تشخیص هویت از روی شکل بدن

تشخیص هویت از روی شکل بدن

علم شناسایی افراد با خصوصیات بدنی آنها، بیومتریک نامیده می شود. بیومتریک به دلایل مختلف به یک رشته مهم در علم تبدیل شده است و کمترین آن افزایش تقاضا برای امنیت در شرایط مختلف است. بیومتریک در علم کامپیوتر به عنوان نوعی از شناسایی جهت کنترل دسترسی استفاده می شود. شناسه های بیومتریک خصوصیات متمایز و قابل اندازه گیری است که برای شناسایی و توصیف افراد به کار می رود. بیومتریک های فیزیکی شامل اثر انگشت، تشخیص چهره و اسکن عنبیه می باشد، در حالیکه بیومتریک رفتاری شامل رفتارهای انسانی نظیر نحوه راه رفتن انسان می باشد.

تشخیص شکل بدن انسان:

امروزه، تعیین مقیاس و اندازه بدن انسان در طراحی صنعتی، طراحی لباس و معماری نقش مهمی را ایفا می کند که از داده های آماری در مورد توزیع ابعاد بدن جهت بهینه سازی محصولات استفاده می شود. در فناوری تشخیص هویت از روی شکل بدن به هنگام ثبت کاربر در پایگاه داده، به طور همزمان تمام اسکنهای شخص با مدل هماهنگ می شود. این فرآیند منجر به ایجاد نماد دیجیتالی می شود که شکل و جزئیات فراوانی از مکان های موردنظر از روی سطح بدن را ثبت می کند. این نماد می تواند با تغییر شکل های بافت و عضلات تغییر مکان داده و متحرک شود. با توجه به اسکنهای زیاد از یک فرد، همه آنها با استفاده از فرآیندی مشترک که ثبت می شوند، در یک مدل واحد و جداگانه قرار می گیرند. جزئیات این مکانها به صورت سه بعدی اندازه گیری شده و انتقال آسان آنها را به ابزارهای طراحی کامپیوتری و یا ساخت ابزارهای کاربردی امکان پذیر می کند. در مقایسه با سایر تکنولوژی های بیومتریک مانند تشخیص چهره، عنبیه، کف دست و اثر انگشت، روش تشخیص نحوه رفتن از روی فیلم های دوربین حتی با وضوح پایین هم قابل تشخیص هستند.

شکل 1: نشانه های بدن
  • شکل 1: نشانه های بدن
  • نقاط مشخص شده نشانه های مدنظر از سطح بدن را نمایش می دهد. نشانه های قرمز برای نمای جلویی بدن و از نقاط زرد رنگ جهت اندازه گیری مختصات سه بعدی نمای جانبی استفاده می شود.

CAESAR: Civilian American and European Surface Anthropometry Resource

پروژه CAESAR در سال 1997 به عنوان مشارکتی بین دولت و صنعت برای جمع آوری و سازماندهی گسترده ترین نمونه گیری از اندازه بدن انسان ها جهت مقایسه کردن آنان با یکدیگر آغاز شد. این پروژه داده ها را در 2.400 ایالات متحده آمریکا، کانادا و 2.000 غیرنظامی اروپایی در یک بانک اطلاعاتی جمع آوری و سازماندهی نموده است. این بانک اطلاعاتی ابعاد مردان و زنان مختلفی را از سن 18 تا 65 سالگی با وزن های مختلف، گروه های قومی، جنسیت، مناطق جغرافیایی و وضعیت اقتصادی و اجتماعی ثبت کرده است.

این مطالعه از آوریل 1998 تا اوایل سال 2000 انجام شد و شامل سه اسکن برای هر نفر در حالت ایستاده، پوشش کامل و نشستن در حالت ریلکس بود. این داده ها بصورت استاندارد جمع آوری و مستند سازی شده اند تا پایگاه داده بتواند به طور مداوم گسترده و بروزرسانی شود. با توجه به اندازه گیری وضوح بالا از شمای کلی بدن که با استفاده از مقیاس سه بعدی از سطح بدن انجام شد، این فناوری در چند ثانیه می تواند صدها هزار نقطه از سطح بدن انسان را به طور سه بعدی ثبت و فرد موردنظر را شناسایی کند.

تشخیص هویت بیومتریک از روی نحوه راه رفتن:

روش شناسایی بیومتریک از طریق راه رفتن ابتدا در سال 1975 توسط Gunnar Johansson دانشمند آمریکایی با عنوان Visual Motion Perception اثبات شـد. وی بیان كرد كه افراد را می توان از طریق نـوع راه رفتن آنها شناخت. این كار با تحلیل توالی های ویـدیوئی از راه رفتن افراد ممكن بود. اولين مزيت تشخيص نوع راه رفـتن انسان این است که ايـن شناسایی از فواصـل دور بکار می رود. در حقیقت فناوری تشخیص هویت افراد از روی راه رفتن، شناسایی آنها بر اساس ویژگی ها و خصوصیات راه رفتن می باشد.

انسان ها برای ورود به هر جایی از راه رفتن استفاده میکنند، تشخیص راه رفتن افراد در حالت عادی آسان است. تشخیص هویت هر انسان از انسانی دیگر سیکل راه رفتن وی می باشد که به عنوان مهم ترین عامل در شناسایی استفاده می گردد. نوع راه رفتن با فاکتورهای دیگری نظیر نقاط مشخص شده از سطح بدن انسان مانند طول دست و پا، طول گامها، آهنگ راه رفتن، زاویه قسمت های دست و پا و حالت ژست انسان در حین راه رفتن مشخص می گردد. شناسایی براساس تحلیل عملی نوع راه رفتن، با استخراج تصاویر (Silhouette) راه رفتن اشخاص و با تحلیل توالی تصاویر بـر روی زمان انجام می شود. شرایطی که به ندرت ممکن است بر نتایج شناسایی اثر ناخوشایند گذارند عبارتند از: میزان روشنایی محیط، زاویه دید دوربین و سرعت راه رفتن افراد که اختلال در هریک از آنان گاهی منجر به شناسایی نادرست می گردد.

Watrix - Biometric Gait Recognition
Figure 2: Watrix - Biometric Gait Recognition

تاکنون "واتریکس" تنها شرکت تجاری شناخته شده در حوزه تکنولوژی تشخیص افراد از روی راه رفتن در جهان است. این شرکت پیشرفته ترین فناوری تشخیص هویت از روی راه رفتن را در جهان توسعه داده است که میانگین میزان تشخیص صحت عملکرد آن به 94.1٪ می رسد. واتریکس همچنین بزرگترین پایگاه داده تشخیص هویت از روی راه رفتن را دارد. این شرکت در تمام جنبه های این فناوری مانند شناسایی هدف، تقسیم بندی، تشخیص و ردیابی و ... از این نظر جایگاه برتر را به خود اختصاص داده است. از این رو می تواند افراد را از فاصله 50 متری با استفاده از دوربین معمولی تشخیص دهد و وابستگی کمتری نسبت به نور و اطلاعات اجزای صورت دارد.

مقایسه سایر روش های شناسایی بیومتریک با شناسایی راه رفتن:

در سایر روش های شناسایی نظیر اثر انگشت، تشخیص چهره، اسکن چشم و کف دست شما باید با دستگاه های حضور و غیاب مربوطه ارتباط نزدیکی برقرار کنید تا آنها بتوانند هویت شما را شناسایی کنند به عنوان مثال انگشت خود را روی دستگاه قرار دهید یا برای ثبت چهره به دستگاه نزدیک شوید تا دوربین آن بتواند شما را شناسایی کند اما در فناوری تشخیص هویت از روی راه رفتن این عمل بدون نیاز به افراد جهت نظارت وشناسایی آنها صورت می گیرد. هم اکنون برخی محققان در حال کار بر روی سیستم های مبتنی بر بصری هستند که از دوربین های فیلمبرداری برای تجزیه و تحلیل حرکات هر قسمت از بدن مانند زانو، پا، شانه و غیره استفاده می کنند.

کاربرد های مدل سه بعدی استخراج شده از بدن انسان:

سیستم تشخیص هویت از روی راه رفتن می تواند برای امنیت فرودگاه مورد استفاده قرار گیرد. نحوه راه رفتن و قدم های شما می تواند بجای اثر انگشت و چهره به عنوان تشخیص هویت بیومتریک در امنیت فرودگاه استفاده شود. استفاده از فناوری بیومتریک راه رفتن، در فرودگاهها می تواند به شناسایی افراد مجرم و مشکوک کمک فراوانی کند رفتارهای مشکوک می تواند شامل الگوهای تکراری راه رفتن در یک منطقه خاص و یا حرکاتی که با توجه به کالبد بدن طبیعی به نظر نمی رسد، باشند.

دانشمندان شاغل در شرکت های خصوصی و آژانس های دولتی برای تعیین طیف وسیعی از اندازه های پوشاک و متعلقات آن، مطالعاتی در حوزه مقیاس ابعاد انسان انجام می دهند. به عنوان مثال اندازه های بدست آمده از پا می تواند در ساخت و فروش کفش مورد استفاده قرار می گیرد. سایر حوزه های مربوط به استفاده از مدل سه بعدی بدن انسان عبارتند از:

  • حوزه گرافیک: تبدیل به انیمیشن برای بازی ها و فیلم ها.
  • حوزه تناسب اندام: نحوه تاثیرگذاری رژیم و ورزش در بدن.
  • حوزه ارگونومی: چگونگی تناسب پوشاک و سایر محصولات با بدن انسان

مقالات مرتبط: