Theoretical and Experimental Determination of the Amount of Information in Human Ocular Biometric Characteristics

Cílem této práce je navrhnout způsob a vyčíslit množství biometrické entropie v sítnici lidského oka. Jinými slovy se tato práce snaží určit, jak moc unikátní tento biometrický rys je a zda je zajištěna univerzálnost v lidské populaci. V první části je uvedeno, jak oko funguje s přihlédnutím zejména k sítnici. Jsou zde také zmíněny fyziologické základy tvorby cév v sítnici, na kterých je pak biometrické rozpoznávání v další části práce založeno. Představeny jsou také oftalmologické přístroje, navržené výzkumnou skupinou STRaDe. V další části je čtenář seznámen s nejběžnějšími onemocněními sítnice, které se projevují vizuální změnou této části těla, a tudíž i ovlivňují možnosti správného rozpoznávání. Jsou také uvedeny algoritmy, kterými lze zmíněná onemocnění detekovat. Ve čtvrté části je představen nástroj pro generování syntetických sítnic, který lze využít například pro tvorbu databází pro testování dalších algoritmů. Následující část pojednává o statistickém vyhodnocení bodů a vlastností sítnice, ze kterých posléze vychází teoretický vzorec pro výpočet na začátku zmíněné biometrické entropie sítnice. V závěrečné fázi je nastíněno několik principů, kterými je možné zmíněný teoretický vzorec vyčíslit, aby se dalo stanovit, jak unikátní zmíněný biometrický rys je. Práce by díky zjištěním mohla sloužit pro důkaz unikátnosti biometrických zařízení, založených na snímání sítnice, které v současné době nejsou zatím příliš rozšířeny.The aim of this work is to design method and quantify amount of biometric entropy in the human retina. In other words, this work seeks to determine how unique this biometric feature is, and whether universality is ensured in the human population. The first part shows how the human eye works, especially with regard to the retina. Is also mentioned the physiological basis of angiogenesis in the retina, on which biometric recognition is based in the work's next part. Further are noted ophthalmological devices designed by the STRaDe research group, which are equipped algorithms for detection of the most common diseases in the retina, which are manifested by a visual change. The fourth part presents a tool for generating synthetic retinas, which can be used to create databases for testing other algorithms. Further part deals with the statistical evaluation of the points and properties of the retina, from which it's based the theoretical formula for the calculation retina biometric entropy. In the final chapter are outlined several principles for quantify the mentioned theoretical formula. The work could serve to prove the uniqueness of biometric devices based on retinal scanning, which are currently not very widespread.