanu B, Prof. Kumar A, eds. Deep learning for biometrics. Cham: Springer International Publishing; 2017: 133-155.
  • Lozej J, Meden B, Struc V, Peer P. end-to-end iris segmentation using U-Net. 2018 IEEE Int Work Conf on Bioin-spired Intelligence (IWOBI) 2018: 1-6.
  • Korobkin M, Odinokikh G, Efimov I, Solomatin I, Mat-veev I. Iris segmentation in challenging conditions. Pattern Recognit Image Anal 2018; 28: 652-657.
  • Pathak MP, Bairagi V, Srinivasu N. Effective segmentation of sclera, iris and pupil in eye images. TELKOMNI-KA (Telecommunication Computing Electronics and Control) 2019; 17(5): 101-111.
  • Li YH, Huang PJ, Juan Y. An efficient and robust iris segmentation algorithm using deep learning. Source: (https://doi.org/10.1155/2019/4568929).
  • Pathak MP, Bairagi V, Srinivasu N. Entropy based CNN for segmentation of noisy color eye images using color, texture and brightness contour features journal. Int J Recent Technol Eng 2019; 8(2): 2116-2124.
  • Poonia J, Bhurani P, Gupta SK, Agrwal SL. New improved feature extraction approach of IRIS recognition. IJCS 2016; 3(1): 1-3.
  • Pathak MP, Bairagi V, Srinivasu N. Multimodal eye bio-metric system based on contour based E-CNN and multi algorithmic feature extraction using SVBF matching. IJI-TEE 2019; 8(9): 417-423.
  • Akbar S, Ahmad A, Hayat M. Iris detection by discrete sine transform based feature vector using random forest. JAEBS 2014; 4: 19-23.
  • Ganeeva Yu, Myasnikov EV. Using convolutional neural networks for segmentation of Iris images. 2020 Int Multi-Conf on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon) 2020: 1-4. DOI: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271541.
  • Ronneberger O, Fischer P, Brox T. U-net: Convolutional networks for biomedical image segmentation. Source: (https://arxiv.org/abs/1505.04597).
  • Hashim AT, Saleh ZA. Fast Iris localization based on image algebra and morphological operations. JUBPAS 2019; 27(2): 143-154.
  • Chirchi V, Waghmare LM. Enhanced isocentric segmentar and wavelet rectangular coder to iris segmentation and recognition. Int J Intell Eng Syst 2017; 10: 1-10.
  • Khan T, Bailey D, Khan M, Kong Y. Real-time iris segmentation and its implementation on FPGA. J Real Time Image Process 2020; 17: 1089-1102.
  • Jan F, Min-Allah N, Agha S. A robust iris localization scheme for the iris recognition. Source: (https://doi.org/10.1007/s11042-020-09814-5).
  • Lin M, Haifeng L, Kunpeng Yu. Fast iris localization algorithm on noisy images based on conformal geometric algebra. Digit Signal Proces 2020; 100: 102682.
  • Wan HL, Li Z, Qiao JP, Li BS. Non-ideal iris segmentation using anisotropic diffusion. IET Image Proces 2013; 7: 111-120.
  • Ganeeva Y, Myasnikov E. Augmentation in neural network training for person identification by iris images. 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT) 2021: 01060109. DOI: 10.1109/USBEREIT51232.2021.9455076.
  • Masek L. Recognition of human iris patterns for biometric identification. Source: (http://www.csse.uwa.edu.au/~pk/studentprojects/libor/).
  • Advanced guide to Inception v3 on Cloud TPU. Source: (https://cloud.google.com/tpu/docs/inception-v3-avanced).
  • Huang G, Liu Z, Van der Maaten L, Weinberger KQ. Densely connected convolutional networks. Source: (https://arxiv.org/abs/1608.06993).
  • MMU Iris image database: Multimedia university. Source: (http://pesonna.mmu.edu.my/ccteo/).
  • Masks for MMU Iris dataset, Source: (https://github.com/jganeeva99/Masks-for-MMU-Iris-dataset).
Еще
Статья научная