b) Lọc các điểm đặc trưng
3.5. Đối chiếu vân tay để định danh mẫu
Thuật toán đối sánh vân tay so sánh hai ảnh vân tay và cho ra độ tương tự (có giá trị nằm trong khoảng 0 và 1). Kết luận của việc đối sánh, khớp hay không khớp, phụ thuộc vào ngưỡng t. Hầu hết các thuật toán nhận dạng vân tay
đều dựa vào việc đối sánh các điểm đặc trưng; chỉ có một vài thuật tốn đối sánh trực tiếp trên ảnh xám. Ngoài ra việc đối sánh hai ảnh vân tay là một bài tốn vơ cùng khó. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc đối sánh. Sau đây là các yếu tố chính :
- Sự quay (rotation): cùng một ngón tay cho mỗi lần lấy mẫu, dấu vân tay có thể quay ở các góc khác nhau trên bề mặt thiết bị đầu đọc vân tay; mặc dù, bộ hướng dẫn ngón tay được gắn trên các máy quét thương mại, nhưng trong thực tế tồn tại sự quay không cố ý lên tới ± 20 độ theo chiều đứng.
- Sự chồng chéo từng phần (partial overlap): sự dịch chuyển và sự quay vân tay thường làm cho một phần vân tay nằm ra ngồi vùng nhìn thấy của bộ cảm biến. Kết quả là xuất hiện sự chồng chéo giữa các vùng cận cạnh của mẫu vân và các vân tay đầu vào.
- Sự biến dạng phi tuyến (non-linear distortion): do sự mềm dẻo của ngón tay, việc ánh xạ hình ảnh ba chiều sang hình ảnh hai chiều trên bề mặt bộ cảm biến gây ra biến dạng phi tuyến trong việc đọc vân tay.
- Lực ấn và tình trạng của da (pressure and skin condition): cấu trúc vân của một ngón tay sẽ được lấy chính xác nếu như phần ngón tay được tiếp xúc đúng quy cách với bề mặt bộ cảm biến. Một số yếu tố khác như: áp lực ngón tay, ngón tay khơ, bệnh ngồi da, ướt, bẩn, độ ẩm khơng khí, … gây ra sự tiếp xúc khơng đúng quy cách; hệ quả là, ảnh vân tay được lấy có chất lượng khơng tốt.
- Các lỗi rút trích đặc trưng (feature extraction errors): các thuật tốn rút trích đặc trưng chưa hồn hảo. Các lỗi có thể được tạo ra trong bất kỳ giai đoạn nào của q trình rút trích đặc trưng như: Ước lượng hướng và Ước lượng tần số, Phân đoạn vùng vân tay từ nền, ...).
Cho đến nay, có rất nhiều thuật tốn đối sánh vân tay đã được đề xuất để làm giảm ảnh hưởng các yếu tố trên. Hầu hết các thuật tốn này khơng gặp khó khăn trong đối sánh các ảnh vân tay chất lượng tốt. Nhưng trong ảnh chất lượng thấp, đối sánh vân tay vẫn còn là một thách thức. Các phương pháp đối sánh vân
tay có thể được phân thành ba: Đối sánh dựa vào độ tương quan, Đối sánh dựa vào đặc trưng, và Đối sánh dựa vào đặc tính vân.
Đối sánh dựa vào đặc trưng, đây là kỹ thuật được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất. Các đặc trưng được rút trích từ hai ảnh vân tay được lưu trữ như là tập các điểm trong một bề mặt hai chiều. Sau đó, đối sánh vân tay sẽ dùng các đặc trưng này để đối sánh với nhau.
Vì ngay từ ban đầu đã lựa chọn phương pháp nhận dạng vân tay trên cơ sở là
minutiae. Nên khâu thực hiện đối chiếu vân tay sẽ dựa vào các điểm nút đặc
trưng nay. Việc đối chiếu dựa trên hai bộ số liệu: I của input-image và T của
template-image.
T=T{,,,……,}, ={,,}, i= I=I{,……,={,,,}, j=
Hình-3.13 dưới đây thể hiện sự đối sánh hai mẫu vân tay trên cơ sở các
minutiae đã được trích chọn ở bước trên. Hai minutiae ở mỗi mẫu được nối với
nhau bằng đường liền nét thì thể hiện sự trùng khớp với nhau.
Hình vẽ 3.12. Đối chiếu vân tay dựa trên cơ sở minutiae.
Sau đây sẽ trình bày thuật tốn đối sánh vân tay, bao gồm cả hai công đoạn: khớp mẫu (alignment) và đối sánh (matching)