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 - ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: NHẬN DẠNG VÂN TAY THAY THẾ CHỮ KÝ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Võ Hùng Cường - giảng viên trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông Việt Hàn – Người hướng dẫn - tận tình bảo hướng dẫn chúng em để hoàn thành đồ án Chúng em xin cảm ơn thầy cô trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông Việt Hàn, bạn bè nhiệt tình cổ vũ, động viên, giúp đỡ, trở thành nguồn động lực để nhóm nhanh chóng hồn thiện đồ án Đây đề tài thú vị chúng em, với kiến thức chuyên môn hạn hẹp nên trình thực có sai sót kết đạt chắn chưa thể thỏa mãn yêu cầu thực tế đặt Nhóm mong nhận bảo, góp ý q thầy để nhóm có điều kiện bổ sung, khắc phục hạn chế đồ án đạt gần với thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn! i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC HÌNH ẢNH v LỜI MỞ ĐẦU vi Chương 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lí chọn đề tài 1.1.2 Mục tiêu đề tài 1.1.3 Lợi ích nhận dạng vân tay hình ảnh .2 1.2 Công nghệ sinh trắc .2 1.3 Ứng dụng hệ nhận dạng vân tay tự động Chương VÂN TAY TRONG SINH TRẮC HỌC 2.1 Vị trí nhận dạng vân tay sinh trắc học 2.2 Thuộc tính vân tay 2.3 Hình thức thể đặc tả vân tay .8 2.4 Khó khăn gặp phải nhận dạng vân tay 10 Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ ẢNH SỐ 11 3.1 Khái quát ảnh số 11 3.2 Biểu diễn ảnh số 12 Chương 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 ảnh số 16 Chương 5.1 TRÍCH CHỌN MINUTIAE CHO ĐỐI SÁNH VÂN TAY 17 Chuẩn hóa ảnh đầu vào 18 5.1.1 Chuẩn hóa kích thước ảnh 18 ii 5.1.2 5.2 Cân cường độ sáng ảnh 18 Tăng cường ảnh chất lượng ảnh 19 5.2.1 Tăng cường ảnh cân histogram 19 5.2.2 Tăng cường ảnh biến đổi Fourier-2D 20 5.3 Ước lượng orientation image khoanh vùng ảnh vân tay 20 5.3.1 5.4 Ước lượng orientation image 20 Trích chọn minutiae 21 5.4.1 Nhị phân hóa làm mảnh đường vân 22 5.4.2 Phát minutiae 23 5.4.3 Ước lượng khoảng cách đường vân 23 5.5 Hiệu chỉnh đường vân lọc minutiae sai 24 5.5.1 Hiệu chỉnh đường vân lọc minutiae sai cấp .24 5.5.2 Lọc minutiae sai cấp hai tạo mã từ minutiae 25 Chương 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 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 Đóng góp ngành sinh trắc học Hình Vân tay sinh trắc học Hình Sao chép lại hình dạng vân tay Hình Sử dụng phần mềm quét vân tay Hình Vân tay thể cấp độ very-fine Hình Vân tay thể cấp độ global Hình Hai dạng minutiae quan trọng 10 Hình Ảnh số 11 Hình Biểu diễn ảnh số 12 Hình 10 Tạo mã vân tay 14 Hình 11 Thuật tốn trích chọn minutiae 17 Hình 12 Tăng cường ảnh .19 Hình 13 Ước lượng orientation image 21 Hình 14 Thơng số hai dạng minutiae quan trọng 22 Hình 15 Nhị phân hóa làm mảnh đường vân .22 Hình 16 Số minutiae phát 24 Hình 17 Lọc minutiae 25 Hình 18 Tốn tử RA .28 Hình 19 Thực matching 28 Hình 20 Giao diện trang chủ 29 Hình 21 Chèn vân tay 30 Hình 22 Chèn vân tay 30 Hình 23 So sánh hai vân tay trùng khớp 31 Hình 24 So sánh hai vân tay khơng 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 cơng nghiệp hóa - đại hóa nhiều năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển mặt, trở thành động lực phát triển Phạm vi ứng dụng cơng nghệ thơng tin mở rộng góp mặt nhiều lĩnh vực truyền thông, tự động hóa, quản trị hoạt động người xã hội Nhu cầu cấp bách tính bảo mật ngày tăng, sinh trắc vân tay nhắm vào để tạo phương pháp cho hệ tiếp nối Trong số hàng loạt công nghệ sinh trắc học, nhận dạng vân tay sử dụng thời gian sớm mang đến nhiều hội sử dụng công nghệ sinh trắc học khác Dấu vân tay đặc điểm quan trọng để phân biệt người người khác Công nghệ mang lại nhiều thành lớn lao mặt khoa học cơng nghệ nói chung đời sống người nói riêng Hiện nay, vân tay cơng nghệ mang tính bảo mật tốt thơng dụng Thậm chí dáng người, gương mặt, chữ ký thay đổi với thời gian làm giả mơ theo, vân tay hồn hảo theo tính riêng lẻ cố định khơng thay đổi theo thời gian Tính riêng biệt chứng minh nhận dạng vân tay xác hiệu phương tiện nhận dạng khác Nhiều sản phẩm công nghệ ứng dụng vân tay để bảo vệ thông tin, tài sản, liệu như: máy vi tính, két sắt, khóa cửa, máy chấm cơng,… nước phát triển bắt đầu triển khai ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay vào chứng minh thư, hộ chiếu điện tử Xuất phát từ tình hình trên, chúng em mạnh dạn tìm hiểu, nghiên cứu đề tài “Nhận dạng vân tay thay chữ ký” cho đồ án co sở lần Vân tay chụp ảnh lại số hóa với giá thành thấp nén cách hiệu nên dung lượng nhỏ để lưu trữ lượng liệu lớn thông tin Với sức mạnh này, nhận dạng vân tay mang đến cho người dùng trải nghiệm thực hài lòng v Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lí chọn đề tài Ngày nay, với tiến vượt bậc của khoa học kỹ thuật, vấn đề an toàn thông tin trở nên quan trọng, nhiều hệ thống bảo mật cấp độ cao ngân hàng, sử dụng đến chữ ký để đảm bảo độ an tồn, kết hợp với thời đại cơng nghệ 4.0 chữ ký số đời thay chữ ký thường xu tất yếu Tuy nhiên phương pháp lại vô phức tạp lạ người dùng, trường hợp xử lý sai sót, giả mạo lại vơ phiền phức khó khăn Bằng cách sử dụng vân tay thay chữ ký, việc xác nhận người thực hệ thống nhận dạng vân tay an tồn, nhanh chóng thuận tiện Tuy nhiên với tình hình dịch bệnh giai đoạn căng thẳng bùng phát trở lại lúc việc tiếp xúc trực tiếp người lên thiết bị dẫn đến tiếp xúc gián tiếp người với người thông qua thiết bị không đảm bảo an tồn sức khỏe Vì đời phương pháp sử dụng hình ảnh vân tay thay sử dụng cách thông thường quét vân tay thông thường Vân tay chụp ảnh lại số hóa với giá thành thấp, giảm thiểu nhiều chi phí mà dung lượng nhỏ để lưu trữ lượng liệu lớn thông tin Với sức mạnh này, nhận dạng vân tay trở thành đại hóa, phương pháp bảo mật cao cấp thị trường Do nhóm định lựa chọn “Nhận dạng vân tay thay chữ ký” làm đề tài cho đồ án sở kỳ với phương pháp nhận diện ảnh vân tay 1.1.2 Mục tiêu đề tài .Bằng phương pháp xử lý ảnh ta tìm vị trí điểm đặc trưng vân tay, đặc trưng đầu vào cho q trình nhận dạng, từ thu thập, lưu trữ vân tay Khi có yêu cầu xác minh, vân tay lấy mẫu mang để so sánh đưa kết nhận dạng khớp hay khơng 1.1.3 Lợi ích nhận dạng vân tay hình ảnh Tính bảo mật cao: dáng người, gương mặt, chữ ký thay đổi với thời gian làm giả mô theo, vân tay có khả bị thay đổi đơi chút tác động cơng việc đến tay nên việc dùng hình ảnh vân tay thay đảm bảo độ xác theo thời gian Tiết kiệm thời gian: giảm lượng thời gian dùng việc quét vân tay Chi phí thực thấp: sử dụng hình ảnh vân tay giảm chi phí q trình qt kiểm tra Dung lượng lưu trữ thông tin thấp: hình ảnh vân tay lưu trữ với dung lượng nhỏ tiết kiệm không gian lưu trữ để lưu trữ thông tin nhiều người Đảm bảo an toàn sức khỏe: hạn chế tiếp xúc trực tiếp nơi công cộng tránh lây lan dịch bệnh cộng đồng 1.2 Công nghệ sinh trắc Trong thời đại ngày nay, phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật giúp cho người thuận tiện công việc ngày Với bùng nổ cơng nghệ thơng tin, q trình tồn cầu hóa diễn nhanh chóng, bảo mật riêng tư thông tin cá nhân để nhận biết người hàng tỉ người trái đất địi hỏi phải có tiêu chuẩn, hệ thống đảm nhận chức Cơng nghệ sinh trắc đời đáp ứng yêu cầu Nhiều công nghệ sinh trắc phát triển, số chúng sử dụng ứng dụng thực tế phát huy hiệu cao Các đặc trưng sinh trắc thường sử dụng vân tay, gương mặt, mống mắt, tiếng nói Mỗi đặc trưng sinh trắc có điểm mạnh điểm yếu riêng, nên việc sử dụng đặc trưng sinh trắc cụ thể tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng định Các đặc trưng sinh trắc so sánh dựa vào yếu tố sau: tính phổ biến, tính phân biệt, tính ổn định, tính thu thập, hiệu quả, tính chấp nhận Trong yêu cầu bảo mật tìm kiếm, tính phân biệt (hai người khác đặc trưng sinh trắc phải khác nhau) ổn định (đặc trưng sinh trắc không thay đổi theo giai đoạn thời gian tương ứng với hạng mục đối sánh định) quan tâm nhiều Vân tay biết tới với tính phân biệt (tính chất cá nhân) ổn định theo thời gian cao nhất, đặc trưng sinh trắc sử dụng rộng rãi Nhận dạng sinh trắc đề cập đến việc sử dụng đặc tính hành vi thể chất (ví dụ: vân tay, gương mặt, chữ kí…) có tính chất khác biệt để nhận dạng người cách tự động Nhận dạng vân tay xem kỹ thuật nhận dạng hoàn thiện đáng tin cậy 1.3 Ứng dụng hệ nhận dạng vân tay tự động Hơn 100 năm qua so sánh dấu vân tay vốn coi phương tiện hữu hiệu hỗ trợ cho nhà điều tra trình phá án xét xử Người ta tìm tung tích tội phạm nạn nhân thông qua dấu vân tay trường Tuy nhiên phương pháp bộc lộ vài khuyết điểm tác động yếu tố khách quan môi trường thời tiết, trường sau khảo sát,…và yếu tố chủ quan gây nhiễu Nếu đơn dựa vào yếu tố kỹ thuật mà bỏ qua loạt biện pháp nghiệp vụ khác, sai số lên tới 10% Mặc dù vậy, phương pháp nhận dạng vân tay phổ biến nhiều nơi nhiều quốc gia, phương pháp nhận dạng vân tay sử dụng việc điều tra phá án cảnh sát việc nâng cao xác nhận dạng vân tay vấn đề thiết yếu Ngày nay, người ta lợi dụng đặc điểm riêng biệt vân tay để xây dựng hệ thống bảo mật thông tin riêng tư cho người sở hữu chúng, từ việc dừng chữ ký tay hay chữ ký điện tử việc dùng hình ảnh vân tay để thay Đó giải pháp an ninh tuyệt đối cho yêu cầu bảo mật người nhiều lĩnh vực như: Kiểm soát an ninh quan Chính phủ, quân đội, ngân hàng, trung tâm lưu trữ liệu để kiểm soát vào nhân viên trung tâm thương mại, tập đoàn, đại sứ quán Phổ biến có lẽ dấu vân tay qua mặt sau chứng minh thư để xác định cách nhanh đặc điểm, hồ sơ công dân lưu sở liệu Trên giới nước xuất nhiều sản phẩm công nghệ cao sử dụng phương pháp nhận dạng vân tay khóa vân tay, máy chấm cơng vân tay, máy tính xách tay,