جستجو در تالارهای گفتگو

نویسنده: امیر حسین امیدوارنیا، احمد پورصابری پیشرفت های اخیر در تکنولوژی اطلاعات و همچنین نیاز روزافزون به امنیت بیشتر، منجر به توسعه سریع سیستم های هوشمند تشخیص هویت بر اساس خصوصیات بیومتریک انسان شده است. سیستم های بیومتریک از خصوصیات فیزیولوژیکی یا رفتاری هر شخص برای تشخیص هویت دقیق او استفاده می کنند. ویژگی های معمول مورد استفاده در این سیستم ها عبارتند از: چهره، اثر انگشت، صدا، نمودارهای حرارتی چهره، عنبیه، شبکیه، طرز راه رفتن، نقوش کف دست، هندسه دست و .... . از بین این ویژگی ها، روی اثر انگشت بیشتر از بقیه کار شده است و در کاربرد های قانونی از این ویژگی استفاده می شود. همچنین تشخیص چهره و تشخیص صوت در 25 سال اخیر به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته اند، در حالیکه تشخیص عنبیه یک روش نسبتا جدید در شناسایی هویت است. منابع گوناگونی تایید کرده اند که تشخیص عنبیه، یکی از مطمئن ترین سیستم های بیومتریک می باشد. با توجه به اهمیت و عملکرد قابل قبول این سیستم، سرمایه گذاری تحقیقاتی و صنعتی در کشور روی آن ضروری به نظر می رسد. بر این اساس، ما در این مطالعه سعی کرده ایم که مفاهیم اصلی سیستم تشخیص عنبیه و همچنین رویکرد های تجاری به آن را مورد بررسی قرار دهیم. ساختار فیزیولوژیک عنبیه به حلقه رنگی اطراف مردمک چشم عنبیه میگویند. این بخش، یک دیافراگم نازک است که روی قسمت جلویی چشم کشیده شده و در پشت آن، عدسی قرار دارد. وجود عدسی باعث میشود که عنبیه، شکل یک مخروط بریده شده سه بعدی را پیدا کند. انتهای محدوده عنبیه به بدنه مژهدار چشم متصل شده است. همچنین ابتدای این محدوده متصل به مردمک است و کمی به سمت بینی متمایل میشود. قرنیه که یک لایه شفاف و محافظتی است، روی عنبیه را میپوشاند. تبادل اکسیژن برای تغذیه اجزای چشم از طریق قرنیه صورت میگیرد. برای اینکه بفهمیم بافت عنبیه تا چه حد برای شناسایی غنی است، لازم است که ساختار آن را کمی جزئیتر بررسی نماییم. عنبیه از چندین لایه تشکیل شده است. سطح خلفی آن از رنگدانههای مخاطی پوشیده شده که جلوی عبور و نفوذ نور را می گیرند. جلوی این لایه، دو ماهیچه حلقوی قرار دارند که به طور مشترک، مردمک را کنترل می کنند. لایه بعدی که جلوی این ماهیچه ها واقع است، یک لایه نمدی شکل است که ساختارهای ترکیبی رنگی و کمانی شکلی، آن را تشکیل می دهند. در داخل این لایه، رگهای خونی زیگزاگی شکل شعاعی وجود دارند. بیرونی ترین لایه که در واقع لایه مرزی نیز محسوب می شود، نسبت به لایه نمدی شکل چگال تر است. این افزایش چگالی به علت وجود رنگدانه های تکی به نام chromataphore ها می باشد. ظاهر عنبیه که ما می بینیم، نتیجه مستقیم این ساختار چند لایه است. سطح بیرونی عنبیه به دو لایه تقسیم می شود: یکی ناحیه مردمکی مرکزی و دیگری، ناحیه مژه دار که پیرامون عنبیه را می پوشاند. لبه ناحیه مردمکی به شکل یک مرز زیگزاگی محیطی است. این لایه مرزی به طور ناگهانی، نزدیک مردمک به پایان می رسد. ناحیه مژگانی شامل تعداد زیادی شیار و برآمدگی است که با هم همپوشانی دارند و به علت وجود ناحیه نمدی شکل، اینگونه به نظر می رسند. این خطوط قابل انقباض، با تغییر حالت مردمک تغییر می کنند. بخشی از این خطوط و شیارها هم ناشی از وجود ساختار عروقی شعاعی هستند. سایر ساختارهای قابل مشاهده دیگر در عنبیه شامل حفره ها یا لاغر شدن های نا منظم در لایه مرزی، خالها یا برآمدگی های کوچک لایه مرزی و لکه ها یا تجمع های محلی chromataphore ها می باشند. ناحیه مردمکی می تواند نسبتا صاف باشد. ولی با این حال، طرحهای دودی شکل و شعاعی و طرحهای رنگدانه ای در این ناحیه دیده می شود که نتیجه وجود لایه رنگدانه ای و فشرده خلفی است. همچنین برخورد نور با سلول های رنگدانه ای لایه بیرونی عنبیه و جذب تفاضلی آن نیز به رنگی دیده شدن عنبیه کمک می کند. اگر ساختار لایه بیرونی، کمی رنگدانه ای باشد، نور از سلول های پوششی داخل آن به سمت داخل بازتاب می کند و پرآکنده می شود. نور بازتابیده وقتی از لایه نمدی شکل عبور می کند، آبی به نظر می رسد. هرچه توزیع رنگدانه ای لایه بیرونی ضخیم تر باشد، عنبیه تیره تر به نظر می رسد. ادعای منحصر به فرد بودن عنبیه اشخاص و پایدار بودن آن در سنین مختلف از دو منبع اصلی نشات می گیرد. اولین منبع، مشاهدات کلینیکی است. چشم پزشکان و آناتومیست ها پس از آزمایش روی تعداد زیادی از چشم ها به این نتیجه رسیده اند که الگو های موجود در هر عنبیه، حتی عنبیه های چشم راست و چپ یک شخص واحد، کاملا منحصر به فرد است. بعلاوه در مشاهدات تکراری و در زمان های مختلف، این الگوها تغییرات کمی دارند و یا حداقل می توان گفت که بعد از دوران کودکی این تغییرات بسیار کم است. منبع دوم، زیست شناسی پیشرفته امروزی است. هنگامی که ساختار کلی عنبیه از لحاظ ژنتیکی در حال شکل گیری است، ویژگی های جزئی آن شدیدا وابسته به یک سری رویدادها مانند شرایط اولیه ماده تشکیل دهنده جنینی عنبیه می باشد. تکرار مجدد این رویدادها از طریق وقایع طبیعی بسیار نا محتمل است. فرآیند شکل گیری عنبیه به ندرت دچار اختلال می شود. این اختلالات شامل ناقص شدن عنبیه ، جابجایی و یا خراب شدن شکل مردمک هستند. همچنین مشاهدات جدید موید ثابت ماندن الگوهای عنبیه در سنین مختلف بعد از نوزادی است. بخشهای معینی از عنبیه مثل ساختار عروقی آن در لحظه تولد دارای شکل ثابت می شوند در حالیکه بخشهای دیگر مثل ساختار ماهیچه ای تا دو سالگی رشد می کنند و تکمیل می گردند. باید به این نکته بسیار مهم نیز توجه کرد که تکمیل الگوهای رنگدانه ای تا سنین نوجوانی ادامه می یابند. بعلاوه میانگین اندازه مردمک برای یک فرد، به آهستگی تا نوجوانی افزایش می یابد. بعد از گذشت سنین نوجوانی، یک عنبیه سالم تا آخر عمر شخص تقریبا تغییری نمی کند. اگر چه رنگ پریده شدن عنبیه و کوچک شدن قطر مردمک با افزایش سن، طبیعی است. بیماری های مختلف چشمی نیز می توانند ظاهر عنبیه را به طور کلی تغییر دهند. همچنین به نظر می رسد که اگر عنبیه به مدت طولانی در معرض آلودگی های زیست محیطی (مثل فلزات) قرار بگیرد، ساختار رنگدانه ای اش تغییر می یابد. ولی با این وجود، وقوع این شرایط نادر است. ادعای تغییر عنبیه با تغییر در شرایط بدنی و سلامت افراد نیز رد شده است. بنابراین در کل می توان نتیجه گرفت که عنبیه هر شخص، بسیار منحصر به فرد است و پس از گذشت دوران نوزادی تا آخر عمر تغییر چندانی نمی کند. با این وجود، ذکر این نکته ضروری است که هنوز مطالعات زیادی در مقیاس وسیع در مورد منحصر به فرد بودن و پایداری عنبیه، به ویژه به عنوان یک خصوصیت بیومتریک در حال انجام است. خصوصیت جالب توجه دیگر عنبیه برای استفاده در سیستم های بیومتریک، تغییرات لحظه به لحظه آن است. فعل و انفعالات پیچیده ماهیچه های عنبیه باعث می شود که قطر مردمک دارای یک نوسان همیشگی و کوچک باشد. برای اطمینان از عنبیه مورد ارزیابی، می توان این حرکت را مانیتور کرد. بعلاوه، از آنجایی که عنبیه بسیار سریع به تغییرات روشنایی عکس العمل نشان می دهد (در مقیاس چند صد میلی ثانیه)، مانیتور کردن عکس العمل عنبیه در مقابل یک روشنایی کنترل شده نیز نتیجه مشابهی می دهد. در مقابل، عنبیه در مواقع مریضی و ناخوشی منقبض و سفت می شود. از این واقعیت می توان در ملاحظات قانونی و دادگاهی استفاده نمود. مراحل پیاده سازی سیستم تشخیص عنبیه شکل 2، مراحل تشخیص هویت از روی یک تصویر عنبیه را نشان می دهد. در ادامه، توضیح مختصری از هر مرحله بیان می گردد.