Nhan Dan Van Tay

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    1/11

    Khi nim, nguyn tc v phng php nhn dng vn tay.

    Cch tng cng cht lng v chnh xc khi nhn dng

    1. MC CH CA VIC NHN DNG VN TAY

    Trong thi i ngy nay, khi tt c cc lnh vc trong x hi u c ng dng Khoa hc k thut

    gip cho con ngi thun tin hn trong cng vic hng ngy. Khi m cng ngh thng tin bng n, vis bo mt ring t thng tin c nhn cng nh nhn bit mt ngi no trong hng t ngi trntri t i hi phi c mt tiu chun, h thng m nhn cc chc nng . Vn tay l mt trongnhng c im kh c bit ca con ngi bi v tnh a dng ca n, mi ngi s hu mt du vntay khc nhau, rt t trng hp nhng ngi c du vn tay trng nhau.

    + Ngi ta li dng c im ny xy dng cc h thng bo mt cc thng tin ring t chongi s hu chng, t vic thay th cho cc kha cho n vic thay th mt khu qu ph bintrong thi i tin hc ngy nay. Ngi ta ch cn qut du vn tay ca mnh qua cc thit b chc nngl c th ng nhp vo h thng my vi tnh, qua mt phng b mt hay cc trm bo v b mt. lgii php an ninh tuyt i cho nhng yu cu bo mt ca con ngi trong nhiu lnh vc nh: Kim

    sot an ninh trong cc c quan ca Chnh Ph, trong qun i, ngn hng, trung tm lu tr d liu...hoc kim sot ra vo ca nhn vin ti cc trung tm thng mi, cc tp on, cc i s qun...

    + Trong cc lnh vc phng chng ti phm, ngi ta c th tm ra tung tch ti phm cng nhnn nhn thng qua du vn tay trn hin trng.

    + Ph bin nht c l l du vn tay ca chng ta qua mt sau ca chng minh th xc nhmt cch nhanh nht cc c im, h s ca mt cng dn c lu trong c s d liu.

    + Ngoi ra, h thng cn h tr c lc cho vic qun l v chm cng ti cc nh my, xnghip, cng ty, bo v anh ninh cho mi gia nh hoc c nhn.

    2. CU TO, C IM V PHN LOI CC DNG VN TAY

    2.1 Cu to vn tay:

    Du vn tay ca mi c nhn l c nht. Xc sut hai c nhn - thm ch ngay c anh em (hoc chem) sinh i cng trng - c cng mt b du vn tay l 1 trn 64 t. Ngay c cc ngn trn cng bn taycng c vn khc nhau. Du vn tay ca mi ngi l khng i trong sut cuc i. Ngi ta c thlm phu thut thay da ngn tay, nhng ch sau mt thi gian du vn tay li c hi phc nh banu. Vn tay l nhng ng c dng dng chy c trn ngn tay ngi. N l mt tham s sinh hcbt bin theo tui tc c trng cho mi c th. Trn vn tay c cc ng gn v cc lung.

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    2/11

    2.2 Cc im c trng ca vn tay:

    Trn cc nh vn tay c cc im c trng (l nhng im c bit m v tr ca n khng trng lptrn cc vn tay khc nhau) c phn thnh hai loi: singularity v minutiae

    Singularity: Trn vn tay c nhng vng c cu trc khc thng so vi nhng vng bnhthng khc (thng c cu trc song song), nhng vng nh vy goi l singularity. C hai loisingularity l core v delta.

    Core thng c mt s dng nh sau:

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    3/11

    Minutiae: Khi d theo tng ng vn ta s thy c nhng im ng vn kt thc (RidgeEnding) hoc r nhnh (Bifurcation), nhng im ny c gi chung l minutiae.

    2.3 Phn loi vn tay:

    Cc nh vn tay c phn loi nhm tng tc tm kin trong c s d liu vn tay trong qu trnhnhn dng. V cc phng php phn loi vn tay hin nay u da trn hai loi c im chung nht

    ca mi vn tay, l tm v tam phn im (hay cn c gi l delta).Da trn cc thng tin v s lng tam phn im v v tr ca chng l ta hon ton c th xc nhc loi ca vn tay. V vy, vn trch chn tm v tm phn im l khu khng th thiu ctrong qu rnh phn loi vn tay.

    Sau y l mt s phng php phn loi vn tay c nghin cu v cng b, mun lu tiphng php trch chn tm v tam phn im c s dng.

    + Phng php phn loi Henry: y l phng php phn loi c in v ph bin nht,c s dng ch yu khi nhn dng vn tay mt cch th cng. Cc tm v tam phn im c nhn

    bit bng mt thng v vn tay c phn loi da trn s lng ng vn b ct bi ng ni tmv tam phn im.

    + Cc phng php phn loi da trn cc c im tng th: Vic phn loi vn tay trongphn ln cc h AFIS hin nay u da trn cc c im tng th. Vic trch chn tm v tam phnim c th c thc hin trc tip trn nh vn tay theo phng php x l nh theo tng im,nhng nhc im ca phng php ny l tc x l chm. Sau khi tch hng cc vng, ta nhnc mt nh nh hng c trng cho vn tay.

    + Phng php 2: Mu phn b hng chun c nh ngha l mt mu hai chiu m tphn b ca cc hng ln xung quanh mt im c trng. Bng nghin cu thng k trn nhiu vn

    tay, cc tc gi nh ngha c trng tm tam phn im bng cc mu phn b hng chun. Victrch chn tm v tam phn im c qui v vic tm kin trn nh nh hng cc vect phn bhng c dng ging vi mu phn b hng chun bng cc i snh cc mu phn b hng ticc im c kh nng l c im vi cc mu phn b hng chun.

    + Phng php 3: Hng ca cc vng c lng t ha theo 8 hosng trong khong t 00 n 1800. Cc vng c im tm v tam phn im c nh v trn nh nh hng bng cchkim tra ch so Poincar trn mt ng cong nh khp kn xung quanh mt im.

    3. CCH XY DNG H THNG NHN DNG VN TAY

    3.1. Qu trnh nhn dng du vn tay- Xc nhn du vn tay ( fingerprint verification ): Ti bc ny mt ngi s cung cp du

    vn tay cng vi chng minh th, hoc l cc c im c nhn ca ngi , v d nh H tn, ngy

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    4/11

    sinh, qu qun(trong chng minh th) hoc l Username, tn ti khon, cc quyn hn ca ngi ,(trong bo mt). Bc ny nhm to ra mt c s d liu tng ng du vn tay v cc c imlin quan . Nguyn l c bn ca h thng ny l s dng cc diot pht sng truyn cc tia gn hngngoi (Near Infrared NIR) ti ngn tay v chng s c hp th li bi hng cu trong mu. Vng cctia b hp th tr thnh vng ti trong hnh nh v c chp li bi camera CCD. Sau , hnh nhc x l v to ra mu vn tay. Mu vn tay c chuyn i thnh tn hiu s v l d liu nhndng ngi s dng ch trong vng cha n 2 giy. Cng ngh truyn nh sng ca Hitachi cho php

    ghi li r nt s vn nh tng phn cao v kh nng tng thch vi mi loi da tay, k c dakh, da du hay c vt bn, vt nhn hoc b khim khuyt do to ho trn b mt ca cc ngn tay.Lng d liu nh l cn c cho vic nhn dng v to nn mt h thng nh gn, an ton, thnthin v nhanh nht trn th gii. H thng ny c th lu tr t 6.000-8.000 ngn tay trong mt myv mi ngi c th c nhn dng bi 1 trong 5 ngn tay khc nhau ng k trc . u imvt tri ca h thng ny l ch tng tc vi c th sng nn vic bt chc, gi mo hoc n cp dliu l iu hon ton bt kh thi. FVB ra i hi u nm 2006, nhanh chng thnh cng ti thtrng Nht Bn, Singapor, Trung Quc...

    - Nhn din du vn tay (finger identification ): Du vn tay s c a vo i chiu

    vi database cha cc vn tay truy ra cc c im mun truy xut. Vic i snh nh vn tay cnnhn dng ch cn c tin hnh trn cc vn tay (c trong c s d liu) thuc loi c xc nhnh qu trnh phn loi. y l giai on quyt nh xem hai nh vn tay c hon ton ging nhau haykhng v a ra kt qu nhn dng, tc l nh vn tay cn nhn dng tng ng vi vn tay ca c thno c lu tr trong c s d liu.

    3.2. Hai phng php nhn dng du vn tay

    - Da vo cc c tnh c th ca du vn tay, nh im cui, im r nhnh ca cc vn trntay.

    - So snh ton b c tnh ca du vn tay.Thc cht y ch l 2 mc ca vic nhn dng. R rng trong cch th 2 bao gm cch1. Tuy

    nhin do c im ca vn tay, nu ta khng phi so snh qu nhiu ( c s d liu khng qu ln) ccc im c bit trn du vn tay ta nhn dng ra du vn tay ca ai. Cch th 2 l mt cngvic phc tp i hi tnh ton nhiu , tuy nhin cho kt qu vi tin cy cao. Bi bo co ny tptrung vo cch lm th nht.

    3.3. S h thng nhn dng du vn tay

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    5/11

    Theo phn tch trn th h thng ny gm 2 phn:

    + Verification: Ban u mt ngi dng trong h thng cung cp thng tin du vn tay ca mnhv lu tr vo c s d liu.

    + Identification: Khi s dng h thng ny, du vn tay c thu thp t mt sensor v em ix l. Qu trnh x l c th ty chn mt trong 2 phng php trn trn )

    3.4. Giai on x l nh trong qu trnh nhn dng vn tay:

    V giai on x l nh bn c th lm cc php x l nh dui hnh sau:

    Bi bo co ny s i su vo trnh by cch phn vng nh theo cch phn loi du vn tay trn, tcl trch c cc im c trng t mt bc nh du vn tay. Cui bi b sung thm mt phn nhphng php nng cao chnh xc trong nhn dng vn tay.

    Trch cc im singularity

    a. Trng nh hng (orientation field)

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    6/11

    nh vn tay l nh nh hng, cc ng vn l cc ng cong theo cc hng xc nh. Gc hpbi phng ca mt im trn ng vn vi phng ngang c gi l hng ca im . Tp hpcc hng ca cc im trn nh vn tay gi l trng nh hng ca nh vn tay .

    Phng php xc nh trng nh hng nh sau [5], [14]:

    Chia nh vn tay thnh cc khi nh hn kch thc WxW

    Tnh gradient theo hai hng x, y l Gx, Gy ti mi im (pixel) trong khi

    Khi hng ca im chnh gia ca khi c xc nh theo cng thc:

    b. Xc nh cc im singularity bng ch s Poincare (Poincare index) [3]

    Gi s (i,j) l mt im bt k trn nh vn tay, C l mt ng cong khp knh xung quanh (i,j) th chs Poincare ti (i,j) l tng i s cc sai lch hng ca cc im lin k nhau trn ng cong C.Trong : Np l tng s im trn ng cong s C. (x,y) l hng ti im (x,y)

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    7/11

    Da vo ch s Poincare ta c th xc nh cc im singularity

    Trch cc im minutiae

    C hai phng php chnh tm cc im minutiae: trch cc im minutiae t nh binary v trch ccim minutiae trc tip t nh xm.

    a. Trch cc im minutiae t nh binary [5]

    tng chnh ca phng php ny l t nh xm ban u ta s dng cc b lc thch hp pht

    hin v lm mnh ng vn di dng mt pixel (ridge detection), bin i nh xm ban u thnhnh binary (c gi tr l 0 hoc 1) tng ng. Sau , cc im minutiae s c trch nh sau: gi s(x,y) l mt im trn ng vn c lm mnh v N0, N1, , N7 l 8 im xung quanh n th

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    8/11

    Hnh 2.7 cc kt qu ca thut ton.

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    9/11

    4. NNG CAO CHNH XC KHI NHN DNG VN TAY

    4.1 Mc ch ca vic nng cao chnh xc khi nhn dng vn tay

    Hn 100 nm qua so snh du vn tay vn c coi l mt phng tin hu hiu h tr cho cc nhiu tra trong qu trnh ph n v xt x.Hin thi th phng php ny bc l mt vi khuyt imC khng t th thut m ngi ta vn quen s dng trong khi cha chng minh mt cch khoa hc v

    tnh hiu qu v tin cy ca n. Nhn dng qua du vn tay l mt trong nhng v d in hnh cho"thi quen" ny. T cui th k 19, phng php nhn dng qua du vn tay c coi l mt trongnhng cng c php y xc nh nghi phm v s hin din ca h ti hin trng gy n... v gy rakh nhiu oan sai

    Theo nh nghin cu ti phm Simon Cole, hng nm ch ring nc M, cc gii chc thc thiphp lut bt nhm ti 1.000 ngi qua so snh vn tay. Trong mt cuc kim tra ca FBI, ngita thu c t l sai st ca cc phn tch du vn tay l 0,8%. Theo s liu ca cc phng nhndng sinh hc M, trong nm 2002 c ti 1.900 kt qu khng chnh xc trong khu so snh vn tay.C nm, t l sai s ca phng php so snh du vn tay ln ti 4,4%. Vic nhn dng vn tay s gpnhiu vn tr ngi n kt qu v cc yu t khch quan nh tc ng ca mi trng thi tit,hin

    trng sau khi kho st,v cc yu t ch quan gy nhiu. Nu ch n thun da vo yu t k thutm b qua mt lot cc bin php nghip v khc, sai s ny c th ln ti 10% V ngy ngay ngoiphng php nhn dng du vn tay c kh nhiu cc phng php nhn dng sinh trc hc khcc chnh xc cao hn v cho kt qu nhanh hn nh phng php nhn din khun mt,nhn dngtnh mch lng bn tay, Nhng phng php nhn dng vn tay hin vn cn ph bin nhiu ni vnhiu quc gia,mc nhin phng php nhn dng vn tay vn c s dng trong vic iu tra ph nca cnh st v th vic nng cao s chnh xc khi nhn dng vn tay l mt vn thit yu. V vicp dng cc phng php x l tn hiu gip cho kt qu nhn dng tt hn v trnh c ri ro trongvic iu tra nhn dng.Vic nhn dng vn tay cng chnh l vic x l nh.

    4.2 i su vo phng php x l hnh nh vn tay trong vic nhn dngVn tay khi em phn tch thng hin th di dng mu en v nn l mu trng,trc khi nhn

    ra dng Menutia( nhng dng c bit ca vn tay) chng ta phi bit cch tch vn tay ra khi munn.Nh vy hm mt xm phi c 2 im cc i cng r cng tt.Khong cch gia im maxv min cng ln th s to ln s tng phn r rng gia vn tay v mu nn. T nh m ca vn taychng ta mun c nh r nt hn, khng phi l chng ta thay i hm mt xm l c c nh rnt hn, m phi dng nhng phng php x l nh cho ton b hay tng phn ca hnh vn tay. Bnc th dng phng php lc (Filter) cho hnh nh r rng hn. Ty theo hnh v mc ch ng dngm chng ta dng phng php lc khc nhau, chng hn nh lc mu xm ch cn trng en m thi,th nh cc bn bit gia hai im cc i trn hm mt xm chng ta chn im ngng

    (Thresthold). C th l im cc tiu hay l im gia ca hai im cc i... lm im ngng th phnbn tri im ngng chng ta gn gi tri 0 (mu en) cn phn bn phi th l 255 (mu trng). C khihnh nh b r (Noise), ty theo mc ca r m mnh c th dng Gaussian Filter lc bt cho hnhbt nhng nh b r,nu dng phng php lc Gaussian vi lch sigma = 3 th hnh nh s r hn.Nh rng vn tay cng c chiu quy nh ca n ging nh Vect vy. Thc ra th sau khi lc cho nhvn tay r nt, ngi ta cn loi b nhng vt ct, hay l bng da tay mi vn mi th thut khcnhau. Nhng cng l x l nh loi b mt s im ng ng. K tip l lm mng cc ng ntca vn tay. mi vn tay ngi ta khng phi gi hnh nh ca vn tay m gi nhng im c bitgi l Menutia (cng nhiu im th chnh xc cng cao ). Cui cng chng ta ly c nhng imcn thit ra. Tuy nhin chnh xc ngi ta chng cht nhng du vn tay cng mt ngn tay tm

    ra im chung tng chnh xc hn v ta s c c nhng im bao gm c hai hnh cng mtvn tay. Thng thng chc n ngi ta ng k khong 4 ln cng mt vn tay thnh lp mt cutrc ri nn li khong 300 ti 500 bytes, cha khong t 20 n 80 im c bit. Ngoi ra chng taphi kim tra v kim nh bng phng php thng k rt nhiu xc nh sai s cho php,...

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    10/11

    4.3 Phng php lc Gabor

    B lc Gabor s dng tng cng ng vn v phc hi vn. Hiu qu s dng ca cc thut tontrch chn c tnh v cc k thut nhn dng vn tay khc ph thuc rt ln vo cht lng ca nhvn tay u vo. Trong trng hp nh vn tay, vn li v vn lm thay th nhau v hng theo mthng c nh. Trong nhng tnh hung th ny, cc vn c th d dng c pht hin v cc chi titc th xc nh mt cch chnh xc trn nh. Nhng trong thc t, do iu kin da ( nh kh hay t, b

    ct ), nhiu cm bin, n vn tay khng ng, v cc ngn tay cht lng thp, mt phn khng nhcc nh vn tay ( khong 20% ) l c cht lng thp. Trong nhiu trng hp, mt nh vn tay chanhiu vng gm c c cht lng tt, trung bnh v xu . Ni chung, c vi dng mt gi tr lin h vicc nh vn tay:

    cc vn khng lin tc,c vi np t

    cc vn song song khng tch bit r rng do tn ti ca nhiu lin kt cc vn song song,khin chng tch bit km

    b ct, c np gp, hay thm so

    Ba dng b vn mt gi tr ny lm cho vic trch chn c tnh cc k kh khn. Chng dn ti cc vn sau trong vic trch chn c tnh:

    Trch chn cc chi tit sai lch

    B qua cc chi tit ng

    Gy li v hng v v tr ca chi tit

    bo m hiu qu tt trong cc thut ton trch chn chi tit trn cc nh vn tay cht lng km,cn mt thut ton tng cng nng cao s r rng trong cu trc vn. Mt chuyn gia vn tay

    thng c th nhn dng chnh xc cc chi tit bng cch s dng nhiu manh mi nhn c nhhng vn tay, tnh lin tc ca vn, xu hng vnTrong l thuyt, c th pht trin mt thut tontng cng s dng cc manh mi nhn c ny ci thin cht lng hnh nh. Ni chung, vi mtnh vn tay cho trc, cc cng vn tay c phn on c th chia vo ba hng mc:

    Vng c nh ngha tt: cc vn c phn bit r rng vi cc vn khc

    Vng c kh nng phc hi: cc vn b h hng bi cc ng t gy nh, thm sonhng chng vn c kh nng nhn c v cc vng xung quanh cung cp thng tin khi phccu trc ban u ca chng

    Vng khng th phc hi, ni cc vn b h hi bi cc nhiu nghim trng, khng c vn nonhn thy c v cc vng xung quanh khng cho php chng c xy dng li

    Cc vng cht lng tt, c th phc hi v khng th phc hi c th c nhn dng qua vitiu chun: tng phn, tnh y ca hng, tn sut vn, v cc c tnh cc b khc c th kthp nh ngha ch s cht lng. Mc ch ca mt thut ton tng cng l ci thin tnh rrng ca cc cu trc vn trong cc vng c kh nng khi phc v nh du cc vng khng th khiphc v qu nhiu cho cc x l tip theo.

    C rt nhiu phng php nng cao cht lng vn, c mt phng php s dng v t hiuqu rt tt l s dng b lc Gabor.

    p dng cc b lc Gabor ti mt nh,cn xc nh bn tham s ( , f, mask, radius) . Tn sut cab lc hon ton c quyt nh bi tn sut vn cc b (f) v hng ca b lc c quyt nh bihng vn cc b (). Vic chn cc gi tr radius , nu chn gi tr ln th b lc s chu nhiu nhiu

  • 8/4/2019 Nhan Dan Van Tay

    11/11

    hn, nhng li to ra s nhm ln gia vn li v vn lm. vi radius = 4 l s dng tt trong rt nhiutrng hp.