T E L KO M NIK A , V ol . 17 No. 5,  O c tob er   20 1 9,  p p. 2 3 46 ~ 2 3 54   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No:  21 /E / K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 5 . 12551        23 46       Rec ei v ed   M arc 12 20 1 9 Rev i s ed   A pri l  1 1 , 2 01 9 ; A c c ep ted   Ma y  9 ,  20 1 9   Effect i v e se gm e nt ati on   of  s cler a, iri s an d p u pil    in n oi s y  e y e i m ages       M r u n al  P ath ak * 1 N.  S r iniv as u 2 V ina ya k B air agi   1 ,2 K.   L.   U n i v e rs i ty In d i a   3 AISSM S I n s t.  o In fo T e c h .,   S.   P.  Pu n e  Un i v e rs i ty ,   In d i a   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - m a i l :  m ru n a l k p a th a k @g m a i l .c o m       Ab strac t     In   t o d a y s   s e n s i t i v e   e n v i r o n m e n t,   fo r   p e r s o n a l   a u th e n t i c a t i o n i r i s   re c o g n i ti o n   i s   th e   m o s a tt e n ti v e   te c h n i q u e   a m o n g   t h e   v a r i o u s   b i o m e tri c   t e c h n o l o g i e s .   O n e   o f   th e   k e y   s te p s   i n   th e   i ri s   r e c o g n i ti o n   s y s te m   i s   th e   a c c u ra t e   i ri s   s e g m e n t a ti o n   fr o m   i t s   s u rro u n d i n g   n o i s e s   i n c l u d i n g   p u p i l   a n d   s c l e r a   o f   a   c a p tu r e d     e y e - i m a g e In   o u p ro p o s e d   m e th o d i n i ti a l l y   i n p u i m a g e   i s   p re p r o c e s s e d   b y   u s i n g   b i l a te r a l   fi l te r i n g .     Aft e th e   p re p ro c e s s i n g   o i m a g e s   c o n to u b a s e d   fe a t u re s   s u c h   a s b ri g h tn e s s c o l o a n d   te x tu r e   fe a t u re s   a re   e x tr a c t e d T h e n   e n tro p y   i s   m e a s u r e d   b a s e d   o n   th e   e x tra c te d   c o n to u b a s e d   fe a tu re s   to   e ff e c t i v e l y   d i s t i n g u i s h i n g   th e   d a ta   i n   t h e   i m a g e s .   F i n a l l y ,   th e   c o n v o l u ti o n   n e u ra l   n e two rk   (CN N)  i s   u s e d   fo r     th e   e ff e c ti v e   s c l e ra i r i s   a n d   p u p i l   p a rts   s e g m e n t a ti o n s   b a s e d   o n   th e   e n tro p y   m e a s u r e .   Th e   p ro p o s e d   re s u l ts   a re   a n a l y z e d   to   d e m o n s tra t e   th e   b e tt e p e r fo rm a n c e   o th e   p ro p o s e d   s e g m e n ta t i o n   m e th o d   th a n   th e  e x i s ti n g  m e th o d s .       Key w ords c o n to u r - b a s e d   fe a tu re s ,   e n tr o p y  m e a s u r e , n o rm a l i z a ti o n ,   p r e p ro c e s s i n g ,   s e g m e n ta t i o n       Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   Ir i s   r ec og n i ti on   em ergi n a s   on of   th m os pref err e bi om etri c   tec hn o l og y   m od al i ti es   f or  au tom ate pe r s on al   i d e nti f i c ati on   [1 - 3].  It  i s   b i o m etri c   r ec og ni ti o tec h no l o g y   t ha uti l i z es   pa tte r n   r ec og n i t i on   t ec hn i qu es   on   the   ba s i s   of   i r i s   hi gh   qu a l i t y   i m ag es   [4 5].   S i nc i c o m pa r i s on   wi th   o the r   f ea tures ,   i r i s   r ec og n i t i on   i s   be s bi om etri c   tec h no l og i es   [6] .   Ir i s   s eg m en tat i on   u nd er   v i s i b l e   s pe c tr um   ( V IS )   i s   s ti l l   v er y   c h al l en gi ng   prob l em Non  c o op era ti v e   i r i s   r ec og n i ti on   r ef ers   to  au tom ati c al l y   r ec og n i z at  di s tan c an d ea l i n w i t s ev era l   f ac tor s   tha t   de t erio r ate   the   q ua l i t y   of   an   i m ag [7 ].   Ma n y   a l go r i thm s   ha v e   b ee n   pro po s e f or  s ep arati ng  the   i r i s   r eg i on   f r om   the   no n - i r i s   r eg i on s   o i m ag es .   O ne   of   the   m ai ap proac h es   c on s i s ts   on   bo un da r y - ba s ed  m eth od s  [ 8 - 11] .   Mo r eo v er,  s eg m en tat i on   of   the   s c l era  r eg i o he l ps   to  i m prov i r i s   r ec og ni t i on   ac c urac y   un de r   di f f erent  l i gh t i ng   c o nd i t i o ns   an e y e   ga z es   [ 12 ].  A f ter  de c ad es   of   r es ea r c on   i r i s   r ec og ni t i o n,  t he   t ec hn o l o g y   i s   no h ea d i ng   to  i m prov r ec og n i t i on   pe r f orm an c e   b y   c om bi ni ng   oth er  oc ul ar   ( r eti n a,  c or ne a,  s c l era,  pu p i l ,   pe r i o c ul ar)   or  n on - oc u l ar  ( f ac e,  f i ng erpr i nt   pa l m   prin etc .)   m od al i t i e s   [ 1 3 ].  A l t ho u gh   th ac c urac i es   of   the   v i s i bl s pe c tr um i r i s   r ec og n i ti on   s y s t em s   are  no c om pa r ab l t th os o pe r at i ng   i n   th ne ar  i nf r ared  s p ec tr um   [ 1 4 ],  t he   v i s i b l e   s pe c tr um   i r i s   i m ag i ng   h as   the   ad v a nta g of   pe r m i tti n th i nt eg r at i o of   ad d i t i o na l   s ou r c es   of  i nf orm ati on , s uc h a s  e y e c o l or or  s c l era  v as c ul at ure [1 5 ].   A   m eth od   f or  s c l era  s e g m en tat i on   ba s e o F u z z y   l og i c   i s   pro po s ed   b y   [1 6,   1 7 ].    S V an f ea t ure  s el ec t i on   tec hn i q ue s   [1 8 ],  C i r c ul ar  Ho ug T r an s f or m   a nd   K - M ea ns     al g orit hm   [ 19 Re v ers b i o - w a v e l et   tr an s f orm   [20]   f or   i r i s   r ec o gn i ti o n.  T he   h i g h es di f f i c ul t y   of   hu m an   i r i s   s eg m en tat i on   i s   tha i i s   ha r to  di s c o v er  t he   a pp are nt  f ea tur v al ue s   i t he   i m ag an to  k ee t he i r   r ep r es e n c ap a bi l i t y   hi g i prof i c i en m an ne r   [ 21 ].   A l s o,  d i f c ul t y   i s c l era  s eg m en tat i on   ar i s es   f r o m   the   i nc l us i o of   e y e l i ds   a nd   e y el as he s   i n   th s c l era   r eg i on   an d   t he   no ti c e ab l ef f ec of  l i gh t i n g   c on di t i on s T he   pe r f or m an c of   i r i s s c l era  an r ec og ni t i on   s y s tem s   hi g hl y  d ep e nd s  o n t h e s eg m en tat i on  pr oc es s  whi c i s  a  c ha l l e ng i ng   prob l em .     T he   m ai c on tr i b uti on s   of   thi s   pa pe r   ar as   f ol l o w s 1)  c on tou r   B as e F e atu r es   are  ex tr ac ted   f or  t he   ef f ec ti v e   s eg m en tat i on   of   pu p i l i r i s   an d   s c l era ;   2)  e ntro p y   i s   m ea s ured  to  ef f ec ti v el y   di s t i n gu i s h i n th da t i the   i m ag es ;   3)  t h CNN  b as ed   on   th e ntro p y   m ea s ure  i s   us ed  f or the  ef f ec ti v e s c l era , i r i s  a nd  p up i l   pa r ts  s eg m en tat i on s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       E ffe c t i v e s eg me nt ati on   of  s c l era, i r i s  an d p u pi l   i n n oi s y  ey e i ma g es   ( M r un a l   P at ha k )   2347   2.  Rel ated  W o r k   A nd r e F A ba t et  a l [ 2 2 propos e n ov el   h um an   i r i s   r ec og ni t i on   ap pro ac b as ed   on   m ul ti - l a y er  p erc ep tr on   NN  an pa r t i c l e   s war m   op ti m i z at i o ( P S O )   al go r i t hm s   to  tr ai   the   ne t wor k   i order   to  i nc r ea s ge ne r a l i z at i on   pe r f orm an c e.  A   c o m bi na ti o of   the s al go r i t hm s   was   us ed   as   a   c l as s i f i er.  A   P S O   a l go r i thm   was   ap pl i ed   to   tr a i the   NN   f or  da t c l as s i f i c at i on .   Nagl aa   et  al .   [2 3 pres e nte d   c o ars e - to - f i ne   al g orit hm   f or  eff i c i en Ir i s   L oc al i z a ti o an Rec og n i ti on wh i l e   ac hi ev i n an   ac c ep ta bl e   ac c urac y T he   i r i s   gra y   i m ag w as   tr a ns f or m ed   to  a   bi n ar y   i m ag us i ng   an   ad ap ti v e   thres h ol d   o bta i n ed   f r om   an al y z i n t he   i m ag i nte ns i t y   hi s tog r am F i na l l y r ef i n em en s tep   w as   m ad us i ng   an   i nte gral - d i f f erenti a l   op erat or  to  ge t     the  f i na l   i r i s  an d p up i l  c en te r s .   Mo ha m m ed   A .   M.   A b du l l ah   e a l [2 4 ]   pro po s ed   a   no v e l   s eg m en tat i on   m eth od   f or    non - i de a l   i r i s   i m ag es T w al g orit hm s   w ere  prop os ed   f or  pu p i l   s eg m en tat i on   i i r i s   i m ag es the y   wer c a ptu r e un d er  v i s i bl a nd   ne ar  i nf r ared  l i gh t.   T he   propos e s c he m w as   r ob us i n   f i nd i n the   ex ac i r i s   bo u nd ar y   a nd   i s ol at i n the   e y e l i ds   of   the   i r i s   i m ag es .   A l k as s aret  al [2 5 pres en ted   the   de s i gn   of   r ob us s c l era  r ec og n i ti on   s y s tem   w i t hi g ac c urac y T he y   al s propos e an   ef f i c i en m eth od   f or  v es s el   en ha nc em en t,  ex tr ac ti on a nd   bi na r i z a ti o n.  In  t he   f ea t u r ex tr ac ti o an m atc hi ng   proc es s   s tag es the y   ad di t i o na l l y   d ev e l o pe a ef f i c i en m e tho d,  t ha i s orie nt ati on ,   s c al e,  i l l um i n ati o n,   an de f orm ati on   i nv ar i an t .   P at tab hi   Ram ai ah   an d   A j a y     K um ar  [2 6 ha v de v el op ed   d om ai ad a pta t i o f r am ew ork   to  ad dres s   the   probl em   an d   i ntrod uc ed   n e w   a l go r i th m   us i ng   Ma r k ov   r an do m   f i el ds   ( MRF)   m od el   to  s i gn i f i c an t l y   i m prov   c r os s - do m ai n i r i s  r ec og ni t i o n.       3.  Re se a r ch M eth o d   T hi s   pa pe r   pres en ts   pr of i c i en s eg m en tat i on   of   i r i s s c l era,  an pu p i l   uti l i z i ng   ef f ec ti v f ea tures   an CN c l us ter i n g.  Her e,  t he   CN s uc c es s ful l y   c l us ters   the   d ata   i i m ag es   ba s e on   the   s i m i l ari t y   ob t ai ne d   b y   the   e ntrop y   m ea s ure  a nd   s ub s eq ue ntl y   r es ul t s   t he   s c l era,  i r i s   an pu p i l  s e gm en ts  s ep arate l y .   T he  proc es s i ng  f l o w   of  th propos e d s tr ate g y   i s  gi v en   i F i g ure 1 .             F i gu r 1.   P r oc es s i ng  f l o w o f  propo s ed  m eth od       3.1 .   P r eproce ss ing   A f i r s i np ut   i m ag i s   tak en   f r o m   da tab as a nd   prep r oc es s ed   b y   us i ng   no r m al i z at i on   proc es s   an b i l ate r a l   f i l te r i ng   to  en ha nc t he   f urt he r   proc es s i ng T he   pre - proc es s i ng   is   de s c r i be d  i n  f ol l o wi n g s ec ti on s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   2 3 46 - 2 3 54   2348   3.1.1 .   No r m ali z atio n   Nor m al i z at i on   ac h i e v es   t h l i ne ar  tr a ns f or m ati on   of   the   i m ag to   f i i nto   pa r ti c ul ar   r an ge .   Her e,   M i n - m ax   no r m al i z ati on   proc ed ure  i s   ut i l i z ed   f or  th s ta nd ard i z at i on   of   i m ag whi c h   l i ne ar l y   tr a ns f or m s   the   i nf or m ati on .   M i n - M ax   no r m al i z at i o n   i s   d on thr ou g   the  ac c om pa n y i ng  c on d i ti o n (1) :     m i n m a x m i n ~ ~ ~ ~ Y Y Y Y N =     ( 1)     w he r e,   m i n ~ Y and  m a x ~ Y are  t he   m i ni m u m   an m ax i m u m   v al u es   i n   i m ag e Y ~ w h ere  N   i s     the  n orm al i z e d i m ag e.     3.1.2 .   Bil atera l filt er ing     T he   bi l ate r al   f i l ter   tak es   w e i g hte s um   of   the   p i x el s   i n   a   ne arb y   ne i gh b o r ho od ;     the   wei gh ts   r e l y   u po n   bo t h   the   s pa t i al   d i s tan c e   an t he   i nte ns i t y   di s ta nc e.  P r ec i s el y ,   at   pi x e l   l oc at i on  x the   ou t pu of  a   bi l ate r a l  f i l t er i s  c om pu ted   as  f ol l o w s :     ) ( 1 ) ( ˆ 2 2 2 2 2 ) ( ) ( ) ( 2 y I e e C x I r d x I y I x N y x y =     ( 2)     w he r e,  d an d   r are  pa r am ete r s   c on tr ol l i n t he   f al l - of f   of  wei gh ts   i s pa ti al   an d     i nte ns i t y   do m ai ns i nd i v i d ua l l y ) ( x N i s   s pa ti a l   ne i g hb orh oo of   pi x el ) ( x I an C i s   the   no r m al i z ati on   c on s tan t.   T hi s   B i l ate r a l   f i l t e r   i s   m os tl y   ut i l i z ed   f or  s m o oth i ng   th i m ag i t he   are as   of   l o w   c o l or   v ari ati on s  th at  woul d i m prov e s e gm en tat i o n.     3.2 .   Co n t o u r   Bas ed F ea t u r es   S egm ent atio n   Cont o ur  f ea tures   are  m etri c s   uti l i z ed   t ex tr ac i nf orm ati on   ab o ut  tex ture c ol o r   an brig ht ne s s T hi s   s ec ti on   de p i c ts   the   brig htn es s c ol or,  an tex ture  f ea t ure   an ho w   i i s   c o m pu ted  ef f i c i en t l y .     3.2.1 .   T ex t u r e featu r e   Com pu ti ng   t hi s   es te em   i s   ba s ed   o s i m pl c om pa r i s on   of   tex t   on   di s tr i bu t i o ns   on   ei th er  s i de   of   a   pi x e l   i n   r e s pe c to   i ts   o v er w h el m i ng   orie nt ati on .   W c an   c ha n g o v er   th i s   to  l i k el i h oo d  l i k e e s tee m  ut i l i z i ng  th e f un c ti o n a  s t ak es  af t er     ] ) ( e x p[ 1 1 1 ~ 2 + = LR t e x t u r e X P       ( 3)     T hi s   es tee m w hi c ex t en d s   be t w ee a nd   1,  tex ture   es tee m   i s   l i ttl i f   the   di s tr i bu ti on s   on   th t w s i de s   are   al tog e the r   d i f f erent  an h ug oth erw i s a nd   2 LR X i s   the   m ax i m al   l i k el i ho od   es tee m G en eral l y 1 ~ = t e x t u r e P   f or  s i tua t e e ne r g y   m ax i m i tex ture  an 0 ~ = t e x t u r e P   i s     f or c on tou r s t e x t u r e P ~   i s  d ef i ne to  be  0  at  p i x el s   whi c are n ot  s i tua t ed   en erg y  m ax i m a.     3.2.2 .   Bri g h t n e ss     A   f ew   ob j ec ts   i n   the   i m ag c an   be   bl ac k   or  whi t e.  T he y   are  no t   s al i en t   i n   c ol or  bu r ath er  i bri gh t ne s s It  r etu r ns   th i nt en s i t y   m ea s ure  of   brig htn es s   be t w ee p i x el   a nd   i ts   ne i g hb or  throug h t h w h ol e i m ag e a nd , b r i gh t ne s s  i s  0  f or a c on s tan i m ag e.     = b a b a P b a B , 2 ) , ( ˆ     ( 4)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       E ffe c t i v e s eg me nt ati on   of  s c l era, i r i s  an d p u pi l   i n n oi s y  ey e i ma g es   ( M r un a l   P at ha k )   2349   In  w h i c h,  B ˆ i s  th brig htn es s  an ) , ( b a P   i s  th e p i x el   at  l oc ati on ) , ( b a     3.2.3 .   Co lor f ea t u r e   Col or  f ea t ure  i nd i c ate s   the   r ate   of   oc c urr en c of   ea c c ol or  i n de x es   i an   i m ag w i t di s s i m i l ar i nt en s i t i es Col or  f ea ture v ec tor f or a  gi v en   i m ag e i s  s eg m en ted  b y   the   c on di t i o n (5) :       = = M j i z M z 1 1 ˆ                                                                              ( 5)     w he r e,  M i s  th e  qu an t i t y  of  pi x el s   w i thi n e ac h b l oc k i z   i s  th e p i x e l   i nte ns i t y .     3.2. 4.   E n t r o p y   E ntro p y   ( En )   i s   uti l i z e to   de s c r i be   the   tex ture  of   of   i r i s   an no n - i r i s   l i k s c l era  a nd   pu p i l   th i np ut  i m ag e.  H ere   the   e ntrop y   i s   ev al ua te f o r   the   s eg m en ted   c on t ou r   b as ed   f ea t ures .   E ntro p y   of  th e   th i   s up er p i x el   i y E   i s  c om pu ted  b y  th e c on d i t i o n (6)  as :     = = = 1 0 1 0 2 ))) , ( ( l o g )( , ( m i m j i y j i P j i P E                                                   ( 6)     w he r i   and  j   are  th c oe ff i c i en ts   of   c o - oc c urr en c m atri x ) , ( j i P   i s   the   c om po ne n t   i   the   c o - oc c urr en c m atri x   at  the   c o ordi na t es   i ,   j   and  i s   th d i m en s i o of     the  c o - oc c urr en c e m atri x     3.3 .   S egm ent atio n  of   S cl e r a,  I r is  and  P u p il  Regio n u sing  CNN Clu steri n g     Con v ol uti on a l   n eu r a l   ne t w ork s   are  ge ne r a l l y   m ad b y   s et  o ut  of   l a y ers   tha c an   be   ga th ered  b y   the i r   f un c ti on al i ti es T he   ex tr ac ted   en tr op y   f ea tur es   s et   i y y y y i y E E E E E f , . . . . . , , ) ( 3 2 1 =     are  the   i np ut  to  t he   CNN  c l as s i f i er  to  s eg m en the   i r i s ,   s c l era  an p up i l   s eg m en ts T he   s tr uc ture  of  Con v ol u ti o n n eu r a l  ne t wor k  c l as s i f i er i s  a p pe are d i n   F i gu r e  2 .           F i gu r 2 .   S tr uc ture  of  c on v ol ut i o na l  ne ural   ne t wor k       T he   c on c l ud i ng   ou tpu de c i s i on   of   the   CN de p en ds   on   the   wei gh ts   an b i as es Cons eq ue nt l y , th es e a r e  up da te w i th  c on di t i o n (7)  a n d (8)  c orr es po nd i n gl y  f or ea c h l a y er :     ) ( t W m W C n x W r x W l l l l + =                                                   ( 7)     ) ( t B m B C n x B l l l + =                                                    ( 8)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   2 3 46 - 2 3 54   2350   w he r W ,   B ,   l ,   ,   x ,   n ,   m ,   t ,   C   de n ote s   the   wei gh t,  bi as l a y er   n um be r r eg ul ar i z ati on   pa r am ete r l ea r n i ng   r at e,  t ota l   n um be r   of   t r ai ni ng   s a m pl es m o m en tu m up da ti ng   s tep c os t   f un c ti on  r es p ec ti v el y T he   CNN c l as s i f i er c on s i s ts  of  di f f erent t y pe s   of  l a y e r s  as :   a)   Con v ol uti on a l   l a y er:  T hi s   l a y er  pe r f orm s   the   c on v o l ut i o on   the   i n pu da ta  wi th     the  k ernel  us i ng  ( 9) :        = = 1 0 N n n k n k h x y                                                                  ( 9)     h ere   x ,   h ,   N ,   y   de n ote s   the   i np ut   f ea tures f i l ter,  nu m be r   of   el em en ts   i n   x ,   o utp u r es pe c ti v el y   b)   P oo l i ng   l a y er : T he  p oo l i n g l a y er r e du c es  th e d i m en s i on  of  ou tp ut  n eu r o ns .   c)   F ul l y   c on ne c te l a y e r T hi s   l a y er  c on ne c ts   ev ery   ne uron  f r om   the   m ax - po ol ed   l a y e r   to   e v er y   on of  th e   o utp u t n e urons T he  ac ti v a ti o n f un c ti on  us e d i n  th i s   w ork  i s  as  f ol l o w s :   S of tm ax T hi s  f un c ti on  c om pu tes  t he  pro ba bi l i t y  d i s tr i b uti o n o f  th e  k  ou tpu t c l as s es :     = k x x i i i e e p 1                                                              ( 10 )     he r e t he   C NN  c l us ters   the   d ata   i i m ag es   ba s e on   the   en tr o p y   v al ue   an r es u l ts     the  ef f ec ti v e   s c l era,  i r i s  an d  pu p i l  r e gi on  s e gm en tat i o ns .       4.  Re sult s a n d   A n al y s is   T he   propos e ef f i c i en t   s eg m en tat i on   of   i r i s ,   s c l era  an p up i l   r e gi on s   b y   ut i l i z i n en tr op y   ba s ed   CNN  c l us teri n i s   i m pl e m en ted   i M A T LA B T he   fr ee l y   ac c es s i b l M M da tab as an UB IRI S . v da t ab as e   of   e y i m ag es   are   ut i l i z ed   to  as s es s   propos ed   s eg m en tat i o ns .   In   th i s   s ec ti on the   ex pe r i m en ta l  r es ul ts  ac c om pl i s he d  f or the  propo s e tec h ni qu e   are g i v en .   F i gu r an F i gu r de pi c ts   the   s eg m en tat i o of   i r i s ,   s c l era  an pu p i l   f or  the   n um be r   of   i np u s am pl e y e   i m ag es   t ak en   f r o m   the   M MU  d ata ba s an d   UB IRI S .v d ata ba s r es pe c ti v el y .   T he   c om pa r i s on   T ab l 1,  T ab l 2,  an d   T ab l 3   i l l us tr ate s   tha t   o ur  prop os ed   i r i s ,   s c l era  an pu pi l   s eg m en tat i on   uti l i z i ng   CNN  i s   ex t e ns i v e l y   be tt er  th an   t he   ex i s ti n A NF I S   an d   K NN.   T he   c om pa r i s on   graph  of   s eg m en tat i o ns   r eg ards   of   ac c urac y s en s i ti v i t y P P V   a nd   s pe c i f i c i t y   ( F NR  an F DR)   of   i r i s s c l era   an p up i l   are   s ho w i F i g ur es   5 - 6,  7 - 8,    9 - 10  r es pe c t i v el y .                 ( a)   ( b)   ( c )     ( d)        ( e)         ( f )     F i gu r 3.   S eg m en tat i on   of  ( a) Inpu i m ag e,  ( b) c ou nte r   i m ag e,  ( c )   en tr op y  i m ag e,  ( d)   pu p i l ,     ( e)   i r i s , a n d (f )  s c l era r eg i on s  i m ag es  ta k en  f r o m  MM da ta ba s e               ( a)   ( b)   ( c )      ( d)   ( e)          ( f )     F i gu r 4.   S eg m en tat i on   of  ( a) i np ut  i m ag e,  ( b) c ou nt er i m ag e,  ( c )  en tr op y   i m ag e,  ( d) pup i l ,     ( e) i r i s , a n d (f )  s c l era r eg i on s  i m ag es  ta k en  f r o m  UB IRI S .v 2 d ata b as e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       E ffe c t i v e s eg me nt ati on   of  s c l era, i r i s  an d p u pi l   i n n oi s y  ey e i ma g es   ( M r un a l   P at ha k )   2351   4.1 .   I r is  S egm ent atio n   T he   c o m pa r i s on   ta bl of   p r op os ed   i r i s   s e gm en tat i o wi th  ex i s ti ng   A NF I S an d   K NN  i r eg ards  to   di f f erent e x ec ut i on  m ea s ures  i s  po r tr a y ed   i T ab l e 1 .       T ab l e 1 . C om pa r i s on   A na l y s i s   of   P r op os ed  Me tho i T er m s   of   V ario us  P erf or m a nc e M e as ures   D a t a b a s e   M e t h o d s   A c c u r a c y   S e n s i t iv it y   S p e c i f i c it y   P P V   FN R   FD R   MMU   P r o p o s e d   9 7 . 1 4 5   9 9 . 6 9 4   1 1 . 1 3 0   9 7 . 4 2 6   0 . 3 0 5   2 . 5 7 3   A N FI S   9 6 . 3 0 6   9 9 . 7 6 1   1 0 . 0 8 1   9 6 . 5 1 4   0 . 2 3 8   3 . 4 8 5   K N N   9 5 . 9 3 1   9 9 . 7 9 8   9 . 8 8 0   9 6 . 1 0 0   0 . 2 0 1   3 . 8 9 9   U B I R I S . v 2   P r o p o s e d   9 7 . 9 9 6   9 8 . 1 0 1   5 4 . 1 7 1   9 9 . 8 3 7   1 . 8 9 8   0 . 1 6 2   A N FI S   9 3 . 2 0 3   9 7 . 2 9 5   2 9 . 9 7 7   9 5 . 5 5 0   2 . 7 0 4   4 . 4 4 9   K N N   9 5 . 6 3 4   9 5 . 6 4 0   3 3 . 3 3 3   9 6 . 9 9 3   4 . 3 5 9   1 . 0 0 6             ( a)    ( b)     F i gu r 5.   C om pa r i s on  grap h o f  i r i s  s eg m en tat i on   i n t er m s  of  ac c urac y , s en s i t i v i t y   an P P V     f or ( a) MMU d at ab as e (b)  U B IRI S .v 2 d ata ba s e             ( a)   ( b)     F i gu r 6.   C om pa r i s on  grap h f or i r i s  s eg m en tat i on   i n t e r m s  of   s pe c i f i c i t y , FNR  an F DR     f or ( a) MMU  da t ab as e (b)  U B IRI S .v 2 d ata ba s e       4.2 .   S cl er a  S egm ent atio n   T he   c om pa r i s on   tab l e   of   pr op os ed   s c l era   s eg m en tat i o wi th   ex i s t i ng   A NF IS ,   a nd   K N i n reg ards  to   di f f erent e x ec uti o n m ea s ures  i s  po r tr a y e d i n   T ab l e 2 .       T ab l e   2 .   C om pa r i s on   A na l y s i s   of   P r op os ed  T ec hn i qu i   T er m s   of   Di ff erent P erf or m an c e M ea s ures   D a t a b a s e   M e t h o d s   A c c u r a c y   S e n s i t iv it y   S p e c i f i c it y   P P V   FN R   FD R   MMU   P r o p o s e d   9 5 . 5 3 8   9 9 . 2 1 0   7 . 5 0 4   9 6 . 2 5 7   0 . 7 8 9   3 . 7 4 2   A N FI S   9 6 . 6 4 0   9 9 . 1 2 5   7 . 6 5 2   9 7 . 4 6 4   0 . 8 7 4   2 . 5 3 5   K N N   9 5 . 3 4 4   9 9 . 1 8 3   6 . 6 5 2   9 6 . 0 8 5   0 . 8 1 6   3 . 9 1 4   U B I R I S . v 2   P r o p o s e d   9 8 . 0 8 0   9 9 . 6 6 3   1 8 . 5 7 1   9 8 . 3 7 7   0 . 3 3 6   1 . 6 2 2   A N FI S   8 8 . 0 0 2   9 6 . 5 8 8   5 . 1 1 9   8 9 . 0 5 2   1 . 4 1 1   1 0 . 9 4 7   K N N   8 2 . 3 6 3   9 8 . 4 8 6   7 . 5 8 3   8 2 . 4 6 0   0 . 5 1 3   1 7 . 5 3 9   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   2 3 46 - 2 3 54   2352         ( a)   ( b)     F i gu r 7 .   C om pa r i s on  grap h f or s c l era s eg m en tat i o n i n t erm s  of   ac c urac y , s e ns i t i v i t y   an P P V   f or ( a) MMU d at ab as e (b)  U B IRI S .v 2 d ata ba s e             ( a)   ( b)     F i gu r 8.   C om pa r i s on  grap h f or s c l era s eg m en tat i o n i n t erm s  of   s pe c i f i c i t y , FNR   an d FDR     f or ( a) MMU d at ab as e (b)  U B IRI S .v 2 d ata ba s e       4.3 .   P u p il  S egm ent atio n   T he   c om pa r i s on   tab l e   of   pr op os ed   p up i l   s e gm en tat i o n   w i t ex i s ti n A NF I S an d   K NN  i r eg ards  to   of  di f f erent   ex ec uti o n m ea s ures  i s  po r tr a y e d i n   T ab l e 3 .       T ab l e 3 . C om pa r i s on   A na l y s i s   of   P r op os ed  Me tho i   T e r m s   of   Di ff erent P erf or m an c e M ea s ures   D a t a b a s e   M e t h o d s   A c c u r a c y   S e n s i t iv it y   S p e c i f i c it y   P P V   FN R   FD R   MMU   P r o p o s e d   9 8 . 2 7 5   9 9 . 9 5 7   7 . 3 6 3   9 8 . 3 1 4   0 . 0 4 2   1 . 6 8 5   A N FI S   9 5 . 9 4 2   9 9 . 9 7 4   3 . 6 0 5   9 5 . 9 6 0   0 . 0 2 5 9   4 . 0 3 9   K N N   9 7 . 9 4 7   9 9 . 9 6 8   6 . 6 7 6   9 7 . 9 7 4   0 . 0 3 1 7   2 . 0 2 5   U B I R I S . v 2   P r o p o s e d   9 9 . 4 2 3   9 9 . 4 9 5   3 3 . 9 1 3   9 9 . 9 2 6   0 . 5 0 4   0 . 0 7 3   A N FI S   9 7 . 8 2 1   9 6 . 7 2 8   1 8 . 8 8 7   9 8 . 0 7 2   0 . 8 7 1   1 . 9 2 7   K N N   9 1 . 3 8 9   9 7 . 8 9 9   6 . 7 7 9   9 1 . 4 2 0   0 . 7 0 0   8 . 5 7 9             ( a)   ( b)     F i gu r 9.  C om pa r i s on  grap h f or pup i l  s e gm en tat i o n i term s  of  ac c urac y , s en s i ti v i t y  a nd   P P V   f or  ( a) MMU  da ta ba s e (b)  U B I RIS . v da ta ba s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       E ffe c t i v e s eg me nt ati on   of  s c l era, i r i s  an d p u pi l   i n n oi s y  ey e i ma g es   ( M r un a l   P at ha k )   2353         ( a)   ( b)     F i gu r 10 .   Com pa r i s on  gra ph  f or pup i l  s eg m en tat i on   i n t erm s  of   s pe c i f i c i t y , FNR   an d FDR  f or    ( a) MMU  da ta ba s e (b)  U B I RIS . v da ta ba s       5 . Con clus ion   In  t hi s   pa p er  we  ha v e   pr es en te pr of i c i en t   s eg m en tat i o of   i r i s ,   s c l era  an p up i l   r eg i o ns   f r om   the   e y e   i m ag es   i nd i v i du al l y   u ti l i z i ng   en tr o p y   b as ed   C NN  c l us t erin g.     T he   pe r f or m an c of   i r i s s c l era  an s eg m en tat i on   i s   hi gh l y   d ep e nd s   o th e   s eg m en tat i o n   proc es s Her e,   CNN  ef f e c ti v e l y   s eg m en ts   the   i r i s ,   s c l era  r eg i on s   ba s e o the   en tr op y   m ea s ures T he   ex pe r i m en tal   o u tc om es   ex hi bi t   t ha ou r   prop os ed   c l as s i f i c at i on   ou t   pe r f orm s     the   ex i s ti ng   K NN  an A NF I S   m eth od s   i r eg ards   of   pe r f or m an c m ea s ures   s uc as ac c urac y s en s i ti v i t y ,  s pe c i f i c i t y P P V ,  NP V , FP R, FN R, FD R, F - m ea s ure an d M CC .       Ref er en ce s   [1 ]   C W   T a n Ku m a r.  Au t o m a te d   s e g m e n ta ti o n   o i ri s   i m a g e s   u s i n g   v i s i b l e   wa v e l e n g t h   fa c e   i m a g e s .   IEEE  Com p u te r So c i e ty  Co n fe re n c e  o n .   IEEE .   2 0 1 1 9 - 14 .     [2 ]   CW   T a n ,   Ku m a r .   Uni f i e d   fra m e w o rk   fo r   a u t o m a te d   i ri s   s e g m e n ta ti o n   u s i n g   d i s ta n t l y   a c q u i re d   fa c e   i m a g e s .   IEEE  Tra n s a c ti o n s  o n  I m a g e  Pro c e s s i n g .   2 0 1 2 .     [3 ]   M Pa th a k ,   N   Sri n i v a s u ,   VK  Ba i ra g i .   M a tc h   s c o re   l e v e l   fu s i o n   o i ri s   a n d   s c l e r a   d e s c r i p to fo r   i ri s   re c o g n i ti o n .   IEEE   In te rn a t i o n a l   Co n fe re n c e   o n   S o ft   Com p u ti n g   a n d   i t s   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s .   2017 1 - 6.   [4 ]   RR  J i l l e l a Ro s s .   Se g m e n ti n g   i ri s   i m a g e s   i n   th e   v i s i b l e   s p e c tr u m   w i th   a p p l i c a ti o n s   i n   m o b i l e   b i o m e tri c s .   Pa tt e r n  Re c o g n i ti o n  L e tt e rs .   2 0 1 5 5 7 :   4 - 1 6   [5 ]   C W   T a n Ku m a r.  T o w a rd s   o n l i n e   i ri s   a n d   p e r i o c u l a re c o g n i t i o n   u n d e re l a x e d   i m a g i n g   c o n s tra i n ts .   IEEE  Tra n s a c ti o n s  o n   Im a g e  Pro c e s s i n g .   2 0 1 3 ;   22 (1 0 ):  3 7 5 1 - 3 7 6 5   [6 ]   M a h l o u j i Noru z i .   Hum a n   i r i s   s e g m e n t a ti o n   f o i ri s   re c o g n i ti o n   i n   u n c o n s tr a i n e d   e n v i ro n m e n t s .   I n te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o Com p u t e r Sc i e n c e  I s s u e s  (I J CSI) 2 0 1 2 ;   9 ( 1 ):   1 4 9 .   [7 ]   Rat h g e b A   Uhl ,   P   W i l d .   Iri s   b i o m e tri c s :   fro m   s e g m e n t a ti o n   to   t e m p l a t e s e c u ri ty .   Sp ri n g e r   Sc i e n c e   &   Bu s i n e s s  M e d i a .   2 0 1 2 5 9 .   [8 ]   DS   J e o n g JW   Hw a n g ,   BJ   Ka n g KR   Pa rk ,   CS   W o n ,   DK   Pa r k J   Ki m A   n e w   i ri s  s e g m e n t a ti o n  m e th o d   fo r n o n - i d e a l   i ri s  i m a g e s .   Im a g e  a n d   v i s i o n   c o m p u ti n g .   2 0 1 0 ;   28 (2 ) :   254 - 2 6 0 .   [9 ]   MA   Ab d u l l a h SS   Dl a y WL   W o o JA   Cha m b e r s Rob u s i ri s   s e g m e n ta ti o n   m e th o d   b a s e d   o n   a   n e w   a c ti v e   c o n t o u r f o rc e   wit h   a  n o n c i rc u l a n o rm a l i z a ti o n IEEE  S M C .   2 0 1 6   [1 0 ]   Che n M   Ad j o u a d i C   Ha n J   W a n g A   Ba rre t o N   Ris h e J   An d ri a n .   h i g h l y   a c c u ra t e   a n d   c o m p u ta t i o n a l l y   e f fi c i e n t   a p p ro a c h   f o u n c o n s tra i n e d   i ri s   s e g m e n t a ti o n .   Im a g e   a n d   Vi s i o n   Com p u ti n g .   2 0 1 0 28 (2 ) 2 6 1 - 2 6 9 .   [1 1 ]   D O   Roi g AM   G o n z á l e z EG   Llano .   Se m a n t i c   s e g m e n ta t i o n   o c o l o e y e   i m a g e s   fo r   i m p ro v i n g   i ri s   s e g m e n t a ti o n .   Ib e ro a m e ri c a n   Con g re s s  o n  Pa tt e rn  Re c o g n i t i o n .   Sp r i n g e r Cha m .   2 0 1 7 4 6 6 - 474 .     [1 2 ]   R   M e s b a h B   M c Can e S   M i l l s Co n d i t i o n a l   ra n d o m   fi e l d s   i n c o rp o ra te   c o n v o l u ti o n a l   n e u r a l   n e two r k s   fo h u m a n   e y e   s c l e r a   s e m a n ti c   s e g m e n ta ti o n .   B i o m e tri c s   (I J CB),  In te rn a t i o n a l   J o i n Co n fe re n c e   o n .   IEEE .   2 0 1 7   [1 3 ]   Fa ra b e t,   Co u p ri e L   Na j m a n ,   Y   L e Cun .   L e a rn i n g   h i e r a rc h i c a l   f e a tu r e s   fo r   s c e n e   l a b e l l i n g IEE E   Tra n s .  Pa tt e r n  An a l M a c h In t e l l .   2 0 1 3 3 5 ( 8 ) : 1 - 15   [1 4 ]   Z   Zh o u ,   E Y   Du,   NL  T h o m a s ,   EJ   Del p New   Hum a n   Id e n ti f i c a t i o n   M e th o d S c l e r a   Rec o g n i ti o n .   IEE E   Tra n s a c t i o n s   o n   Sy s te m s M a n a n d   Cy b e rn e ti c s - Pa rt  A:  Sy s te m s   a n d   Hum a n s .   2 0 1 2 42 ( 3 ):       571 -   5 8 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   2 3 46 - 2 3 54   2354   [1 5 ]   Raj o l e Sn e h a l   S J Sh i n d e In te g ra te d   A p p ro a c h   fo S c l e r a   Rec o g n i t i o n   a n d   Ey e   G a z e   Det e c t i o n .   2 0 1 7 6 (7 ):  7 7 - 82   [1 6 ]   A   Das Pa l ,   M Fe rre rBa l l e s te r ,   M   Bl u m e n s t e i n .   n e w   e ff i c i e n a n d   a d a p ti v e   s c l e ra   re c o g n i ti o n   s y s te m .   Co m p u t a ti o n a l   In t e l l i g e n c e   i n   Bi o m e tri c s   a n d   Id e n ti ty   M a n a g e m e n t IEEE  Sy m p o s i u m   o n .   2014.   [1 7 ]   Rad u J   F e rry m a n ,   P   W i l d ro b u s s c l e ra   s e g m e n t a ti o n   a l g o r i th m   Bi o m e tr i c s   Th e o ry .   Ap p l i c a ti o n s   a n d  Sy s te m s  (BT AS),  IEEE  Con fe re n c e .   2 0 1 5 .   [1 8 ]   SA  Sa h m o u d I S   Ab u h a i b a .   Eff i c i e n i ri s   s e g m e n ta ti o n   m e th o d   i n   u n c o n s tra i n e d   e n v i ro n m e n ts .   Pa tt e rn  Re c o g n i t i o n .   2 0 1 3 4 6 ( 1 ) 3 1 7 4 - 3 1 8 5   [1 9 ]   G   Sa n to s ,   E   H o y l e .   fu s i o n   a p p ro a c h   to   u n c o n s tra i n e d   i ri s   re c o g n i ti o n .   P a tt e rn   R e c o g n i t i o n   L e t te rs .   2 0 1 2 3 3 (1 ) 9 8 4 -   9 9 0 .   [2 0 ]   Sz e w c z y k K   G g ra b o w s k i M   Nap i e ra l s k a W   Sa n k o w s k i Zu b e rt,   Nap i e ra l s k i .   r e l i a b l e   i r i s   re c o g n i ti o n   a l g o ri t h m   b a s e d   o n   re v e rs e   b i o rt h o g o n a l   w a v e l e tra n s fo r m .   Pa tt e rn   R e c o g n i t i o n   L a ty t e r s .   2012 3 3 (1 ) 1 0 1 9 - 1 0 2 6   [2 1 ]   Kri s h n a M u ra l i PCS  Red d y Dim e n s i o n a l i ty   Red u c e d   Iri s   Re c o g n i ti o n   Sy s te m   w i th   Ai d   o A I   T e c h n i q u e s .   G l o b a l  J o u rn a l  o f   Res e a r c h  i n  En g i n e e ri n g .   2 0 1 4 1 4 (4 ):  1 1 - 25 .   [2 2 ]   AF  Ab a te e t   a l Ku rt o s i s   a n d   s k e w n e s s   a t   p i x e l   l e v e l   a s   i n p u fo r   SO M   n e tw o rk s   to   i r i s   re c o g n i t i o n   o n   m o b i l e   d e v i c e s .   Pa tt e rn  Re c o g n i ti o n  L e tt e r s .   2 0 1 7 91 :   37 - 4 3 .     [2 3 ]   NF  So l i m a n E   M o h a m e d ,   F   M a g d i F E   Ab d   El - S a m i e M   Ab d El n a b y .   Eff i c i e n i ri s   l o c a l i z a ti o n   a n d   re c o g n i ti o n .   O p t i k - In te r n a ti o n a l  J o u r n a l  f o r L i g h a n d  E l e c tro n   O p ti c s 2 0 1 7 :   469 - 4 7 5 .     [2 4 ]   Ab d u l l a h M o h a m m e d   AM S S   Dla y W L   W o o J A.  Ch a m b e rs Rob u s i ri s   s e g m e n ta ti o n   m e th o d   b a s e d   o n   a   n e w   a c ti v e   c o n to u f o rc e   w i th   a   n o n c i rc u l a n o rm a l i z a t i o n .   IEEE  tra n s a c ti o n s   o n   s y s te m s .   2 0 1 7 47 ( 12 ) 3 1 2 8 - 3 1 4 1   [2 5 ]   Al k a s s a r,   e t   a l Ro b u s s c l e ra   r e c o g n i t i o n   s y s te m   w i th   n o v e l   s c l e ra   s e g m e n ta t i o n   a n d   v a l i d a ti o n   te c h n i q u e s .   IEEE  Tra n s a c ti o n s  o n  S y s te m s .   2 0 1 7 ;  4 7 (3 ):    474 - 4 8 6   [2 6 ]   PR  Nal l a ,   A   K u m a r .   T o w a rd   m o r e   a c c u ra te   i r i s   r e c o g n i ti o n   u s i n g   c ro s s - s p e c tra l   m a tc h i n g .   IEE E   tra n s a c t i o n s  o n   Im a g e  p r o c e s s i n g .   2 0 1 7 26 ( 1 ):   2 0 8 - 2 2 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.