Nhận dạng màng mống mắt trong xác thực sinh trắc học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ THÚY VÂN NHẬN DẠNG MÀNG MỐNG MẮT TRONG XÁC THỰC SINH TRẮC HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2008... ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG Đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THÚY VÂN

NHẬN DẠNG MÀNG MỐNG MẮT TRONG

XÁC THỰC SINH TRẮC HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2008

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THÚY VÂN

NHẬN DẠNG MÀNG MỐNG MẮT TRONG

XÁC THỰC SINH TRẮC HỌC

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Các hệ thống thông tin

Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Hóa

Hà Nội – 2008

2.3.1 H th2.3.2 Các công ngh2.4 K t lu n

CHƯƠNG III NH N D

3.2.1 Xácñ nh v trí m ng m t và ñ ng t

3.2.2 S dò tìm các mí m t và ñư ng vi n (limbus): thu t toán lp

3.2.3 Dò tìm các lông mi: phân lo i MAP v3.2.4 Trích ch n vùng quan tâm

CHƯƠNG IV MÔ HÌNH

4.1.1 Mô hình h chi u ñi n t có s4.1.2 Mô hình xác th c HCðT có ñ c trưng m ng m t

4.1.3 Mô hình h th ng HCđT v i ự c trưng m ng m t 48

4.2 Phát trin h th ng th c nghi m 49

4.2.1 Thu nh n nh 49

4.2.2 Làm s ch nh 50

4.2.3 Dò tìm ự ng t 51

4.2.4 Dò tìm c nh Canny 51

4.2.5 Dò tìm m ng m t 54

4.2.6 Tr i ự c trưng m ng m t Ờ Chu n hóa nh 54

4.2.7 Trắch rút ự c trưng 55

4.2.8 Gi i thu t so kh p 56

4.3 K t qu th c nghi m 57

4.4 đánh giá 58

CHƯƠNG V: K T LU N CHUNG 60

TÀI LI U THAM KH O 62

CHƯƠNG I GI I THI U T NG QUAN

1.1 ð t v n ñ

Xác th c ngư i dùng luôn là m t trong nh ng v n ñ quan tr ng trong vi c

ñ m b o an toàn/an ninh các h th ng thông tin M t trong nh ng phương pháp

thông tin cá nhân ngày càng g n k t ch t ch

T khá lâu nay, k thu t lưu tr thông tin cá nhân và nh

tay hi n ñang ñư c s

ph i ti p xúc v i máy, nhanh chóng gây b n lên b m t và khi n máy nhanh

1/63

xu ng c p M t trong các công ngh ñang ñư c quan tâm nh

giám sát hot ñ ng ra vào nh

các phòng thí nghi m, cơ quan chính ph

sinh tr c h c khác, như nh n d ng khuôn m

- đánh giá kt qu thu ựư c và ho ch ự nh nh ng phương hư ng phát tri n trong

ngư i dùng thông qua nh ng ự c trưng sinh tr c

- Chương III: t p chung phân tắch nh ng v n ự

d ng m ng m t, m t ự c trưng cho phép mang l i ự

trình xác th c ngư i dùng Chương này ự c p ự n nh

Xây d ng ng d ng th nghi m quá trìnhñ i sánh nh m ng m t ch p ñư c

v i d li u ñ c trưng ñã ñư c lưu trên h chi u ñi n t

- Chương V: t ng k t nh ng k t qu thu ñư c trong lu n văn cũng như nh ng hư

ng phát trin k ti p

4/63

CHƯƠNG II SINH TR C H C VÀ XÁC TH C SINH TR C H C

2.1 Gi i thi u

Nói ñ n sinh tr c h c là nói ñ n nh n d ng và ki m tra s gi ng nhau c a

con ngư i d a trên cácñ c ñi m sinh lý nào ñó v m t ngư i Cácñ c ñi m sinh

tr c h c thư ng s d ng bao g m: M ng m t, gi ng nói, vân tay, khuôn m t,

ch vi t tay, hình bàn tay…

M ng m t là màng tròn m ng, n m gi a giác mc và thu tinh th c a m t

ngư i M t nh nhìn chính di n c a m ng m t ñư c ch ra trong hình 1.a dư i

ñây M ng m t b ñ c th ng g n tâm c a nó b i l tròn g i là ñ ng t

Mí m tGiác mc

Hình 1a nh m t c a con ngư i nhìn tr

Nói m t cách khác, mng m t là m t cơ trong m t Nó là ph n màu c a

m t v i màu c a m ng m t ñư c xácñ nh ch

melatonin có trong c ơ Ch c năng c a m ng m t là ñi u ch nh kích thư c ñ ng

t và s lư ng ánh sáng vào mt ði u này ñư c th c hi n b i các ơc vòng và c ơgiãn, chúng ñi u ch nh kích thư c ñ ng t

thư ng có màu s c khác nhau Mt vùng mi ngoài và m

và hai vùng ñó ñư c phân ra b

(zíc z c) (Xem các hình 1a, 1b)

5/63

nhưng nh ng ñ c trưng chính c a m i m ng m t là không gi ng nhau M t phát

ngư i dùng

2.2.1 Sinh tr c h

Sinh tr c hcon ngư i, có kh

m t, gi ng nói, m

6/63

quét vào máy tínhñ nh n d ng b ng cách so sánh vi d li u vân tay ñư c lưu trong

cơ s d li u máy tính

2.2.2 T i sao s d ng ñ c tính sinh tr c h c.

M t ñ c ñi m lý t ư ng c a sinh tr c h c ñư c mô t b i giá tr ñ c trưng:

- Tính duy nh t cao- nghĩa là kh năng hai ngư i b t kỳ có cùng ñ c ñi m s là

nh nh t;

- Tính n ñ nh - T c là ñ c trưng không b thay ñ i qua th i gian, và

- Tính ñư c gi l i d ràng- T c là ñưa ra s thu n ti n cho ngư i s d ng

và h n ch s miêu t sai v ñ c trưng

Chính vì ñ c ñi m trên mà cácñ c tính sinh tr c h c ñư c xem có tính b o

m t và qu n lý cao Nó thu n ti n và d dàng tìm ra s gian l n khi s d ng S d ng ñ c

tính sinh tr c h c t t hơn s d ng password, mã PIN ho c th thông

minh B i ngư i s d ng không c n ph i nh các password, khiñư c nh n d ng thì h th

ng yêu cu s xu t hi n v t lý c a ngư i ñư c nh n di n M t khác các

ñư c c p phép ñ ñi vào m

tin trên máy tính

Nguyên tc ho t ñ ng c

m t m u ñ c trưng b ng thi t b c m bi n, như là vi c ghi m t tín hi u âm thanh

s cho nh n d ng gi ng nói, ho c ch p l i m t nh màu d ng s cho nh n d ng khuôn

m t M u này sau ñó bi n ñ i b ng cách s d ng m t s hàm toán h c ñ

trích ch n cácñ c trưng liên quan nhm sinh ra m t m u sinh tr c h c M u sinh tr c h

c ñưa ra chu n hoá, hiu qu và chính xác cao v ñ c trưng ñư c lưu tr trong cơ s d li

u Sau ñó chúng có th ñư c so sánh khách quan vi các mu khácñ xácñ nh nh n d

ng H u h t các h th ng sinh tr c h c cho phép hai ch ñ ho t ñ ng M t ch ñ k t n p ñ

thêm các mu vào c ơ s d li u, và

7/63

m t ch ñ nh n d ng, trong ñó m

máy cm bi n qua bàn tay, khuôn m

ngư c l i, như ch ng minh ho c h

trong các nhánh ca chính ph , liên bang):

Quét vân tay: Như chúng ta ñã bi t, m i ngư i có vân tay

8/63

và byte Khi ng ư i ñ t ngón tay c a h trên mt máy quét vân tay, vân tay tr c

ti p c a h s ñư c so sánh vi b n ñ s B n ñ s này có th ñư c s d ng ñ

nh n d ng m t ngư i song không th ñư c bi n thành vân tay th c

Công ngh nh n d ng d u vân tay hi n ñã ñư c dùng khá ph bi n, nhưng cũng

có nh ư c ñi m là nh hư ng b i da khô, da ư t và ñ c bi t s không chính xác cao vi

ngư i có tay hay ti p xúc v i hoá cht Vì ñây là công ngh nh n

d ng thông qua ti p xúc tr c ti p, nên ngư i ngư i dùng có c m giác mt v sinh khi

ph i ti p xúc v i b ph n m t th n ñ c d u vân tay

Xác nhn gi ng nói : Gi ng nói c ũng ñ c nh t vô nh

Nhi u chuyên gia coi sinh trc gi ng nói là công ngh

phù h p v i các dch v tr l i t ñ ng, thông qua các call center, nhưng như c ñi m c a

phương pháp này là ti ng n, không phù h p v i nơi công c ng ñông ng ư i

Sinh tr c h c khuôn m t: Trong trư ng h p này, b n ñ s ñư c t o nên

t hình d ng khuôn m t ho c hình d ng bàn tay ð ñư c nh n d ng, ngư i dùng ñ ng

trư c camera Camera này ñ c cácñi m trên khuôn m t r i so sánh

chúng v i thông tin s

lưu tr t trư c ðư c coi là công ngh

sau vi c ki m tra DNA), song nó c ũng là công ngh

ngư i dùng và c ũng ch u nh

m t ngư i như kính m t (ñ c bi t là ñ i v i lo i kính áp tròng)

Chính vì ñây là

ñư c ng d ng r ng rãi, ñ c bi t trong lĩnh v

trong các giao dch tài chính, xác th c công dân t

k thu t ñi n hình trong quá trình nhn d ng m ng m t

10/63

miêu t chính xác khách quan vthông tin duy nh

và cho phép so sánh to ra gi a hai m u Khi m t ngư i mu n ñư c nh n d ng b i

m t h th ng nh n d ng m ng m t, m t c a h trư c h t ñư c ch p và sau ñó m t m u t

o ra cho s nh n d ng m ng m t c a h M u này sau khi ñư c so

sánh vi các mu khácñã l ưu gi

phù h p ñư c tìm ra và ng ư i ñó ñư c nh n d ng, ho c không m

ñư c tìm th y và ng ư i ñó v

So sánh vi các công ngh sinh tr c h c khác, như nh n d ng khuôn m

gi ng nói và vân tay, nh

11/63

Nh n d ng màng m ng m t là m t quá trình nhn d ng m t ngư i b ng cáchphân tích m u ng u nhiên v m ng m t M ng m t là m t cơ trong m t mà

ñi u ch nh kích thư c ñ ng t , ñi u khi n s lư ng ánh sáng vào mt Nó phân chia màu

m t v i màu s c d a trên s lư ng s c t melatonin trong cơ Cácñ c tính c a m ng m t

ñư c b o v t môi tr ư ng và khá n ñ nh so v i các sinh tr c h c ph bi n khác Các nghiênucsau này v nh n d ng m ng m t ngày càng ñư c c i ti n hơn Ví d , thu t toánñư c phát trin b i Daugman ñư c xem như là s tiên tin trong lĩnh v c nh n d ng

m ng m t

Vài n ăm sau s công b v thu t toánñ u tiên ca Daugman, các nghiên

c u khácñã phát tri n và ñưa ra các thut toán nhn d ng m ng m t m i H th ng ñư c

mô t b i Wildes, Boles và Boashash, Tisse, Zhu, Lim, Noh v à Ma là các thu ttoánñư c bi t ñ n sau này [4] Các thu t toánñư c phát trin b i

Wildes và Boles phù h p v i các ng d ng xác minh bi s chu n hóa m ng m t ñư

c th c hi n trong quá trìnhñ i sánh và m t nhi u th i gian trong các ng d ng nh n d

ng M c dù các thut toánñã thành công, h v n yêu cu ñư c c i ti n v t l ñ chính

xác và t c ñ ñã so sánh v i thu t ñưa ra b i Daugman

M c dù thu t toán ca Daugman có th th c hi n nhanh và nh n d ng chính xác

v các mng m t, m t s chi ti t thu t toán không ñư c công b Ví d , vi c chu n hoámng m t d a trên s bi n ñ i c c yêu cu m t ñi m tham chi u riêng là g c c c Tuynhiên chi tit v ñi m tham chi u này không ñư c mô t [5]

Nhìn chung, vi c nh n d ng m ng m t ñư c ti n hành qua các giai ño n khácnhau Giaiño n ñ u tiên ca nh n d ng m ng m t là chính là quá trình tách ra (cô lp) vùng m ng m t th c s t m t nh ch p m t ngư i

M ng m t s ñư c xácñ nh b ng cách s d ng cácñ c trưng gi i h n Các ñ c trưng

gi i h n và hình d ng khác nhau ca m ng m t ñưa ra trong nh, cô

l p cácñ c trưng và trích tr n nó S xácñ nh m ng m t là m t bư c quan tr ng trong

m t Hơn n a, s ph n chi u ánh sáng có th x y ra trong vùng m ng m t làm l i m u

m ng m t M t k thu t yêu cu ph i tách ra và lo i tr các tác nhânñó cũng như vi c ñ

nh v vòng tròn vùng m ng m t

12/63

Hình 3: Cácñư ng tr ng bao ngoài cho bi t v trí xácñ nh c a m ng m t và các gi i h n mí m t [3]

ñư ng biên bên ngoài (gia m ng m t và màng c

ñư c ñưa ra x p x như cácñư ng tròn Tuy nhiên hai ñư ng tròn này th ư ng không

ñ ng tâm, nh ưng trong h th ng này gi thi t chúng ñ ng tâm t i tâm

ñ ng t

B ng cách dò tìm ñ ng t và m ng m t, h th ng s không thay ñ i ñ i v i s chuy n

d ch K thu t xácñ nh v trí ñã ñi u khi n khoanh vùng chính xác vùng ñ ng t và m

ng m t c a cơ s d li u nh m ng m t có t l thành công l n lư t kho ng 100% và 98%

[9,10]

Hình 4 nh m ng m t v i cácñư ng ranh gi i

13/63

Có nhi u phương phápñ lu

n văn này s gi i thi u m t s

xácñ nh v trí m ng m t vào ñ ng t Trong phương phápñi n hình sau:

a Bi n ñ i Hough

Bi n ñ i Hough là m t thu t toán phân tích

d ng ñ xácñ nh các tham bin c a cácñ i tư ng hình h c ñơn gi n như ñư ng

k , ñư ng tròn bi

M t thu t toán phân ño n t

Hough ñ

t như phương pháp ca Daugman là d a trênñ o hàm b

Giá tr l n nh t trong kho ng cách Hough s tương

to ñ tâm c a vòng tròn ñã xácñ nh t t nh t b i cácñi m c nh (biên) Nu coi

=0

Gi thi t r ng m t ñư ng tròn có tâm (x

ñư c xácñ nh qua ñư ng tròn k t qu

và dư i, chúng ñư c mô hình

hoá như là các cung parabol

Wildes và Kong và Zhang [10] l

Có m t s h n ch v i phương pháp bin ñ i Hough:

- Trư c h t, nó yêu c u các giá trngư ng (gi i h n) ñư c nh,

và ñi u này có th d n ñ n cácñi m c nh t i h n ñang b tìm ra các

vòng tròn/cung tròn b sai

c ch n ñ tìm ra

lo i b , k t qu

- Th hai, s bi n ñ i Hough chuyên v tính toán nh phương pháp force” c a nó, và vì th

“brute-b Toán t vi phân toàn b

Daugman s d ng m t toán t vi phân toàn b

m t cách chính xác Sdò tìm các mí m t trên và dư i cũng ñư c th c hi n b i toán t

vi phân toàn b b ng cáchñi u ch nh ñư ng vi n thay thành m t cung

Vi phân toàn b có th ñư c xem như m t bi n th c a s bi n ñ i Hough,

vì nó c ũng l i d ng ñ o hàm b c nh t c a nh và th c hi n m t phép tìm ki m

ñ tìm ra các tham s hình h c T ñó th c hi n v i các thông tin ñ o hàm ban

ñ u (ñ o hàm thô), nó không bcác vn ñ v gi i h n c a s bi n ñ i Hough

Tuy nhiên, thut toán có th th t b i ñó có t p nhi u trong nh m t, ví d như

Trong ñó p 1(n) = l1cosθ Cos(

N

elíp trên, nh cho th y có s thay ñ i ñ t ng

nó ð gi m b t th

ñơn gi n hoá ph thu c vào các nh m ng m t M t khác,ñư ng biên bên ngoài ñư c tìm

ra theo cách ươtng t , v i t ng ñư ng vi n ñã thay ñ i t elíp thành ñư ng tròn (ngh ĩa

là l 1 = l2)

d. Mô hình ñư ng vi n tròn ñ ng r i r c (Discrete Circular Active Contour)

ñư ng vi n ñư c ñ nh nghĩa như sau:

C r

Là kho ng cách trung bình ca t t ctrí cácñ nh c

= (C x

V i

Trong ñó n là tCác ni l

Trong ñóchuy n ñ ng ñư ng vi n và thi t l p cácñi u ki n cân b ng c

l c ðư ng vi n tròn

18/63

chi u bên trong và bên ngoài ti khi nó tìm ra tr ng thái cân b ng Tr ng thái cân b

ng cu i cùng ñ t ñư c khi bán kính trung bình và tâm c a ñư ng vi n tr thành m t v i

m l n l p và ñ ng t ñư c xácñ nh

a Các n i l c

Hình 7: Các ni, ngo i l c c a ñư ng tròn vi

3.2.2 S dò tìm các mí m t và ñư ng vi n (limbus): thu t toán l p

Các mí mt và lông mi th ư ng che các phn trên và dư i c a vùng m ng m t

Do ñó chúng ta c n s d ng m t k thu t nào ñó ñ tách bit chúng

M t thu t toán lp ñư c phát trin ñ xácñ nh v trí chính xác các mí mt

và ñư ng rìa (limbus) Phương pháp trích chn s d ng toán t vi-tích phân ñ

dò tìm các ñư ng ranh gi i S dò tìm m t mí m t d a trên cácñư ng vi n elíp mà ñư

c mô hình hoá b i d ng hình c u c a m t c u m t và ñư ng cong mí m t mong mu n

Thu t toánñã phát tri n l p l i tìm ki m cho các ranh gii m ng m t và các mí m

t và lo i ra các vùng mí mt ñã tìm th y cho bư c l p ti p theo Quá trình

này ñư c thi t k t v i tâm ñ ng t là ñi m tham chi u và ñư c th c bi n b ng vi c lo i b các giá trñi m nh ñó bán kính c a ñư ng rìa l n hơn bán kính c a ho c mi m t trên hoc mi m t dư i ði u ki n này che ñánh du các vùng ñó m ng m t b che kín b i hai

mí m t và quá trình này ñư c l p l i cho t i khi k t qu tìm ki m h i t v m t tâm và bánkính c ñ nh ñ i v i ñư ng rìa

19/63

3.2.3 Dò tìm các lông mi: phân lo i MAP v i tiêu chu n liên k t

Các lông mi có th bít ph n trên và ph n dư i c a m ng m t Chúng ta có th s d

ng k thu t ñơn gi n nào ñó ñ tách bit chúng

Vi c dò tìm các lông mi yêu cu s l a ch n ñúng cácñ c trưng và qui

trình phân l p do tính ph c t p và u c a các mu S xácñ nh các lông mi ñã ñưa ra b i

Kong và Zhang [4] ñây các lông mi ñư c xem như thu c hai ki u: các lông mi tách

ri ñư c (chúng ñư c tách ri ra trong nh), và các lông mi b i (chúng ñư c bó l i cùng

nhau và ch ng lên nhau trong nh m t) và áp d ng hai thu t toán trích chn ñ c trưng

khác nhauñ dò tìm các lông mi M t b l c Gabor d ng 1D ñ dò tìm các lông mi tách

r i ñư c và s khác nhau v cư ng ñ ñư c l a ch n cho vi c dò tìm nhóm lông mi b i

Hai ñ c trưng k t h p v i m t tiêu chun liên kt s d n ñ n quy t ñ nh hi n di n c a các

lông mi Thêm vào ñó, m t phương pháp dò tìm lông mi c ũng ñư c ñưa ra b i

Hung[4] Mà s

d ng thông tin c nh ñã thu ñư c b i pha tương ñ ng c a m t dãy các b l c

Log-Gabor Thông tin c nh cũng truy n thông tin vòng ñ xácñ nh v trí các vùng t p nhi

u

M t thu t toán dò tìm lông mi ñư c phát trin b ng cách s d ng các cư ng ñ m c

xám ca nh k t h p v i m t tiêu chun liên kt Các giá tr cư ng ñ m c xámñư c l a ch n

như cácñ c trưng và s dò tìm d a trên mt s phân lo i MAP th c p ñã thi t k

Gi i h n MAP ñ t ñư c b i vi c ñánh giá biu ñ c u trúc m ng m t và

bi u ñ c a các lông mi Bi u ñ c a m ng m t và các lông mi ñư c mô hình

hoá như s phân b Gaussian, mà giá tr trung bình và s khác nhau ca chúng ñư c

ñánh giá Biu ñ k t c u m ng m t ñư c ñánh giá tm ng m t ñã ñư c xácñ nh v trí

Tuy nhiên, các lông mi mà bao trùm kt c u nh hư ng bi u ñ c a m ng m t ñ lo i ra s

nh hư ng c a các lông mi, giá trc c ñ i c a bi u

ñ thu ñư c coi nhu là giá tr trung bình k t c u m ng m t S khác nhau sauñó

ñư c ñánh giá cht các giá trc a bi u ñ mà l n hơn giá tr trung bình ñ lo i

ra s nh hư ng c a các lông mi trùm lên mng m t

Giá tr trung bình và s khác bit c a bi u ñ các lông mi ñư c ñánh giá

theo cách ươtng t như m ng m t v i s khác nhau v v vùng bên ngoài m ng

m t ñã xácñ nh Trong các nh ñư c cung c p b i CASIA, vùng ñ ng t và các

lông mi có giá tr cư ng ñ th p nh t Nghĩa là giá tr c a m t m ng m t cao

hơn hai vùng này và giá tr trung bình ph n còn l

bình c a các lông mi ñư c xácñ nh như là l n nh t c c b mà tìm th y th p hơn

20/63

giá tr trung bình m ng m t 2σ S

d a trên mt quá trình th và l i ñ

k t c u m ng m t S khác bit c a các lông mi sau ñó

ch các giá trmà ít h ơn giá tr trung bình ñã ñánh giá cho tt c

hơn giá tr trung bình ñã ñánh giá liên quanñn lông mi trong

K thu t ñánh giá khác nhauñư c thi t k ñ lo i ra s

trong quá trìnhñánh giá biu ñ Hình minh ho các biu ñ m ng m t và lông mi ñã ñư

c ñánh giá và ngư ng MAP

Hình 8: Bi u ñ ñã ñư c ñánh giá mng m t và lông mi và ng ư ng MAP[4]

Ngư ng MAP ñ t ñư c b i các biu ñ ñã ñánh giá và s dò tìm lông mi ñư c th c

hi n b i m t s phân l p th c p s d ng m t tiêu chun liên kt Thu t toán phân l p là m t qua trình phát trin vùng Vùng ban ñ u c a k t c u m ng m t ñ t ñư ng b i vi c gi i h n

nh ñã xácñ nh b ng giá tr trung bình ñã ñánh giá vk t c u m ng m t và vi c áp dng tiêu chun liên kt Vùng ñư c

k t n i l n nh t mà giá tr l i l

vùng m ng m t g c (vùng kh

xácñinh theo phương pháp ươt

hơn giá tr trung bình c a các lông mi ñư c l a ch n là vùng lông mi g

kh i t o) Quá trình phát trin vùng sau ñó ñư c thi t k d a trên ngư ng nh và ki m tratiêu chun liên kt theo cách mà s phân l p c a hai vùng s vùng kh i

t o c a các lông mi cũng ñư c xácñinh theo cách mà s phân l p c a hai vùng vươn t i

và quan ng ư ng MAP t i cùng th i ñi m

Như v y, n u các giá trthay ñ i v cư ng ñ trong m t khung(c a s ) nh

th p hơn m t gi i h n ngư ng thì tâm c a khung ñư c xem như m t ñi m thu c

m t lông mi Mô hình Kong và Zhang [4] cũng l i d ng tiêu chun k t n i, b i

21/63

m i ñi m thu c lông mi có th k t n i t i m t ñi m khác thuc lông mi ho c mí

m t Các phn chi u d c theo nh m t ñư c tìm ra b ng vi c s d ng gi i h n vìcác giá trcư ng ñ t i các vùngñó cao h ơn t i b t kỳ vùng khác trong nh

nh m ng m t ho c s thay ñ i (phép bi n ñ i vòng) mà nó ñư c s d ng ñ tr i

r ng cho s dò tìm c a ñư ng th ng d ng tương t Nói chung, phép dò tìm

c nh ñư ng tròn th ư ng ñư c s d ng Tuy nhiên,ñư ng bao ngoài c a m ng

m t có th không có d ng ñư ng tròn Hi n t i có r t nhi u k thu t ñang ñư c

s d ng cho s dò tìm chính xác hơn v m ng m t, và ñư c gi i thi u trong các

m t s lõm g n vòng nh ; vùng ngoài cùng Z 3, tương ñương v i vùng mao

m ch; là b ng ph ng trong c u trúc và ch a ít thông tin nh t cho nh n d ng

B i vì vòng tròn ngoài c a m ng m t g n như không ñ i, nhưng vòng tròn bêntrong (bao quanhñ ng t ) s thay ñ i v i kích thích bên ngoài, b i v t tâm

c a vòng tròn bên ngoài ñư c dùng như g c ñ chia vùng m ng m t M c dù cácñư

ng bao quanh c a Z2 và Z 3 là các ñư ng tròn ñ ng tâm, nh ưng ñư ng bao quanh c

a Z1 không ph i luôn ñ ng tâm

ði u này cho th y ch

5π/4) c a vùng Z2 và Z 3 ñư

các lông mi và mí m t

ph n bên trái π(/4,- π/4) và ph n bên phi (3π/4,

c s d ng b i chúng g n như không nh hư ng b i

22/63

Hình 9: Vùng m ng m t ựư c phân chia thành 3 vùng[12]:

c Các vùng quan tâm, d nh tách ra c a 3 vùng m ng m t.

3.2.5 đánh giá loi b t p nhi u

nh m ng m t ựư c chu n hoá có th có có t p nhi u khác (ngoài b che khu t b

i mắ m t và lông mi) nh ư có ựó sáng không ự ng ự u, nguyên nhân b i v trắ các ngun sánh khác nhau, tt c ự u có th nh hư ng ự n quá trình x lý

ti p theo trong vi c trắch ch n ự c trưng và ự i sánh.đ gi i quy t v n ự này trư c h t, chúng ta ph i ựánh giáơcs s chi u sáng Sauựó lo i b nó mà h th ng só có nh ng bi

n ự i v ự sáng Chúng ta có th xem nh k t qu dư i

ựây nó t i và có ự tương ph n th p hơn

Sau khi lo i b ph n chi u sáng nn ựã ựánh giá

3.3 Quy trình nh n d ng m ng m t

Ngay khi vùng m ng m t ựư c phân ựo n thành công t m t nh m t, giai ựo n ti

p là chu n hoá phn ựó, ự có th sinh ra m t mã m ng m t và so sánh chúng S không

th ng nh t v kắch thư c gi a các nh m t ph n l n là do tắnh co giãn c a m ng m t mà nguyên nhân do s giãn ự ng t b i các mc chi u

sáng khác nhau Ngoài ra, s không th ng nh t do: Kho ng cách hình nh khác

23/63

nhau, s quay camera, ñ nghiêng ca ñ u và ñ xoay c a m t so v i h c m t Quá trình

chun hoá s ñưa ra các vùng mng m t có cùng kích th ư c không

ñ i, ñ hai b c nh c a cùng m ng m t dư i cácñi u ki n khác nhau s có nh ng ñ c

trưng tiêu biu t i cùng m t v trí không gian

Tuy nhiên, vùngñ ng t không ph i luôn ñ ng tâm v i vùng m ng m t mà thư

ng l ch m t chút ði u này c n ph i ñưa vào tính toán, n u ta c g ng chu n hoá

“vành khăn” t o thành vùng m ng m t có bán kính không ñ i

3.3.1 Chu n hoá nh

M ng m t tthư c khác nhau, và th m chí v i m ng m t t

văn khác Trong bài này ñưa ra m t s phương pháp c th

a Mô hình t m cao su c a Daugman

Quá trình chun hoá bao gm vi c tr i r ng m ng m t và chuy n nó thành

c c tương ñương c

su c a Daugman Tâm c

ánh x l i ñư c s

Mô hình t

ñi m trong vùng m ng m t theo m t c p to

ño n [0,1], θ n m trong ño n [0,2π]

24/63

Vi c ánh x l i vùng m ng m t t h to ự đê-cácơ-t(x,y) thành s mô t c c không

ự ng tâm ựã chu n hoáựư c mô hình hóa nh ư sau:

I(x(r,θ), y(r,θ)) -> I(r,θ) (19)

V i: x(r,θ) = (1-r)xp(θ) +rxt(θ)

y(r,θ) = (1-r)yp(θ) +ryt(θ)Trong ựó I(x,y) là nh vùng m ng m t, (x,y) là các to ự đê-cácơ- tban

ự u, (r,θ) là các to ự c c chu n hoá ươtng ng, và x p, yp và x t, yt là các to ự

c a cácựư ng biênự ng t và m ng m t theo hư ng θ Mô hình t m cao su ựưavào tắnh toán s giãn d ng t và không ự ng nh t kắch thư c ự ựưa ra m t bi u di nchu n hoá vi kắch c không ự i Theo cách này, vùng m ng m t ựư c mô hình hoánhư m t t m cao su d o c ự nh (neo) t i ranh gi i m ng m t v i tâm

ự ng t như ựi m tham chi u

Dù mô hình t m cao su ự ng nh t tắnh toán cho s giãn ự ng t , kho ng cách

nh, s d ch chuy n ự ng t không ự ng tâm, ựi u này không bù cho s quay vòng không ựông nh t Trong h th ng Daugman, s xoay vòng ựư c xem xét su t quá trình so sánh bng cách dch chuy n các mu m ng m t theo chi u

q cho t i khi hai m u m ng m t ựư c căn th ng hàng

v i s - m t nhân t co giãn và R( φ) m t ma tr n miêu t s quay vòng (luân

chuy n) theo φ S th c hi n ựưa ra m t c p hình nh m ng m t Ia và I d, cáctham bi n ánh x s và φ ựư c l y l i qua m t th t c l p tìm giá tr nh nh t

25/63

c Phương pháp chun hoá phi tuyn tính

Phương pháp tri r ng ñư c ñưa ra b i Daugman gi thi t r ng các mu m ng m t

ñư c phân b th ng theo chi u bán kính, mà cho phép th t c v l i thành kho ng [0 1]

K thu t này d a trên 2 nhân t chính:

1 Quá trình thu nhn nh ñi u ch nh kích thư c ñ ng t t i m t ph m vi bán kính thích h p b ng vi c ñi u ch nh s chi u sáng

2 Quá trình trích ch n ñ c trưng ñư c áp dng c c b t i nhi u v trí khác nhau c a

k t c u m ng m t, mà bù l i s bi n ñ i phi tuy n tính c c b

Phương pháp chun hoá phi tuyn tính ñã ñưa ra b i Yuan và Shi [4] coi m i ñ

ng thái phi tuyn tính c a các mu m ng m t d n ñ n s thay ñ i kích thư c ñ ng t ð tr

i r ng m t vùng m ng m t thích h p, m t mô hình phi tuy n tính và mô hình chu nhoá tuyn tính ñư c ph i h p v i nhau Mô hình phi tuy n tính mà áp d ng ñ u tiên ti

Mô hình phi tuy n tính ñư c xácñ nh b ng các cung o mà ñư c ñ t tên là

“fibers”, k t n i 1 ñi m trênñ ng t v

Theo ñánh giá ca các tác gi, mô hình phi tuy n tính v n ñơn gi n cơ ch

sinh lý th c c a s bi n thiên mng m t và thêm n a s

x p x ñư c yêu cu ñ

thái phi tuyn c a các cu trúc m ng m t nh ñó ñ t ñư c c i ti n trong các thí nghim.

d S th c hi n chu n hoá

H u h t các phương pháp chun hoá trong các thu toánñã ñưa ra bi n ñ i

nh m ng m t t to ñ ð các sang h to ñ c c D a trên s phân tích v các

26/63

phương phápñã ñưa ra ð chu n hoá các vùng mng m t m t k thu t d a trên mô hình

t m cao su c a Daugman ñư c phát trin Tâm c a ñ ng t ñư c coi như ñi m tham chi

u, và các véc ơt bán kính qua vùng mng m t, như ñã ch ra trong hình 10 M t s

cácñi m d li u ñư c l a ch n d c theo m i ñư ng bán

kính và ñi u này ñư c xácñ nh như ñ phân gi

kính ch y quanh vùng m ng m t ñư c xácñ nh như ñ

to ñ ð các ơt c a cácñi m d li u t v trí bán kính và v trí góc trong m

chu n hoá T vùng m ng m t “vành kh ăn” s

chi u v i chi u ngang là ñ phân gi

M t m ng 2 chi u khácñư c t o ra ñ

ñã tìm ra trong t

do miêu t chu n hoá sai, cácñi m d

ho c ñư ng biên mng m t ñư c lo i b Như trong mô hình t m cao su c a

Daugman, vi c g b s trái nhau luân chuyn ñư c th c hi n t i giai ño n so sánh

27/63

Hình 11 Phác tho v quá trình chun hoá v i ñ phân gi i bán kính 10 pixel và ñ phân gi i góc 40 pixel.

ð phân gi i bán kínhñư

ñi m nh V i m i ñi m nh các

trc to ñ c c tương ng

c thi t l p t i 100 và ñ phân gi i góc t i 2400 m ng

m t, m t v trí tương ng ñư c tìm ra trên

Sau khi phân tích nh m ng m t và chia thành các vùng Z1, Z2, Z3 (như hình 9 trong ph n 3.3.4) chúng ñư c chu n hoá thành các khi ch nh t riêng

bi t N1, N2, N3 b ng cách s d ng mô hình “ T m cao su” c a Daugman Nó th c hi

n t t c trên vùng vi ñư ng bao quanh không ñ ng tâm nh ư Z1

3.3.2 Trích ch n ñ c trưng

S trích ch n cácñ c trưng c a m ng m t nghĩa là gi l i các dng hình

tròn quanh vùng m ng m t R t nhi u phương pháp trích chn cácñ c trưng

m ng m t ñã ñư c phát trin Phương pháp trích chn ñ c trưng s d ng s bi n

ñ i Gabor, Wavelet, Haar, … ñư c gi i thi u

Các giá trxám ca các kim m ng m t ñư c tính toán theo chiu kim ñ ng

h ho c ngư c chi u kim ñ ng h và d

s d ng có th bao g m các giá trqua s

ð trích ch n cácñ c trưng cchu n hoá nh m ng m t sau ñó th

B i s nh n d ng chính xác v các cá nhân, hu h t thông tin nh n bi t bi u thtrong m t m u m ng m t ph i ñư c trích ch

c a m ng m t ñư c mã hoá ñ các phép so sánh gia các mu ñư c th c hi n H u h t

các h th ng nh n d ng m ng m t s d ng m t d i thông phân tích v hình nh m ng m t

ñ t o ra m t m u sinh tr c h c

28/63

M u này ñư c sinh ra trong quá trình mã hoáñ c trưng cũng s c n ñơn v (h

mét) so sánhươtng ng, chúng ñưa ra m t ư c s ñ ng d ng gi a hai m u m ng m t H

này ñưa ra m t dãy các giá trkhi so sánh các mu sinh ra t cùng

m t m t, và dãy các giá tr khác khi so sánh các umsinh ra t các mng m t khác

nhau Có hai cách có th ñưa ra các giá trõ ràng và riêng bi t, mà m t s quy t ñ nh

có th ñư c t o ra có ñ tin tư ng cao v vi c ho c hai m u l y t cùng m t m ng m t ho

d li u ñư c khoanh vùng, cho phép cácñ c trưng chúng xu t hi n t i cùng m t

v trí và ñ phân gi i ñư c so sánh Mt trong s các phép lc sóng hay c ũng

sin ñư c khoanh vùng hoàn toàn theo t

theo kho ng cách S ñi u bi n c a d ng sin v

ñ nh v trí theo kho ng cách, mc dù m t ñi s

ng m t M t b l c Gabor d ng 2D trên mt mi n hình nh (x,y) ñư c mi u t b i [7]:

29/63

Các b l c Gabor d ng 2D ñ i xhình 12.

chính xác trong mng m t, trong khi vi c lo i b

như ñ r i sáng…, chúng ñư c miêu t b i thành ph n biênñ

Có b n m c ñư c miêu t b ng cách s d ng 2 bít d

(pixel) trong m u m ng m t ñã chu

m ng m t T

gi u ñư c sinh ra ñ ñánh giu (che gi u) các vùng hng ngoài bên trong m ng

m t ði u này t o ra m u ch a ñ y 256-byte, chúng cho phép kh năng lưu tr và so sánh các mng m t H th ng Daugman s d ng h to ñ c c tr nên bình thư ng hoá, vì th trong d ng c c các b l c ñư c ñưa ra là:

0 )

e− (r−r

0 )2/ α 2

Trong ñó ( α,β) gi ng như phương trình (10) và (r 0, θ0) là t n s

l c Quá trìnhñi u bi n và l ư ng t hoá pha có th miêu t là:

30/63