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.   8 ,   No .   2 A p r il   201 8 ,   p p .   1 1 9 4 ~ 1 2 1 3   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 2 . p p 1 1 9 4 - 1213          1194       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   An Ef ficien Fi ng erprint  Ident ifica tion usin g  Ne ura Netw o rk   a nd BAT  Algo rit h m       Su bb a   Red dy   B o rr a 1 ,   G .   J a g a deesw a Reddy 2 E . Sree niv a s a   Reddy 3   1 De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g ,   JN T UH ,   H y d e ra b a d ,   5 0 0 0 8 5 ,   I n d ia   2 V a a g d e v In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e s,  P r o d d a tu r,   A P ,   5 1 6 3 6 0 ,   I n d ia   3 Un iv e rsit y   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   A c h a r y a   Na g a rju n a   Un iv e rsit y ,   A P ,   5 2 2 5 0 8 ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 5 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   2 7 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   5 ,   2 0 1 8     T h e   u n iq u e n e ss ,   f irm n e ss ,   p u b l ic  re c o g n it io n ,   a n d   it m in im u m   risk   o in tru si o n   m a d e   f in g e rp rin is  a n   e x p a n siv e l y   u se d   p e rso n a a u t h e n ti c a ti o n   m e tri c s.  F in g e rp rin tec h n o l o g y   i a   b io m e tri c   tec h n iq u e   u se d   t o   d isti n g u is h   p e rso n b a se d   o n   t h e ir  p h y sic a traits.   F in g e rp ri n b a se d   a u t h e n ti c a ti o n   sc h e m e a re   b e c o m in g   in c re a s in g ly   c o m m o n   a n d   u sa g e   o th e se   in   f in g e rp rin se c u rit y   sc h e m e s,  m a d e   a n   o b jec ti v e   to   t h e   a tt a c k e rs.  T h e   re p u te  o f   th e   f in g e rp rin im a g e   c o n tro ls  t h e   stu rd i n e ss   o f   a   f in g e rp rin a u th e n ti c a ti o n   s y ste m .   W e   in ten d   f o a n   e ffe c ti v e   m e th o d   f o f in g e rp rin c las sif ic a ti o n   w it h   th e   h e lp   o f   so f c o m p u ti n g   m e th o d s.  T h e   p ro p o se d   c las sif ica ti o n   sc h e m e   i c las si f ied   in to   th re e   p h a se s.  T h e   f irst  p h a se   i p re p ro c e ss in g   in   w h ich   th e   f in g e rp rin im a g e a re   e n h a n c e d   b y   e m p lo y in g   m e d ian   f il ters .   Af ter  n o ise   re m o v a h isto g ra m   e q u a li z a ti o n   i a c h iev e d   f o a u g m e n ti n g   th e   i m a g e s.  T h e   se c o n d   sta g e   is  th e   f e a tu re   Ex t ra c ti o n   p h a se   in   w h ich     n u m e ro u im a g e   f e a tu re su c h   a s   A re a ,   S URF,   h o lo   e n tro p y ,   a n d   S IF T   fe a tu re a re   e x trac ted .   T h e   f in a p h a se   is  c l a ss i f ica ti o n   u sin g   h y b rid   Ne u ra f o c las si fica ti o n   o f   f in g e rp rin a f a k e   o o rig in a l.   T h e   n e u ra n e tw o rk   is   u n if ied   w i th   B AT  a lg o rit h m   f o o p ti m izin g   th e   w e i g h f a c to r.     K ey w o r d :   B A T   alg o r ith m   C las s i f icatio n   His to g r a m   eq u aliza t io n   H y b r id n eu r al  n et w o r k   Me d ian   f il ter   Co p y rig h ©   2 0 1 8   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 :   Su b b R ed d y   B o r r ,   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g i n ee r in g ,     J NT UH,     H y d er ab ad ,   5 0 0 0 8 5 ,   I n d ia.   E m ail: b v s r 7 9 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Mu lti - b io m etr ic   r ec o g n i tio n   [ 1 ]   an d   b io m e tr ic  te m p la te  p r o tectio n   [ 2 ]   ar d ef in ed   i n   t h is   w o r k   to   d er iv d ev elo p m en t s   in   t h f i eld   o f   b io m etr ic  r ec o g n i tio n .   T h u s o f   m u lti - b io m etr ic  r ec o g n itio n   i m p r o v e s   th r eliab ilit y   a n d   ac cu r ac y   c o m p ar ed   to   th ex is ti n g   b io m etr ic  s y s te m .   A n   Au to m a tic   r ec o g n itio n   s y s te m   u s e s   b io m etr ic  in d icato r   a n d   it   p r o d u ce s   h i g h   er r o r   r ates  [ 3 ] .   B io m etr ic  v en d o r s   ar u s ed   t h M u lti - b io m etr ic   s y s te m   ( e. g .   f in g er p r in an d   f i n g er   v ei n   b y   S A F R A Mo r p h o 1 )   an d   it  r e q u ir lar g d ata  s ets  ( e . g .   w ith i n   t h e   A ad h aa r   p r o j ec [ 4 ]   b y   t h U n iq u e   I d en ti f icatio n   Au t h o r it y   o f   I n d ia  ( UI D A I ) ) .   T h m u lt i - b io m etr ic   s y s te m   p r o v id es  m u ltip le  i n f o r m atio n   ab o u th s a m o b j ec an d   it  th te m p late  o f   m u l ti - b io m et r ic  s y s te m   r eq u ir es   m o r s ec u r it y .   Miss i n g   o f   an y   i n f o r m atio n   f r o m   b io m etr ic   te m p late  d elete   th p er s o n   id en tit y   a n d   cr ea tes   s ec u r it y   p r o b lem s .   Fo r   in s ta n ce   p er m an e n c y   f o llo w in g   f r o m   clai m i n g   s u b j ec ts   w ith o u as s en [ 5 ] ,   [ 6 ]   alter n atel y   r e m a k in g   f r o m   cla i m i n g   u n iq u b io m etr ic  q u aliti es  ( e.   G.   Fin g er p r in t s   [ 7 ]   alter n atel y   ir i s   tex t u r es   m a y   t u r n   in to   s e n s ib le  d an g er .   T h at  b io m etr ic  f o r m a o u g h t   c h an ce   to   b s ec u r ed   b y   g iv i n g   w o r k   to   p r o tectio n   A l s o   i n teg u m e n a b o u s a v ed   b io m etr ic  i n f o r m a tio n .   Fo r m at   p r o tectio n s   s ch e m es  g i v p r o v ab le   s ec u r it y   alter n ate l y   p r iv ac y ,   Fu r t h er m o r u s e f u r ec o g n iti o n   r ates  g o tten   ar elu s i v e,   I n d ee d   ar o u n d   litt le   d atasets .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   E fficien t F in g erp r in t I d e n tifi ca tio n   u s in g   N eu r a l Netw o r k   a n d   B A T A lg o r ith m   ( S u b b a   R ed d B o r r a )   1195   Fin g er p r in ts   ar t h u n iq u ch ar ac ter is tic  o f   h u m a n i t y .   Fi n g er p r in cla s s i f icat io n   r esto r es   co m p u tatio n al  co m p lex i t y   b y   r ed u cin g   th n u m b er   o f   ca n d id ate  ca m p aig n s   to   b p r ec e d ed   [ 8 ] .   Fin g er p r in t   i m a g es a r w id el y   u s ed   in   d if f er en t s y s te m s ,   s u ch   a s   p er s o n a l e m p at h y ,   ac ce s s   co n tr o l,  I n te r n et  au t h e n ticatio n   an d   th g e n er atio n   o f   en cr y p tio n   k e y s   d u to   t h eir   d u r ab ilit y ,   u n iq u e n es s   an d   d is t in ct iv c h ar ac ter .   T h e   ch ar ac ter is tic  o f   t h f i n g er p r in s y s te m   is   af f ec ted   b y   th i m a g q u a lit y   o f   th e   f i n g er p r in t   [ 9 ] .   T h id en ti f icatio n   o f   f i n g er p r in ts ,   h o w e v er ,   is   co m p u ter - b ased   ch allen g esp ec iall y   f o r   d atab ases .   An   o p er atio n al  in d ex i n g   s y s te m   p r o v id es  g r ea t   h elp .   F in g e r p r in cla s s i f icat io n   cla s s i f ie s   f in g er p r in ts   in to   a   s e t   o f   p r ed ef in ed   s ets,  a n d   th e n   m ak es t h id en tical  ta s k   p o s s ib l [ 1 0 ] .   Fin g er p r in clas s i f icatio n   i s   g r an u lar   lev el  ap p o r tio n in g   o f   lar g f in g er p r in d atab ase,   w h er th e   class   o f   t h in p u f i n g er p r in i s   p r i m ar il y   p er s is te n a n d   t h er ef o r e,   s ea r ch   i s   co n d u cted   i n s id t h g r o u p   o f   f i n g er p r in t s   s u itab le  to   th s i m ilar   class   as  t h i n p u f i n g er p r i n [ 1 1 ] .   T h au th e n ticatio n   p r o ce s s   is   s ec u r ed   b y   d ec r ea s in g   th e   n u m b er   o f   co m p ar is o n s   t h at  ar e s s e n tiall y   a ch iev ed .   I is   at tain ed   b y   i s o latin g   t h f i n g er p r in t   d atab ase  in to   n u m b er   o f   class es.  F in g er p r in r ec o g n iti o n   is   p r er eq u is ite  to   b ass o ciate d   o n l y   to   th e   f i n g er p r in t s   in   s in g le  clas s   o f   th d atab ase  o n   t h b asis   o f   its   f ea t u r es.  Fi n g er p r in id en ti f icatio n   is   b r o ad l y   u s ed   d u to   ea s in   th ch ar ac ter is tic  ac q u is i tio n t h ten   f i n g er s   ar ac ce s s ib le  f o r   co llectio n   an d   th eir   u s a g e   an d   ass o r t m e n t s   o f   la w   i m p le m en tatio n   a n d   i m m i g r atio n   [ 1 2 ] .   Fin g er p r in clas s i f icatio n   a n d   ac k n o w led g m en t   s ch e m es  ar in s p i r in g   m is s io n s   f o r   h ac k er s   as  it  i n clu d e s   u n iq u id en ti f icatio n   tech n iq u e,   in co r p o r atin g   Data   Min i n g   m et h o d s   s u c h   as  Ne u r al  Net w o r k s   an d   Nea r est  Neig h b o r   alg o r ith m s ,   th i n tel lig e n ce   s ta g o f   th e   f i n g er   p r in t id e n ti f icatio n   i s   en h an ce d   w h ich   s af e g u ar d   ac c u r ac y   an d   p r o tecte d   r ec o g n itio n   [ 1 3 ] .     T h r est  o f   th d o cu m en is   o r g an ized   as  f o llo w s Sectio n   2   d ef in es  co n cise  d escr ip tio n   o f   th e   latest  r esear c h   w o r k Sec tio n   3   r ef er s   to   t h e   p r o ce s s es  t h at   a r p ar o f   o u r   m a s ter p iece   m e t h o d   w it h   s u r p r is i n g   d em o n s tr atio n s   an d   m at h e m at ical  f o r m u la tio n s .   W h ile  Secti o n   4   elu c id ates t h r es u lt s   o f   t h e x p er i m e n tatio n ,   Sectio n   5   co n clu d e s   th w o r k .       2.   RE L AT E WO RK   P atil  an d   Su r al k ar   d escr ib ed   m et h o d   o f   f i n g er p r in clas s if icatio n   s c h e m o n   t h b asis   o f   A NN.   Fin g er p r in id en t if icatio n   s c h e m u s ag e s   p r io r   o r g an izatio n   o f   f in g er p r in w it h   m i n u t i ae   f ea tu r [ 1 4 ] .   I n   tr ad itio n al  m eth o d s   p er f o r m a n ce   o f   m in u tiae  ab s tr ac tio n s   d ep en d   in te n s el y   o n   an   au g m en tatio n   al g o r ith m .   T h u s   s e v er al  f i n g er p r in t s   ar co m p o s ed ,   ta k i n g   lo n g   ti m to   m atc h   an d   a u t h en t icate   s p ec if ied   f in g er p r in t.   So   as  an   alter n ativ o f   cla s s i f i ca tio n   w ith   t h m i n u tiae  [ 1 5 ]   t h e y   p r o j ec ted   class if icatio n   s ch e m th at  w a s   o n   th b asis   o f   i n d i v id u al  f ea tu r es  s u c h   as  t h s i n g u lar   p o in t .   Sin g u lar   p o in d etec tio n   w a s   v er y   r o b u s a n d   r eliab le  th at  o v er co m es t h i s s u ab o u t r o tatio n   an d   tr an s lati o n .   Dar a m o la  et  al.   [ 1 6 ]   p r o j ec ted   r o b u s v er i f icatio n   s c h e m e   o n   th e   b asis   o f   f ea t u r es  ab s tr ac ted   f r o m   h u m a n   f i n g er p r in ts   a n d   p atter n   class i f ier   k n o w n   a s   Su p p o r Vec to r   Ma ch in ( SVM) .   E f f icien f i n g er p r in v er if ica tio n   s c h e m w as  d esir ed   in   n u m er o u s   p lace s   f o r   p er s o n al  e m p at h y   to   ac ce s s   p h y s ical  f ac ilit ie s ,   d ata  etc.   T h r ee   g r o u p   o f   f ea tu r es  a r attac h ed   to g eth er   an d   p ass e d   to   th class if ier .   T h f u s ed   f ea tu r w a s   u til ized   to   tr ain   th s c h e m f o r   o p er ativ v er i f icatio n   o f   co n s u m er s   f i n g er p r in t i m a g es.   L i u   et  a l.   [ 1 7 ]   d escr ib ed   to u ch   less   m u l titi er   f i n g er p r i n ca p t u r s c h e m t h at  ac q u ir es  th r ee   d is s i m ilar   asp ec t s   o f   f in g er p r in i m a g es  a t h s i m i lar   ti m e.   T h is   g ad g e m ig h t   h a v b ee n   p lan n ed   E v en t u all y   T o m 's  p er u s i n g   u p g r ad in g   p ar a m eter s   in   r eg ar d s   to   t h o s ca u g h t   f in g er   i m p r ess io n   p ict u r e   ca lib er   an d   g ad g e m ea s u r e.   T h is   m ac h i n w as   i n ten d ed   b y   o p ti m iz in g   p ar a m eter s   co n ce r n i n g   t h ca p t u r ed   f i n g er p r in i m a g e   e m i n en ce   a n d   d ev ice  s ize.   A   f i n g er p r in m o s aic k i n g   m et h o d   w as  an t icip ated   to   s p lice  to g eth er   t h ca p tu r ed   i m a g es  o f   a   f in g er   to   f o r m   an   i m a g w it h   g r ea ter   v al u ab le  p r in ar e n a.   Op ti m izatio n   d e s ig n   o f   t h eir   d e v ice   w a s   es tab lis h ed   b y   f a m iliar i zin g   t h d esi g n   p r o ce s s   a n d   a s s o ciati n g   w it h   p r ese n to u ch   les s   m u ltit ie r   f i n g er p r in t a cq u ir e m e n t d ev ic es.   L ate n p r in ts   ar h ab itu al l y   i m p r o v ed   f r o m   o f f en s s ce n es  an d   ar co n n ec ted   w it h   ac ce s s ib le   d atab ases   o f   r ec o g n ized   f i n g er p r in ts   f o r   r ec o g n izin g   cr i m in als.  Ho w e v er ,   cu r r en p r o c e d u r es  to   co m p ar laten p r i n ts   to   g r ea d atab ases   o f   ex e m p lar   ( r o lled   o r   p lain )   p r in t s   ar p r ed is p o s ed   to   er r o r s .   T h is   r ec o m m e n d ed   ca u tio n   in   cr ea tin g   co n cl u s io n s   ab o u a   s u s p ec t’ s   id en tit y   o n   th b as is   o f   laten f i n g er p r in co m p ar is o n .   A   ca r d i n al  o f   ef f o r ts   ac ce p t b ee n   f ab r icate d   to   s tatis t icall y   ar ch et y p al  t h ac c o u n t o f   f i n g er p r in t   ap p r aisal  in   au th o r itati v ac tu al  ac ce p t/re j ec ac co m m o d atio n   o r   its   ap o ca ly p tic  v al u e.   T h ese  m et h o d s ,   th o u g h ,   eith er   ac co m p lis h   u n r ea li s tic  e x p ec tatio n s   ab o u th ar c h e t y p al  o r   th e y   ab r id g e m en s i m p le   clar if icatio n .   Nag ar   et  al.   [ 1 8 ]   h av co n ten d ed   th at  th p o s ter io r   p r o b ab ilit y   o f   t w o   f in g er p r in t s   f itti n g   to   d is s i m ilar   f i n g er s   p r o v id ed   th eir   m atc h   s co r e,   m en t io n ed   to   as  th n o n m atch   p r o b ab ilit y   ( NM P ) ,   ef f icien tl y   d eten tio n s   an y   a s s o ciati n g   i n d icatio n   o f   th e   co m p ar is o n .   NM P   w a s   ca lc u lated   b y   s tate - of - t h e - ar t   m a tch er s   an d   w a s   tr an q u il  to   u n d er s tan d .   T o   in teg r ate  th e f f ec o f   im ag q u a lit y ,   n u m b er   o f   m i n u tiae,   an d   s ize  o f   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   1 1 9 4     1213   1196   d o r m a n o n   NM P   v al u e,   t h e y   ca lcu lated   t h NM P   v s .   m atc h   s co r p lo ts   d is ti n ctl y   f o r   i m a g p air s   ( late n a n d   ex e m p lar   p r in t s )   w ith   d i s s i m il ar   f ea tu r es.   P au lin o   et  al.   [ 1 9 ]   p r o j ec te d   f i n g er p r in m atch in g   al g o r ith m   t h at  w a s   p ar ticu lar l y   d es ig n ed   f o r   m atc h in g   late n t s .   R ec o g n izi n g   s u s p ec t s   o n   t h b asis   o f   i m p r ess io n s   o f   f i n g er s   l if ted   f r o m   cr i m s ce n es  w a s   r o u tin p r o ce s s   th at  i s   en o r m o u s l y   s i g n i f ica n to   f o r en s ics  an d   la w   i m p le m en tatio n   a g en cies.  T h p r o j ec te d   alg o r ith m   u til izes  r o b u s ali g n m e n al g o r ith m   to   ali g n   f i n g er p r in ts   a n d   tr ial s   s i m ilar itie s   w it h i n   f in g er p r in t s   b y   ta k i n g   in to   ac co u n b o th   m in u tiae  an d   o r ien ta tio n   f ield   d ata.   T o   b co n s is ten w it h   th co m m o n   p r ac tice  i n   laten t   m a tch i n g   t h o r ie n tatio n   f ield   w a s   r ea s s e m b led   f r o m   m i n u tiae.   Su b s eq u en tl y ,   t h p r o j ec ted   alg o r ith m   d ep en d   o n l y   o n   m a n u all y   m ar k ed   m i n u tiae,   it c o u ld   b ef f o r tles s l y   u tili ze d   in   la w   e n f o r ce m en t so licitatio n s .   San k ar an ,   et  al.   [ 2 0 ]   f o cu s ed   o n   au to m atica ll y   s e g m e n ti n g   l aten f i n g er p r in t s   to   d is ti n g u i s h   b et w ee n   r id g an d   n o n - r id g p atter n s .   T h er w er t h r ee   r ea c o m m it m en ts   ab o u t h at  m et h o d ( a )   An   m ac h in e   T ak in g   in   ca lc u latio n   to   j o in i n g   f iv e   d iv er s C la s s es   o f   f ea t u r es   f o r   p r o g r am m ed   id le   f i n g er   i m p r ess io n   s e g m en ta tio n ,   (b )   f ea tu r s elec tio n     p r o ce d u r u tili zi n g   ch a n g ed   r ed u ct io n   p lan   f o r   d is s ec ti n g   th o s e   i m p ac o f   v ar io u s   class i f icatio n   o f f er s   f o r   id le   f i n g er   i m p r es s io n   s e g m e n tat io n ,   Fu r t h er m o r ( c )   n o v el   SIV b u ilt   m e tr ic  w il l   m ea s u r t h i m p ac o f   t h s eg m e n tatio n   alg o r it h m   w it h o u t h p r er eq u is ite   w ill  p er f o r m   t h o s w h o le   m atc h in g   tr an s f o r m .   T h o s p ictu r m i g h h a v b ee n   d ec o r ated   u n d er   n ea r b y   p atch e s   W h at's  m o r s alie n c y   b ased   C h ar ac ter is tic s   alo n g s id i m ag e,   g r ad ien t,  r id g e,   W h at' s   m o r p er s o n al  s atis f ac tio n   b ased   f ea tu r es  w er e   co n ce n tr ated .   C h ar ac ter i s tic  C h o ice  m ig h h av b ee n   p er f o r m ed   s h o u ld   p o n d er   th co m m i t m e n o f   t h e   Dif f er en t c la s s i f icat io n   f ea tu r e s   to w ar d s   clo s er   v ie w   ed g ex a m p le  r ep r esen tatio n al .   A lia k b ar za d eh ,   et  al.   [ 2 1 ]   in d icate d   th at  th GC - FID   ch r o m a to g r a m s   o f   s a f f r o n   s a m p les  w er e   b aselin co r r ec ted   an d   alig n e d   u s i n g   a s y m m etr ic  lea s s q u ar es  ( AsLS)   an d   co r r elatio n   o p tim ized   w ar p i n g   ( C OW )   m et h o d s ,   r esp ec ti v e l y .   T h en ,   t h o s e n tire t y   a d v an ce d   p r o f ile s   f r o m   clai m i n g   p r ep r o ce s s ed   ch r o m ato g r a m s   w er n o r m a lized   w ill  i n ter n a s ta n d ar d ,   m ea n - ce n ter ed ,   p ar eto - s ca led   A ls o   A l ast   d em o n s tr ated   f in al l y   p er u s in g   P L S - D A   to   ar r an g s a f f r o n   s p ec i m en s   as  s tated   b y   t h eir   d ev elo p m e n r eg io n s .   Af ter w ar d s ,   ex ec u tio n   o f   d is ti n cti v v ar iab le  d eter m i n atio n   tech n iq u es  ( i.e . ,   r P L S,  VI P ,   SR ,   s MC  a n d   lo ad in g   w ei g h ts )   f o r   p ick i n g   t h th v ast  m aj o r ity   v i tal  v ar iab les  ( i.e . ,   m ai n te n an ce   o cc asio n   wh en   p o in t s )   f o r   GC - FID   f i n g er p r in ts ,   w er co m p ar ed   A s   f ar   as th m o d el’ s   in ter p r etab ilit y   A ls o   u n o r i g in a lit y .     R aid   A l - Ni m a,   S.  S.  Dla y   et  a [ 2 2 ]   p r o p o s ed   h u m a n   a u th e n ticatio n   m et h o d   in   w h ic h   F in g er   T ex tu r ( FT )   p atter n s   w a s   u s ed   to   m a k it   ef f icie n t.  T o   d if f er en tiat th f i n g er s   f r o m   th e   h a n d   i m ag e s ,   r o b u s a n d   au to m at ic  f i n g er   e x tr ac tio n   m eth o d   w as  u s ed .   E n h a n ce d   L o ca L in B in ar y   P atter n   ( E L L B P )   w a s   u s ed   to   ex tr ac n e w   f ea t u r es.  T h in f o r m at io n   e m b ed d ed   w it h in   t h p o o r ly   i m ag ed   r eg io n s   o f   t h FT s   m et h o d   is   s u g g e s ted   to   s alv a g m is s i n g   f ea t u r ele m en ts .   C la s s i f icati o n   w a s   d o n b y   p er f o r m i n g   P r o b ab ilis tic  Neu r al   Net w o r k   ( P NN) .   R aid   A l - Ni m a,   S.  S.  Dla y   et  al  [ 2 3 ]   d ef in ed   an   ap p r o ac h   w h ic h   au th e n ticate s   b ased   o n   th eir   f in g er   tex t u r es.  Fin g er   T ex tu r ( FT )   f ea t u r es  o f   th f o u r   f i n g er   i m ag es  ( in d e x ,   m id d le,   r in g   a n d   litt le)   ar ex tr ac ted   f r o m   lo w   r eso lu tio n   co n tac t less   h an d   i m ag e.   T o   en h a n ce   th FT s ,   n e w   I m a g Fea tu r E n h a n ce m en ( I FE)   w a s   u s ed   m e th o d   to   e n h a n ce   th FT s .   T h r esu lt in g   f ea t u r i m a g is   s e g m e n ted   a n d   P r o b ab ilis tic  Neu r al   Net w o r k   ( P NN)   is   e m p lo y ed   t o   class if y   i n telli g e n tl y   f o r   r ec o g n i tio n .   Fin g er p r in m atc h i n g   i s   a   cr iti ca is s u e   to   r ec o g n izi n g   f i n g er p r in ts   W h at ' s   m o r a s s u m es   a   w a y   p ar in   t h f in g er p r in d i s tin g u is h m en s y s te m s .   Ho w ev er ,   p er f o r m i n g   f in g er p r in I D   n u m b e r   i n   an   e x p an s i v e   d atab ase  m ig h ch a n ce   to   b an   w a s te f u er r an d   b ec au s e   o f   th o s ab s en ce   o f   v er s ati li t y   A ls o   s ec o n d ar y   r eg is ter i n g   ti m e s   f r o m   clai m i n g   f in g er p r in m atc h in g   ca lc u latio n s .   Fin g er p r in i n d ex i n g   m a y   b a n   m a g ic  s y s te m   to   p r o g r a m m ed   f i n g e r p r in I n u m b er   f r a m e w o r k s   w h ic h   p er m i u s   to   d ec r ea s th n u m b er   o f   ca n d id ates,  t h lo o k   s p ac e,   an d   th e   o cc u r r en ce s   o f   f al s a ck n o w led g e m e n c lin c h ed   al o n g s id s u b s tan tial   d atab ases .   J av ad   Kh o d ad o u s an d   A li  Mo h a m m ad   Kh o d ad o u s t,  [ 2 4 ]   p r o p o s ed   an   ef f icie n t   in d ex i n g   al g o r ith m   u s i n g   m i n u tia  p air s   an d   co n v ex   co r p o in w h ic h   e m p lo y e d   k - m ea n s   clu s ter i n g   a n d   ca n d id ate  lis r ed u ctio n   cr iter ia  to   i n cr ea s t h r ec o g n itio n   p er f o r m an ce .   T h e ir   p r o p o s al  co u ld   s u cc e s s f u ll y   r ed u c th e   s ea r c h   s p ac e   an d   n u m b er   o f   ca n d id ates  f o r   f i n g er p r in m atc h i n g ,   a n d   th u s   ac h ie v ed   h i g h er   m at ch in g   s co r es  a n d   co n s id er ab l y   i m p r o v ed   t h s y s te m   r ep o s s es s io n   p er f o r m a n ce .       3 .   NE URA L   N E T WO RK   AN D   B AT   AL G O RI T H M   B ASE F I NG E RP R I NT   C L A SS I F I CAT I O N     Fin g er p r in i m a g cla s s i f icati o n   h a s   b ec o m a n   i n ter est in g   to p ic  i n   r ec en t   y ea r s   b ec au s o f   t h e   u n iq u n atu r o f   f i n g er p r in ts   i n   t h au t h e n ticatio n   p r o ce s s .   T h f in g er p r in a u th e n tica tio n   is   r eg ar d ed   as  o n e   o f   t h m o s s ec u r w a y s   o f   p r o tectin g   t h u s er   i n f o r m atio n s   d u to   its   u n iq u e n e s s   a n d   d u r ab ilit y .   D u to   t h e   w id esp r ea d   u s a g e,   t h er also   ex is t s   s o m d i s ad v a n tag e   li k e   cr ea tin g   f ak e   f in g er p r in t s   i n o r d er   to   ac ce s s   th e   in f o r m atio n .   He n ce   t h clas s if ica tio n   o f   f i n g er p r in h a s   b e co m m u c h   n ee d ed   p r o ce s s   w h ile  u s in g   f i n g er p r in t   as  a n   a u th e n tica tio n   tec h n iq u e.   W h a v d esig n ed   an   e f f icie n tec h n iq u f o r   f i n g er p r in t   class i f icatio n   u s in g   s o f co m p u ti n g   tec h n iq u e s .   T h p r o p o s ed   class if icatio n   s y s te m   ca n   b e   d iv id ed   in to   th r ee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   E fficien t F in g erp r in t I d e n tifi ca tio n   u s in g   N eu r a l Netw o r k   a n d   B A T A lg o r ith m   ( S u b b a   R ed d B o r r a )   1197   s tag e s .   T h f ir s s tag i s   t h p r ep r o ce s s in g   s tag w h er t h f in g er p r in i m ag e s   ar s u b j ec ted   to   n o is r e m o v a l   u s i n g   th m ed ia n   f ilter .   A f ter   n o is r em o v al  h i s to g r a m   eq u aliza tio n   is   p er f o r m ed   f o r   en h an cin g   th i m a g es.   T h s ec o n d   s tag is   t h f ea t u r ex tr ac tio n   s ta g e.   Her v ar io u s   i m a g f ea tu r e s   li k A r ea ,   h o lo   en tr o p y ,   S UR F   an d   SIFT   f ea t u r es  ar ex tr ac ted .   T h f in al  s tag e   in   th e   p r o p o s ed   s y s te m   i s   cla s s i f icatio n .   W h av u til ized   h y b r id   n e u r al  n et w o r k   f o r   clas s if ica tio n   o f   f i n g er p r in t a s   f a k o r   o r ig in al.     3 . 1 .   Pr o ble m   def ini t io n a nd   O bje ct iv es   Fin g er p r in tec h n o lo g y   is   b i o m e tr ic  m eth o d   t h at  i s   u s ed   t o   r ec o g n ize  p er s o n s   o n   th e   b asis   o f   t h eir   p h y s ical  tr ait s .   Fi n g er p r in b ased   au t h e n ticatio n   s y s te m s   ar b ec o m i n g   i n cr ea s i n g l y   c o m m o n   t h ese   d a y s .     Ho w e v er ,   d u to   th ex ce s s i v u s o f   f i n g er p r in s ec u r it y   s y s te m s ,   t h e y   h a v b ec o m t ar g et  o f   attac k s .   T h r ep u tatio n   o f   th f i n g er p r in im ag r e g u la tes  th d u r ab ili t y   o f   f in g er p r in a u th e n ticat io n   s ch e m e.   W h av e   d esig n ed   an   ef f icie n t te c h n iq u f o r   f in g er p r in t c la s s i f ica tio n   u s i n g   s o f t c o m p u ti n g   tech n iq u es.   Ob j ec tiv es :   a.   T o   p r o tect  b io m etr ic  te m p late  w it h   h ig h   s ec u r it y .     b.   T o   av o id   cr o s s - co m p ar is o n   o f   b io m etr ic  te m p late s   in   d atab as es.   c.   T o   estab lis h   s o f t b io m etr ic s   id ea .   d.   T o   p r o v id r ev o ca b ilit y   to   b io m etr ic  te m p la tes.   e.   T o   im p ar t r ev o ca b ilit y   to   b io m etr ic  te m p la tes.    f.   T o   p er m it d iv er s it y   to   b io m etr ic  te m p lates.    g.   T o   m a k s u r th at  t h a u th o r iz ed   u s er   is   r ec o g n ized   p er f ec tl y .     3 . 2 .   F ing er print  Cla s s if ica t io n   T h n eu r al  n et w o r k   i s   i n co r p o r ated   w it h   B A T   alg o r ith m   f o r   o p ti m izi n g   t h w ei g h f ac to r .   T h f lo w   d iag r a m   o f   o u r   p r o p o s ed   s y s te m   is   s h o w n   in   Fig u r 1 .                                                               Fig u r 1 .   Flo w   d iag r a m   f o r   p r o p o s ed   m et h o d       3 . 3 .   No is Re m o v a l u s ing   M edia n F ilte r   No is r e m o v al  i s   s ig n i f ica n s ta g i n   i m a g p r o ce s s i n g .   I n   o u r   p r o j ec ted   tech n iq u e   we  ap p ly   m ed ian   f ilter   f o r   t h n o is r e m o v al.   T h m ed ian   f i lter   is   f r eq u en t l y   e m p lo y ed   to   o v er ca s w o r th   i m ag e s   d u to   F i n g e r p r i n t   i mag e     M e d i a n   f i l t e r i n g   f o r   n o i se   r e mo v a l   H i st o g r a e q u a l i z a t i o n   f o r   e n h a n c i n g   i mag e s   H y b r i d   N e u r a l   n e t w o r k   B A T   A l g o r i t h m   F i n g e r p r i n t   i mag e   C l a ss i f i c a t i o n   O r i g i n a l   F i n g e r p r i n t   F a k e   F i n g e r p r i n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   1 1 9 4     1213   1198   its   b elo n g in g s   o f   co n tr o p r o tectiv f latte n i n g .   I n   t h m e d ian   f i lter in g   o p er atio n ,   th p ix el  v al u e s   in   th e   v ici n it y   w in d o w   ar g r ad ed   ac co r d in g   to   in te n s i t y ,   a n d   th m ed ian   v al u t u r n   o u t to   b th o u tp u f o r   th p ix el   u n d er   ev al u atio n .   T h s u cc ee d in g   s ta g es  w er ac cu s to m ed   to   eli m i n ate  t h n o is f r o m   i m a g es,   I n   m ed ian   f ilter i n g ,   t h ad j ac en p ix els  ar g r ad ed   in   lin w it h   ill u m i n atio n   an d   t h av e r ag v alu e   tu r n   o u to   b th n e w   ce n tr al  p ix el  v al u e.   Me d ian   f ilter   en s u r es  t h b r illi an w o r k   o f   r ej ec tin g   p ar ticu lar   f o r m s   o f   n o is e,   in   th ac t u al,   “sh o t”  o r   i m p u ls n o is i n   w h ic h   s o m in d i v id u a l p ix el s   h a v h ig h er   v alu e s .   T h co m m o n   co u n ten a n ce   f o r   th m ed ian   f ilter   i s   ass u m ed   as p er   E q u atio n   ( 1 ) ,       ) ,...... m i n ( ) ...... , ( 1 1 1 2 1 m l l m m l l m mf x x x x x x x O       ( 1 )     W h er e,     mf O -    Me d ian   Fil ter ed   o u tp u t   m x x x ...... , 2 1 -   Nu m b er   o f   p ix el s   u n d er   ev al u atio n   m -   Nu m b er   o f   p ix el s     Her e,   m   r ep r esen ts   t h to tal   n u m b er   o f   p ix e ls   i n   t h i m a g an d    m x x x ...... , 2 1   r ep r esen ts   t h p i x el s   f r o m   f ir s to   m .   W it h   E q u atio n   ( 1 ) ,   th e   m ed ian   f i lter in g   i s   e x ec u ted   to   eli m i n ate  t h e   n o is e   f r o m   t h d ev e lo p ed   i m a g e.   On ce   t h n o is r e m o v al  s tag is   co m p le ted ,   th n e x s ta g is   i m ag e n h an ce m e n w h er w u tili ze   h is to g r a m   eq u a lizatio n   f o r   en h an cin g   t h i m ag e.     3 . 4 .   I m a g E nh a nce m ent   u s ing   H is t o g ra m   E q ua liza t io n     T h h is to g r a m   eq u aliza tio n   r ep r esen ts   co m p u ter   i m a g p r o ce s s in g   m et h o d   e f f ec tiv e l y   e m p lo y ed   to   en h a n ce   th co n tr a s in   i m ag e s .   L et  th o r ig i n al  in p u b I   an d   th eq u a lized   im a g o f   t h h is to g r a m   b e   h I T h u n d er l y in g   m o ti v b eh i n d   th n o v el  tec h n iq u is   i n v o l v ed   in   cr ea tin g   a n   e n r ich ed   i m ag e,   eq u ip p ed   w ith   en h a n ce d   v is u al  e x ce llen ce   f a r   s u p er io r   to   I . Ho w e v er ,   it  is   ea s y   to   d esig n   r en o v atio n   f u n ct io n   w h ich   i s   w ell - g ea r ed   to   au to m a ticall y   r ea lize  th r elat iv m ap p in g   i m p ac t,  o n l y   i n   ac co r d an ce   w it h   th d ata  e x is ti n g   i n   th h i s to g r a m   o f   t h i n p u t i m a g e.     E ac h   b in   r ep r esen t in g   t h co n s tr ai n o f   HE   o f   h is to g r am   i n   g r a y   s ca le  i m a g i n d icate s   t h e   n u m b er   o f   p ix els  w it h   th id en tical  g r a y   v al u in   t h i m a g e.   T h p r o b ab ilit y   d is tr ib u ti o n   f u n ctio n   ( p d f )   o f   in p u i m a g a n d   i m p r o v ed   i m ag e   ar lab eled   as I PD ,   an d   x I PD   an d   r elate d   cu m u lati v d is tr i b u tio n   f u n ctio n s   ( cd f )   ar e I CD ,   an d x I CD co r r e s p o n d in g l y .   F u r th er   t h i n te n s it y   o f   th e   o r ig i n al  i n p u t   i m ag i s   d ef in ed   as  g an d   th ad ap ted   i n ten s it y   o f   t h o u tp u i m a g e   as 0 g .   A s   t h o u tp u p r o b ab ilit y   d i s tr ib u tio n   f u n ctio n   h as  to   h o m o g e n o u s ,   i.e .   op PD = L I 1 ,   w h er L I   r ep r esen ts   th n u m b er   o f   i n te n s it y   lev e ls .   T h e   s u p er lati v o u tp u t c u m u lati v d is tr ib u tio n   f u n ct io n s   i s   ill u s tr ated   b y   m ea n s   o f   t h f o llo w i n g   E q u atio n   ( 2 ) .       L g r op G g g CD 1 ) ( 0 0 0    Fo r   1 ,.... 2 , 1 , 0 0 L G g           ( 2 )         As   ) ( g CD I   ) ( g CD op   s u b s eq u e n to   th h is to g r a m   eq u a lizat io n ,   i is   p o s s ib le  to   attai n   th e   o u tp u in te n s it y   b y   m ea n s   o f   th ab o v e   E q u atio n   ( 2 ) .   Her e,   L G s p ec if ies  t h g r a y   le v el  i m a g in te n s ities   in   th r an g o f   0 2 5 5 .   I n   th is   r eg ar d ,   th f lat,   b ell - s h ap ed ,   an d   cu r v ed   h is to g r a m s   co n s tit u t ce r tain   p r ef er r ed   h is to g r a m   s h ap es  f o r   th i m a g tile s .   I in cr ed ib l y   i m p r o v e s   t h co n tr ast  o f   i m a g es  b y   ap p r o p r iately   v ar y i n g   th i n te n s it y   v al u es,  to   u s h e r   in   t h o u tp u i m a g w h o s h is to g r a m   h ar m o n ize s   w it h   h o m o g e n eo u s   h is to g r a m .   T h tr an s f o r m a tio n   X   f o r   m in i m iza tio n   i s   r ep r esen t ed   b y   m ea n s   o f   th f o llo w i n g   E q u atio n   ( 3 ) .     r I CD    -    ( X( r ) )   CD                 ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   E fficien t F in g erp r in t I d e n tifi ca tio n   u s in g   N eu r a l Netw o r k   a n d   B A T A lg o r ith m   ( S u b b a   R ed d B o r r a )   1199   w h er I CD   th cu m u lati v h i s to g r a m   o f   X,   an d   r CD   r ep r esen ts   t h cu m u lat iv to ta o f   h is to g r a m s   f o r   al l   in te n s it ies  r .   T h is   m i n i m izatio n   is   s u b j ec ted   to   v ar io u s   p ar a m eter s   s u c h   as   th at  X   h as  to   b m o n o to n ic  i n   n atu r e   an d   r X CD I   m u s t   n o t   ex ce ed   I CD   b y   m o r e   th a n   5 0 o f   t h d is tan ce   b et w ee n   t h h is to g r a m   co u n t s   at  g .   W ith   an   e y o n   cu tti n g   b ac k   th f la w s   i n   E q u atio n   ( 3 )   an d   ad ap tin g   X   as  m o n o to n ic   f u n ctio n ,   h o m o g e n eo u s   H E   in p u t   is   f u r n i s h ed   to   E q u atio n   ( 3 ) .   T h co r r esp o n d in g   tr an s f o r m atio n   is   ef f icien tl y   e m p lo y ed   to   m ap   t h g r a y   lev el s   in   to   t h eir   n e w   v al u es  w it h   s u p er io r   m o n o t o n ic  f u n c tio n .       3 . 5 .   F ea t ure  E x t ra ct io n   On ce   t h i m a g i s   en h a n ce d   to   i m p r o v th q u a lit y ,   t h i m ag is   s u b j ec ted   to   f ea tu r ex tr ac tio n   w h er d if f er en ex te n s iv f ea tu r es  li k A r ea ,   h o lo   en tr o p y ,   SUR an d   SIFT   f ea tu r es  ar ex tr ac ted .   T h f ea t u r es  ex tr ac t io n   is   m ai n   s tag i n   i m a g p r o ce s s i n g   a s   it  p r o v id es  th p ar a m eter s   f o r   ev alu ati n g   th i m a g e   f o r   class i f icatio n   p u r p o s e.   E ac h   f ea t u r ex tr ac ted   ar ex p lai n ed   b elo w ,     3 . 5 . 1 .   Area   T h ar ea   is   ex tr ac ted   in   o r d er   to   f in d   o u t h ex ac p o s itio n   o f   th f i n g er p r in i n   t h i m ag e .   T h ar ea   is   esti m ated   u s i n g   t h ex p r es s i o n   g i v en   b elo w ,     w h A A r e a ,                 ( 4 )   W h er e,     h -    in d icate s   th i m a g h ei g h t.   w -    d en o tes t h i m a g w id t h .     3 . 5 . 2 .   H o lo   E ntr o py   Ho lo   en tr o p y   is   a n   ar ith m et i ca m ea s u r o f   u n p r ed ictab ilit y   th a ca n   b u s ed   to   d is ti n g u i s h   th e   tex t u r o f   th i n p u t i m a g e.   T h h o lo   en tr o p y   b asica ll y   d ep en d s   o n   th h is to g r a m   v alu i n   t h i m a g e.   T h h o lo   en tr o p y   ca n   b m ea s u r ed   in   ter m s   o f   s u m m atio n   o f   en tr o p ies  o n   all  th at tr ib u tes  in   t h e   p ar ticu lar   s ec tio n   o f   i m a g e.     T h h o lo   en tr o p y   i s   d ef in ed   a s   th r atio n   o f   s u m   o f   en tr o p y   t o   th at  o f   to tal  co r r elatio n   w h ic h   ca n   also   b r ep r esen ted   in   ter m s   o f   s u m m atio n   o f   en tr o p ies  w h ich   i s   g iv e n   as p er   E q u atio n   ( 5 )   b elo w ,     N k k m H p X I X 1 ) ( ) (                 ( 5 )     W h er e,     ) ( m H I X   -   Ho lo   en tr o p y   f o r   th i m a g m I   ) ( k p X   -   E n tr o p y   o f   t h i m ag p i x el.     3 . 5 . 3 .   SI F T   a nd   SURF   F ea t ure   3 . 5 . 3 . 1 .   SI F T   F ea t ure   T h s ca le  in v ar ia n f ea t u r tr an s f o r m   ( SI FT )   is   p o w er f u l   f ea t u r t h at  i s   u s ed   i n   i m ag r etr iev a l   p r o ce s s .   T h ap p r o ac h   is   p er f o r m ed   b y   d etec ti n g   th s ca le  s p ac ex tr e m ea   i n   t h i m ag wh er w id en ti f y   t h e   lo ca tio n s   an d   s ca le s   in   t h i m ag e.   T h s ca le  s p ac o f   a n   i m a g ) , ( n m Z is   r ep r esen ted   b y   a   f u n ctio n   ) , , ( b a F s w h ic h   is   g iv e n   b y ,     ) , ( ) , , ( ) , , ( n m Z n m G n m F f s             ( 6 )     w h er e,     ) , , ( n m G f   -   Gau s s ia n   f u n ctio n   w h ic h   is   g iv e n   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   1 1 9 4     1213   1200   2 2 2 2 ) ( 2 2 1 ) , , ( n m f e n m G               ( 7 )     T h s if f ea t u r v ec to r   ar th u s   ca lcu lated   u s in g   t h ab o v ex p r ess io n   a n d   th ese  f ea t u r v alu es  ar th e n   u s ed   f o r   f u r t h er   p r o ce s s in g .     3 . 5 . 3 . 2   SURF   F ea t ure     T h p r o p o s ed   f ac ial  r ec o g n iti o n   tech n iq u u s e s   r o b u s f ea tu r ex tr ac tio n   m et h o d   ( SUR F )   to   ex tr ac th ch ar ac ter i s tics   o f   th tr ai n in g   a n d   test   i m a g e.   T h ex tr ac tio n   m et h o d   SUR is   m et h o d   o f   ex tr ac tio n   o f   in s i g n i f ican s ca li n g   a n d   r o tatio n al  p r o p er ties ,   w h ic h   is   f as ter   th an   t h co m m o n l y   u s ed   ex tr ac tio n   m et h o d .   T r an s f o r m atio n   o f   i n v ar ia n c h ar ac ter is tic  o f   th s ca le.   SUR f o c u s es  o n   t h in v ar ian d etec to r s   o n   th s ca le  an d   o n   th r o tatio n   in   th p la n an d   t h d escr ip to r s   o f   an   i m ag e.   T h es s en t ial  i m ag is   ca lcu lated   f r o m   t h i m a g an d   ca lc u lates  th s u m   o f   th p i x el  i n te n s itie s   i n   th in te g r ated   i m a g u s i n g   th f o llo w in g   eq u a tio n   b elo w ,     p a a q b b b a h q p h 0 0 ) , (    ) , (               ( 8 )     T h h ess ia n   m atr i x   is   u s ed   f o r   d eter m in i n g   th i n ten s it y   p o in in   SU R f ea t u r ex tr a ctio n .   T h e   m atr i x   is   ca lc u lated   u s in g   t h ex p r ess io n   b elo w ,     ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( , , , , g I g I g I g I g H h h h g h g g g m             ( 9 )     W h er ) , ( , g I g g     to   ) , ( , g I h h -   C o n v o l u tio n   o f   th Gau s s ian   s ec o n d   o r d er   d er iv ativ e.   T h lo ca tio n s   in   th i m a g w h er th d eter m in a n o f   He s s ia n   m atr i x   is   m a x i m u m   ar d etec ted .   P ix el  in te n s it ies  ar h ig h   w h er th d eter m in a n o f   Hess ian   m atr i x   is   m a x i m u m ,   s o   d eter m in a n o f   Hess ian   m atr ix   g iv e s   th m ax i m u m   i n te n s it y   p o in ts   in   a n   i m a g e.   T h f ea tu r es  o f   th e s m a x i m u m   i n ten s it y   p o i n ts   ar ex tr ac ted   to   i m p le m e n t t h p r o p o s ed   Fin g er p r in t i m a g clas s i f icatio n .   On ce   t h f ea t u r es  ar e   ex tr ac te d ,   th ese  f ea t u r v ec to r   v a lu e s   [ A ,   X H ,   F s h ]   ar ap p lied   to   th class i f ier   f o r   class i f icatio n   o f   i m ag e s   w h ic h   is   ex p lai n ed   in   b elo w   s ec tio n .     3 . 6 .   F ing er print  Cla s s if ica t io n Usin g   H y brid Ne ura l N et w o rk     T h H y b r id   Neu r al  Net w o r k   is   u s ed   to   d is co v er   t h u n iq u class i f icat io n   o f   f i n g er p r in t s   an d   is   p r ep ar e d   u s i n g   t h v alu e s   o f   t h co m p o n en t s   e x tr ac ted   f r o m   ea ch   i m a g e.   T h H y b r id   Neu r al  Net w o r k   i s   w el l   tr ain ed   b y   ex to r ted   ch ar ac ter is tics .   T h H y b r id   Neu r al  Net wo r k   h as  f o u r   in p u u n it s ,   n   h id d en   u n its ,   an d   o n e   o u tp u u n it.  Her n   r ep r esen t s   th n u m b er   o f   h id d en   la y er   n eu r o n s .   I n   o u r   p r o p o s ed   m et h o d ,   th n u m b er   o f   h id d en   n e u r o n s   w i ll  b ap p r o x .   2 0 .   T h co n tr ib u tio n   o f   t h n e u r al  s y s te m   is   t h ele m en v ec to r   w h a v e   ex tr icate d   f r o m   t h i m ag e s .   T h s y s te m   is   p r ep ar ed   u n d er   a n   ex ten s i v ar r an g e m e n o f   v ar io u s   i m ag e s   f r o m   in f o   d atab ase  s o   as  to   e m p o w e r   th e m   to   s u cc es s f u ll y   o r d er   th co r r ec u n iq u e   f in g er   p r in i m ag e   in   th e   test i n g   s tag e.   T h H y b r id   Ne u r al  Net w o r k   w o r k s   m a k in g   u til izatio n   o f   t w o   s ta g es,  o n is   t h tr a in i n g   p h ase  a n d   th e   o th er   is   th te s ti n g   p h ase.   a.   L ea r n i n g   A l g o r ith m     B ac k   P r o p ag atio n   A lg o r it h m     T h B ac k   Pro p ag atio n   A l g o r ith m   is   e f f icien tl y   e x p lo ited   as  th L ea r n i n g   alg o r it h m   i n   th Feed   Fo r w ar d   Neu r al  S y s te m .   T h B ac k   P r o p ag atio n   A l g o r it h m   ess e n tiall y   s i g n i f ie s   m an a g e d   L ea r n in g   p o lic y   an d   s u p p le m e n tar y   i d is tin g u i s h es  th co llap s o f   d el ta   r eg u latio n .   Fo r   th p r in cip le  o f   ex ec u tio n   co m p ila tio n ,   it  n ec e s s itate s   o f   d ataset  o f   th f u n d a m e n tal  ef f icien c y   f o r   d iv er s i n p u ts .   T y p icall y ,   t h B ac k   P r o p ag atio n   A l g o r ith m   is   t h u lti m ate  o n f o r   th Feed - Fo r w ar d   Net w o r k s   a n d   th L ea r n i n g   al g o r ith m   n ec es s itate  t h at  th s er v ice  p r i n cip le  en g ag ed   b y   m ea n s   o f   n eu r o n s   m u s b v ar ied   [ 2 5 ] .   b.   B ac k   p r o p ag atio n   A l g o r ith m   Step s   f o r   FF B NN   T h w ei g h f o r   th n e u r o n s   o f   h id d en   la y er   an d   th o u tp u l a y er   ar p r em ed itated   er r atica ll y   d ec id es  th h ea v i n es s .   T h o u g h ,   th i n p u t la y er   ac q u ir es th s tead y   weig h t.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   E fficien t F in g erp r in t I d e n tifi ca tio n   u s in g   N eu r a l Netw o r k   a n d   B A T A lg o r ith m   ( S u b b a   R ed d B o r r a )   12 01   T h p r ed ictab le  B ias  task   an d   th e   estab li s h m e n ta s k   ar e s ti m ated   t h r o u g h   E q u at io n s   ( 1 0 )   an d   ( 1 1 )   f o r   th e   FF B NN.     T h B ac k   P r o p ag atio n   f au lt  is   esti m ated   f o r   ea ch   o n n o d an d   s u b s eq u e n tl y ,   th w ei g h t s   ar r estru ctu r ed   as  p er   th s u b s eq u e n t E q u at io n   ( 11 ) .     ) ( ) ( ) ( ' ' ' n n n w w w               ( 1 0 )     T h w eig h ) ( ' n w is   ad ap ted   as p er   E q u atio n   ( 11 )   s h o w n   b elo w .     ) ( ) ( ) ( . . ' ' BP n n E X w               ( 1 1 )     W h er e,       -   L ea r n i n g   R ate,   w h ic h   i s   h ab itu all y   i n   th r a n g o f   0 . 2   to   0 . 5 .     ) ( BP E   -   B P   E r r o r .     T h p r o ce s s   is   co n s ta n b y   t h aid   o f   s tep s   s i g n if y   in   E q u atio n s   ( 1 0 )   an d   ( 1 1 ) ,   till   th e   B P   f au lt  is   co n d en s ed   to   th leas t i. e.   . 1 . 0 ) ( BP E   On   ac co m p li s h in g   t h least   v alu e,   t h F FB NN  b ec o m k n o w n   s u itab l y   ap p r o p r ia te  f o r   th e   tr an s m is s io n   s eg m e n t.   A cc o r d in g l y ,   t h FF B NN  cla s s i f ier   i s   s u cc e s s f u ll y   p r ac tic ed   an d   t h o r g a n izatio n   s ta n d ar d s   ar ex p er ien ce d   th r o u g h   u tili zi n g   th ch ar ac ter is t ic.   T h ca teg o r izatio n   o f   f a u lt  is   i m p le m en te d   w h ic h   ca teg o r iz e   th co m p lete  f au l t e n g en d er   f r o m   t h cla s s i f ier     T h Hy b r id   Neu r al  Net w o r k   w o r k s   b y   u s i n g   t w o   s tag e s ,   o n is   th tr ai n in g   p h a s an d   t h o th er   is   th test i n g   p h a s e.     3 . 6 . 1.   T ra ini ng   P ha s e     I n   th e   tr ain in g   p h a s e,   t h i n p u t   i m a g i s   ex tr ac ted   f r o m   f ea t u r es a n d   t h is   f ea t u r v ec to r   is   p r o v id ed   as   th i n p u t   to   th e   n e u r al  n et w o r k .   I n it iall y ,   th e   n o d es  r ec ei v r an d o m   w ei g h ts .   As  t h o u tp u is   alr ea d y   k n o w n   in   t h tr ai n in g   p h ase,   t h o u t p u o b tain ed   f r o m   t h n e u r al   n et w o r k   i s   co m p ar ed   w it h   t h o r ig i n al  a n d   th e   w ei g h ts   v ar y   to   r ed u ce   th er r o r .   T h is   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u f o r   lar g d ata  in   o r d er   to   p r o d u ce   s tab le  s y s te m   w it h   a s s i g n ed   w ei g h ts   i n   t h n o d es.  I n   o u r   m e th o d o lo g y   we  u s e   m u ltil a y er   f ee d   f o r w a r d   n eu r al  n et w o r k .   T h s tr u ctu r is   r ep r esen ted   in   Fig u r e   2 .         Fig u r 2 .   Stru ct u r o f   ar tif icia l   n eu r al  n et w o r k         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   1 1 9 4     1213   1202   3 . 6 . 2 .   T esting   P ha s e     I n   th e   test   p h ase,   t h i n p u i m ag is   f ed   to   t h tr ai n ed   n e u r a n et w o r k   th a h a s   p ar ticu lar   w ei g h ts   in   th n o d es  an d   th o u tp u is   ca lcu lated   to   class i f y   t h i m a g es   ac co r d in g   to   th tr ain ed   d a ta  s et.   I n   th o r d in ar y   n eu r al  n e t w o r k ,   th p r o ce s s   w il s to p   af ter   th test .   I n   th p r o p o s ed   m o d if ied   n eu r al  n et w o r k ,   f o r   th tes t   p r o ce s s ,   w h a v in co r p o r ated   th o p ti m iza tio n   al g o r ith m   to   o p tim ize  t h w ei g h t   u s ed   f o r   th test s .   I n   o u r   p r o p o s ed   m e th o d ,   th e   w ei g h t s   ar o p ti m ized   w it h   t h h el p   o f   th B A T   A l g o r it h m .   B y   i n co r p o r atin g   t h e   o p tim izatio n   p r o ce s s ,   th ac cu r ac y   o f   t h clas s i f icatio n   w il b i m p r o v ed   t h er b y   p r o v id in g   b etter   class i f icatio n   o f   t h i m a g es.  T h s tr u ctu r o f   t h ar ti f icial  n e u r al  n e t w o r k   i s   ill u s tr ated   i n   F ig u r e   2.     3 . 6 . 3 .   B a t   Alg o ri t h m   f o O pti m izi ng   Weig hts in A NN   T h b at  alg o r ith m   i s   m eta h e u r is tic  al g o r ith m ,   e x cited   b y   t h b eh av io r   o f   ec h o lo ca tio n   o f   m icr o b ats  [2 6 - 34 ] .   T h b at  alg o r ith m   ( B A )   is   u s ed   to   o p ti m ize  t h w ei g h t o f   h id d en   la y er   n e u r o n s   i n   th n e u r al  n e t w o r k .       T h B A   t h at   ex p lo its   t h is   ec h o lo ca tio n   f u n ctio n   d ep en d s   o n   s o m e   o f   th e   i m p o r ta n p ar a m eter s ,   s u c h   as  f r eq u en c y ,   v elo cit y ,   p u l s r ate  an d   lo u d n es s .   T h B A   c h an g e s   to   t h e   o p ti m al   s o lu tio n   w h e n   u p d atin g   t h e   cu r r en p o s it io n   w i th   t h v e lo cit y   o f   t h m o s t   s u itab le  s o lu t io n s .   No w ,   t h p u ls e   e m is s io n   r ate,   as  w el as   th e   lo u d n es s ,   is   al s o   ef f icie n i n   e ac h   iter atio n .   I n   th e   d e m a n d   t o   ac h iev t h B A   s o m o f   t h e   ex p ec tatio n s   w er p r ed ef in ed   d ep en d in g   o n   t h c h ar ac ter is ti c h ar ac ter is tic s   o f   th b ats.   Ass u m p t io n :     Sev er al  o f   t h ass u m p tio n s   m u s t b m ad w ith in   t h B at  ( B A)   A l g o r ith m .   E x p ec tatio n s   ar ir r eg u lar   h er e,   a.   A ll b at s   ar ab le  to   d is tin g u is h   b et w ee n   b ac k g r o u n d   an d   P r ey .   b.   A ll b at s   u s ec h o lo ca tio n   p r o p er t y   to   d etec d is tan ce .   c.   A ll   b ats  f l y   u n s y s te m a ticall y   w i th   v elo cit y   i v   in   p o s itio n   i x an d   r elea s es   p u ls e s   o f   s o u n d   w it h   f r eq u en c y i f ,   f lu c tu at in g   w a v ele n g t h   an d   lo u d n es s i l .   d.   Fre q u en c y   ( o r )   w av ele n g th   v a r ies estab lis h ed   in   t h v ic in i t y   o f   th tar g e t p ar ticle.   e.   Fu r t h er m o r e,   th p u l s e m i s s i o n   r ate  ca n   also   b v ar ied   b et w ee n   th r an g o f   0   an d   1   b a s ed   o n   th e   tar g et  lo ca tio n .   f.   L o u d n ess   i l co n g r e g ates a m o n g   th m a x i m u m   lo u d n e s s   m a x l to   co n s tan m i n i m u m   lo u d n es s m i n l     T h f o llo w i n g   f lo w   ill u s tr atio n   f o r   t h b at  al g o r ith m   u s ed   to   o p ti m ize  t h w h o le  v a l u is   a s s u m ed   b y   th Fi g u r e   3 .   Ste 1 :   I n p u m icr o - b ats  ( i B )   p o p u latio n   is   r a n d o m l y   g e n er at ed .   A cc o r d in g   to   o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   th e   w ei g h ts   o f   n e u r o n s   ar co n s id er ed   as  th e   m icr o - b ats.  E a ch   m icr o - b at   h a s   t h v elo cit y   v ec to r ) ( i v   an d   p o s itio n   v ec to r ) ( i x ,   w h ic h   is   d e s cr ib ed   by   t h f o llo w in g   E q u atio n   ( 1 2 ) .   I n itiall y ,   t h v a lu es   o f   th e s cr ed en tials   ar ass i g n ed   r an d o m l y   to   p ar ticu lar   r an g e.     bn mn mn b m m b m m bn n n b b bn n n b b i x v x v x v x v x v x v x v x v x v B ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( 2 2 2 1 1 1 2 2 2 22 22 2 22 21 1 1 2 12 12 1 11 11         ( 1 2 )     Ste 2 :   T o   allo ca te  th ec h o lo ca tio n   p ar a m eter s ,   t h e   m icr o - b at  p o p u latio n s   ar e   in cl u d ed   w i th   th e   ec h o lo ca tio n   p ar a m e ter s   l ik e   f r eq u e n c y ) ( i f ,   p u ls r ate   ) ( i pr an d   th e   lo u d n ess   p ar a m eter s ) ( i l .   T h ese   p ar am eter s   a r n o n - n e g ati v r ea l v alu e s   w it h   t h f o llo w i n g   r an g e s .     m a x m i n f f f i   m a x m i n pr pr pr i m a x m i n l l l i         ( 1 3 )     Her e,   w allo ca te  t h f r eq u e n c y   r a n g 0 m in f   an d 1 m a x f ,   th p u ls r ate  m i n i m u m   v al u e 5 . 0 m in pr   is   an d   th lo u d n es s   m a x i m u m   v al u is 1 m a x l .   T h r em ai n i n g   v a lu es  ar d eter m i n ed   b y   t h e   s u b s eq u en E q u a tio n   ( 1 4 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   E fficien t F in g erp r in t I d e n tifi ca tio n   u s in g   N eu r a l Netw o r k   a n d   B A T A lg o r ith m   ( S u b b a   R ed d B o r r a )   1203   s e c m i n 1 n l                   ( 1 4 )   1 1 1 m a x d n pr                 ( 1 5 )     W h er e, s e c n   is   th n u m b er   o f   s ec ti o n s   i n   th d i s cr ete  s et  u s ed   f o r   s izin g   t h d esi g n   v ar iab le  a n d   s e c n   is   t h n u m b er   o f   d is cr ete  d esi g n   v ar i ab les.   Ste 3 :   C alc u late  t h o b j ec tiv f u n ct io n   o f   t h i n itial  p o p u l atio n s th r eq u ir ed   f it n es s   f u n ctio n   is   d escr ib ed   by   t h f o llo w in g   E q u atio n   ( 1 6 ) .     M S E F i m i n                 ( 1 6 )     A cc o r d in g   to   E q u atio n   ( 1 6 ) ,   t h f r eq u en c y   o f   ea c h   cla s s   lab el  is   u s ed   to   d ef i n f itn e s s   v al u f o r   ea c h   m icr o b at .   T h f itn e s s   f u n ct io n   o f   th m icr o   b ats   i s   d eter m i n ed   b ased   o n   th m ea n   s q u ar er r o r   ( MSE ) .   W h en   th o b tain ed   MSE   o f   m icr o   b at  is   f o u n d   lo w ,   t h e n   th m icr o   b at  is   r an k ed   as a   b est   m icr o   b at.     Ste p 4 :   Sto r th cu r r en t p o p u latio n   an d   au g m e n t th i ter atio n   co u n t a s   t+1 ,   i.e . ,   iter atio n   t =   t+1 .   Ste 5 :   T h cu r r en p o p u l atio n   o f   r u le s   is   r a n d o m l y   u p d ated   b ased   o n   th f r eq u e n c y   an d   th v elo cit y .   I n itiall y ,   th f r eq u e n c y   ca n   b ev alu a ted ,   w h ic h   is   d escr ib ed   by   t h f o llo w in g   E q u atio n   ( 1 7 ) .     i t i u f f f f ) ( m i n m a x m i n               ( 1 7 )     W h er e,   i u   is   th r an d o m   n u m b e r   o f   v alu es,  w h ic h   is   s elec ted   f r o m   0 to 1 ,   th en   t h f r eq u e n c y   is   ap p lied   to   th v elo cit y   eq u at io n ,   w h ich   c an   b d escr ib ed   by   th f o llo w i n g   E q u a tio n   ( 1 8 ) .     ] ) ( [ 1 1 t i t i t i t i f x x v r o u n d v                   ( 1 8 )     t i t i t i v x x 1                   ( 1 9 )     W h er e,   t i v an d   1 t i v ar th v elo cit y   v ec to r s   o f   th m icr o - b ats  at  th ti m s tep s t an d , t i x   an d   1 t i x ar th e   p o s itio n   v ec to r s   o f   t h m icr o - b ats  at  ti m s tep s   t an d , x is   t h cu r r e n g lo b al  b est  s o lu t i o n .   Her af ter   p er f o r m in g   t h lo ca s ea r ch   in   t h r a n d o m l y   s elec ted   p o p u latio n ,   th i s   i s   d escr ib ed   b y   th e   f o llo w i n g     E q u atio n   ( 2 0 ) .   A   s o lu t io n   is   s elec ted   a m o n g   c u r r en b est  s o lu tio n s   an d   th e n   r an d o m   w a lk   is   i n tr o d u ce d   to   o b tain   n e w   s o l u tio n       t a v g j i o l d n e w l x x ,                 ( 2 0 )     W h er e, j i ,   is   r an d o m   n u m b er   b et w ee n 1   an d 1 t a v g l is   th a v er ag v a l u o f   lo u d n ess   at  t i m s tep .   Ste 6 :   Fi n d   t h f it n e s s   o f   t h n e w   m icr o - b ats  p o p u latio n   u s i n g   t h E q u atio n   ( 1 6 ) .   Af ter   e v al u atio n ,   th e   m icr o - b ats   ec h o lo ca tio n   p ar am eter s   ar u p d ated   f o r   b etter   m o v i n g   o f   t h m icr o - b ats,   w h ich   ca n   b d escr ib ed   by   t h f o llo w in g   E q u atio n   ( 2 1 ) .     )] e x p ( 1 [ . m a x 1 1 t pr pr and l a l t i t i t i           ( 2 1 )     W h er e,   1 t i l an d   t i l ar th u p d ated   an d   p r ev io u s   v alu e s   o f   t h lo u d n es s   1 t pr is   t h p u l s r ate  o f   t h m icr o - b ats in   t h ti m e   s tep , a   an d   ar t h ad ap tatio n   p ar a m eter s   o f   t h lo u d n es s   an d   p u ls r ate.   Ste p 7 :   T o   f in d   th b est  m icr o - b ats,  w h ich   s atis f ie s   th o b j ec tiv f u n ctio n .     Ste p 8 :   T h s tep s   4   to   7   is   co n tin u ed   u n til t h ter m i n atio n   cr iter ia  ar e   attain ed .   Her th in p u w ill  b t h w ei g h t s   o f   Ne u r o n ,   b ased   o n   t h f it n es s th o p ti m al  w ei g h ts   o f   n e u r o n   ar e   s elec ted .   T h o p tim al  w e i g h t s   w ill  h elp   th A N to   class i f y   t h f in g er p r in t s   m o r ac cu r atel y .   T h f it n es s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.