I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 1 7 ,   p p 2 8 9 5 ~ 2 901   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 7 i 5 . pp 2 8 9 5 - 2 901           2895       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   An Ea r Re co g niti o n Metho d Ba sed  on   Ro tatio n Inv a ria nt   Tra nsfo r m e d DC T       F a t e m eh  H o ura li ,   S o ra y y a   G ha rr a v i   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   Esf a ra y e n   Un iv e rsity   o f   Tec h n o lo g y       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l   27 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Dec   2 6 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Mar   11 ,   2 0 1 7       Hu m a n   re c o g n it io n   sy ste m h a v e   g a in e d   g r e a i m p o rtan c e   re c e n tl y   in   a   w id e   ra n g e   o f   a p p li c a ti o n li k e   a c c e ss ,   c o n tro l ,   c rim in a in v e stig a ti o n   a n d   b o rd e r   se c u rit y .   Ear i s an   e m e r g in g   b io m e tri c   w h ich   h a s ri c h   a n d   sta b le stru c tu re   a n d   c a n   p o ten ti a ll y   b e   i m p le m e n ted   r e li a b ly   a n d   c o st  e ff icie n tl y .   T h u h u m a n   e a r   re c o g n it io n   h a b e e n   re se a rc h e d   w id e l y   a n d   m a d e   g re a tl y   p ro g re ss .   Hig h   re c o g n it io n   ra tes   w h ich   a re   re p o rt e d   in   m o st  e x isti n g   m e th o d c a n   b e   re a c h e d   o n ly   u n d e c lo se ly   c o n tro ll e d   c o n d it io n s.  A c tu a ll y   a   slig h a m o u n o f   ro tatio n   a n d   tran sla ti o n   w h ich   is  i n e sc a p a b le  w o u ld   b e   i n ju r io u fo sy ste m   p e rf o r m a n c e .   In   th is  p a p e r,   a   m e th o d   t h a u se a   tran s f o rm e d   t y p e   o f   DC T   i s   im p le m e n ted   to   e x trac m e a n in g fu f e a tu re f ro m   e a i m a g e s.  T h is   a lg o rit h m   is  q u it e   ro b u st  to   e a ro tati o n ,   t ra n sla ti o n   a n d   il l u m in a ti o n .   T h e   p ro p o se d   m e th o d   is  e x p e rime n ted   o n   tw o   p o p u lar  d a tab a se s,  i. e .   UST I a n d   IIT   De lh II,   w h ich   a c h iev e sig n i fica n im p ro v e m e n in   th e   p e rf o rm a n c e   in   c o m p a riso n   to   o th e m e th o d s w it h   g o o d   e ff icie n c y   b a se d   o n   L BP ,   DSIF T   a n d   G a b o r.   A lso   b e c a u se   o f   c o n sid e rin g   o n ly   i m p o rtan c o e f f icie n ts,   th is  m e th o d   is  f a ste c o m p a re d   to   o t h e m e th o d s.     K ey w o r d s :   Dis cr ete  co s in tr a n s f o r m   E ar   r ec o g n itio n   Featu r ex tr ac tio n   I m ag p r o ce s s i n g   No r m a lizatio n   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Fate m e h   Ho u r ali   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   E s f ar a y e n   U n i v er s it y   o f   T ec h n o lo g y ,   A za d eg a n   Stre et,   Ma d ar   Sq u ar e,   E s f ar a y e n ,   No r th   K h o r asan ,   I r an .   E m ail:  Ho u r ali@ e s f ar a y e n . ac . ir       1.   I NT RO D UCT I O N     B io m etr ic s   is   t h ev al u atio n   an d   an al y s i s   o f   ap p ea r an ce   o r   b eh av io u r al  s p ec i f icatio n   to   r ec o g n ize   id en tit y   o f   p er s o n .   E ac h   id e n ti f icatio n   s y s te m   o p er ates  i n   t w o   s ep ar ate  m o d es:  r eg i s tr ati o n   an d   v er i f icatio n   m o d e s .   I n   th r eg is tr atio n   m o d e,   n ec ess ar y   i n f o r m a tio n   a n d   f ea t u r es  ar ex tr ac ted   f r o m   ea ch   s u b j ec an d   r eser v ed   in   d atab ase.   T h en   th e   ex tr ac ted   f ea t u r es o f   ea ch   p er s o n   ar lab elled   w it h   h er   o r   h i s   p er s o n alit y .     I n   v er i f icatio n   m o d e,   th b i o m e tr ic  s y s te m   ex tr ac t s   f ea t u r es  f r o m   th test   s u b j ec t.  Fin all y   a n   ap p r o p r iate  class i f ier   u s i n g   t h r e g is ter ed   f ea t u r es  o f   t h clai m ed   id e n tit y   i n   th e   d atab ase  d eter m i n es   t h e   id en tit y   o f   t h s u b j ec t [ 1 ] .   T h p o p u lar   s tag es  d u r i n g   r eg is tr atio n   an d   v er if icatio n   a r i m ag ac q u is i tio n ,   o b j ec d etec tio n ,   p r o ce s s in g ,   f ea t u r e x tr ac tio n   an d   clas s if icatio n .   Am o n g   all  p o s s ib le  b io m etr ics,  ea r   b ec a u s o f   its   ad v an tag e s   is   co n s id er ed   as  r eliab le  b io m etr ic.   D u r in g   h u m a n   li f t h e   s tr u ct u r o f   e x ter n al  ea r   i s   al m o s co n s ta n t.  A ls o   f ac ial  e x p r ess io n s   a n d   p ar tial  f ac o cc l u s io n   s u ch   as  e x i s ten ce   o f   g las s es  a n d   h air   d o es  n o a f f ec th e   ef f icien c y   o f   th ea r   r ec o g n iti o n   s y s te m .   I n   ad d itio n   to   t h es ad v an ta g es  i f   t w o   p er s o n s   h av s i m ilar   f ac es,   ce r tain l y   th e ir   ea r s   w ill   b d if f er en t.  Fu r t h er m o r i f   i m a g es   o f   f ac e   p r o f ile  ex is t,  E ar   ca n   b ex tr ac ted   f r o m   th e m   w h ic h   m ak e s   co s t lo w   a n d   ti m ca n   b s av ed   [ 2 ] .     I n   th ea r l y   w ee k s   o f   th l if e ti m e,   th ea r   ap p ea r s   w i th   t h s t r u ctu r o f   s ix   s ep ar ate  h illo ck s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   201 7   :   2 8 9 5     2 9 0 1   2896   Star tin g   f r o m   t h y ea r   1 8 8 2   t h er h av b ee n   m a n y   t h eo r ies ,   s o m o f   th e m   p r o p o s ed   b y   S t r ee ter   [ 3 ] ,   Dav is   [ 4 ] ,   I - C h u an   [ 5 ] ,   Nix o n   [ 6 ] ,   etc.   P u r s u a n to   th e s s t u d ies,  d u to   ea r s   s p ec ial   s h ap an d   ap p ea r an ce ,   it   is   u n iq u f o r   h u m a n   r ec o g n iti o n .     T h g r o w t h   o f   ea r   b et w ee n   4   m o n t h s   to   8   y ea r s   o ld   is   l in ea r   an d   af ter   th at  i w ill  b ap p r o x i m ate l y   co n s ta n t a n d   d u r i n g   t h li f eti m d o esn t c h an g [ 7 - 1 4 ] .     A lp h o n s e   B er till o n   w as   t h e   f ir s p er s o n   w h o   u s ed   ea r   as  a   b io m etr ic.   He  u s ed   e ar s   s h ap d ep en d en ce   o f   th lo b an d   s alien ce   an d   ea r   h ei g h as  s o m o f   t h f ac to r s   f o r   ea r   r ec o g n i tio n   [ 1 5 ] .   A lf r ed   I an n ar elli  [ 7 ]   p r o v id ed   a   d atab ase  u s i n g   o v er   1 0 , 0 0 0   ea r   im a g es  an d   b y   tes tin g ,   h i n d icate d   th at  ea r   co u ld   b e   u s ed   as  r el iab le  b io m etr ic.   He  d esig n ed   an   ea r   r ec o g n itio n   s y s te m   b ased   o n   s ize,   s h ap e   an d   p o s itio n   o f   ea r .   A least  in   1 9 9 8 ,   an   a u to m a ted   ea r   r ec o g n itio n   s y s te m   p r o p o s ed   b y   B u r g a n d   B u r g er   u s in g   Vo r o n o i   d iag r a m s   [ 1 6 ] .   T o tally   b ased   o n   liter at u r e,   f ea tu r ex tr ac tio n   is   d o n u s i n g   v ar io u s   ap p r o ac h es:  g eo m etr ical  an d   g lo b al  ap p r o ac h   [ 1 7 ] .     So m m et h o d s   w h ic h   ar b ased   o n   g eo m e tr ical  ap p r o ac h   s u c h   a s p er s p ec ti v m et h o d s   [ 1 8 ] ,   g eo m e tr ical  p ar a m e ter s   m eth o d   [ 1 9 - 2 0 ] ,   g eo m e tr ical  s u r f ac e   p r o p e r ties   [ 2 1 ] ,   etc. ,   an d   s o m o f   th e m   ar b ased   o n   g lo b al  ap p r o ac h f o r ce   f iel d   tr an s f o r m atio n   [ 1 2 ] ,   lo ca b i n ar y   p atter n   [ 2 2 ] ,   Gab o r   f ea tu r es  [ 2 3 ] ,   etc.   A p ar f r o m   u s i n g   o n l y   2 i m a g es [ 2 4 - 2 6 ] ,   [ 1 3 ] ,   A   s m aller   n u m b er   o f   r esear ch er s   h a v lo o k ed   at  u s i n g   3 ea r   s h ap [ 2 8 - 3 1 ] .     I n   th i s   p ap er   n e w   ea r   r ec o g n itio n   m et h o d   b ased   o n   m o d if ied   f o r m   o f   D C T   is   p r o p o s ed   w h ich   is   r o b u s to   r o tatio n ,   tr an s latio n   an d   ill u m i n atio n   a n d   co m p ar ed   w it h   o t h er   m et h o d s .   E x p er i m e n tal  r es u lt s   e m p h a s is   t h at  t h p r o p o s ed   m eth o d   is   s u p er io r   to   th ese  m et h o d s   in   u n co n tr o lled   co n d itio n s .   T h r est  o f   th i s   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s i n   S ec tio n 2   d atab ases ,   p r e - p r o ce s s i n g   a n d   n o r m aliza t io n   i s   d es cr ib ed ,   S ec tio n   3   ad d r ess e s   tr a n s f o r m e d   DC T   b ased   ea r   r ec o g n itio n ,   E x p er i m e n t s   a n d   R es u lts   ar d ep icted   in   Sectio n 4   an d   at  th la s t in   Sectio n 5   C o n cl u s io n   is   p r esen ted .       2.   D AT B AS E S,  P RE - P RO C E SS I N G   AND  NO RM AL I Z AT I O N   T h is   p ap er   p e r f o r m s   th e x p er i m en ts   o n   U ST B   I I   [ 3 2 ]   a n d   I I T   Delh I I   [ 3 3 ]   d atab as es.  A l th e   i m a g es  i n   t h ese  d atab ase s   h av b ee n   ca p t u r ed   b y   h i g h   r eso lu tio n   ca m er as  a n d   u n d e r   d if f er e n li g h tin g   co n d itio n s   w it h   v ar io u s   v ie w i n g   an g les.  UST B   I I   d atab ase  co n tain s   r ig h t   ea r   i m a g es   f r o m   7 7   s u b j ec ts   w ith   4   i m a g es  f r o m   ea c h   s u b j ec t,  3 0 8   im a g es  i n   to tal.   T h I I T I I   ea r   im ag d atab ase  co n tai n s   7 9 3   g r ay - s ca le  ea r   i m a g es o f   2 2 1   s u b j ec ts .   At  least th r ee   ea r   i m a g es a r ac q u ir e d   f r o m   ea ch   s u b j ec t.    Sa m p le  p ict u r es  o f   th e s d at ab ases   ar s h o w n   i n   Fi g u r 1   an d   Fig u r 2 .   E ac h   r o w   i n   f i g u r es   is   r elate d   to   ea r   im ag e s   o f   o n p e r s o n .           Fig u r 1 .   E x a m p le  i m ag e s   o f   e ar   UST B   I I   d atab ase       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       A n   E a r   R ec o g n itio n   Meth o d   B a s ed   o n   R o ta tio n   I n va r ia n t Tr a n s fo r med   DC T   ( F a teme h   Ho u r a li )   2897       Fig u r 2 .   T y p ical  i m a g s a m p l es f r o m   ea r   I I T I I   d atab ase       Fo r   th m et h o d s   w h ich   ar u s ed   f o r   ea r   r ec o g n itio n   in   t h i s   p ap er   w e   as s u m t h at  t h r eg i o n   o f   ea r   h as  b ee n   s p ec if ied   b y   ea r   d etec to r .   B y   u s in g   t h C a n n y   ed g e   d etec to r ,   ed g m ap   o f   th ea r   i m a g is   o b tain ed ,   th en   its   m as s   ce n ter   w h ic h   p r esen t s   th ce n ter   o f   cir c u lar   r eg io n   co n tain in g   t h ea r   is   co m p u ted .   T r an s latio n   in d e p en d en ce   o f   r ec o g n itio n   p r o ce s s   if   m i s ali g n m e n v ia  d etec to r   o cc u r s   is   ac h ie v ed   b y   ca lc u lati n g   m as s   ce n ter   o f   th ed g m ap   o f   ea r   i m ag a s   f o llo w s   [ 3 4 ] :       = 1 ×  ( , ) = 1 = 1                 (1 )           = 1 ×  ( , ) = 1 = 1                 (2 )     W h er an d   ar n u m b er   o f   r o w s   a n d   co lu m n s   o f   th i n p u i m a g an d   I   is   th ea r   i m ag e.   B y   m ea n s   o f   t h ca lc u lated   m a s s   ce n ter   a n d   s u itab le   r ad iu s   wh ich   e x p er i m e n tall y   i s   lar g e n o u g h   f o r   t h e   f u t u r s tag e s ,   th r eg io n   co n tain in g   th ea r   h as  b ee n   cr o p p ed .   T h en   tr an s itio n   f r o m   C ar tesi an   to   p o lar   s p ac e   is   p er f o r m ed   u s i n g   th f o llo w in g   eq u atio n s .       = ( ) 2 + ( ) 2               ( 3 )     =  2 ( )     T h r ea s o n   o f   t h i s   s p ac c h a n g i n g   i s   f o llo w in g   i n   t h n e x s ec tio n .   Af ter   th i s ,   f o r   d ec r ea s in g   t h lig h ti n g   v ar iatio n   b et w ee n   e ar   im a g es,  h is to g r a m   eq u aliz in g   u s i n g   lin ea r   co n tr ast  e x p an d in g   f u n ctio n   i s   p er f o r m ed   o n   p o lar   m ap   o f   e ar   i m a g e.   Fo r   GFD  a n d   tr a n s f o r m ed   D C T   b ased   m et h o d s ,   all  s tep s   w h ic h   ar e   d escr ib ed   f o r   n o r m aliza tio n   ar p er f o r m ed .   Fig u r 3   s h o w s   t h ea r   i m ag e   th a t sp ec i f ied   b y   d etec to r ,   ed g m ap   o f   it a n d   th lo ca tio n   o f   it s   m a s s   ce n ter .   Fig u r 4   d is p la y s   h is to g r a m   eq u al ized   p o lar   m ap   o f   th ea r   i m a g e.                   ( a)   ( b )   ( c)   Fig u r 3 .   ( a)   T h E ar   im a g lo ca ted   b y   d etec to r ,   ( b )   I ts   C an n y   ed g m ap ,   ( c)   Ma s s   ce n ter   o f   it           Fig u r 4 .   P o lar   m ap   o f   th ea r   af ter   h i s to g r a m   eq u aliz at io n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   201 7   :   2 8 9 5     2 9 0 1   2898   3.   T RANSF O RM E DC T   B ASE E AR  R E CO G NI T I O N   T h p r esen ted   m e th o d   f o r   ea r   r ec o g n itio n   i n   th is   p ap er   is   b ased   o n   m o d if ied   f o r m   o f   d is cr ete   co s in tr an s f o r m .   T h is   m et h o d   w it h   d i v id i n g   t h i m a g e   in to   d if f er en co m p o n en t s   in   ter m s   o f   v is u al   i m p o r tan ce   h elp s   to   i m a g co m p r e s s i n g .   I n   f ac b y   d is ca r d i n g   t h le s s   i m p o r tan D C T   C o ef f icien ts   r elate d   to   th co n s id er ed   i m a g e,   v o lu m an d   s p ee d   ca lcu latio n s   ca n   b d e cr ea s ed   esp ec ially   f o r   au d io   an d   im a g e   co m p r es s i n g   ap p licatio n s .   B y   u s i n g   m o d i f ied   f o r m   o f   D C T   ( tr an s f o r m ed   D C T )   o n   th p o lar   m ap   o f   i m a g as  f o llo ws  it  w ill  b e   r o tatio n   in v ar ia n o p er ato r .   I ca n   b d o n w ith   i g n o r in g   th p h ase  in f o r m atio n   o f   th co ef f icien ts   an d   o n l y   co n s id er in g   th e ir   m a g n i tu d es.   B u s lig h tl y   tr an s latio n   s i g n if ican tl y   in f l u e n ce s   s y s te m   p er f o r m a n ce s .   E v en   i f   m is p lace m e n o cc u r s   v ia  ea r   d etec to r ,   it  ca n   b r ei m b u r s ed   w ith   ca lcu la tin g   t h m a s s   ce n ter .   T h er ef o r   tr an s f o r m ed   DC T   is   ap p lied   o n   th p o lar   m ap   o f   n o r m alize d   ea r   im a g e.   T h f o llo w i n g   eq u atio n   is   r elate d   to   g en er al  2 D C T   f o r   an   b y   i m a g e:     11 00 .. ( , ) 4 ( , ) c o s (2 1 ) c o s (2 1 ) (4 ) 2 . 2 . NM ij uv F u v f i j i j NM             ( 4 )     W h er f ( i,j )   is   th in ten s it y   o f   th p ix els  i n   th i - t h   r o w   an d   j - th   co lu m n   o f   i m a g an d   F(u , v )   ar th co ef f icie n t s   o f   DC T   in   r o w   u   an d   co lu m n   v   o f   D C T   m at r ix .   Fo r   m o s ca s e s   co m p r ess io n   is   ac h ie v ed   b y   ig n o r i n g   th e   s m all  co e f f icien ts   w h ich   ar ap p ea r ed   in   u p p er   lef co r n er   o f   th DC T   m atr i x   s o   t h at  t h es e   ch an g es o n   au d io   o r   i m ag i s   n o t sen s ib le.   W u s tr an s f o r m ed   t y p o f   D C T   b y   th f o llo w i n g   eq u atio n :     11 00 .. ˆ ( , ) 4 ( , ) c o s (2 1 ) s i n (2 1 ) ( 5 ) 2 . 2 . NM ij uv F u v f i j i j NM             ( 5 )     B y   co m p o s in g   t h ese   co ef f icie n ts   w it h   DC T   co ef f icien ts   ( i n   eq u atio n   ( 4 ) )   as  f o llo w s   i f   b o th   o f   t h e m   ap p lied   o n   th p o lar   m ap   o f   n o r m al ized   ea r   i m a g i n   w h ic h   an d   j   r elate d   to   p h ase  a n d   p h ase  r esp ec ti v el y ,   th p h ase  i n f o r m atio n   w ill b d is ca r d ed .   T h en   ex tr ac ted   f ea t u r es i n   th i s   m e th o d   ar r o tatio n   in v ar ia n t.     11 22 00 . ˆ ( , ) ( , ) ( , ) 4 ( , ) c o s (2 1 ) ( 6 ) 2. NM ij u F u v F u v F u v f i j i N               ( 6 )     T h in p u i m ag is   d ec o m p o s ed   to   8 ×8   s u b   im a g e s   an d   a f t er   ap p ly i n g   t h i s   o p er ato r   o n   ea ch   ar r a y th r esu lted   co ef f icien ts   ar co m p o s ed .       4.   E XP E R I M E NT S AN RE S UL T S   I n   th is   p r o ce d u r e,   w p er f o r m   t w o   ex p er i m en t s   to   e v alu ate  t h p r o p o s ed   m eth o d .   A l t h ex p er i m e n ts   ar ca r r ied   o u t   o n   t w o   p o p u lar   ea r   d atab ases   i. e.   UST B   s u b s et   I I   an d   I I T   De lh s u b s et  I I .   I n   all   m et h o d s   P r in cip le  C o m p o n en t   An al y s i s   ( P C A )   is   ad o p ted   to   en h an ce   t h o r t h o g o n al it y   b etw ee n   t h f ea t u r es   co m p o n e n t s   a n d   8 5 o f   t h t o tal  d ata  ar u s ed   f o r   tr ain in g   an d   t h r est  is   i n te n d ed   f o r   t esti n g .   W e v al u ate   th d is ti n cti v en e s s   o f   t h p r o p o s e d   m eth o d   w it h   co m p ar is o n   to   th o th er   p r ev io u s   m et h o d s   w i th   g o o d   p er f o r m a n ce   s u c h   as t h L P B   [ 3 5 ] ,   DSI F T   [ 3 6 ]   an d   Gab o r   [ 3 7 ] .   I n   f ir s t e x p er i m e n t,  s y s te m   e v alu atio n   is   ca r r ied   o u t b ased   o n   t h m et h o d   w h ic h   is   d e f i n ed   in   [ 3 8 ] .   I n   th is   m et h o d   w h ich   is   n a m ed   C u m u lati v Ma tch   Sco r e,   p er ce n tag o f   co r r ec r ec o g n itio n   o f   th test   s e is   p lo tted   f o r   v ar io u s   r an k s   a s   i n d icate d   in   F ig u r 4   an d   Fi g u r 5 .   I n   th ese  ca s e s ,   w h e n   f ea tu r m atr i x   i s   b u ilt,   r ec o g n itio n   is   d o n b y   m ea s u r in g   th E u clid ea n   d is ta n ce   b et w ee n   f ea t u r v ec to r s   an d   ea ch   clas s   d eter m in ed   v ec to r .   I n   Fig u r 5   th o p er atio n   o f   s y s te m s   o n   UST B   I I   ea r   d atab ase  ar co m p ar ed .   A s   t h is   f i g u r s h o ws   th tr a n s f o r m ed   D C T   s tar ts   m u c h   b etter   th a n   o t h er   m eth o d s   ( 9 2 . 3 at  r an k   1 ) .   T r an s f o r m ed   D C T   r ea ch es   1 0 0 r ec o g n it io n   r ate  at  r an k   6   o n   th f ir s d atab ase  w h ile  L B P ,   DSI FT   an d   Ga b o r   b ased   m et h o d s   r esp ec tiv el y   ac h ie v at  r an k   1 5 ,   1 3   an d   1 5 .     Fig u r 6   p r esen ts   s y s te m s   p er f o r m an ce   o n   I I T I I   d atab ase.   A ll  m et h o d s   ar n ea r l y   i d en tical  i n   s tar t,  b u th p r o p o s ed   m et h o d   h a s   b etter   s tar ( 9 8 . 8 at  r a n k 1 )   an d   r ea ch es  1 0 0 r ec o g n itio n   r ate  i n   lo w er   r an k .   T h er ef o r th tr an s f o r m ed   DC T   b ased   m et h o d   r esu lt  i n   b etter   p er f o r m a n ce   co m p ar i n g   w it h   o th er   m et h o d s   o n   t w o   p u b licl y   ea r   d atab ases   esp ec iall y   f o r   r o tated   p r o b es a n d   u n d er   d i f f er e n t lig h t c o n d itio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       A n   E a r   R ec o g n itio n   Meth o d   B a s ed   o n   R o ta tio n   I n va r ia n t Tr a n s fo r med   DC T   ( F a teme h   Ho u r a li )   2899       Fig u r 5 .   UST B   I I   C MSs           Fig u r 6 .   I I T I I   C MSs        I n   s ec o n d   ex p er i m e n t,  w ev alu a te  th p er f o r m a n ce   o f   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   in   ter m s   o f   ea r   r ec o g n itio n .   Ag ain ,   w co m p a r th p er f o r m an ce   o f   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   w it h   o t h er   m et h o d s   o n   t w o   d ef i n ed   d atab ases .   T h r esu lt s   o f   ap p ly in g   m et h o d s   u s i n g   f o u r   d if f er en t c la s s i f ier s ,   w h ic h   ar K - n e ar est n ei g h b o r s   ( K - NN) ,   L in ea r   Su p p o r Vec to r   Ma ch i n e   ( L - SV M) ,   R ad ial   B asis   F u n ctio n   SV ( R B F - SVM) ,   an d   Sp ar s R ep r esen tat io n   C la s s i f ier   ( S R C )   o n   t w o   d atab ases   ar ca lcu lated   an d   av er ag ed .   T ab l 1   s u m m ar izes  th e   co m p ar is o n   r es u lt s   o f   t h p r o p o s ed   m eth o d   w i th   o th er   m et h o d s .   A s   s h o w n   in   T ab le  1 ,   th p r o p o s ed   m et h o d   s till   p r o d u ce s   t h b est   id en tific atio n   r ate   r eg ar d less   o f   a n y   class if icatio n   tech n i q u es   u s e d .   Ov er all,   t h b e s t   id en ti f icatio n   r e s u l ( 9 8 . 2 %)  is   ac h iev ed   f o r   th p r o p o s ed   m e th o d   u s i n g   K - NN  cla s s i f ier ,   wh er is   b ased   o n   o n n ea r est  n eig h b o r .       T ab le  1 .   E ar   R ec o g n itio n   R e s u lts   f o r   Var io u s   Me t h o d s   M e t h o d   C l a ssi f i e r s   K - NN   L - S V M   RBF - S V M   S R C   L B P [ 3 3 ]   9 3 . 5 %   8 9 . 5 %   9 1 . 8 %   8 8 . 7 %   D S I F T [ 3 4 ]   7 9 . 7 %   7 6 . 2 %   7 7 . 3 %   7 5 . 1 %   G a b o r [ 3 5 ]   8 5 . 6 %   8 2 . 9 %   8 3 . 2 %   8 0 . 1 %   T r a n sf o r me d   D C T   9 8 . 2 %   9 6 . 7 %   9 7 . 5 %   9 3 . 5 %       5.   CO NCLU SI O N     T h is   p ap er   ad d r ess es  th e   ea r   r ec o g n itio n   p r o b le m   d ep en d i n g   o n   p r o p o s ed   tr an s f o r m ed   DC T   b ased   m et h o d   w ith   co m p ar in g   th r ee   ex i s ti n g   m et h o d s   i n   v ar ia n co n d itio n s .   T h p r o p o s ed   m et h o d   is   r o tatio n   an d   tr an s latio n   i n v ar ian t   o p er ato r   an d   h a s   ac ce p tab le   p er f o r m a n ce   u n d er   v ar io u s   li g h te n i n g   c o n d itio n s .   B ec au s e   o f   th ese  s p ec ial  f ea t u r es,  th is   m et h o d   is   s u itab le  f o r   f u l l y   a u to m at ic  r ec o g n it io n   s y s te m s .   T h s en s iti v it y   o f   th p r o p o s ed   m et h o d   to   tr an s latio n s   h as  b ee n   o m itted   b y   ca lcu lati n g   th m as s   ce n ter   o f   th p r o c ess ed   ea r   i m a g e,   b ef o r ap p l y i n g   tr an s f o r m ed   d is cr ete  co s in tr an s f o r m .   A ls o   b ec au s o f   co n s id er in g   o n l y   i m p o r tan t   co ef f icie n t s ,   th i s   m eth o d   is   f a s ter   co m p ar ed   to   o th er   m et h o d s .   E x p er i m en r esu l ts   o n   t w o   d atab ases   ( UST B   I I   an d   I I T I I )   s h o w   th a p r o p o s ed   m et h o d   is   s u p er io r   w i th   r esp ec to   o th er   m et h o d s   s u c h   as  L B P ,   DSI FT   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   201 7   :   2 8 9 5     2 9 0 1   2900   Gab o r   in   th co n d itio n   o f   i m ag ac q u ir in g   w h e n   t h er is   r o tatio n   an d   tr an s lat io n   in   ea r   i m ag e s   an d   u n d er   v ar io u s   li g h te n in g   co n d itio n s .       RE F E R E NC E   [1 ]   P .   Ya n ,   " Ear  Bio m e tri c in   Hu m a n   Id e n t if ica ti o n , "   Ph th e sis U n ive rs it y   o N o tre   Da me ,   N o tre   Da me ,   IN,   US A Ju ly   2 0 0 6 .   [2 ]   S .   Zo k a e e   a n d   K.  F a e z ,   " Hu m a n   Id e n ti f ica t io n   Ba se d   o n   ECG   a n d   P a lm p rin t, In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica l   a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE , v o l.   2 ,   p p .   2 6 1 - 2 6 6 ,   2 0 1 2 .     [3 ]   G . L .   S tree ter,  " De v e lo p m e n o f   t h e   A u ricle   in   th e   Hu m a n   Em b r y o , "   Ca rn e g ie  In stit u ti o n   o W a sh in g to n   p u b li c a ti o n ,   Co n tri b u ti o n to   e mb ry o lo g y ,   v o l.   1 4 ,   p p . 1 1 1 - 1 1 7 ,   1 9 2 2 .   [4 ]   J.  Da v is,   " S u rg ica e m b r y o lo g y ,   "   1 st ed .   Ne Y o rk ,   N Y S p rin g e r - Ver la g ,   1 9 8 7 .   [5 ]   F .   W o o d - J o n e a n d   W .   I - Ch u a n ,   " T h e   De v e lo p m e n o f   th e   Ex tern a Ear , "   J o u rn a o A n a t o my v o l.   6 8 ,   p p .   5 2 5 - 5 3 3 ,   1 9 3 4 .   [6 ]   B.   A rb a b - Zav a a n d   M . S .   Nix o n ,   " On   G u id e d   M o d e l - b a se d   A n a ly sis  f o Ear  Bio m e tri c s , "   J o u rn a o Co m p u ter   Vi sio n   a n d   Im a g e   Un d e rs ta n d i n g ,   v o l.   1 1 5 ,   p p .   4 8 7 5 0 2 ,   2 0 1 1 .   [7 ]   A .   Ia n n a re ll i,   " Ear Id e n ti f ica ti o n , "   Pa ra m o n Pu b li sh i n g   Co mp a n y ,   Fre mo n t,   C a li f o rn i a ,   1 9 8 9 .   [8 ]   M .   Bu rg e   a n d   W .   Bu rg e r,   " Ear   Bio m e tri c s   in   Co m p u ter  V isio n , "   in   1 5 t h   In ter n a ti o n a Co n fe re n c e   o Pa tt e rn   Rec o g n it io n ,   2 0 0 0 .   ICPR   2 0 0 0 .   I EE E,   2 0 0 0 ,   p p .   8 2 2 8 2 6 .   [9 ]     B.   Bh a n u   a n d   H.  C h e n ,   " Hu m a n   Ear  Re c o g n it io n   in   3 D,"   IEE T ra n sa c ti o n o n   P a tt e rn   A n a lys is  a n d   M a c h in e   In telli g e n c e ,   v o l.   2 9 ,   p p .   7 1 8 - 7 3 7 ,   2 0 0 7 .   [1 0 ]   M .   Bu rg e   a n d   W .   Bu rg e r,   " Ear  Bio m e tri c s , "   Bi o me trics Per so n a I d e n ti f ica ti o n   i n   Ne two rk e d   S o c iety ,   Klu we r   Aca d e mic ,   1 9 9 9 .   [1 1 ]   K.  Ch a n g ,   e a l. ,   " Co m p a riso n   a n d   Co m b in a ti o n   o f   Ear  a n d   F a c e   Im a g e in   A p p e a ra n c e - b a se d   Bi o m e tri c s , "   IEE E   T ra n sa c ti o n   o n   P a tt e rn   A n a lys is  a n d   M a c h i n e   In telli g e n c e ,   v o l.   2 5 ,   p p .   1 1 6 0 1 1 6 5 ,   2 0 0 3 .   [1 2 ]   D.  Hu rley ,   e a l. ,   " F o rc e   F iel d   En e rg y   F u n c ti o n a f o Im a g e   F e a tu re   Ex trac ti o n , "   J o u rn a l   o f   Ima g e   a n d   Vi sio n   Co mp u t in g ,   v o l .   2 0 ,   p p .   4 2 9 - 4 3 2 ,   2 0 0 2 .   [1 3 ]   N.  Da m e r   a n d   B.   F ü h re r,   " Ear  Re c o g n it io n   Us in g   M u l ti - S c a le  H isto g ra m   o f   Orie n ted   G ra d ie n ts, "   in   Ei g h t h   In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   In telli g e n In fo rm a t io n   Hid in g   a n d   M u lt ime d i a   S i g n a Pro c e ss in g ,   2 0 1 2 .   IIH - M S P2 0 1 2 .   IEE E ,   2 0 1 2 ,   p p .   2 1 - 2 4 .     [1 4 ]   B.   V ict o r ,   e a l . ,   " A n   Ev a lu a ti o n   o f   F a c e   a n d   Ear  Bio m e tri c s , "   in   1 6 t h   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o Pa tt e rn   Rec o g n it io n ,   2 0 0 2 .   ICPR   2 0 0 2 .   I EE E ,   2 0 0 2 ,   p p .   4 2 9 - 4 3 2 .     [1 5 ]   A .   Be rti ll o n ,   " L a   p h o t o g ra p h ie  ju d icia ire:  a v e c   u n   a p p e n d ice   su la  c las sif ica ti o n   e l’i d e n ti f ica ti o n   a n th ro p o m ´ e tri q u e s,"   Pa ris: Ga u t h ier - Vi ll a rs ,   1 9 1 4 .   [1 6 ]   M .   Bu rg e   a n d   W .   Bu rg e r,   " U sin g   Ear  Bio m e tri c f o P a ss iv e   Id e n ti f ica ti o n , "   in   Pro c e e d in g o 1 4 th   i n ter n a t io n a l   c o n fer e n c e   o n   in f o rm a ti o n   se c u rity,  1 9 9 8 .   S EC   1 9 9 8 .   IEE E,   1 9 9 8 ,   p p .   1 3 9 1 4 8 .   [1 7 ]   A .   A b a z a ,   e a l. ,   " A   S u rv e y   on  Ear Bi o m e tri c s ,"   ACM   Co mp u ti n g   S u rv e y s,  v o l.   4 5 ,   p p .   1 - 2 2 ,   2 0 1 3 .   [1 8 ]   M .   Ch o ra s,  " Ear  b i o m e tri c b a se d   o n   g e o m e tri c a fe a tu re   e x trac ti o n , "   El e c tro n ic  L e tt e rs   o n   C o mp u ter   Vi sio n   a n d   Ima g e   An a lys is  ( J o u rn a EL CVI A ),   v o l.   5 ,   p p .   8 4 - 9 5 ,   2 0 0 5 .   [1 9 ]   I.   Om a ra ,   e a l. ,   " A   No v e G e o m e tri c   F e a tu re   Ex trac ti o n   M e th o d   f o Ear  Re c o g n i ti o n , "   In ter n a t io n a j o u r n a l   o f   e x p e rt sy ste ms   wit h   a p p li c a ti o n s,   v o l.   6 5 ,   p p . 1 2 7 - 1 3 5 ,   2 0 1 6 .     [2 0 ]   A .   S a b e A n w a r ,   e a l. ,   " Hu m a n   Ear  Re c o g n it io n   Us in g   G e o m e tri c a F e a tu re Ex trac ti o n , "   in   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   C o mm u n ica ti o n s,   ma n a g e me n t,   a n d   In f o rm a ti o n   t e c h n o l o g y ,   2 0 1 5 .   ICCM IT   2 0 1 5 .   El se v ier ,   2 0 1 5 ,   p p .   5 2 9 5 3 7 .   [2 1 ]   I.   Iy a p p a n   G   a n d   S .   P ra k a sh ,   " F a lse   M a p p e d   F e a tu re   Re m o v a in   S p in   Im a g e Ba s e d   3 Ear  Re c o g n it io n , "   in   3 rd   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   S ig n a Pro c e ss in g   a n d   In teg r a ted   Ne t wo rk s,  2 0 1 6 .   S PIN   2 0 1 6 .   IE EE ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 1 - 1 2 .     [2 2 ]   Z. q .   W a n g   a n d   X.d . Ya n ,   " M u l ti - S c a le  F e a tu re   Ex trac ti o n   A lg o rit h m   o f   Ear  Im a g e , "   in   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   El e c tric In fo rm a ti o n   a n d   C o n tro En g i n e e rin g ,   2 0 1 1 .   ICEIC 2 0 1 1 .   IEE E,   2 0 1 1 ,   p p .   5 2 8 - 5 3 0 .   [2 3 ]   Y.  L i,   e a l. ,   " Ear  Re c o g n it io n   w it h   Oc c lu sio n   V ia   Disc rim in a ti o n   Dic ti o n a ry   a n d   Oc c lu si o n   Di c ti o n a ry   Ba se d   S p a rse   Re p re se n tatio n , "   J o u rn a o Ne u ro   Co mp u ti n g   ( El se v ier ),   v o l.   1 7 1 ,   p p .   5 4 0 - 5 5 0 ,   2 0 1 6 .   [2 4 ]   Zh .   L a n d   H.   A d e li ,   " Im a g e   S e Ba se d   Ear  Re c o g n it i o n   Us i n g   No v e Dic ti o n a ry   L e a rn in g   a n d   C las sif ica ti o n   S c h e m e , "   J o u rn a o E n g in e e rin g   Ap p li c a ti o n o Art if icia l   In tell ig e n c e ,   v o l.   5 5 ,   p p .   3 7 4 6 ,   2 0 1 6 .   [2 5 ]   A .   Ba sit  a n d   M .   S h o a ib ,   " A   Hu m a n   Ear  Re c o g n it io n   M e th o d   Us in g   No n l in e a Cu rv e let  F e a tu re   S u b s p a c e , "   In ter n a t io n a J o u rn a o C o mp u ter   M a th e ma ti c s,   v o l .   9 1 ,   p p .   6 1 6 - 6 2 4 ,   2 0 1 4 .   [2 6 ]   A .   Tariq   a n d   M .   Us m a n   A k ra m ,   " P e rso n a Id e n t i f ica ti o n   Us in g   Ea Re c o g n i ti o n , In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica l   En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 0 ,   p p . 3 2 1 - 3 2 6 ,   2 0 1 2 .   [2 7 ]   A .   Be n z a o u i,   e a l . ,   " Ear  + , "   J o u r n a o E lec tro n ic Im a g i n g ,   v o l.   2 3 ,   p p .   1 2 1 - 1 3 0 ,   2 0 1 4 .   [2 8 ]   S . M . S .   Isla m ,   e t   a l. ,   " M u lt i b io m e tri c   Hu m a n   Re c o g n it io n   Us in g   3 Ear  a n d   F a c e   F e a tu re s , "   J o u rn a o P a tt e rn   Rec o g n it io n ,   v o l.   4 6 ,   p p .   6 1 3 6 2 7 ,   2 0 1 3 .   [2 9 ]   G . D.  T r e ,   e a l. ,   " Hu m a n   Ce n t ric  Re c o g n it io n   o f   3 Ear  M o d e ls, "   In ter n a t io n a l   J o u r n a o f   Co mp u ta t io n a l   In telli g e n c e   S y ste ms ,   v o l.   9 ,   p p .   2 9 6 - 3 1 0 ,   2 0 1 6 .   [3 0 ]   X .   S u n   e a l. ,   " 3 E a Re c o g n it io n   Us i n g   L o c a S a li e n c e   a n d   P r in c ip a M a n if o ld , "   J o u r n a o Gr a p h ica M o d e ls   ( El se v i e r),  v o l.   7 6 ,   p p .   4 0 2 - 4 1 2 ,   2 0 1 4 .   [3 1 ]   H.  Zen g   e a l. ,   " L o c a F e a tu re   D e sc rip to Ba se d   Ra p id   3 Ear  R e c o g n it io n , "   in   33 rd   Ch in e Co n t ro Co n fer e n c e ,   2 0 1 4 .   CCC   2 0 1 4 .   IE EE ,   2 0 1 4 ,   p p .   4 9 4 2 - 4 9 4 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       A n   E a r   R ec o g n itio n   Meth o d   B a s ed   o n   R o ta tio n   I n va r ia n t Tr a n s fo r med   DC T   ( F a teme h   Ho u r a li )   2901   [3 2 ]   h tt p : // ww w 1 . u stb . e d u . c n /res b /en /i n d e x . h tm   [3 3 ]   h tt p : // ww w 4 . c o m p . p o ly u . e d u . h k /~ c sa ja y k r/II T D/D a tab a se _ Ear.h tm   [3 4 ]   A . F .   A b a te ,   e a l. ,   " Ear  Re c o g n it io n   b y   m e a n o f   a   Ro tatio n   I n v a rian t   De sc rip to r , "   in   1 8 th   I n ter n a t i o n a Co n fer e n c e   o n   P a tt e rn   Rec o g n it i o n   2 0 0 6 .   IC PR   2 0 0 6 .   IEE E,   2 0 0 6 ,   p p .   4 3 7 - 4 4 0 .   [3 5 ]   A .   Be n z a o u i ,   e a l. ,   " Ear  De sc rip ti o n   +   EL BP   a n d   W a v e lets , "   in   Pro c e e d in g o t h e   I n ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   Ap p li e d   Res e a rc h   i n   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ,   2 0 1 5 ,   IC AR   2 0 1 5 .   IEE E,   2 0 1 5 ,   p p .   1 - 6.   [3 6 ]   A .   M o ra les ,   e a l. ,   " A n a l y sis  o f   Lo c a De sc rip to rs  F e a tu re a n d   it s   Ro b u st n e ss   A p p li e d   to   Ear  Re c o g n it io n , "   i n   4 7 t h   IEE In ter n a ti o n a C a rn a h a n   C o n fer e n c e   o n   S e c u rity T e c h n o l o g y ,   2 0 1 4 .   ICCS T   2 0 1 4 .   IEE E,   2 0 1 4 ,   p p .   1 - 5.   [3 7 ]   A .   M e ra o u m ia ,   e a l. " A n   A u to m a ted   Ear  Id e n t if ica ti o n   S y ste m   Us in g   G a b o F il ter  Re sp o n se s , "   i n   Pro c e e d i n g o th e   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Ne Circ u it a n d   S y ste ms ,   2 0 1 5 .   NEW CAS   2 0 1 5 .   T h irtee n   A n n u a IEE E ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 - 4.   [3 8 ]   P . J.  P h il li p s,  e a l. ,   " T h e   F ERE T   Ev a lu a ti o n   M e th o d o l o g y   f o F a c e   Re c o g n it io n   A lg o rit h m , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   P a tt e r n   A n a l y sis a n d   M a c h in e   I n t e ll ig e n c e ,   v o l.   2 2 ,   p p .   1 0 9 0 - 1 1 0 4 ,   2 0 0 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.