چکیده: هدف اصلی سیستم های تشخیص هویت افراد استخراج ویژگی های فیزیکی یا رفتاری هر فرد به صورت اتوماتیک، پردازش و شناسایی افراد بر اساس آن ویژگی ها می باشد. از جمله ویژگی های فیزیکی که در حالت کلّی بر ویژگی های رفتاری ارجح هستند می توان به گوش افراد اشاره کرد. تشخیص هویت افراد بر اساس ساختار گوش چندیست که مورد توجه محققان بیومتریک قرار گرفته است و در بعضی از کشورها نظیر ایالات متحده آمریکا سرمایه گذاری زیادی در این زمینه تحقیقاتی شده است. از جمله مزایای بیومتریک گوش می توان به ثابت بودن ساختار هندسی آن در طول زمان، عدم تغییر پذیری در حالت های متفاوت روحی نظیر غم، شادی، تعجب و ... (بر خلاف بیومتریک چهره) و قابلیت نمونه برداری از راه دور نام برد. از جمله مسائلی که در تمامی سیستم های بیومتریک گوش به آن پرداخته می شود می توان به جداسازی گوش، شناسایی گوش در شرایط تغییر شدت نور محیط و چرخش سر در عمق اشاره کرد و این در حالیست که استفاده از تصاویر دو بعدی گوش (در بعضی از تحقیقات از تصاویر سه بعدی نیز استفاده می شود) سبب پررنگ تر شدن این عدم قطعیت ها می شود. در این پروژه از پایگاه داده USTB که شامل 308 تصویر دو بعدی گوش می باشد، استفاده می کنیم. برای هر فرد چهار تصویر گوش در اختیار است که تصاویر اول و چهارم هر فرد دارای اختلاف در شدت روشنایی و تصاویر دوم و سوم دارای اختلاف زاویه چرخش در عمق نسبت به تصویر اول می باشند. در این تحقیق با ارائه روش هایی سعی کردیم تا بر هر سه مشکل مذکور غلبه کنیم. اساس الگوریتم های پیشنهاد شده در این تحقیق مبتنی بر استفاده از ویژگی های توپوگرافیکی گوش می باشد. با استفاده از تعدادی از ویژگی های توپوگرافیکی، ناودانی داخل، سراشیبی با انحنا به داخل و سراشیبی زین اسبی با انحنا به داخل توانستیم الگوریتمی کاملاً اتوماتیک جهت جداسازی گوش ارائه دهیم که نتیجه آن در جداسازی گوش روی پایگاه داده USTB کاملاً موفقیت آمیز بود. در ادامه، الگوریتمی برای شناسایی افراد در شرایط تغییر شدت نور پردازی ارائه شد که از چهار برچسب توپوگرافیکی جهت استخراج ویژگی و از روش تطبیق الگو جهت طبقه بندی گوش ها استفاده شده است. این الگوریتم دارای نتیجه موفقّی نسبت به روش متداول آنالیز اجزای اصلی (PCA) و سایر روش های گزارش شده روی پایگاه داده مشابه می باشد. مسأله تشخیص گوش در شرایط چرخش سر افراد در عمق به صورت مجزّا بررسی شده و الگوریتمی مبتنی بر نقشه توپوگرافیکی تصاویر گوش و انطباق هندسی آنها (برای هر فرد) با استفاده از تبدیل Affine پیشنهاد شده است که دارای نتایج راضی کننده ای می باشد. با پیاده سازی روش Hurley-Nixon [1] روی پایگاه داده USTB و مقایسه با الگوریتم پیشنهادی در این قسمت، به کارایی روش ارائه شده برای شناسایی گوش در شرایط چرخش سر افراد در عمق تأکید می کنیم. ساختار این پایان نامه به صورت زیر می باشد: در فصل اول به بیان مقدمه ای راجع به بیومتریک، انواع آن و مقایسه آنها می پردازیم. در فصل دوم به بررسی پیشینه تحقیقات انجام گرفته روی بیومتریک گوش می پردازیم. معرفی برچسب های توپوگرافیکی و چگونگی استخراج آنها از تصویر را در فصل سوم بررسی می کنیم. در فصل چهارم مسأله جداسازی گوش را به صورت اتوماتیک مورد توجه قرار می دهیم و الگوریتمی مبتنی بر برچسب های توپوگرافیکی جهت بهبود روش لبه پیشنهاد می کنیم. در فصل آخر شناسایی گوش را در حضور دو عدم قطعیت تغییر روشنایی و چرخش سر افراد، در دو قسمت مجزّا بررسی می کنیم. برای هر قسمت الگوریتم هایی جهت بهبود درصد تشخیص گوش ارائه می کنیم.