Về mặt cụng nghệ, vấn đề mấu chốt nhất và cũng là khú khăn nhất của kỹ thuật đồng nhất cỏ thể người trờn cơ sở đối sỏnh võn tay là thuật toỏn
đối sỏnh. Do ảnh võn tay của một người qua mỗi lần lăn tay đều sai khỏc nhau và rất nhạy cảm với cỏc thiết bị thu nhận, điều kiện chiếu sỏng, cỏc vết bụi bẩn, bong da, sẹo, sự xờ dịch vị trớ hay sự biến dạng nờn việc đối sỏnh trực tiếp ảnh võn tay số húa khụng thể mang lại kết quả tin cậy. Vỡ vậy, cần phải ứng dụng lý thuyết nhận dạng để xõy dựng thuật toỏn đối
sỏnh sao cho hiệu quả nhất. Một trong những giải phỏp kinh điển để giải quyết vấn đề này là xõy dựng thuật toỏn nhằm trớch lọc trờn mỗi ảnh võn tay một tập cỏc điểm đặc trưng (đặc điểm) chi tiết (gọi là minutiae) bao gồm cỏc điểm kết thỳc, điểm rẽ nhỏnh thường phõn bố rải rỏc, ngẫu nhiờn trờn dấu võn tay. Với bộ cỏc đặc điểm chi tiết trớch suất được, thể hiện bằng tập điểm trờn mặt phẳng, trong đú mỗi điểm được đặc trưng bởi thể loại (điểm kết thỳc hay rẽ nhỏnh), vị trớ, hướng và một vài tớnh chất cục bộ, địa phương khỏc như độ cong, khoảng cỏch đến k-lỏng giềng gần nhất, người ta khụng phải đối sỏnh trực tiếp hai ảnh võn tay số húa vốn rất tốn kộm bộ nhớ mà chỉ cần đối sỏnh hai tập cỏc đặc điểm chi tiết của chỳng với nhau.
Tuy nhiờn, trờn thực tế việc triển khai được giải phỏp trờn khụng hề đơn giản. Một mặt vỡ nú đũi hỏi phải xõy dựng được một thuật toỏn xử lý ảnh võn tay thụng minh, cú khả năng chịu nhiễu tức là khụng phụ thuộc quỏ nhiều vào chất lượng chỉ bản để trớch chọn được bộ đặc điểm chi tiết đạt độ chớnh xỏc cao và mặt khỏc phải xõy dựng một thuật toỏn đối sỏnh hiệu quả, tin cậy, vừa bất biến đối với cỏc hiện tượng quay, xờ dịch ảnh, vừa khụng quỏ nhạy cảm với cỏc sai số định vị, sai số do biến dạng và chấp nhận được cả những trường hợp võn tay thu thập khụng đầy đủ. Ngoài ra, cỏc thuật toỏn này phải đạt tốc độ xử lý cao, để cho phộp nhiều người cựng đồng thời tham gia khai thỏc, sử dụng hệ thống.
Qua một thời gian dài kiờn trỡ nghiờn cứu ứng dụng lý thuyết xử lý ảnh số và nhận dạng, được sự hỗ trợ của cỏc đề tài cấp Bộ, cấp Nhà nước, Nhúm sản phẩm C@FRIS đó đạt được một số kết quả rất cơ bản. Đó xõy dựng được một cơ sở lý thuyết và cụng nghệ xử lý ảnh số cho lớp ảnh số
dạng đường nột, bao gồm cỏc phương phỏp, thuật toỏn và chương trỡnh mỏy tớnh xử lý tỏch nột, dũ biờn, làm mảnh, lọc xương và vectơ hoỏ đường nột, ứng dụng cho cỏc lớp ảnh cú phạm vi ứng dụng thiết thực như ảnh chữ
viết, ảnh bản đồ, ảnh cỏc bản vẽ, ảnh võn tay, ảnh chõn dung,... Cỏc kết quả nghiờn cứu này đều đó được cụng bố thụng qua nhiều bài bỏo đăng trờn Tạp chớ khoa học chuyờn ngành, bỏo cỏo tại cỏc hội nghị khoa học, bảo vệ luận ỏn tiến sĩ khoa học, luận ỏn tốt nghiệp đại học, bỏo cỏo đề tài nghiờn cứu khoa học cấp Bộ và cấp Nhà nước đó được nghiệm thu với kết quả xếp loại khỏ và xuất sắc.
Trờn cơ sở cụng nghệ nền xõy dựng được, nhiều ứng dụng nhận dạng ảnh đường nột cú bản chất tương tự như nhận dạng chữ in, chữ số, số hoỏ ảnh vệ tinh, ảnh bản đồ tự động đó được phỏt triển và đưa vào ứng dụng thực tế đạt hiệu quả cao.
Đặc biệt, từ năm 2001, Bộ Cụng an đó quan tõm đầu tư xõy dựng Phũng Thớ nghiệm MP&THHT để tập trung lực lượng giải quyết dứt điểm sản phẩm phần mềm nhận dạng võn tay tự động. Được đầu tư cơ sở hạ tầng kỹ thuật cụng nghệ mới, Nhúm sản phẩm C@FRIS đó tiếp tục nghiờn cứu nõng cấp, phỏt triển sản phẩm trờn cơ sở kế thừa cỏc kết quả của cỏc đề tài NCKH cấp Bộ và cấp Nhà nước trước đõy, nghiờn cứu tăng cường thờm cỏc giải phỏp xử lý nõng cấp ảnh võn tay đa cấp xỏm (grayscale), xử lý tỏch nột đường võn và chuyển đổi ảnh võn tay 256 mức xỏm về dạng nhị phõn. Cỏc kết quả xử lý tỏch nột đường võn và biến đổi về dạng ảnh nhị phõn mà Phũng Thớ nghiệm thu được là cơ sở rất quan trọng để tiến hành trớch chọn cỏc đặc trưng quan trọng của võn tay như: Ma trận hướng, vựng khụng xỏc định, tõm điểm, tam phõn điểm, tập cỏc đặc điểm chi tiết.
Việc xõy dựng thuật toỏn đối sỏnh võn tay dựa trờn cỏc phương phỏp nhận dạng điểm (point pattern recognition), phương phỏp đối sỏnh xấp xỉ dựa trờn xõu cỏc khoảng cỏch giữa cỏc điểm đặc trưng để tớnh độ đo sự giống nhau giữa cỏc tập đặc điểm trớch chọn được cũng được tiếp tục khảo sỏt kỹ về mặt lý thuyết cũng như thực nghiệm và thu được nhiều kết quả mới.
Hỡnh 2.18 Kết quả xử lý phõn đoạn ảnh, tỏch nột từ ảnh 256 cấp xỏm Hỡnh 2.18 là kết quả xử lý phõn đoạn ảnh, tỏch nột từ ảnh 256 cấp xỏm và định vị tõm điểm, tam phõn điểm trờn ảnh võn tay làm cơ sở để phõn loại võn tay theo dạng cơ bản
Cỏc kết quả nghiờn cứu lý thuyết và xõy dựng thuật toỏn đó được cài đặt, kiểm nghiệm kỹ càng và xõy dựng thành bộ cụng cụ phần mềm phục vụ tớch hợp hệ thống. Qua nhiều lần kiểm thử, đỏnh giỏ, so sỏnh tớnh năng với sản phẩm của cỏc hóng nước ngoài, bọ cụng cụ do nhúm sản phẩm xõy dựng được hoàn toàn đỏp ứng đầy đủ cỏc yờu cầu, chỉ tiờu kỹ thuật cơ bản của cụng nghệ nhận dạng võn tay tự động với nhiều ưu thế nổi bật sau:
- Ứng dụng hướng tiếp cận độc đỏo, sỏng tạo:
Nếu theo phương phỏp kinh điển, tức là dựng cỏc thuật toỏn làm mảnh, lọc xương và trớch chọn điểm cụt, điểm rẽ nhỏnh từ ảnh xương thỡ khụng thể đạt được độ chớnh xỏc và tốc độ cần thiết. Hướng tiếp cận dựng kỹ thuật Xử lý ảnh đa cấp xỏm, tỏch nột, dũ biờn (mà khụng cần dựng kỹ thuật lọc xương truyền thống), sau đú dựng cỏc kỹ thuật phõn tớch độ cong để
luận ỏn Phú Tiến sĩ khoa học bảo vệ năm 1992 là một định hướng đỳng được Nhúm tỏc giả triển khai cài đặt từ rất sớm, phự hợp với xu thế hiện nay của nhiều cơ sở nghiờn cứu khoa học trờn thế giới là xử lý trớch chọn đặc điểm trực tiếp từ ảnh đa cấp xỏm, bỏ qua giai đoạn lọc xương.
- Thời gian trớch chọn đặc điểm nhanh, tỷ lệ trớch chọn đỳng cao hơn:
Với cỏch tiếp cận trờn, việc xử lý trớch chọn đặc điểm như: Dạng cơ bản, tõm điểm, tam phõn điểm, số đếm võn, vựng đẳng hướng, vựng khụng xỏc định, cỏc đặc điểm chi tiết (minutiae) và độ cong cục bộ,... đạt được độ chớnh xỏc cao với tốc độ xử lý trớch chọn đặc điểm: 0.3 giõy/1 ngún (trờn mỏy PC Pentium IV, 2.4 GHz). Kết quả này đó được kiểm nghiệm kỹ càng, được đỏnh giỏ tốt, hoàn toàn đỏp ứng được yờu cầu về mặt thời gian và tốc độ để đưa vào cài đặt phần mềm ứng dụng.
- Phương phỏp đối sỏnh rất nhanh, đạt độ chớnh xỏc cao hơn.
Một thuật toỏn đối sỏnh được gọi là hiệu quả, ngoài tốc độ nhanh và tỷ lệ đối sỏnh đỳng cao cũn phải thoả món một số yờu cầu như tớnh bất biến đối với cỏc phộp quay, tịnh tiến và thay đổi tỷ lệ, ớt nhạy cảm đối với sai số định vị, nhiễu và thiếu thụng tin. Để đạt được cỏc tớnh chất trờn, chiến lược đối sỏnh mà Nhúm sản phẩm xõy dựng là kết quả sử dụng kết hợp nhiều giải thuật theo hướng khai thỏc tối đa lượng thụng tin cú trờn ảnh. Trong hầu hết cỏc trường hợp, đặc biệt là ảnh võn tay xỏc minh căn cước, chất lượng tương đối tốt và đầy đủ, để đối sỏnh nhanh phải tận dụng ưu thế của cỏc điểm tham chiếu như tõm điểm, tam phõn điểm. Nếu trờn võn tay cần tra cứu, cú xuất hiện tõm điểm hay tam phõn điểm, thuật toỏn sẽ tra cứu nhanh hơn, nếu khụng nú vẫn tra cứu được nhưng chậm hơn. Đối với cỏc dấu vết hiện trường, thường khụng xuất hiện đủ tõm điểm và tam phõn điểm, cú thể ỏp dụng cỏc giải thuật đối sỏnh khụng dựng tõm điểm hay tam phõn điểm mà khai thỏc sự tương quan của cỏc đặc điểm. Trờn thực tế cỏc mẫu võn tay thu được do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau, khụng phải bao
giờ cũng đạt chất lượng cao, mà thường xuất hiện vựng quỏ đen, quỏ sỏng, vựng bị sẹo hủy hoại,... Tuy thế, trong hầu hết cỏc trường hợp lượng thụng tin để đồng nhất vẫn cũn để lại rất nhiều. Vỡ lẽ đú, Nhúm sản phẩm đó ỏp dụng khỏi niệm “vựng khụng xỏc định” đó trỡnh bày trong [2] và xõy dựng giải thuật định vị vựng khụng xỏc định đú trờn từng dấu võn tay. Sỏng kiến này vừa cú ý nghĩa nõng cao độ tin cậy đối sỏnh vừa giảm thiểu thời gian xử lý, biờn tập nõng cao chất lượng ảnh.
Do chủ động về cụng nghệ núi chung và phương phỏp, thuật toỏn, mó nguồn núi riờng, bộ chương trỡnh đồng nhất võn tay gốc đó phỏt huy được tất cả cỏc ưu việt của cụng nghệ nội lực, cho phộp nhõn bản với số lượng tuỳ ý, dễ dàng cải tiến, nõng cấp, tớch hợp với cỏc sản phẩm khỏc cũng như triển khai trờn cỏc nền phần cứng và cỏc hệ điều hành khỏc nhau. Trờn cơ sở kết quả nghiờn cứu đạt được trong lĩnh vực phỏt triển cụng nghệ nhận dạng võn tay, Phũng Thớ nghiệm MP&THHT đang triển khai kế hoạch xõy dựng một bộ thư viện SDK (Software Developement Kit) như một sản phẩm độc lập để phổ biến rộng rói, phục vụ cho mục đớch tớch hợp hệ thống.