NHẬN DẠNG VÂN TAY Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử

Trang Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HOÀNG HUY NHẬN DẠNG VÂN TAY Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2007 Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang GIỚI THIỆU Giới thiệu Tổng quan tình hình nghiên cứu Ý nghóa đề tài Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU Ngày nay, kỹ thuật sinh trắc học ngày ứng dụng rộng rãi Trong đó, nhận dạng vân tay xem kỹ thuật hoàn thiện đáng tin cậy để xác nhận người Gần đây, kỹ thuật ý nhiều người ta thấy thích hợp với ứng dụng có sở liệu nhỏ, không thuận tiện cho ứng dụng có phạm vi lớn Đa số hệ thống bảo mật bảo vệ password PIN (Personal Identification Number), phương pháp chứng minh không hiệu Bởi vì, password số khó nhớ, dễ quên dễ bị đánh cắp Bằng cách sử dụng vân tay mật mã, việc xác nhận người thực hệ thống nhận dạng vân tay an toàn thuận tiên Hình 1.1 cấu trúc hệ thống nhận dạng dấu vân tay Đầu tiên, dấu vân tay người cần lấy mẫu (bằng thiết bị chụp vân tay – Biometric sensor) lưu vào sở liệu (Registration module) Sau đó, cần xác nhận người cung cấp lại dấu vân tay khác, dấu vân tay so sánh với dấu vân tay sở liệu để định chấp nhận hay từ chối dựa giá trị ngưỡng đối sánh Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống nhận dạng dấu vân tay Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang Hiện nay, thị trường giới có bán nhiều loại thiết bị chụp vân tay (fingerprint reader, fingerprint scanner) với chất lượng khác Bảng 1.1 giới thiệu số loại thiết bị chụp vân tay thông số kỹ thuật chúng Hình 1.2 ảnh vân tay chụp từ thiết bị Chi tiết tham khảo [15], [16] Bảng 1.1: Một số loại thiết bị chụp vân tay thông số kỹ thuật chúng Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang Hình 1.2: Ảnh vân tay chụp từ thiết bị trên: a) Biometrika FX2000, b) Digital Persona UareU2000, c) Identix DFR200, d) Ethentica TactilSense T-FPM, e) STMicroelectronics TouchChip TCS1AD, f) Veridicom FPS110, g) Atmel FingerChip AT77C101B, h) Authentec AES4000 Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang Để đánh giá hệ thống nhận dạng vân tay ta cần phân tích hai loại lỗi là: lỗi từ chối nhầm (False Reject Rate: FRR) lỗi chấp nhận nhầm (False Accept Rate: FAR) Số lỗi chấp nhận nhầm vân tay khác FAR = Tổng số lần đối sánh vân tay khác Số lỗi từ chối nhầm vân tay khác FRR = Tổng số lần đối sánh vân tay khác Giá trị hai loại lỗi có mối quan hệ với thông qua giá trị ngưỡng đối sánh T (threshold) sai lệch cho phép mẫu cần đối sánh với mẫu lưu sở liệu Khi chọn giá trị ngưỡng thấp lỗi từ chối nhầm tăng, lỗi chấp nhận nhầm giảm ngược lại Hệ thống thường đánh giá theo hai cách: Tỷ lệ lỗi cực tiểu SUMmin = (FAR + FRR)min : theo quan điểm dù loại lỗi lỗi, tỷ lệ lỗi cực tiểu SUMmin hệ số lỗi nhỏ mà hệ thống đạt Mức độ lỗi cân (Equal Error Rate: EER): điểm mà FAR FRR Hình 1.3 biểu diễn mối quan hệ FAR, FRR, SUM EER theo ngưỡng T SUM = FAR + FRR SUMmin FRR FAR EER T Hình 1.3: Mối quan hệ FAR, FRR, SUM EER theo ngưỡng T Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang 1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Các phương pháp nhận dạng vân tay kinh điển dựa vào việc đối sánh (matching) điểm đặc trưng (feature) vân tay Có nhiều phương pháp đối sánh khác Trong này, nghiên cứu phương pháp đối sánh mạng neural nhân tạo (Artificial Neural Network) 1.3 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Đề tài giới thiệu hướng nghiên cứu ứng dụng lónh vực nhận dạng vân tay vào thực tiễn Một lónh vực phổ biến giới hạn chế Việt Nam Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG VÂN TAY Các điểm đặc trưng ảnh vân tay Trích điểm đặc trưng Làm ảnh vân tay Đối sánh (matching) Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1 CÁC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG TRÊN ẢNH VÂN TAY Trên ảnh vân tay có điểm đặc trưng (là điểm đặc biệt mà vị trí không trùng lặp vân tay khác nhau) phân thành hai loại: singularity minutiae ¾ Singularity: Trên vân tay có vùng có cấu trúc khác thường so với vùng bình thường khác (thường có cấu trúc song song), vùng goi singularity Có hai loại singularity core delta core delta Hình 2.1: Các điểm singularity core delta Core thường có số dạng sau: Hình 2.2: Một số loại core thường gặp Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang 10 ¾ Minutiae: Khi dò theo đường vân ta thấy có điểm đường vân kết thúc (Ridge Ending) rẽ nhánh (Bifurcation), điểm gọi chung minutiaae Hình 2.3: Các điểm minutiae Ridge Ending (điểm kết thúc) Bifurcation (điểm rẽ nhánh) 2.2 TRÍCH CÁC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG Bằng phương pháp xử lý ảnh ta tìm vị trí điểm đặc trưng ảnh vân tay 2.2.1 Trích điểm singularity a Trường định hướng (orientation field) Ảnh vân tay ảnh định hướng, đường vân đường cong theo hướng xác định Góc hợp phương điểm đường vân với phương ngang gọi hướng điểm Tập hợp hướng điểm ảnh vân tay gọi trường định hướng ảnh vân tay Nhận dạng vân tay http://www.ebook.edu.vn Trang 66 for i=in-1:in+1 for j=jn-1:jn+1 T(i,j)=255; end; end; if (In