Các loại đặc trưng ảnh vân tay + Đặc trưng toàn cục
Các vùng trưng mức toàn cục được rút ra từ cấu trúc của đường vân. Độ cong của các đường vân tạo thành các hình dạng đường vân khác nhau. Những vùng này được gọi là các vùng nổi bật còn gọi là điểm core, điểm delta (Hình 1-9). Điểm nổi bật này kết hợp với hình dáng của cấu trúc đường vân để phân loại ảnh vân tay thành 5 dạng sau: vòng lặp (loop) đặc trưng toàn cục của ảnh vân tay được phân loại thành vòng lặp trái (left loop), vòng lặp phải (right loop); lặp tròn (whorl), cung (arch) và cung nhọn (tented arch) (Hình 1-10 và 1-11). Các đặc trưng này có chi phí lưu trữ thấp nhưng đối với ảnh vân tay chất lượng thấp thì không thể sử dụng các minutiae này để phân biệt vân tay. Do vậy, các minutiae này thông thường được sử dụng trong việc tìm kiếm ảnh ở mức thô (phân lớp ảnh vân tay) [5].
Hình 1-8: (a) Điểm nổi bật trên vân tay (điểm delta, điểm core); (b) Khoảng cách đường vân.
Hình 1-9: 5 phân lớp chính của một ảnh vân tay.
Hình 1-10. Các lớp vân tay theo phân lớp Henrry: (a) left loop, (b) right loop. (c) whorl, (d) arch, (e) tented arch.
(a) (b)
+ Đặc trưng cục bộ
Khi quan sát trên từng đường vân ta thấy có nhiều điểm mà đường vân bị gián đoạn, có điểm kết thúc, có điểm rẽ nhánh,…Điều này đã tạo ra các loại minutiae khác nhau như: điểm đường vân rẽ thành 2 nhánh (bifurcation), điểm mà tại đó đường vân kết thúc (ending), điểm chéo (crossover), đường vân dạng hồ (lake), đường vân dạng cựa gà (spur), đường vân dạng đảo (island),… (Hình 1-11, 1-12).
Hình 1-11: Một số minutiae phổ biến của ảnh vân tay
Hình 1-12: Một số dạng minutiae cục bộ phổ biến của ảnh vân tay [6]
Dạng hồ (Lake)
Điểm rẽ nhánh (Bifurcation)
Cựa gà (Spur)
Điểm kết thúc (Ending) Chỗ giao nhau (Crossover)
Francis Galton (1822-1911) là người đầu tiên quan sát và phân loại các minutiae, đồng thời khẳng định trong các minutiae cục bộ của ảnh vân tay thì điểm ending, bifurcation là không thay đổi trong suốt cuộc đời của mỗi con người. Vì vậy, hai minutiae này được sử dụng trong việc đối sánh ảnh vân tay.
Hình 1-13: (a) Điểm kết thúc; (b) Điểm rẽ nhánh
Gọi vị trí của điểm minutiae là (x,y), góc () tạo bởi tiếp tuyến của đường vân tại điểm minutiae và trục hoành (Hình 1-15).
Hình 1-14 Thông tin rút trích minutiae (a) Điểm kết thúc, (x,y) là tọa độ của minutiae, là góc tạo bởi hướng của minutiae; b) Điểm rẽ nhánh.
Loại đặc trưng kết thúc và rẽ nhánh không những có tính chất phân biệt rất tốt mà còn chi phí lưu trữ thấp nên thường được dùng để nhận dạng vân tay. Mặc dù minutiae có nhiều đặc trưng cục bộ như đã trình bày ở trên, Tuy nhiên, người ta chỉ hay sử dụng 2 loại minutiae cục bộ là điểm kết thúc đường vân và điểm rẽ
(a) Ridge ending (b) Bifurcation
nhánh, vì hầu hết các loại điểm cục bộ còn lại đều có thể biểu diễn được thành 2 loại điểm trên [5].
Trong các ảnh vân tay điểm kết thúc và rẽ nhánh (rẽ hai) có thể tráo đổi cho nhau ở cùng vị trí trong ảnh âm bản, điểm kết thúc xuất hiện như là điểm rẽ nhánh của ảnh vân tay và ngược lại (Hình 1-16).
Hình 1-15: Các điểm kết thúc và rẽ nhánh hai có thể tráo đổi cho nhau ở cùng vị trí.