Введение 5
1 Обзор цифровых методов идентификации человека 7
1.1 Анализ современных методов идентификации человека 7
1.2 Выбор метода идентификации человека 12
1.3 Выводы 14
2 Постановка задачи идентификации человека по фотографии 15
3 Разработка программного средства идентификации человека по фотографии 22
3.1 Разработка алгоритма программного средства 22
3.2 Реализация алгоритма программного средства 38
3.3 Выводы 41
4 Разработка интерфейса программного средства идентификации человека по фотографии 42
4.1 Разработка дизайна интерфейса 42
4.2 Реализация интерфейса в среде моделирования 43
4.3 Выводы 46
5 Экспериментальная часть 47
5.1 Разработка исходной информации для тестирования программного средства 47
5.2 Тестирование программного средства 50
5.3 Результаты тестирования программного средства 51
5.4 Выводы 53
Заключение 54
Список использованных источников 57
Приложение 61
На сегодняшний день во всех сферах личной жизни и профессиональной деятельности человека наметилась тенденция автоматизации практически всех процессов, которые могут быть выполнены с использованием современных достижений науки и техники.
Многие из решаемых задач основаны на классификации разнообразных объектов. В качестве объекта в большинстве случаев используется изображение, которое может быть получено несколькими способами, например:
• современные системы контроля доступа часто идентифицируют человека по изображению одной из частей его тела (лицо, рука, отпечаток пальца или сетчатка глаза), которое получено со специального сканера или цифровой видеокамеры;
• подбор похожих фотографий в поисковых системах основывается на классификации изображений;
• распознавание текста является ни чем иным как распознаванием и классификацией изображений букв.
Естественно, что в связи с этим возникает проблема разработки программного обеспечения, которое позволяет максимально точно идентифицировать объект, присутствующий на изображении, используя как можно меньше ресурсов (рабочего времени и памяти компьютера).
Целью данной работы является разработка программного средства идентификации человека по фотографии на основе преобразования главных компонент.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ современных методов идентификации человека;
• на основе проведенного анализа выбрать наиболее подходящий для решаемой задачи метод;
• формализовать рассматриваемую задачу;
• разработать алгоритм идентификации человека по фотографии на основе выбранного метода;
• разработать дизайн интерфейса разрабатываемого программного средства;
• реализовать разработанный алгоритм в среде моделирования MATLAB;
• реализовать разработанный интерфейс в среде моделирования MATLAB;
• провести тестирование разработанного программного обеспечения.
В работе описан процесс создания программного средства идентификации человека по фотографии на основе преобразования главных компонент.
В первой главе рассмотрены методы идентификации человека на основе его биометрических параметров.
Проведена классификация методов по типу используемых биометрических характеристик. Все методы были разделены на две группы:
• использующие статические биометрические характеристики;
• использующие динамические биометрические характеристики.
Приведена распространенность методов из обеих групп на рынке готовых решений для идентификации человека.
Рассмотрены достоинства и недостатки наиболее распространенных методов.
На основе проведенного анализа составлена сравнительная таблица основных достоинств и недостатков рассмотренных методов.
Из сравнительной таблицы видно, что наибольшим количеством достоинств обладает метод идентификации человека по фотографии.
Во второй главе разработан алгоритм идентификации человека по фотографии на основе метода главных компонент, который состоит из трех частей:
• предварительная обработка изображения;
• преобразование с помощью метода главных компонент;
• идентификация с помощью нейронной сети.
Подробно рассмотрены действия, которые необходимо выполнить в процессе работы каждой из частей алгоритма.
Разработан дизайн интерфейса программного обеспечения.
В третьей главе описаны реализованные алгоритм и интерфейс разработанного программного средства.
В четвертой главе проведено тестирование разработанного программного обеспечения, по результатам которого можно сделать вывод о том, что разработанное программное средство способно в большинстве случаев правильно идентифицировать человека по фотографии даже при небольшой выборке обучающих изображений.
Проблемы с идентификацией возникают в том случае, когда идентифицируемый человек очень похож на нескольких людей из обучающей выборки.
Также необходимо отметить, что результаты распознавания сильно зависят от качества изображения, а также от его предварительной подготовки.
Таким образом, в результате выполнения данной работы достигнута её основная цель – разработано программное средство идентификации человека по фотографии на основе преобразования главных компонент.
В процессе выполнения данной работы решены следующие задачи:
• проведен анализ современных методов идентификации человека;
• на основе проведенного анализа выбран наиболее подходящий для решаемой задачи метод;
• рассматриваемая задача формализована;
• разработан алгоритм идентификации человека по фотографии на основе выбранного метода;
• разработан дизайн интерфейса разрабатываемого программного средства;
• разработанный алгоритм реализован в среде моделирования MATLAB;
• разработанный интерфейс реализован в среде моделирования MATLAB;
• проведено тестирование разработанного программного обеспечения.
