Thiết kế hệ thống nhận dạng thông tin sinh trắc

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - Trn Vn Hựng THIT K H THNG NHN DNG THễNG TIN SINH TRC LUN VN THC S KHOA HC CHUYấN NGNH O LNG V CC H THNG IU KHIN NGI HNG DN KHOA HC : PGS TSKH TRN HOI LINH H Ni - 2011 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - Trn Vn Hựng THIT K H THNG NHN DNG THễNG TIN SINH TRC CHUYấN NGNH: O LNG V CC H THNG IU KHIN LUN VN THC S KHOA HC CHUYấN NGNH O LNG V CC H THNG IU KHIN NGI HNG DN KHOA HC : PGS TSKH TRN HOI LINH H Ni - 2011 MC LC CHNG 1: GII THIU CHUNG CHNG 2: TNG QUAN V NHN DNG THễNG TIN SINH TRC 2.1 Nhn dng võn tay .9 2.1.1 Cỏc tớnh cht c bn ca võn tay 2.1.2 Hỡnh thc th hin v cỏc c t ca võn tay .10 2.1.3 Khú khn gp phi nhn dng võn tay 11 2.2 Nhn dng bn tay .12 2.2.1 Tng quan v cỏc kt qu v ng dng 12 2.2.2 Nhng khú khn ca bi toỏn nhn dng bn tay v cỏch khc phc 12 2.3 Nhn dng mt ngi 13 CHNG 3: PHN TCH H THNG V C S Lí THUYT 15 3.1 Phõn tớch h thng .15 3.2 C s lý thuyt 16 3.2.1 i cng v nh s v x lý nh s bng Matlab 16 3.2.1.1 nh s 16 3.2.1.2 X lý nh s s dng Matlab 17 3.2.2 C s lý thuyt v nhn dng võn tay 18 3.2.3 C s lý thuyt v nhn dng bn tay 19 3.2.3.1 Nhn dng bn tay da trờn cỏc c tớnh hỡnh hc .19 3.2.3.2 Nhn dng bn tay da trờn cỏc c tớnh ca võn bn tay 20 3.2.3.3 Mụ hỡnh xut 21 3.2.4 C s lý thuyt v nhn dng khuụn mt 22 3.2.4.1 Nhn dng da trờn mi quan h gia cỏc phn t (Feature Based) 22 3.2.4.2 Nhn dng da trờn xột ton din khuụn mt (Appearance Based) 23 CHNG 4: NHN DNG VN TAY 24 4.1 Trớch chn minutiae cho i sỏnh võn tay 24 4.1.1 Chun húa nh u vo 25 4.1.1.1 Chun húa kớch thc nh 25 4.1.1.2 Cõn bng cng sỏng ca nh 25 4.1.2 Tng cng cht lng nh 25 4.1.3 c lng orientation image v khoanh vựng nh võn tay 27 4.1.3.1 c lng orientation image 27 4.1.3.2 Khoanh vựng nh võn tay 28 4.1.4 Trớch chn minutiae .29 4.1.4.1 Nh phõn húa v lm mnh ng võn 30 4.1.4.2 Phỏt hin minutiae .31 4.1.4.3 c lng khong cỏch ng võn 31 4.1.5 Hiu chnh ng võn v lc minutiae sai 32 4.1.5.1 Hiu chnh ng võn v lc minutiae sai cp mt 32 4.1.5.2 Lc minutiae sai cp hai v to mó t minutiae 34 4.2 Phõn loi kiu võn tay 34 4.2.1 Trớch chn c tớnh .36 4.2.2 To vec-t c tớnh .37 4.2.3 Khõu phõn loi kiu võn tay .38 4.3 i chiu võn tay nhn dng mu 39 4.3.1 Khp mu hai mu võn tay 40 4.3.2 i sỏnh võn tay 41 CHNG 5: NHN DNG BN TAY V MT NGI 42 5.1 Tin x lý nh .42 5.1.1 nh bn tay 42 5.1.1.1 Phõn vựng nh .42 5.1.1.2 Tỡm cỏc im c bit 44 5.1.1.3 Di nh v quay nh .44 5.1.1.4 Loi b phn c tay v tin hnh chun húa 50 5.1.2 nh mt ngi .52 5.1.2.1 Tỏch mt ngi nh s 52 5.1.2.2 Chun húa nh .53 5.2 Trớch chn c tớnh 58 5.2.1 Trớch chn c tớnh nh bn tay 58 5.2.1.1 Phng phỏp PCA (Principal Component Analysis) 58 5.2.1.2 Phng phỏp ICA (Independent Component Analysis) .60 5.2.1.3 Phng phỏp ART (Axial Radial Transform) 63 5.2.2 Trớch chn c tớnh nh mt ngi 64 *Trớch chn c tớnh bng phng phỏp PCA 65 5.2.2.1 Quỏ trỡnh hc .66 5.2.2.2 Quỏ trỡnh to c tớnh 70 5.3 Nhn dng 70 5.3.1 Nhn dng bn tay 70 5.3.2 Nhn dng mt ngi 71 CHNG 6: KT QU TRIN KHAI 73 6.1 Nhn dng võn tay .73 6.1.1 Giao din 73 6.1.2 Kt qu nhn dng .73 6.2 Nhn dng bn tay .74 6.2.1 Giao din 74 6.2.2 Kt qu nhn dng 74 6.3 Nhn dng khuụn mt 75 6.3.1 Giao din 75 6.3.2 Kt qu nhn dng 76 CHNG 7: TNG KT V HNG PHT TRIN .78 7.1 Tng kt 78 7.1.1 Cỏc kt qu thu nhn c 78 7.1.2 Hn ch .78 7.2 Hng phỏt trin 79 TI LIU THAM KHO 80 DANH MC HèNH NH Hỡnh-2 1: úng gúp ca cỏc ngnh sinh trc hc Hỡnh-2 2: Võn tay th hin cp very-fine : cỏc sweat pores c khoanh trũn, 10 Hỡnh-2 3: Võn tay th hin cp global 11 Hỡnh-2 4: Hai dng minutiae quan trng 11 Hỡnh-2 5: Mt s khú khn gp phi nhn dng bn tay 13 Hỡnh-3 1: Mụ hỡnh tng quỏt chớnh ca cỏc h thng 15 Hỡnh-3 2: S phn mm cỏc h thng nhn dng 15 Hỡnh-3 3: Biu din nh s 16 Hỡnh-3 4: To mó võn tay 19 Hỡnh-3 5: Mt s c tớnh hỡnh hc ca bn tay 20 Hỡnh-3 6: Võn bn tay 21 Hỡnh-4 1: Thut toỏn trớch chn minutiae 24 Hỡnh-4 2: Tng cng nh 26 Hỡnh-4 3: c lng orientation image 28 Hỡnh-4 4: Khoanh vựng nh võn tay .29 Hỡnh-4 5: Thụng s ca hai dng minutiae quan trng .30 Hỡnh-4 6: Nh phõn húa v lm mnh ng võn 30 Hỡnh-4 7: Phỏt hin minutiae 31 Hỡnh-4 8: S minutiae phỏt hin c 33 Hỡnh-4 9: Lc cỏc minutiae 33 Hỡnh-4 10: Cỏc minutiae c trớch chn cui to mó 34 Hỡnh-4 11: Nm kiu võn tay thc t 35 Hỡnh-4 12: S mụ t thut toỏn phõn loi võn tay 36 Hỡnh-4 13: Phng phỏp ch s Poincarộ 36 Hỡnh-4 14: Ly c tớnh cho phõn loi 38 Hỡnh-4 15: Kt qu cõy quyt nh ca bi toỏn phõn loi kiu võn .38 Hỡnh-4 16: i chiu võn tay da trờn c s minutiae 40 Hỡnh-4 17: Khp mu tng i tng 41 Hỡnh-5 1: Quỏ trỡnh phõn vựng nh 43 Hỡnh-5 2: Mt s im c bit trờn ng vin bn tay 44 Hỡnh-5 3: Tỏch cỏc ngún tay, xỏc nh cỏc trc, im privot ca ngún tay 45 Hỡnh-5 4: Chiu di ngún gia, rng lũng bn tay v cỏc im pivot .47 Hỡnh-5 5: Thut toỏn thc hin hiu chnh cỏc im pivot 48 Hỡnh-5 6: X lý ngún cỏi 50 Hỡnh-5 7: Cỏc bc loi b phn c tay s ng ng xon c Euler .51 Hỡnh-5 8: Chun húa gúc nh hng cỏc ngún tay 51 Hỡnh-5 9: Tỏch nh võn bn tay 52 Hỡnh-5 10: Quỏ trỡnh thu thp v tỏch i tng nh 53 Hỡnh-5 11: Khi chun húa nh 54 Hỡnh-5 12: Xỏc nh vựng mt bng phõn tớch lc mc xỏm 54 Hỡnh-5 13: Quỏ trỡnh t ngng tỏch vựng mt 55 Hỡnh-5 14: Xỏc nh gúc nghiờng ca khuụn mt da trờn tõm mt 56 Hỡnh-5 15: Xoay chun i tng theo gúc .57 Hỡnh-5 16: Kt qu cõn bng mc xỏm 58 Hỡnh-5 17: S phn t ng vin c la chn gia cỏc im mc 59 Hỡnh-5 18: ICA1 i vi bn tay th i 61 Hỡnh-5 19: ICA2 i vi bn tay th i 62 Hỡnh-5 20: Cỏc phn ca hm ART c bn 63 Hỡnh-5 21: S trớch chn c tớnh s dng PCA .66 Hỡnh-5 22: Chun húa ma trn nh .67 Hỡnh-5 23: Trung bỡnh nh ca cỏc d liu hc 68 Hỡnh-5 24: Khụi phc nh t cỏc vec-t c tớnh 70 Hỡnh-6 1: Giao din thc hin trớch chn c tớnh v nhn dng võn tay 73 Hỡnh-6 2: Giao din chng trỡnh nhn dng bn tay 74 Hỡnh-6 4: Giao din chng trỡnh nhn dng mt ngi 76 Chng 1: Gii thiu chung CHNG 1: GII THIU CHUNG Khỏi nim sinh trc hc i t rt lõu vi nhng hỡnh thc n s ban u nh im ch Vi thp k gn õy, cựng vi s phỏt trin v bóo ca khoa hc mỏy tớnh, sinh trc hc ngy cng tr nờn phong phỳ, a dng vi nhiu lnh vc v ng dng thc t Nhn dng sinh trc hc ngy cng c ng dng mt cỏch ph bin v nú cú v trớ rt quan trng khoa hc nhn dng, vi nhiu lnh vc ca cuc sng c bit l an ninh v bo mt Trong ú cỏc b phn ni bt ca nhn dng sinh trc hc cú th k ti l: nhn dng võn tay; nhn dng mt ngi v nhn dng bn tay Ngoi cú th k n nhn dng võn mt; ging núi, ch ký Nhn dng võn tay c xem nh l b phn tiờn phong v ph dng nht ca nhn dng sinh trc hc Vic tin hnh thu thp mu võn tay cng tng i n gin hn so vi cỏc loi khỏc Võn tay dựng nhn dng thng b nh hng nhiu bi iu kin thu thp s liu nh hỡnh nh võn tay khụng trn vn, b xoay gúc, mộo hay cú nhiu nhiu Do ú vic so sỏnh trc tip hai mu võn tay s rt phc v khú khn Do ú cỏc mu võn tay cn c tin hnh lc nhiu, sau ú to mó t mt s cỏc c tớnh ca nú (cú th phõn bit vi mu khỏc) nhm mc ớch gii quyt x lý, lu tr võn tay vi s lng ln m m bo chớnh xỏc Cỏc k thut nhn võn tay cng cú khỏ nhiu Trong ú tiờu biu cú phng phỏp sau: S dng c trng tng quan ca hai mu Xp chng trc tip hai mu ny v da vo tng quan gia cỏc pixel tớnh toỏn s khỏc gia hai mu Phỏt hin v s dng cỏc im nỳt c trng S dng cỏc c trng v ng võn ng võn ca cỏc mu c trớch nh ban u ri so sỏnh gia chỳng Trong lun ny, ta s dng phng phỏp th hai nhn dng võn tay Nhỡn chung, quỏ trỡnh ny tri qua ba cụng on chớnh: thu nhn nh võn tay (i); trớch chn c tớnh (ii); i sỏnh võn tay (iii) Bi vỡ tng cụng on ny li Chng 1: Gii thiu chung cú nhiu bin phỏp khỏc nhau, tựy vo ng cnh v vựng ng dng cỏc khõu ny s thc hin theo cỏch thc c th Lun s s dng b mu chun võn tay FVC200 - b d liu chun quc t xõy dng bi phũng thớ nghiờm h thng sinh trc, i hc Bologna Trong lun vn, phn nhn dng võn tay s c trung vo ni dung chớnh: To vec-t c tớnh cho mc ớch phõn loi kiu võn tay v cho i sỏnh (feature extraction) S dng cỏc im c tớnh ó trớch chn bc trc i sỏnh nhn dng võn tay (matching) Trong s cỏc lnh vc ca sinh trc hc thỡ nhn dng bn tay l mt lnh vc khỏ mi m Mc dự khụng th t n tin cy cao cng nh cú nhiu ng dng thc tin nh nhn dng võn tay v mt s lnh vc nhn dng sinh trc hc khỏc nhng so vi cỏc lnh vc nhn dng sinh trc hc ny thỡ nhn dng bn tay cú mt s u im ni bt nh: cỏch ly mu tng i n gin v thõn thin vi ngi dựng, Vi chớnh xỏc tng i, nhng kt qu t c ca nhn dng bn tay ch yu c ng dng cỏc mc ớch dõn s nh qun lý, chm cụng hay an ninh cỏc nh mỏy, phũng vi quy mụ va v nh õy l nhng ng dng cú trin vng vi nhu cu ngy cng tng cao Trong lun ny, vic tỡm hiu v nhn dng bn tay cng khụng nm ngoi mc ớch hng n nhng ng dng cú tớnh thc tin ca nú Ni dung s ch yu trung vo cỏc quỏ trỡnh c bn ca mt h thng nhn dng bn tay bao gm: Thu thp nh, chuyn i chun húa, trớch chn c tớnh v nhn dng Cỏc phng phỏp nhn dng võn tay v bn tay va nờu trờn cú chớnh xỏc khỏ cao, nhiờn chỳng cú nhng khú khn nht nh: Cỏc h thng trờn ũi hi ngi s dng phi tip xỳc trc tip vi h thng, ngi ú ý thc c rng mỡnh ang c nhn dng Vi cỏc h thng th xỏc nhn, ngi nhn bit yờu cu phi cú th, iu ny ch cú th ỏp dng vi cỏc thnh viờn thng xuyờn vo h thng Chng 1: Gii thiu chung Vi cỏc h thng võn tay, khụng phi bao gi ta cng cú th ly c mu ca i tng Nhn dng da vo võn tay, bn tay, th xỏc nhn, khụng phi l cỏch t nhiờn m ngi s dng nhn bit Do vy nhn dng khuụn mt cng c quan tõm nghiờn cu V mc dự nú khụng t c chớnh xỏc cao nh cỏc phng phỏp trờn, nhng nhn dng khuụn mt luụn nhn c nhiu s quan tõm ca khoa hc vỡ mt s cỏc lý nh sau: Nú gn lin vi cỏch m ngi nhn bit Giỏm sỏt c i tng mt cỏch kớn ỏo Cỏc thut toỏn phc c h tr bi cỏc h mỏy tớnh cú tc cao Nhn dng khuụn mt ngoi tuyn ó cú nhiu cụng trỡnh cụng b v cỏc thut toỏn cú chớnh xỏc tng i cao Tuy nhiờn kt hp vi cỏc h thng khỏc nhm to mt h thng nhn dng trc tuyn thỡ cũn hn ch H thng nhn dng mt ngi trc tuyn s mang li thờm mt gii phỏp kim soỏt an ninh phự hp vi cỏc iu kin m cỏc h thng nhn dng khỏc khụng tha c Lun c trỡnh by theo cu trỳc sau: Chng 1: Gii thiu chung Chng 2: Tng quan v nhn dng thụng tin sinh trc Trỡnh by tng quan v cỏc h thng nhn dng sinh trc hc, c im ca tng Nờu mt s kt qu ng dng thc t v cỏc khú khn gp phi quỏ trỡnh nhn dng Chng 3: Phõn tớch h thng v c s lý thuyt Chng 4: Phõn tớch v thit k h thng nhn dng võn tay Chng 5: Phõn tớch v thit k h thng nhn dng mt ngi v bn tay Chng 6: Cỏc kt qu trin khai Bao gm vic tng hp chng trỡnh nhn dng chớnh Trỡnh by v s liu dựng kim tra v kt qu chy Chng 7: Kt lun v hng phỏt trin Chng 5: Nhn dng bn tay v mt ngi S = {1 , , , , M } Trung bỡnh N nh trờn c tớnh theo cụng thc: = M M i =1 i Kt qu thc hin trờn b d liu: Trung bỡnh nh hc ca b Trung bỡnh nh hc ca b Hỡnh-5 23: Trung bỡnh nh ca cỏc d liu hc Sau tớnh c nh trung bỡnh ca b nh hc, cỏc nh u vo s c so sỏnh vi nh trung bỡnh ny nh mi s cha nhng im khỏc gia nh u vo so vi cỏc nh cũn li Ta cú vec-t u vo mi sau so sỏnh vi trung bỡnh: A = [1 , , , M ] i = i , i = 1, M 5.2.2.1.3 Tớnh eigenface Ma trn Covariance (covariance matrix) th hin s tng quan ca tng vec-t i vi cỏc vec-t cũn li khụng gian Cho vec-t N chiu X = [ x1 , x2 , , x N ] v Y = [ y1 , y2 , , y N ] Ta cú tng quan gia vec-t trờn c tớnh theo cụng thc: 68 Chng 5: Nhn dng bn tay v mt ngi N cov( X, Y ) = (x i i =1 X )( yi Y) N Nu hai vộc t ó c chun húa trc, ng vi X = 0, Y = , ta cú: N cov( X, Y ) = x y i =1 i i N = ( X T Y) N Cho mt M vec-t N chiu [1 , , , M ] , xp thnh mt ma trn A kớch thc N ì M , ta cú covariance ca ma trn A l mt ma trn C cú kớch thc N ì N , phn t C (i, j ) c tớnh nh sau: C (i, j ) = cov( i , j ) Vec-t riờng (eigenvector) v giỏ tr riờng (eigenvalue) : Cho ma trn vuụng C N ìN , vec-t riờng u v giỏ tr riờng v ch khi: Cu = u Eigenface: Theo lý thuyt, eigenface chớnh l cỏc vec-t riờng u ng vi cỏc giỏ tr riờng v cú giỏ tr ln nht ca ma trn covariance: C = M M i =1 i T i = A AT tớnh nhanh cỏc eigenface ny, ngi ta chuyn sang tớnh toỏn vi ma trn L = A T A La chn K vec-t riờng v ng vi K giỏ tr riờng ln nht ca L Ta cú cụng thc chuyn i: u = A v Cỏc giỏ tr riờng ca L cng chớnh l cỏc giỏ tr riờng ca C Gi cỏc giỏ tr riờng ca L l: = {1 , , , M } sp xp theo th t gim dn K giỏ tr riờng ln nht c la chn theo cụng thc: K i =1 i M i i =1 Trong ú, l ngng chn Lun la chn = 0,97 69 Chng 5: Nhn dng bn tay v mt ngi 5.2.2.2 Quỏ trỡnh to c tớnh Cho nh u vo Trong khụng gian c to bi K eigenface, nh s c th hin bi cỏc h s = [ w1 , w2 , , wK ] c tớnh theo cụng thc sau: = ukT ( ) Trong ú, l trung bỡnh cỏc nh hc ó c tớnh phn hc Trong khụng gian eigenface ny, nh mi s c biu din bi cụng thc sau: = + w1 u1 + w2 u + + wK u K Trong ú u = {u1 , u2 , , u K } l cỏc eigenface Sai s cng nh thỡ lng thụng tin b mt trớch chn c tớnh cng nh, iu ú cú ngha l vec-t c tớnh to cú cht lng tt nh u vo nh tỏi to t cỏc vec-t c tớnh Hỡnh-5 24: Khụi phc nh t cỏc vec-t c tớnh T Hỡnh-5.24 ta thy, nh c khụi phc li t vec-t c tớnh khụng gian mi hu nh khụng b mt thụng tin T õy l cú th ỏnh giỏ c cht lng cỏc vec-t c tớnh c to l tt 5.3 Nhn dng 5.3.1 Nhn dng bn tay nh cn nhn dng s tri qua cỏc quỏ trỡnh chuyn i chun húa Quỏ trỡnh trớch chn c tớnh bc nh ó chun húa cho ta mt vộc t c tớnh v vộc t ny 70 Chng 5: Nhn dng bn tay v mt ngi tr thnh i tng nhn dng, s c i sỏnh vi cỏc vộc t c tớnh c lu c s d liu c tớnh, cho ta kt qu nhn dng Mt s phng phỏp nhn dng thng c dựng cỏc bi toỏn nhn dng hin ú l: phng phỏp khong cỏch ln nht, phng phỏp thng kờ (da trờn lý thuyt Bayes), phng phỏp SVM (Support Vector Machine) hay phng phỏp da vo k thut mng N-ron, Phng phỏp nhn dng s dng ỏn ny l o v so sỏnh cỏc khong cỏch gia cỏc vộc t c tớnh, t ú cho kt qu nhn dng õy l phng phỏp nhn dng c bn v n gin nht nhng li cú nhc im l thi gian x lý chm v chớnh xỏc khụng cao nh nhng phng phỏp khỏc Ta cú f i v f j l hai nh bn tay, Fi = {Fi ,k }k =1 , Fj = {F j ,k }k =1 l cỏc vộc t c K K tớnh K chiu Mt s phộp o khong cỏch cú th s dng c ú l : K Hiu vộc t theo chun L : d1 ( f i , f j ) = Fi ,k F j ,k k =1 K Hiu vộc t theo chun L : d ( f i , f j ) = Fi ,k F j ,k k =1 Arc-cosine ca gúc gia hai vộc t c tớnh: d cos ( f i , f j ) = Fi F j Fi F j , ú l ký hiu phộp ni tớch Lun ny la chn phộp o th tc l ln lt o khong cỏch cosine (thc cht l tớnh arc-cosine) gia vộc t c tớnh u vo vi cỏc vộc t c tớnh lu c s d liu c tớnh Sau ú so sỏnh cỏc kt qu o c vi nhau, chn kt qu ln nht i tng cú vộc t c tớnh c s d liu c tớnh cho kt qu ln nht ú l kt qu nhn dng 5.3.2 Nhn dng mt ngi u vo: Vec-t c tớnh ca nh cha i tng cn nhn dng u ra: Tr li i tng ó c nhn bit hay cha c bit 71 Chng 5: Nhn dng bn tay v mt ngi Quỏ trỡnh nhn dng c thc hin bng cỏch so sỏnh khong cỏch gia vec t c tớnh ca nh cn nhn dng v vec-t c tớnh ca tng nh hc, tỡm nh hc gn vi nh cn nhn dng nht Nu khong cỏch nht ú hn mt ngng xỏc nh, ta kt lun l i tng ó c nhn bit Tp nh hc S = {1 , , , , M } ln lt c chiu vo khụng gian eigenface, vec-t c tớnh ca cỏc nh hc ln lt l: , , , M nh cha i tng cn nhn dng , chiu vo khụng gian eigenface ta c vec-t c tớnh Ta cn tỡm nh X c s d liu hc cú khong cỏch ngn nht ti i tng cn nhn dng theo cụng thc sau: X = arg k = X Nu < , i tng ó c bit n, l ngi X c s d liu hc Nu , i tng cha c bit n 72 Chng 6:Kt qu trin khai CHNG 6: KT QU TRIN KHAI 6.1 Nhn dng võn tay 6.1.1 Giao din Hỡnh-6 1: Giao din thc hin trớch chn c tớnh v nhn dng võn tay Giao din bao gm cỏc phn t vi chc nng tng ng nh sau: Input Image: hin th nh load nh t file Image Process: hin th kt qu quỏ trỡnh trớch chn v nhn dng Result: hin th kt qu: thụng tin ca mu võn tay ngi c nhn dng Open file: nỳt thc hin chc nng load nh t file Recognize: nỳt thc hin nhn dng nh Image Processing: thc hin tng bc quỏ trỡnh trớch chn v nhn dng Exit: nỳt thc hin chc nng thoỏt chng trỡnh 6.1.2 Kt qu nhn dng Thc hin vi hai nh u ca mi b mu (xx_1.tif v xx_2.tif) vi tt c cỏc mu cũn li ca b d liu (gm 125 nh ỏnh s xx_3.tif n xx_7 tif, tng cng cú 6250 phộp th nghim) nu ly kt qu so sỏnh cú score cao nht thỡ chớnh 73 Chng 6:Kt qu trin khai xỏc t 100% Tuy nhiờn b s liu ny cũn cú kh nng m rng thờm nờn hỡnh thc th hin kt qu minh bch hn l mt di kt qu chớnh xỏc t cao n thp 6.2 Nhn dng bn tay 6.2.1 Giao din Hỡnh-6 2: Giao din chng trỡnh nhn dng bn tay Giao din bao gm cỏc phn t vi chc nng tng ng nh sau: Image: hin th nh load nh t file Result: hin th kt qu: thụng tin ca i tng c nhn dng Open file: nỳt thc hin chc nng load nh t file Recognize: nỳt thc hin nhn dng nh Image Exit: nỳt thc hin chc nng thoỏt chng trỡnh 6.2.2 Kt qu nhn dng Vi b mu gm 828 nh ca 276 ngi (mi ngi nh), ta dựng nh u ca mi ngi thc hin test kt qu, cũn li 552 nh cũn li dựng lm mu cho c 74 Chng 6:Kt qu trin khai s d liu c tớnh Mi ngi b mu ny u cú s th t riờng, ỏnh s t n 276 Cho chy chng trỡnh test vi 276 nh test theo th t, kt qu lu vo file test1.txt gm 276 dũng, mi dũng ghi hai thụng s l score v kt qu nhn dng Nu kt qu nhn dng trựng vi s th t ca nh test thỡ chng trỡnh nhn dng ỳng, ngc li l nhn dng sai Nu khụng t ngng cho score: Kt qu chy chng trỡnh cho thy cú tt c 257 trng hp nhn dng ỳng, t t l 93.12% Cỏc trng hp nhn dng sai l cỏc nguyờn nhõn nh: - nh sỏng nh khụng tt - V trớ t sai lch nhiu so vi hai nh mu - Cỏc ngún tay quỏ sỏt - Bn tay khụng t thoi mỏi - Nu t ngng cho score: Kt qu chy chng trỡnh cho thy cú tt c 255 trng hp nhn dng ỳng, t t l 92.39% Cỏc trng hp khụng nhn dng c u cỏc ngún tay khộp quỏ gn nhau, dn n quỏ trỡnh phõn vựng nh b li nờn khụng nhn dng c Cỏc trng hp nhn dng sai t th t khụng ỳng, gõy khú khn cho quỏ trỡnh chun húa, dn ti lm gim chớnh xỏc ca quỏ trỡnh nhn dng 6.3 Nhn dng khuụn mt 6.3.1 Giao din Giao din th hin vi panel chớnh: Input Image: hin th nh u vo thc hin load file nh vi nỳt Open File Control Panel: cha cỏc nỳt iu khin chc nng: - Learn Data: thc hin to c s d liu c tớnh cho b d liu 75 Chng 6:Kt qu trin khai - Open File: thc hin chc nng load file nh - Recognize: thc hin chc nng nhn dng nh - Exit: thc hin chc nng thoỏt chng trỡnh Hỡnh-6 3: Giao din chng trỡnh nhn dng mt ngi Comparision Result: Hin th nh thuc CSDL gn vi nh cn nhn dng nht, vi Comp Index l khong cỏch tng ng Comp.Index cú mu xanh l giỏ tr nht Recognition Result: Hin th kt qu nhn dng Nu giỏ tr nht hn ngng, kt qu s l hỡnh nh ngi c nhn dng v thụng tin v ngi ú (tờn, tui) Nu giỏ tr nht ln hn ngng, kt qu tr li l unknown face 6.3.2 Kt qu nhn dng Vi c s d liu l b mu cú sn cú 20 ngi, mi ngi cú nh, mi ngi c chn nh hc v nh test Sau kho sỏt, ngng nhn dng c 76 Chng 6:Kt qu trin khai chn l 100 Do ch cú nh hc cho mi ngi, nờn vi b d liu ny ta ch a ngi gn vi i tng nht Kt qu nhn dng nh sau: S nh: 60, nhn dng ỳng: 53, t l 88,3% Cỏc i tng cú kt qu nhn dng ỳng c chia l trng hp: nh d nhn dng: Kt qu nhn dng l nh CSDL hc ca ỳng ngi ú Giỏ tr nhn dng ng vi nh tỡm c u nh hn ngng nh khú nhn dng: Giỏ tr nhn dng nht nh hn ngng nhn dng v nh CSDL hc ng vi giỏ tr nhn dng ú ỳng l ca i tng Giỏ tr nhn dng th ln hn ngng nhn dng Vi cỏc trng hp sai: Sai hon ton: mc dự ngi nh ó c hc, nhng cỏc kt qu a khụng cú cỏi no trựng vi ngi ú Sai vt ngng: nh ng vi giỏ tr nhn dng nh nht ca ỳng i tng cn nhn dng, nhiờn giỏ tr nhn dng li ln hn ngng Nguyờn nhõn dn n kt qu sai l nột mt v t th ca ngi chp nh bin i rt nhiu so vi nh gc (vớ d, hỏ ming, nhn nhú, ), v mt s nh b sai trang phc ca ngi cn nhn dng 77 Chng 7: Tng kt v hng phỏt trin CHNG 7: TNG KT V HNG PHT TRIN 7.1 Tng kt 7.1.1 Cỏc kt qu thu nhn c ó nm c i cng v x lý nh, bit c cỏc thut toỏn c bn ca x lý nh Bit cỏch phõn tớch v trớch chn cỏc c tớnh ca i tng thụng cỏc thut toỏn v x lý nh Tỡm hiu c cỏc phng phỏp nhn dng v ó kt hp c chỳng vi Thc hin y v khỏ thnh cụng cỏc bc ca mt bi toỏn nhn dng t nh s, s dng cụng c Matlab Kt qu nhn dng thu c t chớnh xỏc tng i cao, c bit l vi cỏc b mu su tm 7.1.2 Hn ch Tuy ó t c nhng kt qu nht nh nhng khụng trỏnh nhng cũn tn ti: Vn u tiờn ú l vic x lý cỏc bi toỏn phi tin hnh trờn mỏy tớnh, da vo mt cụng c khỏ cng knh l Matlab Mt vi phng phỏp nhn dng s dng ỏn ny cũn n gin, lm gim chớnh xỏc ca bi toỏn Tc x lý ca chng trỡnh cũn chm, mt khỏ nhiu thi gian nhn dng xong mt nh Phn nhn dng mt ngi thỡ chng trỡnh tỏch i tng cha ỏp ng c vi i tng cú t th bt k, cỏc i tng cú túc ph mt, trang phc c bit (eo kớnh, i m,) Cha x lý hiu qu i vi trng hp nhn dng sai vt ngng, cỏc trng hp m i tng cú tõm trng thay i mnh so vi mu hc (cau cú, hỏ ming,) 78 Chng 7: Tng kt v hng phỏt trin 7.2 Hng phỏt trin i vi phn võn tay, s tip cn vi thut toỏn x nh bng cụng c lc Gabor nhm gii quyt x lý cỏc nh võn tay b t góy liờn tc Tuy nhiờn i vi iu ny s phi gii quyt khú khn v vic c lng chớnh xỏc tn s võn tay v nh hng cc b võn tay i vi phn nhn dng khuụn mt, s gii quyt cỏc tn ti v kh nng x lý ca chng trỡnh vi cỏc trng hp thay i t th, trng thỏi cm xỳc ca i tng v gim thiu nh hng ca phc trang M rng s lng ngi cn nhn dng Nhỳng h thng xung cỏc vi x lý, ch s dng mỏy tớnh nh mt cụng c qun lý v lu tr Xõy dng h thng thu thp cỏc mu nh hon chnh La chn phng phỏp nhn dng ti u hn, nõng cao chớnh xỏc ca cỏc bi toỏn Nõng cao tc x lý ca chng trỡnh Kt hp ng thi cỏc phn nhn dng võn tay, bn tay, mt ngi vi nhm tng tin cy úng gúi sn phm hon thin 79 Ti liu tham kho TI LIU THAM KHO [1] Y.Bulatov, S.Jambawalikar, P.Kumar v S.Sethia, Hand recognition using geometric classifiers, [2] A.K.Jain and N.Duta, "Deformable matching of hand shapes for verification, Proc of Int Conf on Image Processing, October 1999 Maltoni D., Maio D., Jain A K., Prabhakar S., Handbook of Fingerprint Recognition, Springer, 2003 [3] Alla Eleyan, Hasan Demirel PCA and LDA based Neural Networks for Human Face Recognition, Eastern Mediterranean University Northern Cyprus, 2007 [4] A.Kumar, D C M Wong, H C Shen and A K Jain, Personal Verification Using Palmprint and Hand Geometry Biometric, Proc of AVBPA, pp 668678, Guildford, UK, June 9-11, 2003 [5] E Yoruk, E Konukolu, B Sankur, J Darbon, Shape-Based Hand Recognition, submitted to IEEE Image Processing, 2003 Available at http://busim.ee.boun.edu.tr/~sankur/ [6] Gonzalez R C., Woods R E., Digital Image Processing, 2nd Edition, Prentice Hall 2002 [7] Gonzalez R C., Woods R E., Eddins S L., Digital Image Processing using MATLAB, Prentice Hall 2004 [8] C.C.Han, H.L.Cheng, C.L.Lin, v K.C Fan , Personal authentication using palm print features, [9] Hoover J E., The Science of Fingerprints Classification and Uses, United States Department of Justice, 2006 [10] Ilker Atalay Computer Engineer M.Sc., Face Recognition Using Eigenfaces, Istanbul Technical University , January 1996 80 Ti liu tham kho [11] Kamran Etemad ,Rama Chellappa, Discriminant analysis for recognition of human face images, Department of Electrical Engineering and Center for Automation Research, University of Maryland, College Park,Maryland, 1996 [12] Ender Konukolu, Erdem Yửrỹk, Jerụme Darbon v Bỹlent Sankur, ShapeBased Hand Recognition, [13] Y.L.Lay, Hand shape recognition, [14] Lindsay I Smith., A tutorial on Principal Components Analysis, February 26, 2002 [15] A Ross, A prototype hand geometry based verification system, [16] N.Duta, A.K.Jain v K.V.Mardia, Matching of palmprints, [17] Michelle M Mendonỗa , Juliana G Denipote, Illumination Normalization Methods for Face Recognition, Universidade de Sóo Paulo, 2006 [18] Ratha N K., Chen S., Jain A K., Adaptive low orientation based feature extraction in Fingerprint Recognition, Michigan State Univesity, 1995 [19] Park H C., Park H., Fingerprint Classification using Fast Fourier Transform and Nonlinear Discriminant Analysis, University of Minnesota [20] P Campadelli, R Lanzarotti G Lipori, Automatic Facial Feature Extraction for Face Recognition, University of Milan, Italy, 2008 [21] Y Bulatov, S Jambawalikar, P Kumar and S Sethia "Hand recognition using geometric classifiers", DIMACS Workshop on Computational Geometry, Rutgers University, Piscataway, NJ, November 14-15, 2002 [22] Lng Mnh Bỏ , Nguyn Thanh Thy Nhp mụn x lý nh s, i hc Bỏch khoa H Ni, 2000 [23] Phm Th Bo, Nguyn Thnh Nht, Cao Minh Thnh, Trn Anh Tun, Phan Phỳc Doón, Tng quan cỏc phng phỏp xỏc nh khuụn mt ngi [24] D.Zhang, W.K.Kong, J.You, v M.Wong, Biometrics - Online palmprint identification, [25] A.Kumar, D.C.M.Wong, H.C.Shen v A.K.Jain, Personal Verification Using Palmprint and Hand Geometry Biometric, 81 Ti liu tham kho [26] Erdem Yửrỹk, Helin Dutaac, Bỹlent Sankur , Hand Biometrics [27] Nguyn Hng Vit, [28] Nguyn ng Dng, [29] Cao c Kiờn, [30] Cỏc ti liu v Matlab ti: http://www.mathworks.com 82 ... số kết ứng dụng thực tế khó khăn gặp phải trình nhận dạng Chương 3: Phân tích hệ thống sở lý thuyết Chương 4: Phân tích thiết kế hệ thống nhận dạng vân tay Chương 5: Phân tích thiết kế hệ thống. .. kể tới là: nhận dạng vân tay; nhận dạng mặt người nhận dạng bàn tay Ngoài kể đến nhận dạng vân mắt; giọng nói, chữ ký … Nhận dạng vân tay xem phận tiên phong phổ dụng nhận dạng sinh trắc học Việc... để kết hợp với hệ thống khác nhằm tạo hệ thống nhận dạng trực tuyến hạn chế Hệ thống nhận dạng mặt người trực tuyến mang lại thêm giải pháp kiểm soát an ninh phù hợp với điều kiện mà hệ thống nhận