Adli bilimlerde geometrik morfometik yöntemlerin uygulamaları
Applications of geometric morphometric methods in forensic sciences
Yazar: ÖZGÜL YAHYAOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET MURAT AYTEKİN ; DOÇ. DR. GÜLDEM ALEV ÖZKÖK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Canlıların sahip olduğu morfolojik özelliklerin incelenmesi biyolojik bilimlerde önemli bir yer tutmaktadır. Bitki ve hayvan sistematiğinde kullanımının yanı sıra insanlarda parmak izi, yüz, iris ve kulak gibi belirli fiziksel özellikler kişiye özgü yapılara sahip olup kimlik tespiti amacıyla kullanılabilmektedir. Adli bilimlerde kimlik tespiti sağlanması amacıyla yapılan çalışmaların tarihi 19. yüzyıl sonlarında Alphonse Bertillon tarafından yapılan antropometrik ölçümlere dayandırılmaktadır. 
İnsan dış kulağı, fiziksel biyometrik bir karakter olarak adli bilimlerde kimlik tespiti ve doğrulama amacıyla kullanılmaktadır. İnsan dış kulağının bu özelliği dikkate alınarak tez kapsamında, Breuckmann triTOS-HE (Breuckmann GmbH,Germany) yapılandırılmış ışık tarayıcı ile gönüllü katılımcılardan elde edilen 3B (3 boyutlu) dış kulak görüntüleri landmark tabanlı geometrik morfometrik yöntemlerle incelenmiştir. Kulak, kişiye özgü karakteristik yapısı, yüzde olduğunun aksine mimiklerden etkilenmemesi gibi özellikleri ile pasif biyometrik sistemlerde tercih edilen bir karakterdir. Biyometik önemi göz önüne alınarak incelenen kulak morfolojisinde bireyler arasında görülen varyasyonun anlaşılabilmesi için Temel Bileşen Analizi (PCA) uygulanmıştır. Bu sayede, kimlik doğrulama ya da tespitiamacıyla yapılacak görüntü analizlerinde dikkate alınabilecek varyasyonu en çok ifade eden belirli özelliklerin başka bir deyişle şekil değişkenlerinin ortaya konması hedeflenmiştir. PCA sonuçları ilk üç temel bileşenin birlikte toplam varyasyonun %89'unu açıkladığını ortaya koymuştur. Bu analiz ile varyasyon için en açıklayıcı şekil değişkenleri ortaya konarak elde edilen sonuçların kimlik tespiti amacıyla yapılacak görüntü analizlerinde dikkate alınabileceği ortaya konmuştur.
Adli olaylarda kimlik tespiti amacıyla sıklıkla fotoğraf ya da video gibi 2 boyutlu (2B) görüntülerden yararlanılmaktadır. Ancak bu noktada, 3 boyutlu (3B) anatomik bir yapı olan insan dış kulağının biyometrik karakteristiklerinin 2B görüntü üzerinde ne kadar ifade olduğu, 2B görüntünün 3B yapının temsili olup olamadaığı sorusu ortaya çıkmaktadır. Tez çalışmasında 2B ve 3B formların birbirlerinden farklılıkları Öklid Mesafe Matrisi Analizi (EDMA) kullanılarak araştırılmıştır. Landmarklar arası mesafelerden yararlanarak tanımlanan 2B ve 3B ortalama formlar arasındaki fark, conchal oyukta görülmüştür. Bunun haricinde ortalama formlar birbirine yakın bulunmuştur. Bu sonuçlar  kimlik tespiti amacıyla yapılan bir çalışmada görüntü edinim sistemlerinin önemi çerçevesinde tartışılmıştır.

Abstract:
Analysis of morhpological traits of living organisms has always created a great interest in biological sciences. In addition to the use of physical traits in systematics studies in botany or zoology, physical traits such as finger print, face, iris and ear are used to distinguish individuals in personal identification. Its applications in the field of forensics can be traced back to the anthopometric studies of Alphonse Beritllon at end of 19th century. 
The human external ear is a physical biometric trait which is used in forensic sciences for personal identification and verification. In this thesis study, human external ear morhology is investigated by landmark based geometric morphometrics. For this purpose, 3D ear images are obtained form voluntary participants via Breuckmann triTOS-HE (Breuckmann GmbH,Germany) structured light surface scanner. Compared to face ,ear is not affected by mimics and its unique morphology makes it advantageous for passive biometric systems. Considering biometric importance of the ear Principle Component Analysis (PCA) is conducted to detect the overall shape variation. According to PCA results, first three principle components are related with %89 of overall variation ,cumulatively. With this analysis, the most exploratory shape variables are unveiled and these results could be useful in image analysis aiming personal identification.
2 dimensional (2D) images such as photographs or videos are often being used for personal identification in forensic cases. Herein, it appears as a problem whether 2D representation of 3 dimensional (3D) human external ear is adequate to extract biometric features or not. In this study, Euclidean Distance Matrix Analysis (EDMA) is used to reveal form differences between 2D and 3D representations of auricle. Accordingly, 2D and 3D mean forms are defined by form matrices which includes interlandmark distances and as a results the difference between two forms appear at the conchal bowl. Apart from this, two mean forms are found to be similar to each other. These results are discussed within the context of image acquisition systems for identification purpose.