Tématem třetího dílu naší minisérie je lidské oko. Autorem textu je opět profesor Martin Drahanský z Fakulty informačních technologií v Brně.

V minulém dílu našeho miniseriálu Tajemství biometrie jsme se věnovali obličeji. Hlava však obsahuje další zajímavé části, které jsou dobře použitelné k biometrickému rozlišení jedinců mezi sebou. Nejčastěji používanou charakteristikou je duhovka oka. Sítnice je použitelná také, ačkoliv se z různých důvodů v biometrii příliš neprosadila.

Obrázky na duhovce

S rozpoznáváním duhovky oka se můžeme setkat v mnoha zařízeních kolem nás – je dokonce použita pro biometrické cestovní doklady. Důvod je jednoduchý: Leží v přední části oka a její snímání je tedy poměrně jednoduché. Systémů pro skenování duhovky existuje celá řada. Velmi jednoduché systémy musí člověk držet v ruce a přibližovat k oku. I některé systémy určené k umístění na zeď vyžadují kooperaci člověka, často včetně nastavení pozice kamery kvůli různé výšce osob. Sofistikované a velmi drahé automatické systémy se bez toho obejdou – duhovku umí nasnímat dokonce i na dálku. Duhovka se dá rozdělit na vnitřní (pupilární) a vnější (řasovou) oblast. V obou lze nalézt krypty, límečky a rýhy stejně jako barevné změny. Tyto údaje pak dohromady tvoří unikátní strukturu, kterou má každý jedince jinou.

Vlastní kamera

U sítnice je situace jednodušší: V současné době na trhu není žádné zařízení, které by bylo vhodné k biometrickému snímání sítnice oka. V minulosti nějaká zařízení vznikla, avšak kvůli složitosti snímání a nepřívětivosti k uživatelům nakonec na trhu nenalezla uplatnění. Společnosti, které tato zařízení vyráběly, ukončily svoji činnost. Jediným nám známým zařízením je to, které jsme sami vyvinuli na Fakultě informačních technologií VUT v Brně. Jedná se o nemydriatickou fundus kameru, u které jsme si sami navrhli optiku, mechatronické části a kompletní elektroniku. Nemyadritická znamená, že nevyžaduje "rozkapání" oka léky, které rozšiřují zornici a umožňují lepší výhled na sítnici.

Co je biometrie

Zaostřit a vyfotit

Kamera z našich brněnských laboratoří je unikátní zařízení určené pro medicínu. Díky jeho plné automatičnosti je ale možné ho využít i pro snímání sítnice oka pro biometrické účely. Pacient či snímaný člověk musí pouze držet hlavu pevně u okuláru a zaměřit svoji pozornost na fixační bod. Zařízení samo nalezne oko a střed zornice. Zaostří sítnici a vyfotí retinální obraz ve viditelném světle. Je to mírně nepříjemné, ale díky velmi krátkému záblesku se oko téměř ihned vrátí do původního stavu a snímaný jedinec opět vidí.

Vidličky na sítnici

Analýza obrazu sítnice je jednodušší než u duhovky: Hledají se pouze vidličky a křížení, které vytvářejí cévy, které sítnicí procházejí. Pozice těchto útvarů pak jednoznačně definuje danou osobu. Rozpoznávání se stává problematickým pouze v okamžiku, kde se v sítnici oka vyskytuje silnější patologický jev (například krvácení), který ovlivňuje detekci a extrakci vidliček a křížení. V našem týmu jsme se zaměřili i na tvorbu umělých obrazů sítnic. Slouží k "tréninku" detektorů, které hledají cévy v nasnímaném obrazu sítnice. Dalším cílem je naučit je rozpoznávat právě ony patologické změny, které mohou rozpoznání sítnice narušovat.

Anatomie oka

Lidské oko se skládá z přední a zadní části (segmentu). V přední části se nachází aparát, jehož úkolem je soustředit paprsky světla – duhovka, zornice, rohovka a čočka s řasnatými tělísky. Podél přední a zadní části probíhá bělima, která vytváří bělmo. Duhovka a zornice (pupila) jsou viditelné pouhým okem, naopak zadní část oka je pozorovatelná pouze za využití specializovaných přístrojů. Zde se nachází již zmíněná bělima a sítnice, která obsahuje světločivné buňky. Na sítnici jsou pozorovatelné dva významné body – žlutá a slepá skvrna.