Nhận dạng vân tay trên ARM, ứng dụng xây dựng hệ thống chấm công

Chuyên ngành : : 605202216 C HOÀN THÀNH T I I H C BÁCH KHOA Cán b TP H CHÍ MINH ng d n khoa h c: (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét 1: (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét 2: (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Lu cb ov t iH Thành ph n H m: (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v c a H ng ch m b o v lu Xác nh n c a Ch t ch H sau lu CH T CH H ng ng Khoa qu n lý chuyên ngành c s a ch a (n u có) NG NG KHOA Trang - - NHI M V LU MSHV: Chuyên ngành: Mã s : I TÀI: II NHI M V VÀ N I DUNG: III NGÀY GIAO NHI M V : IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V V CÁN B tài) tài) NG D N (Ghi rõ h c hàm, h c v , h , tên): (H tên ch ký) Trang L IC c h t, em xin g i l i c n TS Nguy c ng d n em trình th c hi n lu p nh ng tài li Bên c il tìm hi u gi i quy ng nghiên c u c a em trình c hi n lu Em hi v ng s ti p t c nh c s h tr c a m i cu c s ng c Xin chúc m i s c kh e, an lành, h nh phúc Thân ! Tr n Ng c Duy Trang TÓM T T LU Lu c nh công ngh nh n d ng vân tay, thành t t n t i Nghiên c u thu t toán nh n d ng vân tay, áp d ng xây d ng th nghi m h th ng nh n d ng vân tay ARM xây d ng h th ng ch m công Bên c t qu c c ch y th nghi m h th ng nh n d ng vân tay v i s li u th c t t ng phát tri n ti This thesis presents the fingerprint recognition technology, achievements and challenges Researching fingerprint recognition algorithm to build a fingerprint identification system on ARM and a timekeeping system Besides, the thesis also presents achieved and not achieved results when testing the fingerprint identification system with the real data to suggest the next research in the future Trang L t qu u d a th nghi m th c t trình nghiên c u c a N i dung lu tham kh o s d ng m t s thông tin, tài li u t ngu n sách, t p chí, nghiên c u c a nh c Nh ng tài li li t kê danh m c tài li u tham kh o Cu i c u trách nhi m v i nh ng vi t Tr n Ng c Duy Trang M CL C DANH SÁCH HÌNH .10 13 M u .13 1.1 Gi i thi u v nh n d ng vân tay 13 1.2 L ch s c a công ngh vân tay .16 1.3 ng d ng th c ti n 16 1.4 M c tiêu c 1.5 tài 17 ng ti p c n c tài 17 1.5.1 Ti p c n t xu ng .18 1.5.2 Ti p c t b nhúng 18 1.6 N i dung c a lu c s 18 19 T ng quan nh n d ng vân tay .19 19 2.2 Mơ hình h th ng nh n d ng vân tay .22 c x lý trình nh n d ng .23 2.3.1 Quá trình x lý nh (image processing) 24 i sánh vân tay (matching) 24 th ng nh n d ng vân tay .25 2.5 Các l i sinh tr c .26 29 Các thu t toán nh n d ng vân tay 29 3.1 Quá trình x lý nh 29 Trang 3.1.1 u vào ( Input Fingerprint Image File ) 30 3.1.2 T o b ch ng nh ( Generate Image Quality Maps ) 31 3.1.2.1 B ng vân (direction map) 31 3.1.2.2 B khu v n th p ( low contrast map ): .35 3.1.2.3 B ng vân th p ( Low flow Map ) 35 3.1.2.4 B cong cao ( High Curve Map ) .36 3.1.2.5 B ch ng ( Qualtity Map ) 37 3.1.3 Nh phân nh vân tay ( Binarize image ) 38 3.1.4 Phát hi etect Minutiae ) 40 3.1.5 Lo i b 41 3.1.5.1 Lo i b 42 3.1.5.2 Lo i b l ( Remove Holes ) 42 3.1.5.3 Lo i b nh n c ng vân ( Remove Pointing to Invalid ) 43 3.1.5.4 Lo i b nh n block k c ng vân ( Remove Near Invalid Blocks ) 43 3.1.5.5 Lo i b ho c ch nh s m c nh ng vân ( Remove or Adjust Side Minutiae ) 44 3.1.5.6 Lo i b 45 3.1.5.7 Lo i b 46 3.1.5.8 Lo i b nh ng cách hai nhánh r ng ( Remove too wide minutiae ) 47 3.1.5.9 Lo i b nh ng cách hai nhánh h p ( Remove Too Narrow Minutiae ) .47 ms ng vân n m gi c n nó( Count Neighbor Ridges ) .49 Trang nh ch a Quality ) 50 3.1.8 T o file ch 51 51 3.2.1 Xây d ng b ng Intra- so sánh 52 3.2.2 Xây d ng b ng Inter-Fingerprint Compatibility .54 3.2.3 Phân tích b ng Inter-Fingerprint Compatibility 56 58 Gi i thi u v h th ng nhúng, thi t b nhúng 58 th ng nhúng: 58 4.2 L ch s .59 m c a h th ng nhúng 60 4.4 Giao di n 60 4.5 Ki n trúc CPU 61 4.6 Thi t b ngo i vi .61 4.7 Công c phát tri n 62 tin c y 63 4.9 Các ki n trúc ph n m m h th ng nhúng 63 4.9.1 Vòng l p ki n .64 4.9.2 H th ng ng u n 64 64 .65 4.9.5 Vi nhân (Microkernel) nhân ngo i (Exokernel) 65 4.9.6 Nhân kh i (monolithic kernels) 65 4.10 Gi i thi u v panda board 66 Trang 73 Gi i thi 5.1 H h u hành Embedded Linux Ubuntu .73 u hành embedded linux 73 5.1.1 Gi i thi u 73 5.1.2 L ch s .74 5.1.2.1 Các h th c Linux 74 5.1.2.2 Richard Stallman, GNU Project 75 5.1.2.3 MINIX 76 5.1.2.4 Ngu n g c c a Linux 76 i s ph bi n 76 5.1.2.6 Vi c phát tri n hi n t i .77 5.1.2.7 Thi t k .77 5.1.2.8 Vài thành ph n c a m t h th ng Linux hoàn ch nh: .78 ng c a s .78 5.1.2.10 Vi c phát tri n 79 5.2 Ubuntu .80 5.2.1 Gi i thi u 80 5.2.2 L ch s .81 5.2.3 Các phiên b n Ubuntu .82 5.2.3.1 Phiên b ng 82 5.2.3.2 Phiên b n h tr lâu dài 82 t 82 5.2.5 Giao di n 83 5.2.6 ng d ng 84 Trang 82 Business Desktop Remix Ubuntu for Android Ubuntu for Phones 5.2.3 5.2.3.1 5.2.3.2 10.04 (Lucid Lynx) Ubuntu 12.04 (Precise Pangolin), phát hành ngày 29, tháng 5.2.4 Trang 83 - 30 phút 5.2.5 Unity Compiz Unity GNOME Ubuntu Netbook Edition - Linuxxx" hay " Unicode " Trang 84 5.2.6 LibreOffice ( Firefox Evolution Empathy file torrent Tranmission GIMP CD Sound Juicer Banshee, trình xem phim Totem Movie Player trình ghi âm Sound Recorder dùng Ubuntu Sofware Center apt-get, aptitude 5.2.7 , Main Restricted Universe Multiverse Main Trang 85 Main) khơng main, nhà Main Restricted Universe vàMultiverse Ngoài kho Ubuntu Backports 5.2.8 Microsoft Windows v multiverse DVD [6] Trang 86 Windows Media Adobe's Macromedia's) Shockwave Flash "flashplugin-nonfree" (flashplugin- Trang 87 Gi i thi u ng d ng th nghi m 6.1 ng d ng th nghi m có ch (xác th c) 6.1.1enroll c v i h th i dùng Ta sau: th c hi u tiên ta ph i nh p password N th ng s yêu c u enroll ngón tay l n, n u khơng s nh p l i password Sau Trang 88 enroll xong ta s nh tên, ID p xong h th ng s ti v i dùng 6.1.2 Identify Là trình xác th h th th c hi im u i sau: Trang 89 th c hi u tiên h th ng s yêu c th ng s x lý nh vân tay v i vân a vào k t qu h th ng báo v mà ta có x lý khác N u h th ng báo v no_match ta yêu c u th c hi n l i Cịn n u match h th ng s i 6.2 B n th nghi c thu th p t nh vân tay c a 15 c m bi n Microsoft fingerprint reader uru4000 M i ngón tay s t ng c ng ta có 5x10x15 = 750 nh vân tay c l y ng ngón tay khác l c n khác Các m l c l y nh l n, phân gi i 512dpi Các nh vân tay s nhi i, dùng c l y m u vân tay có th i m u sau: tên_ngón tay_s th t enroll Ví d vân tay c a m t i tên example1_2; example1_3; example1_4; cl ym cl ym u c ngón út trái 1, ngón nh 5; ngón ph i 6, ngón tr ph n enroll th n enroll th Vi giúp ta ti n l y th nghi xác t c c a h th ng H th ng ch m công bao g m ph bày i ch s i ch có th th u c n ph i có s cc qu n lý vi i password n u mu n B t k n u mu ng ý c i ch ph i enroll m t ngón tay l n Vi c nh m gi m thi d i ch s nh n sai sót nh n i Trong ng h p trùng tên h th ng s thông báo lên hình yêu c u nh p l i Lúc Trang 90 i ch s ph ký vân tay c phân bi t K t thúc vi i dùng s Ph n nh n d ng: H th ng s yêu c bi n, n i dùng enroll ngón tay lên c m ký h th ng báo v k t qu match h th ng s m c a m i vào N u h th ng báo v k t qu hi n l i Khi m i dùng ph i th c c xác nh n h th ng s ghi l i tên (ho c ID), gi , t s bi c nhân viên c i ch d a vào file text làm ngày 6.4 c ch thông s c th iv ng nh n d ng c a h th ng ch m cơng, có hai xác c a h th ng t xác ta quan tâm ch s : False Match Rate (FMR) False Non-Match Rate (FNMR) nh n d ng 50 l n, t M th c thi c a h c ch s FMR FNMR ta ti n hành ng kê s l n nh n d ng sai ho c nh n d c i thí nghi m s th c hi n nh n d ng l n K t qu th c nghi m thông s FMR FNMR c a h th ng ch m công v i s m n 750 m u L n 1: FMR 0/50 0/50 0/50 FNMR 5/50 = 10% 5/50 = 10% 5/50 = 10% FMR 0/50 0/50 0/50 FNMR 4/50 = 8% 5/50 =10% 4/50 = 8% L n 2: Trang 91 L n 3: FMR 0/50 0/50 0/50 T FNMR 4/50 = 8% 5/50 = 10% 4/50 = 8% th c thi c a h th ng: