Nghiên cứu một số kỹ thuật nhận dạng vân tay và ứng dụng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ THƢƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT NHẬN DẠNG VÂN TAY VÀ ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VĂN TẢO THÁI NGUYÊN, THÁNG 9 - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, không sao chép của ai. Nội dung lý thuyết trong luận văn có sự tham khảo và sử dụng của một số tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu của luận văn. Các số liệu, chương trình và những kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 15 tháng 9 năm 2012 Học viên cao học Nguyễn Thị Thương LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông – Đại học Thái Nguyên tôi đã hoàn thành luận văn Thạc sỹ khoa học. Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Văn Tảo – người đã hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin thể hiện lòng biết ơn tới các thầy, các cô trong trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong những năm học vừa qua. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn Sở Giáo dục Đào tạo Bắc Giang, Trường THPT Ngô Sĩ Liên Bắc Giang, các đồng nghiệp và gia đình đã tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Thái Nguyên, ngày 15 tháng 9 năm 2012 Học viên cao học Nguyễn Thị Thương MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG VÂN TAY 1.1. Giới thiệu 1 1.1.1. Lịch sử của nhận dạng vân 1 1.1.2. Các ứng dụng của vân tay 2 1.1.3. Các phương pháp sinh trắc 3 1.1.4. Các phương pháp đánh giá hiệu quả 5 1.2. Một số đặc điểm trên vân tay 6 1.3. Hoạt động của hệ nhận dạng vân tay 6 1.3.1. Mô hình của hệ thống tự động nhận dạng vân tay 6 1.3.2. Hoạt động của hệ thống tự động nhận dạng vân tay 9 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1. Một số kỹ thuật nhận dạng 12 2.1.1. Các kỹ thuật thường dùng 12 2.1.2. Xu hướng của công nghệ nhận dạng vân tay 13 2.2. Thuật toán trích chọn đặc trưng 14 2.2.1. Thuật toán trích chọn theo dòng chảy 16 2.2.2. Thuật toán trích chọn đặc trưng từ ảnh đường vân nhị phân 21 2.3. Thuật toán đối sánh vân tay 25 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM 3.1. Giới thiệu 30 3.2. Thiết kế hệ thống 30 3.2.1. Mô hình chức năng 31 3.2.2. Tính năng yêu cầu 32 3.3. Thiết kế thuật toán 32 3.3.1. Thuật toán trích chọn đặc trưng 32 3.3.2. Thuật toán đối sánh 45 3.4. Thiết kế giao diên chương trình 54 3.5. Kết quả thực nghiệm 60 3.5.1. Số liệu thử nghiệm 60 3.5.2. Kết quả thử nghiệm thuật toán trích chọn đặc trưng 60 3.5.3. Kết quả thử nghiệm thuật toán đối sánh 61 Kết luận 63 Tài liệu tham khảo 64 [...]... thu nhận vân tay sống) còn hệ thống tự động nhận dạng vân tay có thể thu nhận vân tay từ nhiều nguồn: từ thiết bị thu nhận vân tay sống, camera, scanner Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bất kỳ 1 hệ nhận dạng vân tay nào cũng bao gồm các hoạt động:  Thu nhận dấu vân tay  Mã hoá vân tay  Xử lý nâng cấp chất lượng vân tay  Đối sánh 2 vân tay  Tổ chức... bị cảm nhận bán dẫn phải đối mặt 1.3.2.2 Mã hoá vân tay Một đặc điểm của hệ thống tự động nhận dạng vân tay hoặc hệ thống kiểm soát truy nhập là:  Thông thường đối với hệ thống nhận dạng vân tay, vân tay thu nhận để lưu trữ trong cơ sở dữ liệu là các vân tay đầy đủ (tức là lăn từ cạnh trái sang cạnh phải của mỗi ngón tay) và vân tay tra cứu đôi khi chỉ là một phần của ngón tay (như vân tay thu nhận. .. CHƢƠNG 2 MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1 Một số kỹ thuật nhận dạng 2.1.1 Các kỹ thuật thƣờng dùng Cùng với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử - tin học, việc ứng dụng nhận dạng sinh trắc học vào việc kiểm soát truy nhập ngày nay đã trở nên tương đối phổ biến và ngày càng được các nhà khoa học hoàn thiện, nhằm đưa tới người sử dụng những sản phẩm ổn định, chính xác, hiệu quả và linh... động so sánh hai vân tay và đưa ra quyết định rằng hai vân tay có đúng là một hay không (Hai mẫu vân tay có phải thu nhận cùng từ một ngón tay hay không) Hai là hệ thống phải áp dụng các kỹ thuật có ý nghĩa cải tiến nhằm tăng khả năng phân loại và nhận biết một số lượng lớn trong thời gian tìm kiếm ngắn nhất và độ chính xác cao nhất Theo yêu cầu thứ nhất đặt ra, đòi hỏi mỗi vân tay thu nhận được phải... bản ghi lưu trữ thông tin một cá nhân bao gồm các thông tin về nhân thân như họ tên, ngày sinh và những thông tin chi tiết về vân tay đã được mã hoá Mô đun trích chọn có nhiệm vụ nạp thông tin người sử dụng và vân tay vào cơ sở dữ liệu Khi một ảnh vân tay và các thông tin của người sử dụng được thu nhận, thuật toán trích chọn đặc trưng vân tay được áp dụng đối với ảnh vân tay Số hóa bởi Trung tâm Học... nhà nghiên cứu đã tìm ra hướng kết hợp công nghệ sinh trắc học vào công nghệ thông tin, để giúp nhận dạng và xác thực cá nhân một cách hiệu quả, an toàn, dựa trên những đặc điểm sinh lý và hành vi Những kỹ thuật sinh trắc học phổ biến nhất, hiện đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi, bao gồm nhận dạng giọng nói, khuôn mặt, chữ ký, vân tay, tròngmắt và mới đây nhất là tĩnh mạch lòng bàn tay Trong số. .. nhỏ Kỹ thuật nhận dạng vân tay hiện đang được sử dụng phổ biến nhất, nhưng có nhược điểm là ngón tay phải tiếp xúc với máy, nhanh chóng gây bẩn lên bề mặt và khiến máy nhanh xuống cấp Do vậy xu hướng của công nghệ nhận dạng vân tay thể hiện ở các yêu cầu:  Xây dựng các thuật toán nhận dạng tối ưu (công thức vân tay, độ chính xác, tốc độ truy xét…)  Cứng hoá thành các sản phẩm chuyên dụng ứng dụng. .. là một ví dụ) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn  Trong khi đó đối với hệ kiểm soát truy nhập, thì vân tay lưu trữ và vân tay tra cứu đều cùng được lấy từ một thiết bị và thông thường chỉ lấy một phần giữa của ngón tay  Qui trình mã hoá vân tay được mô tả trong hình 1.5 Từ một ảnh vân tay thu nhận được, sau một loạt các quá trình xử lý chúng ta thu nhận. .. xác và tin cậy cho công tác xác thực và phục vụ thiết yếu hơn cho nhu cầu của cuộc sống ngày càng hiện đại Ngoài các phương pháp trên còn có một số phương pháp sinh trắc khác cũng đang được nghiên cứu và phát triển như nhận dạng qua chuỗi DNA, nhận dạng qua dáng đi của một người, đã nêu ở trên,… 1.1.4 Các phƣơng pháp đánh giá hiệu quả Để đánh giá một hệ thống nhận dạng vân tay, người ta có thể dùng một. .. các vân tay khác Còn yêu cầu thứ hai đó là tốc độ tìm kiếm Một cách tổ chức cơ sở dữ liệu thông thường đó là tổ chức tìm kiếm song song Về cơ bản, một hệ thống kiểm soát truy nhập bằng vân tay có thể coi là một hệ thống tự động nhận dạng vân tay thu nhỏ Tuy nhiên để hệ thống kiểm soát truy nhập có ý nghĩa, thì hệ thống chỉ làm việc với các vân tay sống (vân tay được thu nhận bằng thiết bị thu nhận vân . CHƢƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1. Một số kỹ thuật nhận dạng 12 2.1.1. Các kỹ thuật thường dùng 12 2.1.2. Xu hướng của công nghệ nhận dạng vân tay 13 2.2. Thuật toán. 1.2. Một số đặc điểm trên vân tay 6 1.3. Hoạt động của hệ nhận dạng vân tay 6 1.3.1. Mô hình của hệ thống tự động nhận dạng vân tay 6 1.3.2. Hoạt động của hệ thống tự động nhận dạng vân tay. TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ THƢƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT NHẬN DẠNG VÂN TAY VÀ ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60.48.01