PHÂN TÍCH BIỂU DIỄN dấu vân TAY

Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Hoàng Thái Nhóm thực hiện: Nguyễn Văn Nhân 1011045 Nguyễn Hoàng Duy 1011014 Trương Trọng Hòa 1011022 Lê Thị Ngọc Thơ 1012048 1 Nội dung  Giới thiệu  Ước lượng hướng vân cục bộ  Ước lượng tần số vân cục bộ  Phân đoạn ảnh  Dò tìm vùng đặc trưng và core  Tăng cường ảnh  Dò tìm chi tiết  Lọc chi tiết  Ước lượng số lượng vân lồi  Demo  Hỏi/Đáp ??? 2 Giới thiệu • Cấu tạo vân tay gồm các đường vân (ridge) và rãnh (valley) chạy cùng nhau • Các đường vân có kích thước khoảng 100-300μm • Các rãnh có kích thước khoảng 500μm 3 Giới thiệu – mức tổng thể  Mẫu vân tay gồm một hay nhiều vùng gồm các đường vân và rãnh chạy song song với nhau tạo thành các hình thù khác nhau, gọi là vùng đặc trưng.  Có 3 dạng vùng đặc trưng: loop, delta, whorl( )  Khi nhận dạng vân tay, cần xác định điểm trung tâm (core) để căn lề trong các thuật toán so khớp. 4 • Henry 1900 chia ảnh vân tay thành 5 loại chính: Left Loop, Right Loop, Whorl, Arch, Tented Arch nhằm phục vụ cho việc tìm kiếm. Giới thiệu – mức tổng thể 5 Giới thiệu – mức cục bộ  Ở mức cục bộ, ta có một đặc trưng quan trọng là các minutiae, được tìm thấy trong các mẫu vân tay  Minutiae là các chi tiết nhỏ, thể hiện những cách khác nhau mà các đường vân bị đứt quãng  7 loại minutiae phổ biến nhất 6  Những đặc điểm trên được dùng nhiều nhất trong việc so khớp vân tay tự động Giới thiệu – mức chi tiết • Ngoài minutiae, còn có những chi tiết nhỏ hơn có thể rút trích bao gồm tất cả các thuộc tính không gian của đường vân như chiều rộng, hình dạng, đường viền cạnh, …. • Những thuộc tính này hầu như không được sử dụng trong các kỹ thuật so khớp tự động bởi vì nó đòi hỏi ảnh vân tay có độ phân giải cao và chất lượng tốt. 7 Nội dung  Giới thiệu  Ước lượng hướng vân cục bộ  Ước lượng tần số vân cục bộ  Phân đoạn ảnh  Dò tìm vùng đặc trưng và core  Tăng cường ảnh  Dò tìm chi tiết  Lọc chi tiết  Ước lượng số lượng vân lồi  Demo  Hỏi/Đáp ??? 8 Ước lượng hướng vân cục bộ  Gọi [i,j] là điểm ảnh di truyền trong ảnh  θ ij hướng vân cục bộ tại [i,j], là góc tạo bởi đường vân tại một điểm lân cận của [i,j] với trục hoành.  Giá trị r ij biểu hiện độ tin cậy của hướng  Ma trận D là ảnh có hướng của vân tay, trong đó mỗi phần tử mang thông tin về hướng cục bộ của các đường vân  Một đặc tính quan trọng của vân tay là hướng vân tay cục bộ tại các vị trí trong ảnh vân tay 9 Ước lượng hướng vân cục bộ  Phương pháp Gradient:  Gradient (x i ,y j ) ở điểm [x i ,y j ] của I là một véc tơ hai chiều [ (x i ,y j ), (x i ,y j )]. Trong đó thành phần và là đạo hàm theo x và y của I tại điểm [x i ,y j ] tương ứng với hướng x và y.  Góc pha gradient biểu thị hướng thay đổi mật độ điểm ảnh lớn nhất. Vì vậy, hướng θ ij của một góc giả định qua vùng có tâm tại [x i ,y j ] là trực giao với góc pha gradient tại [x i ,y j ]. 10 x ∇ y ∇ ∇ x ∇ y ∇ [...]... họa a) Ảnh vân tay chất lượng thấp b) và c) là ảnh có hướng của vân tay 12 Nội dung            Giới thiệu Ước lượng hướng vân cục bộ Ước lượng tần số vân cục bộ Phân đoạn ảnh Dò tìm vùng đặc trưng và core Tăng cường ảnh Dò tìm chi tiết Lọc chi tiết Ước lượng số lượng vân lồi Demo Hỏi/Đáp ??? 13 Ước lượng tần suất vân cục bộ  Tần suất vân cục bộ fxy tại điểm [x, y] là nghịch đảo số vân trên... y] và vuông góc với hướng vân cục bộ θxy  Tần suất vân cục bộ khác nhau giữa các ngón tay, và khác nhau giữa các vùng khác nhau của cùng một dấu vân tay Hai ảnh vân tay và ảnh tần suất tương ứng Các khối sáng biểu thị các tần số cao hơn 14 PP Hong, Wan, và Jain (1998)  Tính trung bình của số điểm ảnh giữa hai đỉnh liên tiếp của các mức xám theo hướng pháp tuyến với hướng vân cục bộ  Tần số fij tại... lượng hướng vân cục bộ Ước lượng tần số vân cục bộ Phân đoạn ảnh Dò tìm vùng đặc trưng và core Tăng cường ảnh Dò tìm chi tiết Lọc chi tiết Ước lượng số lượng vân lồi Demo Hỏi/Đáp ??? 21 Phân đoạn ảnh  Tách vùng chứa dữ liệu vân tay ra khỏi ảnh nền  Mục đích là tránh việc rút trích đặc trưng trong các vùng nhiễu và thông tin không có giá trị Ảnh trước và sau khi phân đoạn 22 Một số PP phân đoạn ảnh... dựa trên sự phân hoạch  Ảnh định hướng được phân hoạch bằng cách sử dụng các mặt nạ, vị trí giao nhau giữa đường biên của các vùng chỉ rõ đó là vùng có chứa singularity 34 Xác định điểm “core”    Điểm “core” là điểm bắc nhất của vùng loop Được sử dụng trong việc đăng kí vân tay Thuật toán xác định core của Wegstein đưa ra năm 1982 – còn gọi là R92 - tìm kiếm trên từng dòng của ảnh vân tay định hướng... Giới thiệu Ước lượng hướng vân cục bộ Ước lượng tần số vân cục bộ Phân đoạn ảnh Dò tìm vùng đặc trưng và core Tăng cường ảnh Dò tìm chi tiết Lọc chi tiết Ước lượng số lượng vân lồi Demo Hỏi/Đáp ??? 25 Do tìm vùng đặc trưng và “Core”  Các phương pháp phát hiện vùng đặc trưng  Phương pháp Poincare  Phương pháp dựa trên đặc trưng cục bộ của ảnh có hướng  Phương pháp dựa trên sự phân hoạch  Phương pháp... ảnh vân tay nhiễu Một cửa sổ có hướng tâm tại [xi, yj] Thành phần x thể hiện năm đỉnh; bốn khoảng cách giữa các đỉnh liên tiếp được tính trung bình để xác định tần số vân cục bộ 16 Phương pháp Jiang (2000)  Cũng tính tần số vân cục bộ nhờ vào thành phần-x  Tuy nhiên, thay vì tính khoảng cách trong vùng không gian, ông sử dụng một kỹ thuật phổ tần cao gọi là trộn phổ (mix-spectrum)  Các mẫu vân trong... (mix-spectrum)  Các mẫu vân trong ảnh vân tay là các tín hiệu nhiễu tuần hoàn; khi chúng chệch hướng với hình sin thuần tuý, năng lượng của chúng được phân phối theo tần số và có tính điều hoà  Kỹ thuật trộn phổ tăng cường tần số cơ bản của tín hiệu bằng cách khai thác các thông tin chứa trong phần điều hoà thứ hai và thứ ba 17 PP Maio và Maltoni (1998a)  Mẫu vân được mô hình là một bề mặt hình sin... Rovatti, và Frazzoni (2000)  Gồm 2 bước:  Khoảng cách vân trung bình được ước tính cho mỗi khối con 64×64 của ảnh  Thông tin này được truyền, theo một phương trình khuếch tán, đến các vùng còn lại  Hai phương pháp được xem xét ở bước đầu tiên:  Phương pháp hình học: các điểm trung tâm của vân được tính trên lưới chính quy và các khoảng cách giữa các vân được đo trên đường thẳng nối qua những điểm này... các khối đồng nhất  Giải quyết - bên cạnh histogram của các góc định hướng còn tính độ xám của từng khối 23 Một số PP phân đoạn ảnh (tt)  Ratha, Chen, và Jain (1995) - xác định mỗi khối 16x16 thuộc về foreground hay background dựa trên giá trị độ xám theo phương vuông góc với hướng vân cục bộ  Maio và Maltoni (1997) - sử dụng độ lớn trung bình của gradient trên từng khối  Shen, Kot, và Koo (2001)...Ước lượng hướng vân cục bộ  Phương pháp Gradient (tt): Ratha, Chen và Jain ( 1995) đã tính hướng vân cục bộ θij bằng cách kết hợp nhiều ước lượng gradient trong một cửa sổ 17x17 có tâm tại [ xi, yj ] 2Gxy 1 θij = 90° + arctan( ) 2 Gxx + Gxy Gxy = ∑h = −8 ∑k . và vuông góc với hướng vân cục bộ θ xy .  Tần suất vân cục bộ khác nhau giữa các ngón tay, và khác nhau giữa các vùng khác nhau của cùng một dấu vân tay Hai ảnh vân tay và ảnh tần suất tương. k jiyyy kyhxG x ∇ y ∇ 11 Minh họa a) Ảnh vân tay chất lượng thấp b) và c) là ảnh có hướng của vân tay 12 Nội dung  Giới thiệu  Ước lượng hướng vân cục bộ  Ước lượng tần số vân cục bộ  Phân đoạn ảnh  Dò tìm. tự động bởi vì nó đòi hỏi ảnh vân tay có độ phân giải cao và chất lượng tốt. 7 Nội dung  Giới thiệu  Ước lượng hướng vân cục bộ  Ước lượng tần số vân cục bộ  Phân đoạn ảnh  Dò tìm vùng đặc