فشرده سازی تصاویر اثر انگشت با الگوریتم SVD در نرم افزار متلب

پروژه فشرده سازی تصاویر اثر انگشت با الگوریتم SVD در MATLAB

پروژه فشرده سازی تصاویر اثر انگشت با الگوریتم تجزیه مقدار های منفرد (Singular Value Decomposition – SVD) را در محیط فارسی و گرافیکی (GUI) نرم افزار MATLAB آماده کردم که یک پروژه مناسب پردازش تصویر و بینایی ماشین است. در ادامه به توضیحاتی در رابطه با اثر انگشت و اهمیت ذخیره سازی تصاویر اثر انگشت پرداخته و فیلم و تصاویری از خروجی این پروژه قرار داده شده است.

تصاویر اثر انگشت:

در میان تمام مشخصه های حیاتی نظیر چهره، اثر انگشت، هندسه دست، عنبیه، شبکیه، امضا، اثر صدا، مویرگ های دست، گوش، و حالت رفتاری، شناسایی مبتنی بر اثر انگشت یکی از معروف ترین و مطمئن ترین فنون موجود می باشد. یکتایی اثر انگشت مربوط به الگوی فرورفتگی ها و برجستگی های موجود بر روی سطح پوست انگشت دست است. روزانه حجم وسیعی از تصاویر اثر انگشت در کاربرد های گسترده ای همچون محاکم قضایی و سیستم های کنترل دسترسی، جمع آوری و ذخیره می شوند. یک نمونه از آنها، پایگاه داده می باشد که شامل بیش از ۷۰ میلیون تصویر اثر انگشت FBI می باشد.

توضیحات بیشتر، فیلم و تصاویری از خروجی پروژه فشرده سازی تصاویر اثر انگشت به روش SVD در ادامه مطلب.

اهمیت ذخیره سازی تصاویر اثر انگشت:

با در نظر گرفتن حجم محدود حافظه های فیزیکی و همینظور هزینه زیاد آنها، فشرده سازی این حجم عظیم از تصاویر، امری اجتناب ناپذیر و مهم است؛ در سیستم های بازشناسی، اگرچه می توانیم به جای ذخیره تصاویر اولیه اثر انگشت، فقط ویژگی های مورد نیاز در بخش بازشناسی و شناسایی را ذخیره کرد تا فضای حافظه کمتری مورد نیاز باشد، اما در صورتی که قصد داشته باشیم تا روش جدیدتر و با مجموعه ویژگی های جدیدتری استفاده نماییم، باید از همه ی افراد بخواهیم که دوباره برای ثبت اثر انگشت حضور یابند که این موضوع بعضا (مثل پایگاه اثر انگشت پلیس فدرال آمریکا، FBI) غیر ممکن می باشد.

از این رو، ذخیره سازی تصاویر اولیه اثر انگشت در برخی مواقع مفید بوده و حتی ضروری می باشد و می بایست با توجه با اهمیت موضوع، ذخیره و نگهداری شوند. حجم مورد نیاز برای ذخیره سازی این تصاویر بعضا بسیار زیاد بوده و نیاز به استفاده از روش های موثری برای کاهش حجم ذخیره سازی می باشد.

روش های فشرده سازی تصاویر اثر انگشت:

روش های فشرده سازی تصاویر اثر انگشت به دو دسته تقسیم می شوند: در دسته اول، از تصویر اثر انگشت، فقط اطلاعات مهم و بکار رفته در بازشناسی، نظیر شیارها استخراج و بعد فشرده می شوند. در دسته دوم از روش های فشرده سازی تصاویر اثر انگشت، تبدیلاتی همچون تبدیل موجک مورد استفاده قرار می گیرد.

فشرده سازی تصاویر اثر انگشت به روش SVD:

اغلب نمایش یک تصویر به کمک یک ماتریس دو بعدی m*n انجام می شود. در این روش الگوریتم SVD به این ماتریس اعمال می شود تا ماتریس های U، S و V بدست آیند. S یک ماتریس قطری n*m می باشد که عناصر غیر صفر آن بر روی قطر ماتریس، نشان دهنده رتبه ماتریس تصویر اصلی است. مفهوم اساسی روش فشرده سازی تصویر SVD استفاده از تعداد رتبه های کمتری به منظور تقریب زدن ماتریس اصلی (ماتریس تصویر مورد نظر) می باشد.

تصاویری از خروجی پروژه فشرده سازی تصاویر اثر انگشت:

تصویر خروجی 2:

تصویر خروجی 3:

تصویر خروجی 4:

تصویر خروجی 5:

تصویر خروجی 6:

تصویر خروجی 7: