Việc nghiờn cứu xõy dựng phần mềm nhận dạng võn tay tự động khụng chỉ đũi hỏi người phõn tớch thiết kế hệ thống phải làm chủ cụng nghệ nhận dạng võn tay tự động, hiểu rất sõu về nghiệp vụ tàng thư căn cước để đề xuất cỏc giải phỏp phự hợp với đũi hỏi của cụng tỏc hồ sơ nghiệp vụ núi chung và cụng tỏc tàng thư căn cước núi riờng mà cũn phải tiếp cận được phương phỏp luận xõy dựng cỏc hệ AFIS hiện đại. Một trong những cố gắng đú là đưa vào ứng dụng cụng nghệ an ninh an toàn hệ thống BioPKI.
Giải phỏp đưa vào ứng dụng BioPKI cho hệ C@FRIS do Nhúm tỏc giả đề xuất dựa trờn mấy nguyờn tắc căn bản sau đõy:
- Giải phỏp C@FRIS hiện tại mới chỉ tập trung vào việc tự động húa tàng thư chỉ bản, được phỏt triển thờm chức năng tra cứu dấu vết hiện trường.
- Để nhanh chúng đưa ra sản phẩm, Nhúm tỏc giả chọn giải phỏp kết hợp đa thể thức (multimodal) dựng cỏc bộ cụng cụ phỏt triển SDK của cỏc hóng nổi tiến trờn thế giới như của Biometrika, Ethenticator, DigitalPersona, Neuro Technology,... sử dụng kết hợp với bộ cụng cụ do Nhúm tỏc giả xõy dựng để xõy dựng sản phẩm đạt tớnh năng cần thiết. Phần lớn cỏc bộ cụng cụ núi trờn chủ yếu dựng cho mục đớch kiểm soỏt truy cập, khụng cú chức năng phõn loại võn tay tự động nờn chỉ cú thể làm việc với CSDL nhỏ cỡ 10.000 chỉ bản. Ngoài ra, cỏc bộ đặc điểm riờng của cỏc bộ SDK thường bị nộn bảo mật, khụng cho phộp người sử dụng can thiệp, biờn tập, chỉnh sửa. Vỡ vậy, cần phải sử dụng kết hợp cả bộ SDK nội lực để bổ trợ thờm cỏc chức năng nhận biết dạng cơ bản, tớnh số đếm võn và biờn tập cỏc đặc điểm chi tiết. Hiện nay, mặc dự việc chuẩn bị thuật toỏn trớch chọn đặc điểm và đối sỏnh đó chuẩn bị và kiểm thử kỹ càng nhưng để cài đặt thành bộ SDK như một sản phẩm độc lập như sản phẩm thương mại của cỏc hóng nước ngoài vẫn cũn cần thờm thời gian.
- Phũng Thớ nghiệm chủ trương vừa dựng cỏc kết quả nội lực vừa tiếp thu cỏc tiến bộ cụng nghệ để so sỏnh, đỏnh giỏ và hoàn thiện mỡnh. Vỡ vậy, Nhúm tỏc giả đó đề xuất phương ỏn chuẩn húa cỏc bộ cụng cụ để cú thể tớch hợp được với một bộ cụng cụ bất kỳ. Đối với khỏch hàng thường đũi hỏi bộ cụng cụ phải được quốc tế thẩm định, Phũng Thớ nghiệm cũng đưa ra phương ỏn dựng cụng nghệ đó được quốc tế thẩm định và đỏnh giỏ cao. Với những khỏch hàng cú khả năng tự đỏnh giỏ được sản phẩm, coi trọng hiệu quả ứng dụng thực tiễn và
khả năng tự làm chủ cụng nghệ, tự bảo trỡ, nõng cấp để ứng phú linh hoạt hơn với cỏc đũi hỏi thực tế thỡ chỳng tụi mời họ dựng sản phẩm 100% nội lực và tạo điều kiện cho khỏch hàng so sỏnh chất lượng. Ngoài ra, cũn cú thể sử dụng tớch hợp đồng thời nhiều bộ cụng cụ để đưa ra một sản phẩm mạnh hơn trờn cơ sở kết hợp được cỏc tớnh năng ưu việt của mỗi bộ.
Mục tiờu cơ bản nhất được đặt ra khi thiết kế, cài đặt hệ C@FRIS là phải thực hiện được hai chức năng cơ bản dưới đõy:
- Tra cứu chỉ bản võn tay 10 ngún (TP-TP): Chức năng này tiếp nhận đầu vào là chỉ bản 10 ngún, đầu ra là chỉ bản đối tượng tỡm thấy cựng số căn cước của đối tượng đú.
- Tra cứu dấu vết võn tay hiện trường (LP-TP): Chức năng này tiếp nhận đầu vào là chỉ bản 1 ngún, đầu ra là chỉ bản 10 ngún của đối tượng tỡm thấy cựng số căn cước của đối tượng đú. Yờu cầu này nếu giải quyết thành cụng thỡ cũng dễ dàng giải quyết được vấn đề tra cứu dấu vết với dấu vết (LP-LP) và chỉ bản với dấu vết (LP-LP). Để đạt được mục tiờu trờn, Sản phẩm C@FRIS được thiết kế thành nhiều phõn hệ, mỗi phõn hệ vừa giữ vai trũ độc lập, cú thể dựng riờng rẽ vừa cú thể kết hợp với cỏc phõn hệ khỏc hợp thành bộ phần mềm cú đầy đủ cỏc tớnh năng cơ bản sau đõy:
- Thu nhận ảnh chỉ bản từ nhiều nguồn khỏc nhau như:
+ Dựng thiết bị scanner để bàn để nhập số húa chỉ bản giấy;
+ Dựng thiết bị thu nhận võn tay sống để trực tiếp lập chỉ bản đối tượng;
SiS Lab
Thu nhận ảnh vμ nhập thông tin thuộc tính
Xử lý Trích chọn đặc điểm tự động
Xử lý nén 20x, biểu diễn Dữ liệu t−ơng thích chuẩn quốc tế
Đối sánh 1-N vμ 1-1 nguyên lý hoạt động Kết quả Khai thác Xây dựng - Bổ sung danh chỉ bản - Chỉ bản cần xác minh - Dấu vết hiện tr−ờng CSDL
Hỡnh 2.19 Nguyờn lý hoạt động của hệ C@FRIS
- Tra tỡm, đối sỏnh chỉ bản 10 ngún trờn CSDL chỉ bản 10 ngún (TP/TP). Tớnh năng này chủ yếu dựng cho cỏc hệ thống căn cước.
- Tra cứu dấu vết võn tay hiện trường trờn CSDL chỉ bản tổ chức theo từng ngún (cho cả 10 ngún) theo cả 3 chế độ: LP-TP, LP-LP, TP-LP. Tớnh năng này phục vụ trực tiếp cho cụng tỏc điều tra phỏ ỏn. (Trước
đõy cỏc hệ tàng thư căn cước phõn loại thủ cụng theo cụng thức Henry – Galton chưa cú tớnh năng này).
Sau đõy là một số phõn hệ chớnh của sản phẩm phần mềm C@FRIS:
2.2.3.1.1Phõn hệ “Nhập, mó hoỏ và tạo lập CSDL chỉ bản 10 ngún”
Phõn hệ này đúng vai trũ của một Trạm nhập chuyển đổi số húa chỉ bản để nhập dữ liệu vào CSDL của hệ C@FRIS. Phõn hệ đuợc cài đặt trờn cỏc mỏy trạm của mạng LAN, cú thể tăng giảm số lượng tựy theo qui mụ hệ thống và yờu cầu của người sử dụng.
- Cho phộp kết với CSDL SQL server trờn mỏy chủ, khởi tạo CSDL,
điều khiển mỏy quột scanner nhập chuyển đổi số húa chỉ bản. Hệ thống dựng cỏc loại scanner để bàn và scanner thu nhận trực tiếp võn tay sống tiờu chuẩn được Cục Điều tra liờn bang Mỹ kiểm định về mặt kỹ
thuật và khuyến cỏo dựng cho cỏc hệ AFIS.
- Nhập thụng tin nhõn thõn đối tượng (số hồ sơ, họ tờn, giới tớnh, năm sinh chỗ ở của đối tượng). Tiếp đú là nhập cỏc thụng tin về võn tay như: Dạng cơ bản, số đếm võn,... và tự động cắt ảnh chỉ bản thành mười ngún riờng rẽ.
- Được cài đặt tớnh năng tự động xử lý phõn đoạn ảnh và phõn loại dạng cơ bản, trớch chọn tõm điểm, tam phõn điểm, cỏc đặc điểm chi tiết, đỏnh giỏ chất lượng ảnh và xử lý nộn khoảng 17-20 lần để lưu vào CSDL gốc trờn mỏy chủ.
- Được trang bị bộ duyệt CSDL (BROWSER) rất tiện dụng để truy cập, chỉnh sửa, bổ sung cỏc bản ghi dữ liệu khi cần.
- Dễ sử dụng, chỉ cần hướng dẫn 1-2 buổi là một cỏn bộ bỡnh thường cú thể nhập được với cụng suất từ 400- 500 chỉ bản/ một ngày cụng (8h).
- Việc xử lý trớch chọn đặc điểm tự động được thực hiện theo chế độ
xử lớ theo lụ (batch processing) để tận dụng cụng suất và thời gian rỗi với tốc độ xử lớ từ 10.000 – 15.000 chỉ bản/ngày/mỏy.
- Cho phộp nhập cỏc file ảnh chỉ bản cú sẵn từ cỏc khuụn dạng ảnh phổ dụng cào CSDL C@FRIS.
- Cho phộp đọc từng bản ghi của CSDL C@FRIS để tra cứu kiểm tra loại bỏ trựng thừa hoặc in ra chỉ bản giấy.
- Tớch hợp dễ dàng với phõn hệ Xuất/Nhập CSDL theo chuẩn ANSI/NIST để trao đổi dữ liệu với cỏc hệ AFIS khỏc.
Hỡnh 2.21 Bộ duyệt CSDL (BROWSER) của Phõn hệ nhập và chuyển đổi số húa chỉ bản
2.2.3.1.2 Phõn hệ “Biờn tập và kiểm tra chất lượng”
Trờn thực tế, khụng phải tất cả cỏc chỉ bản thu được đều đạt chất lượng mong muốn mà trờn thực tế cú một tỷ lệ chừng 5-7% chỉ bản kộm chất lượng. Khi mó húa tự động cỏc chỉ bản kộm chất lượng, chương trỡnh mó húa thường đưa ra cỏc kết quả khụng mong muốn. Vỡ vậy, sau giai đoạn
mó hoỏ, trớch chọn đặc điểm tự động, cỏc chỉ bản đều được phõn loại, đỏng giỏ theo chất lượng, được ghi vào trường dữ liệu "Quality" và những chỉ bản cú chỉ số chất lượng dưới một ngưỡng xỏc định được lọc ra biờn tập, chỉnh sửa bằng mắt thường, trực tiếp trờn màn hỡnh (dựng Bộ Editor). Phõn hệ “Biờn tập và kiểm tra chất lượng” được trang bị trỡnh duyệt CSDL (DATA BROWSER) để thực hiện cỏc thao tỏc truy vấn CSDL trờn mỏy chủ, truy cập đến từng bản ghi để biờn tập cỏc thụng tin thuộc tớnh và đồ họa. Bộ biờn tập EDITOR với nhiều cụng cụ biờn tập cỏc đặc điểm chi tiết tiện lợi là cụng cụ kiểm soỏt chất lượng CSDL khụng thể thiếu của một hệ AFIS.
SiS Lab
Các công cụ biên tập phong phú giúp ng−ời
sử dụng dễ dμng biên tập, sửa lỗi cho các
chỉ bản chất l−ợng thấp !
SiS Lab
u
Ng−ời sử dụng có thể tùy ý chọn tìm một bản ghi bất kỳ để biên tập
Hỡnh 2.23 Màn hỡnh BROWSER của Phõn hệ Biờn tập
2.2.3.1.3 Phõn hệ “Cơ sở dữ liệu”
Phõn hệ này đảm bảo chức năng quản lớ CSDL võn tay cài đặt trờn mỏy chủ của một mạng LAN tổ chức theo mụ hỡnh CLIENT-SEVER.
Trờn mỏy chủ, dữ liệu được quản lớ tập trung, được phõn loại, tổ chức thành nhiều bảng dẫn xuất, được đỏnh chỉ số phõn cấp nhằm tăng tốc truy xuất dữ liệu, nõng cao khả năng quản lý CSDL dung lượng lớn của hệ thống.
Trờn cỏc mỏy trạm, cỏc phần mềm được cài đặt đều truy xuất CSDL bằng cõu lệnh SQL SERVER nờn việc tớnh toỏn, kết nối cỏc bảng, lập bỏo cỏo, thống kờ rất hiệu quả.
Với hệ quản trị CSDL SQL SERVER 2000, 2003 việc bảo trỡ CSDL võn tay gốc, tổ chức đỏnh chỉ số, sao lưu bảo quản, thống kờ quản lý sản xuất và kiểm soỏt chất lượng được tiến hành hết sức thuận lợi.
Hỡnh 2.24 Phõn hệ Cơ sở dữ liệu
2.2.3.1.4Phõn hệ “Tra tỡm, Đối sỏnh”
Để xỏc minh căn cước, hệ thống hoàn toàn cú khả năng đỏp ứng bốn dạng yờu cầu chủ yếu sau:
(1) Xỏc minh theo chỉ bản võn tay 10 ngún.
(2) Xỏc minh theo họ tờn, ngày thỏng năm sinh, sau đú theo võn tay 2 ngún tốt nhất trong số 4 ngún (TP, TT, CP, CT).
(3) Xỏc minh theo dạng cơ bản 10 ngún, 2 chỉ bản tốt nhất trong 4 ngún (TP, TT, CP, CT);
(4) Xỏc minh theo số căn cước.
Phõn hệ này đảm bảo việc kiểm tra thường xuyờn trờn từng nhúm phõn loại, nhằm sàng lọc để loại bỏ khả năng cựng một đối tượng được cấp nhiều số hồ sơ khỏc nhau, đảm bảo mỗi đối tượng chỉ được cấp một số căn cước duy nhất. Trờn Hệ C@FRIS, một đối tượng được cho phộp cú nhiều
chỉ bản khỏc nhau, tối đa là 3 chỉ bản. Cỏc chỉ bản được lập với thời gian cỏch nhau 3-5 năm là tốt nhất. Việc này đũi hỏi phải tốn thờm khụng gian lưu trữ trờn đĩa cứng, nhưng bự lại nú bự đắp được cỏc khiếm khuyết chất lượng trong quỏ trỡnh lập chỉ bản, cỏc thay đổi sẹo, cụt, thương tật hay biến dạng. Điều quan trọng nhất là hệ thống đảm bảo được tất cả cỏc chỉ bản này phải mang cựng một số đối tượng.
Với hoạt động tra cứu xỏc minh căn cước, qui trỡnh tra cứu được thực hiện tương tự như khi cập nhật bổ sung chỉ bản vào hệ thống, bắt đầu bằng việc quột chỉ bản 10 ngún bằng scanner, bằng cỏc thiết bị lăn tay sống (booking station), hoặc mở một tệp cú sẵn, sau đú xử lý trớch chọn đặc điểm và tra tỡm trờn CSDL. Trường hợp tỡm thấy thỡ hệ thống thụng bỏo kết quả tỡm được là số căn cước đó cấp, trường hợp tỡm khụng thấy thỡ cần phải tra tỡm mở rộng hay tăng cường và nếu vẫn khụng thấy thỡ mới thụng bỏo chưa cấp và sẽ được cấp số căn cước mới. Trường hợp phỏt hiện được một số đối tượng cú hai số hồ sơ khỏc nhau thỡ cũng cần phải lập thụng bỏo để nhập hai hồ sơ làm một theo qui ước chọn số bộ hơn. Số lớn hơn đó cấp nhầm cho đối tượng đú vẫn để trống, khụng nờn tiết kiệm để cấp cho đối tượng khỏc vỡ rất dễ gõy nhầm lẫn về sau. Tra cứu mở rộng hay tăng cường là một trong những điểm mạnh của hệ C@FRIS. Tra tỡm mở rộng
cho phộp người sử dụng dựng thờm cỏc mó phụ (Thớ dụ: dạng cơ bản là 5 nhưng do cấu trỳc đường võn gần giống với dạng cơ bản 6 thỡ mó là 5 phụ 6). Kỹ thuật tra cứu mở rộng thực chất là kỹ thuật tra cứu mờ (fuzzy), nú tận dụng ưu thế tốc độ của mỏy tớnh để cung cấp cho người sử dụng khụng những khả năng cú thể bổ sung cỏc mó phụ thờm vào bờn cạnh cỏc mó chớnh, mà cũn cú thể thay đổi ngưỡng đối sỏnh, khoảng đếm võn. Tra tỡm
tăng cường dựa trờn việc đối sỏnh cỏc đặc điểm chi tiết của cỏc ngún tăng cường khỏc.
Trờn hệ C@FRIS, để trỏnh sút lọt, người sử dụng cần tuõn thủ theo nguyờn tắc: Tỡm rỳt gọn để nhanh cú kết quả, nếu khụng tỡm thấy thỡ cần tỡm mở rộng, tăng cường. Mở rộng rồi mà vẫn khụng thấy thỡ mới thừa nhận là đối tượng mới (cấp số căn cước mới).
SiS Lab
Các yêu cầu tra cứu mã hoá, tra tìm, đối sánh hμng loạt, đ−ợc thẩm định vμ thông báo kết quả một cách nhanh chóng, chính xác !
Hỡnh 2.25 Màn hỡnh Tra tỡm, Đối sỏnh TP-TP
2.2.3.1.5Phõn hệ “Tiếp nhận, Xử lý và Trả lời cỏc yờu cầu”
Phõn hệ này đảm bảo chức năng tự động xử lý việc tiếp nhận, tra tỡm và trả lời cỏc yờu cầu xỏc minh căn cước và yờu cầu tra cứu dấu vết hiện trường từ xa trờn mạng.
Để tiếp nhận cỏc yờu cầu, trờn trang WEB mạng của Bộ Cụng an, Mục Sản phẩm – Cụng nghệ, Phũng Thớ nghiệm MP&THHT đó mở cỏc dịch vụ truyền dấu vết và chỉ bản để hỗ trợ cỏc đơn vị ở Bộ, Cụng an cỏc địa phương phụ cận và cỏc Quận/Huyện của Hà Nội để gửi yờu cầu tra cứu dấu vết nguội cũng như sàng lọc dấu vết núng (trờn CSDL 250.000 đối tượng hỡnh sự của Hà Nội).
2.2.3.1.6Phõn hệ Trao đổi thụng tin
Phõn hệ này được cài đặt để đảm bảo chức năng trao đổi thụng tin giữa cỏc hệ AFIS với nhau theo định dạng chuẩn ANSI/NIST 2.0 (Data format
for the interchange of fingerprint, facial, SMT information) và đặc tả truyền thụng tin điện tử EFTS (Electronic File Transmission Specification". Đõy là cỏc chuẩn trao đổi thụng tin võn tay của Mỹ, được quốc tế sử dụng rộng rói, kể cả INTERPOL. Cỏc chuẩn này qui định cỏc chỉ tiờu, nội dung, khuụn dạng và đơn vị đo để trao đổi thụng tin võn tay nhằm mục đớch truy nguyờn đồng nhất. Những thụng tin này bao hàm cỏc khoản mục bắt buộc (mandatory) và khụng bắt buộc chứa ảnh võn tay số húa, thể hiện dưới dạng nộn hoặc khụng nộn, cựng cỏc đặc điểm chi tiết của chỳng cựng cỏc dữ liệu thuộc tớnh liờn quan. Đõy là những thụng tin cốt lừi nhất cần cho việc trao đổi thụng tin võn tay giữa cỏc đơn vị nghiệp vụ khoa học hỡnh sự và giữa cỏc hệ nhận dạng võn tay tự động AFIS. Hầu hết cỏc hệ nhận dạng võn tay trờn thế giới đều cụng bố tương thớch với chuẩn này vỡ đõy là điều kiện quan trọng khụng chỉ tạo điều kiện trao đổi thụng tin dễ dàng giữa cỏc phần mềm nhận dạng võn tay với nhau mà cũn để đảm bảo dữ liệu của người dựng khụng bị đúng chặt vào một hệ phần mềm hay phần cứng nào đú. Tuy nhiờn, trờn thực tế một số hóng vẫn dựng "tiểu xảo" để cài cắm một vài tớnh năng cú lợi cho họ, chẳng hạn chi