اساس شناسایی در این کلاس، اندازه گیری و آنالیز مشخصه‌های ثابت یک شخص می باشد. این دسته از ویژگیها به مجموعه ای از خصوصیات همراه انسان اعم از اثرانگشت، عنبیه چشم، چهره، DNA و غیره اشاره دارد، این ویژگیها عمدتاً از بدو تولد انسان و گهگاه قبل از تولد انسان شروع به شکل گیری نموده و تا آخر عمر در بدن انسان ثابت و غیرقابل تغییر(گهگاه تغییرات اندک)می مانند.
پارامترهای فیزیولوژیکی اساس شناسایی در این کلاس، اندازه گیری و آنالیز مشخصه‌های ثابت یک شخص می‌باشد
اثر انگشت
شناسایی از روی شبکیه چشم
شناسایی از طرق عنبیه چشم
شناسایی از روی هندسه دست
(پارامترهای رفتاری):
شناسایی الگوهای رفتاری مشخص یک فرد. این ویژگیها در حقیقت خصوصیات ناشی از رفتارهای انسان هاست نظیر راه رفتن انسان، نحوه فشردن دکمه ها(مثلاً موبایل)و غیره که می تواند بیانگر مشخصات یک انسان خاص باشد نظیر راه رفتن یک انسان که گاهی با نگاه کردن آن از پشت سر می توان تشخیص داد که وی کدام یک از دوستانتان است.
پارامترهای رفتاری شناسایی الگوهای رفتاری مشخص یک فرد
شناسایی از طریق امضاء
شناسایی از طریق صدا
شناسایی از روی شدت ضربه شخص بر روی کیبورد
اسکن چشم به دو صورت است:
عنبیه نگاری
عنبیه قسمت رنگی چشم است که ترکیبی است از نوعی ماهیچه به شکل دایره با یکسری خطوط شعاعی، لایه ای یا توری مانند که در پیش از تولد انسان شکل گرفته است و تا زمان مرگ تقریباً هیچ تغییری نمی کند. این ماهیچه شامل یکسری کارکترها مانند: خطوط، حلقه‌ها، حفره‌ها، شیارها، تارها، لکه‌ها و. است که قابل تفکیک می باشند. می توان گفت که عنبیه چشم همه افراد با یکدیگر متفاوت است. تصویر عنبیه معمولاً توسط یک دوربین تک رنگ مادون قرمز (nm۷۰۰-۹۰۰) که مجهز به سنسور CCD است گرفته می شود. معمولاً فاصله دوربین تا چشم باید چیزی در حدود ۱۸ اینچ باشد.(تابش نور به عنبیه سپس اندازه گیری بازگشت آن) فرایند پردازش بدین شکل است که ابتدا مکان و اندازه مردمک در تصویر مشخص شده و سپس با به دست آوردن مکان و اندازه عنبیه، کلیه تصویر عنبیه که در میان این دو دایره قرار دارد به شکل مستطیلی با ابعاد معین تبدیل میشود، این تکنیک باعث میشود تا با کوچک یا بزرگ شدن مردمک تصویر مستطیل شکل تقریباً ثابت بماند تا در انجام فرآیندهای بعدی مشکلی نباشد. تصویر موجود در مستطیلی با ابعاد معین دارای مشخصه های قابل تبدیل به کدهای باینری است، در این تبدیل ها روشهای مختلفی وجود دارد که هر یک مزایا و معایب خودرا دارند. پس از بدست آوردن الگوی باینری، با استفاده از بدست آوردن فاصله همینگ بین الگوی موجود با الگوی بدست آمده می توان نتیجه تطبیق را بدست آورد. در روشهای دیگری مانند نمونه یابی در مکانهای مشخص با برداشت چند نمونه از قسمتی از تصویر عنبیه که مشخصات قابل توجهی دارد، در زمان تشخیص با استفاده از نمونه های ذخیره شده و مکان یابی نمونه ها، عنبیه افراد قابل تشخیص است. این سیستم دارای قابلیت خوبی در تشخیص افراد است بدین دلیل که عنبیه هم منحصر بفرد است و هم در برابر گذشت زمان مقاوم، ولی متاسفانه حجم الگوها در این روش بسیار بالا است، این تکنولوژی بسیار گران است، کاربر پسند نیست و بدلیل اینکه در حین نمونه برداری لازم است که چشم کاملاً بی حرکت باشد لذا الگو برداری ممکن است دقیق نباشد. در عنبیه نگاری از الگوي پيچيده و منحصر بفرد عنبیه که حتی در چشمان راست و چپ یک انسان هم متفاوت هستند، تصویربرداری می شود. ادعا می شود خطای تشخیص این سامانه ها در حد یک در چند ده میلیون است. کپي برداري مصنوعي از عنبيه بخاطر ويژگيـها و تعداد خصوصيات قابل سنجش آن غير ممکن است. اسکن نمودن عنبیه توسط دوربينهاي مادون قرمز و یا دوربین های تصویربرداری صورت می گیرد. در اسکن عنبیه دوربین مخصوص رگه های عنبیه را اسکن می کند وبا توجه به اینکه تعدادی زیادی از ویژگیها مورد اسکن و مقایسه قرار می گیرند روش مطمئنی ایجاد میشود، در ضمن این روش با لنز ها و عینک ها نیز تطبیق داده شده ونیز مشکل نزدیک بودن دوربین به چشم نیز حل شده و کاربر باید چشم خود را در فاصله حدوداً ۳۰ سانتی متری از دوربین قرار دهد
شبکیه نگاری
شبکیه چشم در منتهی الیه کره چشم قرار دارد که شامل یکسری رگهای خونی است که این مویرگها داری اشکال مختلفی هستند، با قرارگیری چشم کاربر در یک مکان مشخص، یک دسته نور ماوراء قرمز یا نور سبز با طول موج کوتاه به شبکیه چشم تابیده میشود و بازتاب آن توسط یک دوربین CCD اندازه گیری می شود. این روش تقریباً مشابه شناسایی از طریق عنبیه می باشد. هر شبکيه هم مانند عنبيه داراي الگوي منحصربفردی است که در سامانه های شبکیه نگاری توسط یک پرتو نوری اسکن می شود. از این سامانه ها در کاربردهای بسیار امنیتی و حساس استفاده می شود. البته استفاده از این سامانه ها به نسبت دیگر بیومتریکها مشکل است. در اسکن شبکیه با استفاده از دوربین مخصوص الگوی رگ های خونی اسکن می شود برای این کار از لیزر مادون قرمز کم قدرت استفاده میشود. برای بدست آوردن یک تصویر با کیفیت خوب و متمرکز باید چشمها نزدیک دوربین قرار گیرد و این موضوع و اینکه از اشعه لیزر استفاده می شود باعث شده افراد زیادی به این روش علاقه نشان ندهند. درضمن بر خلاف تصور اینکه شبکیه تغییر نمی کند تحقیقات پزشکی نشان داده که برخی از بیماریها روی شبکیه تأثیر می گذارند و آن را تغییر می دهند.
اثر انگشت
یکی از قدیمی‌ترین روشهای تشخیص هویت، روش شناسایی از طریق اثر انگشت می باشد. نوک انگشت دارای یکسری خطوط است که از یک طرف انگشت به طرف دیگر ادامه دارد.این خطوط دارای یکسری نقاط مشخصه می باشند که به آنها ریزه کاری گویند. این ریزه کاریها شامل کمانها، مارپیچها، حلقه ها، انتهای لبه ها، انشعابها، نقطه ها(شیارهای نزدیک به لبه ها)، جزایر(دو انشعاب نزدیک به هم)، تقاطع (نقطه تلاقی دو یا چند لبه)، می باشند. در واقع ما در این سری از سیستمها الگوهای تولید شده از این ریزه کاریها را مورد مقایسه قرار می دهیم.در تشخیص اثر انگشت دو روش عمده وجود دارد: در روش اول یک شابلون از محل قرار گیری ریزه کاریهای : "انتهای لبه‌ها، انشعابها، کمانها، مارپیچها و حلقه ها" تهیه میشود و الگوها بر این اساس تولید می شوند. در حالت دیگر مابقی ریزه کاریهای ذکر شده نیز الگو برداری می شوند."با مقایسه نوع، راستا(جهت) و ارتباط(موقعیت) ریزه کاریها عمل شناسایی انجام می شود. " در روش دوم از مقایسه نواحی در برگیرنده همه ریزه کاریهای ذکر شده و نیز علامت‌های مجزای دیگر و داده‌های حاصل از مقایسه مجموعه لبه‌ها در این نواحی، استفاده می شود. عموماً سایز الگو در روش دوم دو الی سه برابر بزرگتر از روش اول می باشد. در روش اول تقریباً امکان ندارد که بتوان تصویر اثر انگشت را از الگوی مبنا بدست آورد بدلیل اینکه از تعدادی از ریزه کاریها الگوبرداری می شود و مابقی ترتیب اثر داده نمی شوند، ولی از روش دوم می توان به اثر انگشت نیز رسید. برای استفاده از اثر انگشت از اسکنرهای مخصوصی استفاده می شود این اسکنرها انواع متفاوتی دارند بعد از اینکه انگشت روی صفحه اسکنر قرار گرفت، بسته به نرم افزار استفاده شده، اثر انگشت اسکن شده و نقاط کلیدی آن تعیین شده و با الگوی اولیه تطبیق داده می شود .البته با توجه به اینکه زمان مقایسه بعد از مدتی که حجم مقایسات زیادشد ،بالا میرود و برای کمتر کردن این زمان، ابتدا نقاطی را به عنوان نقاط کلیدی برای دسته بندی اسکن های موجود استفاده می کنیم و در زمان انطباق از همین کلیدها استفاده کرده و زمان مقایسه را پایین می آوریم. هر چند که تحلیل اثر انگشت بعضی از افراد مانند کارگرانی که کارهای سخت با دستهای خود انجام می دهند یا افراد معتاد مشکل است ولی در کل در بسیاری از موارد از اثر انگشت استفاده های موفقی انجام شده. امروزه این اسکنرها نه تنها در ادارات پلیس بلکه در روی صفحه کلیدها و حتی موش واره ها وجود دارند و از آنها در موارد متفاوتی استفاده میشود ، مثلا می توان با استفاده از امکانات نرم افزاری کامپیوتر را قفل کنیم و در صورتی سیستم کامپیوتری قفل را باز کند که اثر انگشت شما را روی صفحه اسکنر خود اسکن کند. در آینده شاید بتوان از اسکن اثر انگشت به جای تایپ Password در چک کردن پست های الکترونیکی مان استفاده کنیم ، یا در تجارت الکترونیک یا تغییر موجودی در بانکهای online از آن استفاده ببریم.
سامانه های چهره نگاری از ويژگيهاي متمايز کننده چهره استفاده می نمایند. اين سيستمها داراي دو گونه اصلي تصوير برداري ويديويي و حرارتي هستند که نوع اول بسيار رايج تر و کاربردي تر است. اساس کار سيستمهاي مبتني بر تصوير برداري ويديويي بر نگاشت نقاط کليدي چهره از قبيل مکان چشمها، دهان و سوراخهاي بيني استوار است. اجزا سيستم مي تواند فقط يک نرم افزار باشد که تصاوير دريافتي از دوربينهاي مداربسته تلويزيوني(CCTV[2]) راپردازش مي کند؛ يا يک سيستم کامل شامل دوربينها، ايستگاههاي کاري و پردازشگر نهايي باشد. اسکن از صورت به طرزی متفاوت از موارد دیگر صورت می گیرد در این روش نمونه بدست آمده باید به صورت D3 باشد برای این منظور از ۳ دور بین که نسبت به هم زاویه ۹۰ درجه می سازند یا از یک دوربین متحرک که بصورت یک نیم دایره که مرکز آن صورت شخص مورد نظر قرار گرفته استفاده کرد و به وسیله نرم افزار مر بوطه یک تصویرD3بدست آورد. در تصویر بدست آمده نقاط قرار گیری ابروها ، چشمها، بینی، دهان ،چانه و طول چانه و پیشانی همچنین فاصله چشمها و ابروها و ... ثبت و سپس با نمونه های ذخیره شده مقایسه می شوند. این روش به علت استفاده از سخت افزار و نرم افزارهای گران قیمت هزینه زیادی دارد ولی قابلیت اعتماد بالایی دارد. در این روش نیز مانند روش اسکن کف دست نیاز به بروز شدن اطلاعات وجود دارد. فرم هندسی یک چهره نیز از پارامترهای مورد اندازه گیری در سیستمهای بیومتریک است ولی نمی توان گفت که جزء خصیصه‌های منحصر بفرد افراد است لذا این سیستمها در جاهایی که تعداد کاربران کم است و نیز زمانهای الگوبرداری درازمدت نیست، مناسبند. از دیگر کاربردهای این سیستمها، استفاده در سیستمهای مالتی بیومتریک جهت افزایش دقت است . تصویر چهره یک کاربر می تواند توسط یک دوربین سیاه و سفید با استاندارد که یک رزولوشن ۲۴۰*۳۲۰دارد و حداقل ۳ تا ۴ فریم را تولید کند، گرفته می شود. دو روند اصلی برای تشخیص چهره انجام می شود.خصوصیات پایه ای چهره بر شناسایی و تشخیص نقاط ثابت و معین در چهره که با مرور زمان کمترین حساسیت و تغییری را از خود نشان می دهند.یا روند کلی یا کل چهره در این روش یک تصویر کامل و یکجا از چهره، بدون لوکالیزه کردن نقاط ویژه مورد پردازش قرار می گیرد. در کل سیستمهای این چنینی دارای دقت بالایی نیستند بدلیل اینکه چهرها کاملاً منحصر بفرد نیستند و گاه اتفاق می افتد که دو نفر(مخصوصاً دو قلوها) از نظر چهره با هم مشابهند. لذا از اینگونه سیستمها فقط در مکانهایی استفاده می شوند که امنیت تا حد بسیار زیاد مورد نظر نباشد.
برای اسکن سطح کف دست از اسکنرهایی با صفحه اسکنی که برای درست قرار گرفتن دست هنگام اسکن مهره هایی برروی آن قرار گرفته، استفاده می شود، مانند اثر انگشت. اسکنر بعد از اسکن کردن با توجه به قابلیتهای نرم افزار و سخت افزار استفاده شده مقایسه انجام می شودکه در صورت تطبیق هویت شخص تأیید می شود. جغرافیای کف دست بعد از مدتی با گذشت سال و با بالا رفتن سن تغییر می کند و نیز جراحات نیز باعث عوض شدن شکل کف دست می شود ، بنابراین در استفاده از این روش باید اسکن به دست آمده در مواقع لزوم و نیز بعد از یک دوره زمانی به روز شود و اسکن جدیدی برای شناسایی افراد ایجاد شود. بنابرین استفاده از این روش در مواردی مفید است که به طور مستمر مورد استفاده قرار گیرد و افراد مورد شناسایی با این روش در دسترس باشند. البته این روش به علت اینکه سطح بزرگی را مورد مقایسه قرار می دهند دارای ضریب اطمینان بالایی هستند. دراین سیستم دست در یک مکان مشخص مطابق شکل قرار می گیرد. سپس با استفاده از یک دوربین دیجیتال CCD با کیفیت مطلوب ۳۲۰۰۰ پیکسل تصویر دست از دو نمای فوقانی و کناری گرفته می شود. که یک تصویر ۳بعدی از دست تولید می کند. از تصویر بدست آمده حدوداً ۱۷ قسمت دست اندازه گیری میشود، من جمله: انگشتان( طول، پهنا، ضخامت، انحنا ) و پارامترهای هندسی دیگر که در شکل آمده است. معمولا حجم داده ی بدست آمده ۹بایت است.
روشهای بیومتریک مختلفی بر اساس خصوصیت های منحصر بفرد انسان ها وجود دارد هر کدام از این روش ها دارای نقاط قوت و ضعف هستند. یکی از روش هایی که کمتر از موارد فوق شناخته شده است استفاده از شکل رگ هاست. همانند اثر انگشت و عنبیه، شکل رگ های انسان هم کاملاً منحصر به فرد است و با دیگران متفاوت است. حتی شکل رگ های دو طرف بدن هم یکسان نیست و شکل رگ های طرف چپ و راست بدن متفاوت است. بسیاری از رگ ها از روی پوست مشخص نیستند. به همین دلیل هم امکان تقلب و جعل در چنین روشی بسیار کم و مشکل است. همچنین شکل رگ ها با تغییر سن انسان ها بسیار کم تغییر می کند. به همین دلیل هم چنین خصوصیتی برای تشخیص انسان ها از یکدیگر بسیار مناسب است. برای استفاده از سیستم تشخیص رگ ها باید انگشتان، مچ دست، کف دست یا پشت دست را روی اسکنر مخصوص سیستم گذاشت. یک عکس توسط دوربین با نوری نزدیک به نور مادون قرمز گرفته می شود. هموگلوبین های موجود در خون این نور را جذب می کنند و رگ ها به شکل سیاه در تصویر مشخص می شوند. همانند دیگر سیستم های بیومتریک این تصویر بر اساس شکل و محل ساختاری رگ ها تبدیل به یک کد می شود. به این ترتیب برای استفاده های بعدی از سیستم، کد محاسبه شده جدید با کد ذخیره شده مقایسه می گردد. اسکنر هایی که در سیستم تشخیص رگ ها بکار می روند با ابزارهایی که در بیمارستان ها مورد استفاده قرار می گیرند متفاوت اند. اسکنر هایی که برای اهداف پزشکی به کار می روند عمدتاً از ذرات رادیواکتیو استفاده می کنند در حالی که در سیستم های تشخیص هویت بیومتریک، فقط از نوری که تقریباً شبیه به آنچه که از کنترل کننده های از راه دور ساطع می شود، استفاده می شود.
از گوش به دو شکل براي تشخيص هويت استفاده مي شود. شکل و ساختار لاله گوش در افراد مختلف متفاوت است. اکوي صداي خروجي از کانال گوش براي هر فرد با فرد ديگري متفاوت است .تا به حال اين روش کارايي زياد و قابل اعتمادي براي تشخيص هويت نداشته است و مواردي اندک براي تأييد هويت از آن استفاده شده است.[همان]
تا به حال این نوع بیومتریک پیشرفت و کاربرد خاصی نیافته است.از لب به عنوان بیومتریک به یکی از سه طریق زیر استفاده می شود:
اثر لب: همانند اثر انگشت است با اين تفاوت که اثر لب را ثبت مي کنند. لب نيز همانند انگشت داراي منحني ها و خط و خطوط مختص به هر فرد است. اين روش تا حد زيادي قابل اعتماد است.
نحوه تحرک لب ها: اين روش يک روش رفتاري است و در تشخيص گوينده به ما کمک مي کند. روش دقيقي نيست و مي تواند تنها براي تأييد هويت استفاده شود.
شکل لب ها: مي تواند براي تأييد هويت به کار رود و مرسوم نيست.
در اين روش چين و چروک هاي صورت بررسي مي‌شود. اين ساختار همانند اثر انگشت در افراد مختلف متفاوت است.
مشخصه گرمايي صورت : در اين مدل توسط دوربين هاي مادون قرمز از صورت تصويربرداري مي شود. نقاط مختلف صورت براساس ميزان حرارت و دمايي که دارند در تصوير ديده مي‌شوند. از آنجا که تجمع رگ‌هاي زير پوست صورت در هر فرد شکل متفاوتي دارد ، تمايز رنگ بين نقاط مختلف صورت ثابت مي ماند. به عنوان مثال در شکل زیر سمت چپ فرد حالت عادي دارد و در سمت راست حالت عصبي دارد، با اين حال کاملاً مي توان مشاهده کرد که نقاطي که در تصوير سمت چپ قرمز تر از بقيه نقاط بودند باز هم در تصوير سمت راست قرمزتر از باقي نقاط هستند.
طيف الکترو مغناطيسي پوست:
در اين روش توسط ديودهاي نوري به سطح پوست يک سري نور خالص با طول موج هاي مختلف مي‌تابانند وتوسط تعدادي فتو ديود ميزان شدت موج برگشتي از سطح پوست را ثبت و سپس اطلاعات را تحليل مي کنند. ميزان جذب و انعکاس نور (به طور کلي هر موجي متناسب با طول موجش) توسط پوست هر فرد متفاوت با ديگران است و اين مطلب اساس روش مذکور است.
رشته هاي گوشت زير ناخن: اگر در ابعاد ميکروسکوپي به سطح نرم زير ناخن نگاه کنيم، در مي‌يابيم اين سطح داراي برآمدگي هايي موازي و رشته مانند است. اين قسمت شامل مويرگ‌ها، اعصاب و ... است . در طول سن اين برآمدگي ها يا رشد طولي دارند يا پهن تر مي گردند ولي در هرحال وجود دارند. ادعا مي شود که ساختار و شکل اين رشته ها همانند اثر انگشت و عنبيه در افراد مختلف، متفاوت است.
