Đồ Án Cơ Sở 5 Đề Tài Nhận Dạng Vân Tay Thay Thế Chữ Ký.docx

MẪU ĐỒ ÁN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT HÀN KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH ĐỒ ÁN CƠ SỞ 5 ĐỀ TÀI NHẬN DẠNG VÂN TAY THAY THẾ CHỮ KÝ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, c[.]

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT HÀN

KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS VõHùng Cường - giảng viên trường Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông Việt Hàn –Người hướng dẫn chính - đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em để hoàn thành đồ

án

Chúng em cũng xin cảm ơn thầy cô trường Đại học Công nghệ thông tin và truyềnthông Việt Hàn, bạn bè đã nhiệt tình cổ vũ, động viên, giúp đỡ, trở thành nguồn động lực

để nhóm nhanh chóng hoàn thiện bài đồ án

Đây là một đề tài thú vị nhưng mới đối với chúng em, với kiến thức chuyên mônhạn hẹp nên trong quá trình thực hiện sẽ có những sai sót và kết quả đạt được chắc chắnchưa thể thỏa mãn được yêu cầu thực tế đặt ra Nhóm rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp

ý của quý thầy cô để nhóm có điều kiện bổ sung, khắc phục những hạn chế của bài đồ án

và đạt gần với thực tế hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

i

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC HÌNH ẢNH v

LỜI MỞ ĐẦU vi

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.1.1 Lí do chọn đề tài 1

1.1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.1.3 Lợi ích khi nhận dạng vân tay bằng hình ảnh 2

1.2 Công nghệ sinh trắc 2

1.3 Ứng dụng các hệ nhận dạng vân tay tự động 3

Chương 2 VÂN TAY TRONG SINH TRẮC HỌC 5

2.1 Vị trí của nhận dạng vân tay trong sinh trắc học 5

2.2 Thuộc tính của vân tay 8

2.3 Hình thức thể hiện và các đặc tả của vân tay 8

2.4 Khó khăn gặp phải khi nhận dạng vân tay 10

Chương 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ ẢNH SỐ 11

3.1 Khái quát về ảnh số 11

3.2 Biểu diễn ảnh số 12

Chương 4 SƠ ĐỒ KHỐI THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÀ TẬP MẪU ẢNH VÂN TAY 4.1 Các nguyên lý nhận dạng vân tay 14

4.2 Hệ thống nhận dạng vân tay 15

4.3 Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay bằng ảnh số 16

Chương 5 TRÍCH CHỌN MINUTIAE CHO ĐỐI SÁNH VÂN TAY 17

5.1 Chuẩn hóa ảnh đầu vào 18

5.1.1 Chuẩn hóa kích thước ảnh 18

ii

5.1.2 Cân bằng cường độ sáng của ảnh 18

5.2 Tăng cường ảnh chất lượng ảnh 19

5.2.1 Tăng cường ảnh bằng cân bằng histogram 19

5.2.2 Tăng cường ảnh bằng biến đổi Fourier-2D 20

5.3 Ước lượng orientation image và khoanh vùng ảnh vân tay 20

5.3.1 Ước lượng orientation image 20

5.4 Trích chọn minutiae 21

5.4.1 Nhị phân hóa và làm mảnh đường vân 22

5.4.2 Phát hiện minutiae 23

5.4.3 Ước lượng khoảng cách đường vân 23

5.5 Hiệu chỉnh đường vân và lọc minutiae sai 24

5.5.1 Hiệu chỉnh đường vân và lọc minutiae sai cấp một 24

5.5.2 Lọc minutiae sai cấp hai và tạo mã từ minutiae 25

Chương 6 ĐỐI CHIẾU VÂN TAY ĐỂ ĐỊNH DANH MẪU 27

6.1 Khớp mẫu hai mẫu vân tay 27

6.2 Đối sánh vân tay 27

Chương 7 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 29

7.1 Truy cập vào vân tay 29

7.2 Đối sánh 31

7.2.1 So sánh vân tay 31

7.2.2 Thông tin so sánh 32

7.2.3 Hiện chi tiết 32

TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 33

iii

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Đóng góp của các ngành trong sinh trắc học 5

Hình 2 Vân tay trong sinh trắc học 6

Hình 3 Sao chép lại hình dạng vân tay 6

Hình 4 Sử dụng phần mềm quét vân tay 7

Hình 5 Vân tay thể hiện ở cấp độ very-fine 8

Hình 6 Vân tay thể hiện trong cấp độ global 9

Hình 7 Hai dạng minutiae quan trọng 10

Hình 8 Ảnh số 11

Hình 9 Biểu diễn ảnh số 12

Hình 10 Tạo mã vân tay 14

Hình 11 Thuật toán trích chọn minutiae 17

Hình 12 Tăng cường ảnh 19

Hình 13 Ước lượng orientation image 21

Hình 14 Thông số của hai dạng minutiae quan trọng 22

Hình 15 Nhị phân hóa và làm mảnh đường vân 22

Hình 16 Số minutiae phát hiện được 24

Hình 17 Lọc các minutiae 25

Hình 18 Toán tử RA 28

Hình 19 Thực hiện matching 28

Hình 20 Giao diện trang chủ 29

Hình 21 Chèn vân tay 1 30

Hình 22 Chèn vân tay 1 30

Hình 23 So sánh hai vân tay trùng khớp 31

Hình 24 So sánh hai vân tay không trùng khớp 31

Hình 25 Thông tin so sánh hai vân tay 32

Hình 26 Hiển thị chi tiết vân tay 32

iv

LỜI MỞ ĐẦU

Với tốc độ công nghiệp hóa - hiện đại hóa trong nhiều năm gần đây, công nghệthông tin đã và đang phát triển trên mọi mặt, trở thành động lực của sự phát triển Phạm viứng dụng của công nghệ thông tin đã được mở rộng và góp mặt trên rất nhiều các lĩnh vựcnhư truyền thông, tự động hóa, quản trị các hoạt động của con người và xã hội Nhu cầucấp bách về tính bảo mật ngày càng tăng, sinh trắc vân tay đã được nhắm vào để tạo ramột phương pháp cho thế hệ tiếp nối Trong số hàng loạt công nghệ sinh trắc học, nhậndạng vân tay được sử dụng thời gian sớm nhất và mang đến nhiều cơ hội hơn là sử dụngnhững công nghệ sinh trắc học khác

Dấu vân tay là một đặc điểm quan trọng để phân biệt giữa người này và ngườikhác Công nghệ này đã mang lại nhiều thành quả lớn lao về mặt khoa học công nghệ nóichung và đời sống con người nói riêng Hiện nay, vân tay là một trong những công nghệmang tính bảo mật tốt nhất và thông dụng nhất Thậm chí như dáng đi con người, gươngmặt, hoặc chữ ký có thể thay đổi với thời gian và có thể làm giả hoặc mô phỏng theo,nhưng vân tay là duy nhất hoàn hảo theo tính riêng lẻ và cố định không thay đổi theo thờigian Tính riêng biệt này đã chứng minh rằng nhận dạng vân tay chính xác và hiệu quảhơn các phương tiện nhận dạng khác Nhiều sản phẩm công nghệ đã ứng dụng vân tay đểbảo vệ thông tin, tài sản, dữ liệu như: máy vi tính, két sắt, khóa cửa, máy chấm công,…các nước phát triển cũng đã bắt đầu triển khai ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay vàochứng minh thư, hộ chiếu điện tử

Xuất phát từ tình hình trên, chúng em đã mạnh dạn tìm hiểu, nghiên cứu đề tài

“Nhận dạng vân tay thay thế chữ ký” cho đồ án co sở 5 lần này Vân tay chụp ảnh lại

được số hóa với giá thành thấp và nén một cách hiệu quả nên chỉ mất một dung lượng nhỏ

để lưu trữ một lượng dữ liệu lớn của thông tin Với sức mạnh này, nhận dạng vân tay sẽmang đến cho người dùng những trải nghiệm thực sự hài lòng

v

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1

Giới thiệu chung

1.1.1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, với những tiến bộ vượt bậc của của khoa học kỹ thuật, vấn đề an toànthông tin càng trở nên quan trọng, nhiều hệ thống bảo mật cấp độ cao hiện nay như ngânhàng, đều sử dụng đến chữ ký để đảm bảo độ an toàn, kết hợp với thời đại công nghệ 4.0thì chữ ký số ra đời thay thế chữ ký thường là xu thế tất yếu Tuy nhiên phương pháp nàylại vô cùng phức tạp và mới lạ đối với người dùng, trong các trường hợp xử lý sai sót, giảmạo lại vô cùng phiền phức và khó khăn Bằng cách sử dụng vân tay thay thế chữ ký, việcxác nhận một người có thể được thực hiện bằng một hệ thống nhận dạng vân tay an toàn,nhanh chóng và thuận tiện

Tuy nhiên với tình hình dịch bệnh vẫn trong giai đoạn căng thẳng có thể bùng pháttrở lại bất cứ lúc nào thì việc tiếp xúc trực tiếp của con người lên thiết bị dẫn đến sự tiếpxúc gián tiếp giữa người với người thông qua thiết bị không đảm bảo được an toàn sứckhỏe Vì vậy đã ra đời phương pháp sử dụng hình ảnh vân tay thay vì sử dụng cách thôngthường quét vân tay thông thường Vân tay chụp ảnh lại được số hóa với giá thành thấp,giảm thiểu được rất nhiều chi phí mà chỉ mất một dung lượng nhỏ để lưu trữ một lượng

dữ liệu lớn của thông tin Với sức mạnh này, nhận dạng vân tay đã trở thành một sự hiệnđại hóa, một phương pháp bảo mật cao cấp trên thị trường Do đó nhóm quyết định lựa

chọn “Nhận dạng vân tay thay thế chữ ký” làm đề tài cho đồ án cơ sở 5 kỳ này với

phương pháp nhận diện ảnh vân tay

1.1.2 Mục tiêu đề tài

Bằng các phương pháp xử lý ảnh ta có thể tìm được vị trí các điểm đặc trưng trêncác vân tay, những đặc trưng này sẽ là đầu vào cho quá trình nhận dạng, từ đó thu thập,lưu trữ các vân tay Khi có yêu cầu xác minh, vân tay đã được lấy mẫu sẽ được mang ra

để so sánh và đưa ra kết quả nhận dạng là khớp hay không

1.1.3 Lợi ích khi nhận dạng vân tay bằng hình ảnh

 Tính bảo mật cao: dáng đi con người, gương mặt, hoặc chữ ký có thể thay đổi vớithời gian và có thể làm giả hoặc mô phỏng theo, vân tay cũng có khả năng bị thay đổi đôichút do tác động công việc đến tay nên việc dùng hình ảnh vân tay thay thế đảm bảo độchính xác theo thời gian

 Tiết kiệm thời gian: giảm lượng thời gian dùng trong việc quét vân tay

 Chi phí thực hiện thấp: khi đã sử dụng hình ảnh vân tay giảm được chi phí trongquá trình quét và kiểm tra

 Dung lượng lưu trữ thông tin thấp: hình ảnh vân tay được lưu trữ với dung lượngnhỏ tiết kiệm được không gian lưu trữ để lưu trữ thông tin của nhiều người hơn

 Đảm bảo an toàn sức khỏe: hạn chế tiếp xúc trực tiếp ở những nơi công cộng tránhlây lan dịch bệnh trong cộng đồng

1.2 Công nghệ sinh trắc

Trong thời đại ngày nay, sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đãgiúp cho con người thuận tiện hơn trong các công việc hằng ngày Với sự bùng nổ vềcông nghệ thông tin, quá trình toàn cầu hóa diễn ra nhanh chóng, sự bảo mật riêng tưthông tin cá nhân cũng như để nhận biết một người nào đó trong hàng tỉ người trên tráiđất đòi hỏi phải có một tiêu chuẩn, hệ thống đảm nhận các chức năng đó Công nghệ sinhtrắc ra đời và đáp ứng được các yêu cầu trên

Nhiều công nghệ sinh trắc đã và đang được phát triển, một số chúng đang được sửdụng trong các ứng dụng thực tế và phát huy hiệu quả cao Các đặc trưng sinh trắc thườngđược sử dụng là vân tay, gương mặt, mống mắt, tiếng nói Mỗi đặc trưng sinh trắc cóđiểm mạnh và điểm yếu riêng, nên việc sử dụng đặc trưng sinh trắc cụ thể là tùy thuộcvào yêu cầu của mỗi ứng dụng nhất định Các đặc trưng sinh trắc có thể được so sánh dựavào các yếu tố sau: tính phổ biến, tính phân biệt, tính ổn định, tính thu thập, hiệu quả, tínhchấp nhận Trong yêu cầu về bảo mật và tìm kiếm, tính phân biệt (hai người khác nhau thìđặc trưng sinh trắc này phải khác nhau) và ổn định (đặc trưng sinh trắc này không thayđổi theo từng giai đoạn thời gian tương ứng với hạng mục đối sánh nhất định) được quantâm nhiều hơn cả Vân tay đã được biết tới với tính phân biệt (tính chất cá nhân) và ổn

định theo thời gian cao nhất, vì vậy nó là đặc trưng sinh trắc được sử dụng rộng rãi nhất.Nhận dạng sinh trắc đề cập đến việc sử dụng các đặc tính hành vi và thể chất (ví dụ: vântay, gương mặt, chữ kí…) có tính chất khác biệt để nhận dạng một người một cách tựđộng Nhận dạng vân tay được xem là một trong những kỹ thuật nhận dạng hoàn thiện vàđáng tin cậy nhất.

1.3 Ứng dụng các hệ nhận dạng vân tay tự động

Hơn 100 năm qua so sánh dấu vân tay vốn được coi là một phương tiện hữu hiệu

hỗ trợ cho các nhà điều tra trong quá trình phá án và xét xử Người ta có thể tìm ra tungtích tội phạm cũng như nạn nhân thông qua dấu vân tay ở trên hiện trường Tuy nhiênphương pháp này vẫn bộc lộ một vài khuyết điểm do tác động của các yếu tố khách quannhư môi trường thời tiết, hiện trường sau khi khảo sát,…và các yếu tố chủ quan gâynhiễu Nếu chỉ đơn thuần dựa vào yếu tố kỹ thuật mà bỏ qua một loạt các biện phápnghiệp vụ khác, sai số này có thể lên tới 10% Mặc dù vậy, phương pháp nhận dạng vântay hiện vẫn còn phổ biến ở nhiều nơi và nhiều quốc gia, mặc nhiên phương pháp nhậndạng vân tay vẫn được sử dụng trong việc điều tra phá án của cảnh sát vì thế việc nângcao sự chính xác khi nhận dạng vân tay là một vấn đề thiết yếu

Ngày nay, người ta cũng lợi dụng các đặc điểm riêng biệt của vân tay để xây dựngcác hệ thống bảo mật các thông tin riêng tư cho người sở hữu chúng, từ việc dừng các chữ

ký tay hay các chữ ký điện tử cho đến việc dùng hình ảnh vân tay để thay thế Đó là giảipháp an ninh tuyệt đối cho những yêu cầu bảo mật của con người trong nhiều lĩnh vựcnhư: Kiểm soát an ninh trong các cơ quan của Chính phủ, trong quân đội, ngân hàng,trung tâm lưu trữ dữ liệu hoặc để kiểm soát ra vào của nhân viên tại các trung tâmthương mại, các tập đoàn, các đại sứ quán

Phổ biến nhất có lẽ là dấu vân tay của chúng ta qua mặt sau của chứng minh thư đểxác định một cách nhanh nhất các đặc điểm, hồ sơ của một công dân đã được lưu trong cơ

sở dữ liệu Trên thế giới cũng như trong nước hiện nay đã xuất hiện nhiều sản phẩm côngnghệ cao sử dụng phương pháp nhận dạng vân tay như khóa vân tay, máy chấm công vântay, máy tính xách tay,

Chương 2 VÂN TAY TRONG SINH TRẮC

HỌC

2.1

Vị trí của nhận dạng vân tay trong sinh trắc học

Công nghệ Sinh trắc học (Biometric) - là một công nghệ sử dụng những thuộc tínhvật lý hoặc các mẫu hành vi, các đặc điểm sinh học đặc trưng như dấu vân tay, giọng nói,khuôn mặt, dáng đi, để nhận diện con người

Dựa vào tiêu chuẩn physiological sinh trắc học có: dạng vân tay, mặt, đồng tử,giọng nói… Còn dựa vào tiêu chuẩn behavioral sinh trắc học có: nhận dạng chữ viết, chữký… Dưới đây là biểu đồ tương quan ứng dụng sinh trắc (số liệu thống kê củaInternational Biometric Group, 2002)

Hình 1 Đóng góp của các ngành trong sinh trắc học.

Hệ thống sinh trắc học sẽ ghi nhận mẫu vân tay của người dùng và lưu trữ tất cảnhững dữ liệu đặc biệt này thành một mẫu nhận diện được số hoá toàn phần Có haiphương pháp để lấy dấu vân tay:

Hình 2 Vân tay trong sinh trắc học

 Cách thứ nhất (cổ điển) là sao chép lại hình dạng vân tay (như lăn tay, hay chạmvào một vật gì đó) thông qua máy quét ghi nhận và xử lý

Hình 3 Sao chép lại hình dạng vân tay

 Cách thứ hai, hiện tại đa số các nước đều sử dụng phần mềm hoặc thiết bị quét vântay để nhận dạng vân tay

Hình 4 Sử dụng phần mềm quét vân tay

Đặc điểm của dấu vân tay dù chỉ gồm có 7 loại (vòng móc đơn, vòng móc kép,vòng tập trung ở giữa, vòng cung, vòng cung hình lều, vòng xoắn, vòng bất thường)nhưng thể hiện về chi tiết khác nhau muôn hình muôn vẻ và không thay đổi từ khi mớisinh ra cho đến khi về già Khai thác tính độc nhất về cấu tạo hình dạng vân tay của mỗingười, các nhà sinh trắc học sẽ biến nó thành chiếc chìa khoá riêng mà chỉ bạn mới có thể

sử dụng, giúp bạn tránh được nhiều phiền toái trong cuộc sống như bị trộm cắp, lạm dụnghoặc giả mạo các loại giấy tờ tuỳ thân, thẻ ngân hàng, hộ chiếu đảm bảo an ninh và bảomật Việc phân tích dấu vân tay sẽ không hề ảnh hưởng đến quyền lợi cá nhân của bạn vìcông cụ sinh trắc học dấu vân tay được thiết kế để chụp lại vân tay theo dạng hình ảnh, vìthế sẽ không ảnh hưởng gì đến dấu vân tay của khách hàng Việc chấm công, mở két sắt,

hộ chiếu, mở tài khoản ngân hàng phải dựa trên mô hình vân tay thật do cấu tạo da.Ngành khoa học sinh trắc học dấu vân tay dựa trên những thành tựu khoa học nghiên cứu

về di truyền học, phôi học, sự cấu tạo của vân da tay và não bộ Tên gọi khoa học làDermatoglyphics Phương pháp sinh trắc học dấu vân tay phân tích mật độ dày đặc, độ dài– ngắn, các khúc quanh, hình dạng của vân tay và các năng lực tiềm ẩn của não bộ

2.2

Thuộc tính của vân tay

Cho tới nay, vẫn chưa có bằng chứng xác thực 100% vân tay trên các ngón taytuyệt đối mang tính cá nhân và không hề lặp lại Câu trả lời chính xác chỉ có được khiđem so sánh từng mẫu vân tay của mười đầu ngón người với hơn sáu tỉ người còn lại Tuynhiên khi không xét tới phần nhỏ lẻ ấy có thể rút ra một số tính chất cơ bản của vân tay để

nó trở thành phổ biến trong ứng dụng nhận dạng và định danh con người:

- Tính phổ thông: mọi người đều có

- Tính cá nhân và không lặp lại: xác suất trùng khớp với người khác gần bằngkhông

- Tính bất biến: hình dạng tổng thể của vân tay trên các ngón tay của con ngườikhông thay đổi theo thời gian Ngay cả trường hợp bị chấn thương nhẹ, dấu vân tay vẫn

có khả năng khôi phục lại

2.3

Hình thức thể hiện và các đặc tả của vân tay

Nhằm mục đích mô tả người ta đã định nghĩa một số hình thức thể hiện vân tay.Mỗi một trường hợp thể hiện thì sẽ có hình thức trích chọn đặc tả vân tay tương ứng Vìvậy, căn cứ vào ảnh vân tay đầu vào chúng ta có thể lựa chọn được đặc tính cần trích chọn

và dự kiến phương án nhận dạng

Hình 5 Vân tay thể hiện ở cấp độ very-fine.

Hình thức thể hiện vân tay được chia thành ba cấp độ: global (thể hiện tổng thểvân tay), local (thể hiện vân tay bởi một số nút đặc trưng khi đường vân làm mảnh đếnmột pixel) và very-fine.

Đối với cấp độ very-fine thì đòi hỏi các phương tiện xử lý tốn kém cũng như cácyêu cầu đặc biệt khác mà khó có thể ứng dụng trong dân sự Chẳng hạn để trích được cácpores, ảnh cần có độ phân giải tối thiểu 1000dpi Sau đây sẽ tìm hiểu sâu hơn các đặctrưng vân tay ở hai cấp độ đầu

Hình 6 Vân tay thể hiện trong cấp độ global a) arch; b) whorl; c) tented arch; d) left loop; e) right loop; hình vuông đánh dấu điểm loop,

hình tam giác đánh dấu điểm delta.

Ở cấp độ global, đặc trưng vân tay liên quan nhiều đến sự tạo hình của đường vân

và các điểm kỳ dị (singular), chúng bao gồm: loop (đường vân tạo vòng xoáy hở), delta(đường vân tạo hình tam giác) Điểm kỳ dị có vai trò quan trọng trong việc thực hiện phânloại vân tay và tổ chức, xây dựng cơ sở dữ liệu

Ở mức độ cục bộ, các đặc trưng của vân tay được gọi là minutiae Người ta đãthống kê có tới 150 đặc trưng loại này Hai đặc trưng cơ bản và nổi trội hơn cả là ridetemination và ridge bifurcation (cũng được gọi tắt là minutiae)

Hình 7 Hai dạng minutiae quan trọng a) ridge termination; b) ridge bifurcation.

2.4

Khó khăn gặp phải khi nhận dạng vân tay

Do điều kiện thu nhận ảnh quyết định nhiều đến chất lượng ảnh thu thập nên nhiềukhi các chi tiết trên mẫu vân tay không thể hiện rõ ràng Có thể liệt kê một số trường hợpdưới đây:

Dry finger (vân tay thu nhận trong điều kiện “khô”): ảnh thu nhận sẽ có nhiều chỗđường vân bị mờ đi, đường vân bị lẫn với nền ảnh Lực ấn của tay nhẹ hoặc mực in không

đủ (với vân tay lăn trên giấy) là các nguyên nhân chính làm giảm chất lượng ảnh thu thập

Wet finger (vân tay thu nhận trong điều kiện “ướt”): ảnh thu nhận sẽ có nhiều chỗđường vân bị dính liền Lực ấn của ngón tay quá lớn hoặc mực in quá nhiều (với vân taylăn trên giấy) là các nguyên nhân chính tạo nhiễu trong trường hợp này

Vân tay thu nhận trong điều kiện bị biến dạng: ảnh thu nhận được có thể thể hiện

rõ nét nhưng các đường vân lại bị bóp méo không còn giống với mẫu thực Lực ấn, kéo và

xê dịch tay là các nguyên nhân chính

Vân tay thu thập không đầy đủ: ảnh thu thập được chỉ có một phần vân tay trênngón tay Nguyên nhân chính là do ngón tay đặt không đúng vị trí chuẩn thu thập Tuyvậy trong thực tế cũng có nhiều mẫu vân tay thu thập trong điều kiện tốt nên có chấtlượng cao

Chương 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ ẢNH SỐ

3.1

Khái quát về ảnh số

Ảnh số được tạo nên từ hàng trăm ngàn cho đến hàng triệu ô vuông rất nhỏ đượccoi là những thành tố của bức ảnh và thường được biết dưới tên gọi là pixels Máy tínhhay máy in sử dụng những ô vuông nhỏ này để hiển thị hay in ra bức ảnh Để làm đượcđiều đó máy tính hay máy in chia màn hình, trang giấy thành một mạng lưới chứa các ôvuông, sau đó sử dụng các giá trị chứa trong file ảnh để định ra màu sắc, độ sáng tối củatừng pixel trong mạng lưới đó, ảnh số được hình thành Việc kiểm soát, định ra địa chỉtheo mạng lưới như trên được gọi là bit mapping và ảnh số còn được gọi là ảnh bit-maps

sắc nét càng tăng đồng nghĩa với việc độ phân giải cũng lớn hơn Nếu phóng đại bức ảnh

đủ lớn thì mắt người sẽ nhận ra được các pixel này

Kích cỡ của ảnh số có thể được biểu thị theo một trong hai cách sau, theo chiều dài

và chiều rộng tính bằng đơn vị pixel hoặc theo tổng số pixel tạo nên bức ảnh

3.2

Biểu diễn ảnh số

Ảnh xám cũng như các ảnh số khác là tập hợp các phần tử ảnh hay còn gọi là cácpixel, [i, j] Ảnh được biểu diễn như một ma trận hai chiều cỡ W x H, hai thông số này

cho biết thông tin về độ rộng và chiều cao ảnh Giá trị của mỗi phần tử của ma trận I [i, j]

biểu diễn cho mức xám hay cường độ ảnh tại vị trí của phần tử đó

Hình 9 Biểu diễn ảnh số a) hệ trục tọa độ trong Image Processing Toolbox;

b) ma-trận biểu diễn ảnh số

Tùy theo yêu cầu lưu trữ, các pixel sẽ được mã hóa bằng 8-bit, 16-bit,… tương ứngvới ảnh xám 256, 65536 mức

Với ảnh đen trắng, các pixel này được lưu trữ bằng 1-bit Cường độ ảnh I chỉ cóthể là một trong hai giá trị I [i, j], I [0,1] Ứng với giá trị 0 đó là các điểm đen, còn với giátrị 1 đó là điểm trắng

Với ảnh màu, cách biểu diễn cũng tương tự như với ảnh xám, chỉ khác là các giátrị tại mỗi phần tử của ma-trận biểu diễn ba màu riêng biệt gồ m: đỏ (Red-R), lục (Green-G) và lam (Blue-B) Để biểu diễn cho ba màu riêng rẽ cần 24-bit, 24- bit này được chiathành ba khoảng 8-bit Mỗi khoảng này biểu diễn cho cường độ sáng của một trong cácmàu chính.

Chương 4 SƠ ĐỒ KHỐI THIẾT KẾ HỆ THỐNG

NHẬN DẠNG VÀ TẬP MẪU ẢNH VÂN TAY

4.1

Các nguyên lý nhận dạng vân tay

Các nguyên lý nhận dạng vân tay liên quan chặt chẽ đến cách thức tìm ra sự tươngđồng giữa ảnh vân tay đầu vào với một template trong cơ sở dữ liệu vân tay Ba phươngpháp chính lần lượt dựa trên cơ sở là đối sánh minutiae, correlation và ridge feature

 Minutiae-base matching,

 Correlation-base matching

 Ridge feature-base matching

Hình 10 Tạo mã vân tay a) ảnh ban đầu; b) trích chọn minutiae quan trọng

(các minutiae được đánh dấu O)

Phương pháp đầu tiên phổ biến hơn cả và được ứng dụng rất rộng rãi Hai vân tay

sẽ được so sánh bằng các điểm minutiae trích ra từ các vân tay đó Giai đoạn thứ nhất nàycòn gọi là tạo mã, các minutie tạo thành tập hợp điểm đặc trưng và được lưu trữ trong