Mundarija kirish i-bob. Yuz tasvirni biometrik identifikatsiyalash usullarini nazariy jihatlarni ko‘rib chiqish

Elastik grafiklarni solishtirish
Ushbu usullar guruhida (Elastic Bunch Graph Matching) yuz tepalari bosh, lablar, burun konturlari va ularning chekka nuqtalari kabi yuzning asosiy nuqtalarida (tugunlarida) joylashgan grafik sifatida ifodalanadi. Har bir yuz uning uchlari orasidagi masofalar bilan belgilanadi.

2.3-Rasm. Shaxsni grafik shaklida tasvirlash. Kulrang nuqta - yuzning konturi, qora nuqta - yuzning bir qismi.

Har bir tugun yuzning muayyan nuqtalarida chiqariladigan xususiyatlar to‘plami bilan tavsiflanadi. Xususiyat sifatida, qoida tariqasida, Gabor filtrlari turli chastotalar va yo‘nalishlar uchun ishlatiladi. Shuningdek, har bir tugun boshqa tugunlarga Evklid masofasi bilan tavsiflanadi. Tizim yuzni aniqlash bloki, yuz xarakteristikasi nuqtalarini aniqlash bloki va yuzni aniqlash blokidan iborat.

Yuzni tanlash bloki tasvirdagi yuz joylashishi mumkin bo‘lgan joyni topadi. Buning uchun butun o‘quv majmuasi bo‘yicha o‘rtacha grafik tuziladi. Ushbu grafikning parametrlari uning cho‘qqilari orasidagi masofalar va har bir cho‘qqidagi xususiyatlarning o‘rtacha qiymatlari. Keyin kiritilgan tasvir ushbu grafik orqali skanerdan o‘tkaziladi va tasvirning grafik qo‘yilgan nuqtalarida xususiyatlar hisoblanadi. Shaxsning eng ehtimoliy pozitsiyasi sifatida o‘rtacha grafigi bilan xususiyatlarda eng kichik umumiy farqga ega bo‘lgan joy tanlanadi.
Yuzning eng xarakterli nuqtalarini ajratib ko‘rsatish bloki, avvalo, tasvirdagi yuzga mos keladigan eng mos grafik shkalasini aniqlaydi, so‘ngra grafik cho‘qqilarini yuzning ushbu uchlari mas’ul bo‘lgan haqiqiy qismlariga mos keladigan tarzda moslashtiradi (moslashuvchan xususiyatlarni taqqoslash). Grafik masshtabini aniqlash uchun quyidagi protsedura bajariladi:
1. Masshtablar lug‘ati aniqlanadi - o‘rtacha hisoblangan grafik va turli masshtabli taniqli tasvirlarga mos keladigan nomzod grafikalar o‘rtasidagi farq o‘lchovi. Buning uchun javob qiymatlari hisoblanadi:

bu yerda  - m tugundagi o‘rtacha olingan grafikning xususiyati,  nomzod grafikning xususiyati,  o‘rtacha olingan grafikdagi m va n tugunlari orasidagi masofa,  nomzod grafik uchun bir xil masofa.
2. O‘rtacha hisoblangan grafikning masshtabi ketma-ket o‘zgartiriladi va bu grafiklar kiritilgan tasvirning oldindan tanlangan maydoniga qo‘yiladi. Natijada grafik paydo bo‘ladi  . Bu yerda ma’lumotlar bazasidagi har bir tasvir (va ularning tegishli grafiklari  ) uchun ushbu tasvirlarning eng kichik og‘ishiga mos keladigan masshtab  :

Keyinchalik, ehtimollik taqsimoti uchun  zichlik tuziladi va uning maksimali topiladi  , bu eng mos shkala sifatida qabul qilinadi.
O‘rtacha hisoblangan grafikning masshtabini aniqlagandan so‘ng, moslashuvchan xususiyatlarni taqqoslash tartibi boshlanadi. O‘lchovni o‘zgartirish protsedurasi oxirida aniq pozitsiyalarni qidirish uchun dastlabki ma’lumot sifatida ishlatiladigan yuzning xarakterli nuqtalarining qo‘pol pozitsiyalari olinadi. Dastlabki javob hisoblab chiqiladi

Gabor xususiyatlari va tenglamadagi Evklid masofasi  yuz shkalasi uchun normallashtirilgan. Keyin cho‘qqilarning o‘rnini o‘zgartirish orqali yangi grafik yaratiladi va tarmoqning javobi yana hisoblab chiqiladi. Agar u dastlabki javobdan kamroq bo‘lsa, nomzod grafigi yangi gipoteza grafigiga aylanadi. Moslashuvchan xususiyatlarni taqqoslash tartibi tasodifiy diffuziya jarayoni yordamida takrorlanadi.  tenglamadagi qiymat taqqoslash jarayonida monoton ravishda kamayadi va quyidagicha aniqlanadi

Bu нerda  - taqqoslash jarayonining dastlabki bosqichida cho‘qqi holatining o‘zgarishi;  - yakuniy bosqichda ham xuddi shunday; t - joriy qadam raqami;  - qadamlarning umumiy soni. Taqqoslash usuli shablonlar bazasida ro‘yxatdan o‘tmagan shaxsning yuz xususiyatlarini samarali tarzda ajratib olishi mumkin, chunki o‘rtacha hisoblangan shablon grafigi mos yozuvlar grafigi sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, bu usul fazoviy munosabatlardan foydalanganligi sababli yuzni yaxshilash bilan o‘zgartirilgan yuzlar tasvirlarida juda yaxshi ishlaydi.
Yuzni identifikatsiyalash oldingi bosqichda olingan gipotezalar grafigini ma’lumotlar bazasidagi har bir shablon grafigi bilan solishtirish orqali amalga oshiriladi. Javob hisoblab chiqiladi  . Shablon grafiklarining uchlari orasidagi xarakteristikalar va masofalar mos ravishda va sifatida qabul qilinadi  .  Minimal tarmoq javobiga ega obraz kirish yuziga mos keladigan shaxsga tegishli deb hisoblanadi. Agar tarmoq javobi ma’lum chegaradan past bo‘lsa, tizim ushbu identifikatsiyani qabul qiladi.
Ushbu usulning afzalliklari quyidagilardan iborat: masshtabda o‘zgarmaslik, yorug‘lik, qisman qorong‘ilik, fon. Kamchiliklari - fazoda yuz ifodasi va boshning holatiga nisbatan past o‘zgarmaslikdir.