huongthuy_icb
New Member
Download Luận văn Xây dựng thư viện phần mềm trên họ ARM phục vụ bài toán nhận dạng vân tay
Mục lục
Chương 1 Mở đầu .8
1.1 Giới thiệu vềcông nghệnhận dạng vân tay.8
1.2 Tình hình nghiên cứu vềcông nghệnhận dạng vân tay .10
1.3 Nhu cầu thực tế.14
1.4 Mục tiêu đềtài .16
1.4.1 Độchính xác cao.16
1.4.2 Phạm vi ứng dụng .17
1.5 Hướng tiếp cận của đềtài .17
1.5.1 Tiếp cận từtrên xuống .17
1.5.2 Tiếp cận đa môi trường và đa thiết bịnhúng .17
1.6 Nội dung luận văn.18
Chương 2 Tổng quan nhận dạng vân tay .19
2.1 Một sốloại đặc trưng vân tay .19
2.2 Mô hình hệthống nhận dạng vân tay.22
2.3 Sơ đồcác bước xửlý trong quá trình nhận dạng .23
2.3.1 Quá trình xửlý ảnh (image processing).23
2.3.2 Quá trình đối sánh vân tay (matching).24
2.4 Cách đánh giá hệthống nhận dạng vân tay .25
2.4.1 Đặt vấn đề.25
2.4.2 Các lỗi hệthống sinh trắc .26
2.4.3 Các lỗi hệthống xác thực .27
2.4.4 Các lỗi hệthống nhận dạng.31
Chương 3 Một sốthuật toán nhận dạng vân tay.33
3.1 Một sốthuật toán Tăng cường ảnh .33
3.1.1 Đặt vấn đề.33
3.1.2 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor.33
3.1.2.1 Chuẩn hóa ảnh.34
3.1.2.2 Ước lượng hướng ảnh .35
3.1.2.3 Ước lượng tần số ảnh .37
3.1.2.4 Tạo các vùng mặt nạ.40
3.1.2.5 Lọc Gabor .40
3.1.3 Kết luận.43
3.2 Một sốthuật toán Rút trích đặc trưng .43
3.2.1 Đặt vấn đề.43
3.2.2 Rút trích các đặc trưng từ ảnh đã được nhịphân hóa .43
3.2.2.1 Phương pháp Nhịphân hóa .44
3.2.2.2 Phương pháp Làm mỏng (thinning) .44
3.2.2.3 Phương pháp Rút trích .44
3.2.2.4 Lọc đặc trưng (minutiae filtering) .45
3.2.3 Rút trích các đặc trưng trực tiếp từ ảnh xám .46
3.2.3.1 Dò theo đường vân (ridge line following).46
3.2.4 Kết luận.50
3.3 Một sốthuật toán Đối sánh vân tay .50
3.3.1 Đặt vấn đề.50
3.3.2 Đối sánh dựa vào độtương quan .52
3.3.2.1 Giới thiệu .52
3.3.2.2 Phát biểu bài toán .52
3.3.3 Đối sánh dựa vào đặc trưng .53
3.3.3.1 Giới thiệu .53
3.3.3.2 Phát biểu bài toán .53
3.3.3.3 Đối sánh đặc trưng cục bộvà toàn cục.58
3.3.4 Đối sánh dựa vào đặc tính vân.59
3.3.5 So sánh hiệu năng của các phương pháp đối sánh vân tay .62
3.3.6 Kết luận.63
Chương 4 Hệthống nhúng – thiết bịnhúng.64
4.1 Hệthống nhúng.64
4.1.1 Định nghĩa.64
4.1.2 Lịch sửphát triển .65
4.1.3 Các đặc điểm của hệthống nhúng .66
4.1.4 Kiến trúc của hệthống nhúng .68
4.1.5 Các ứng dụng hệthống nhúng .69
4.2 Bo mạch NK9315 .70
4.2.1 Giới thiệu .70
4.2.2 Các đặc tính của bo mạch NK9315 .71
4.3 Vi xửlý họARM9 .72
4.3.1 Lịch sửphát triển họvi xửlý ARM.72
4.3.2 Vi xửlý EP9315-CB.76
4.3.3 Các đặc tính của EP9315-CB.77
Chương 5 Hệ điều hành Embedded Linux.79
5.1 Giới thiệu .79
5.2 Các thành phần hệ điều hành Embedded Linux .79
5.2.1 Toolchain .79
5.2.2 Bootloader (vivi, u-boot), kernel, root filesystem .80
5.2.2.1 Bootloader .81
5.2.2.2 Kernel.81
5.2.2.3 Root Filesystem.83
5.2.2.4 Device driver .85
5.2.2.5 Ứng dụng (application) .85
5.2.2.6 Chế độStand-alone .85
Chương 6 Xây dựng thưviện nhận dạng vân tay trên họARM.88
6.1 Các vấn đềkhi xây dựng thưviện nhận dạng vân tay trên họARM .88
6.1.1 Khảnăng tính toán.88
6.1.2 Khảnăng lưu trữ.89
6.1.3 Mức độhỗtrợcủa các thưviện lập trình.89
6.2 Các giải pháp cụthể.89
6.3 Xây dựng kiến trúc hệthống nhận dạng vân tay trên họARM .90
6.3.1 Xây dựng thưviện vân tay.90
6.3.2 Xây dựng cấu trúc mẫu đặc trưng đã được rút trích .91
6.4 Xây dựng thưviện nhận dạng vân tay .92
6.4.1 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor.92
6.4.1.1 Đặt vấn đề.92
6.4.1.2 Xây dựng thuật toán .92
6.4.2 Rút trích đặc trưng bằng phương pháp rút trích các đặc trưng từ ảnh
đã được nhịphân hóa .105
6.4.2.1 Đặt vấn đề.105
6.4.2.2 Xây dựng thuật toán .105
6.4.3 Đối sánh vân tay bằng phương pháp đối sánh đặc trưng cục bộvà toàn cục .110
6.4.3.1 Đặc vấn đề.110
6.4.3.2 Xây dựng thuật toán .112
Chương 7 Ứng dụng thửnghiệm .116
7.1 Ứng dụng nhận dạng vân tay trên họARM.116
7.1.1 Giới thiệu .116
7.1.2 Xây dựng các chức năng của ứng dụng thửnghiệm.117
7.1.3 Bộdữliệu kiểm thử.119
7.1.4 Tiêu chí đánh giá hệthống nhận dạng vân tay .122
7.1.4.1 FRR/FNMR.122
7.1.4.2 FAR/FMR .123
7.1.4.3 EER .123
7.2 Kết quảchạy thửnghiệm .125
7.2.1 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu SELabDB .125
7.2.2 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu VerifingerDB .126
7.2.3 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu FVCDB .128
7.2.4 Kết quảtốc độthực thi.129
Chương 8 Kết luận.130
8.1 Một sốkết quả đạt được.130
8.2 Hướng phát triển .132
Tài liệu tham khảo.133
Phụlục A Dấu vân tay .137
Phụlục B Biên dịch nhân Embedded Linux .138
B.1 Chuẩn bịtập tin.138
B.2 Cấu hình mặc định cho nhân.138
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Chương 1
Mở đầu
" Nội dung của chương 1 trình bày toàn cảnh về công nghệ nhận dạng vân tay,
giới thiệu chung về tình hình nghiên cứu hiện nay trên thế giới và trong nước về lĩnh
vực này, đồng thời nêu lên mục đích, nội dung và ý nghĩa của đề tài.
1.1 Giới thiệu về công nghệ nhận dạng vân tay
Ngày nay, công nghệ sinh trắc học được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Trong đó,
công nghệ nhận dạng vân tay là được ứng dụng nhiều nhất [13]. Người ta nhận thấy
các đặc trưng vân tay không thể dễ dàng bị thay thế, chia sẽ, hay giả mạo, … Ngoài
ra dấu vân tay của con người không ai giống ai, kể cả là sinh đôi cùng trứng xác suất
trùng lấp dấu vân tay giữa người này với người kia gần như là 0%, và không đổi
trong suốt cuộc đời. Do vậy trong việc nhận dạng một người, công nghệ này được
xem là đáng tin cậy hơn so với các phương pháp truyền thống như: dùng mật khẩu,
mã thẻ, ...
Việc ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay đã có từ rất lâu. Tuy nhiên, trong
khoảng một thời gian dài con người chỉ thực hiện việc đối sánh giữa hai dấu vân tay
bằng kỹ thuật truyền thống mang nặng tính thủ công1, các kết quả của lĩnh vực này
gần như không được ứng dụng trong các lĩnh vực dân sự thông thường của đời sống
mà chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hình sự.
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của ngành công nghệ điện toán thì việc sử
dụng dấu vân tay để nhận dạng được áp dụng rộng rãi trong đời sống bằng Hệ thống
nhận dạng vân tay tự động (AFIS). Cùng với sự phát triển mạnh các sản phẩm phần
mềm nhúng và một thị trường thiết bị nhúng vô cùng to lớn [26], việc đưa công nghệ
1 Theo cách đối sánh vân tay truyền thống, để kiểm chứng hai dấu vân tay có giống nhau hay không thì phải dùng kính
lúp để đối chiếu từng đường vân.
Trang 9
nhận dạng vân tay lên các thiết bị nhúng đã mang lại nhiều lợi ích và hiệu quả không
những cho nhà phát triển công nghệ này lên thiết bị nhúng mà còn cho xã hội.
Kể từ đây, công nghệ Nhân dạng vân tay đề cập trong luận văn này chính là Hệ thống
nhận dạng vân tay tự động trên hệ thống nhúng. Công nghệ này không những được
ứng dụng trong lĩnh vực hình sự mà còn được ứng dụng đa dạng trong lĩnh vực dân
sự, thương mại, … cụ thể là: việc xác nhận nhân thân của cá nhân khi truy cập mạng,
hồ sơ cá nhân, khóa phòng trộm, thẻ ngân hàng, hệ thống chấm công, hệ thống bảo
mật, …
Hình 1.1 là cấu trúc cơ bản của hệ thống nhận dạng vân tay. Hệ thống này bao gồm
hai chức năng chính:
• Chức năng 1: Nhập và lưu trữ các vân tay của các đối tượng vào hệ thống.
Trong bước nhập dữ liệu, hệ thống sẽ quét hình ảnh của các vân ngón tay hay
quét trực tiếp từ các ngón tay người. Tiếp theo, hệ thống sẽ tự động xử lý các
ảnh vân tay: xác định các điểm đặc trưng của vân tay và mã hoá thành các
thông tin đặc trưng cho mỗi vân tay. Cuối cùng, các đặc trưng vân tay đã được
mã hóa này được lưu trữ lại trong cơ sở dữ liệu (CSDL).
• Chức năng 2: Tra cứu xác định vân tay của một người xem đã có trong CSDL
chưa. Khi đưa dấu vân tay của một người mới vào, hệ thống sẽ thực hiện đối
chiếu với tất cả các dấu vân tay đã lưu trữ trong hệ thống nhờ vào thuật toán
đối sánh (matching) các điểm đặc trưng vân tay. Sau khi đối sánh, hệ thống sẽ
tìm ra xem đó có phải là vân tay của cùng một người hay không.
Trang 10
Hình 1.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống nhận dạng vân tay.
1.2 Tình hình nghiên cứu về công nghệ nhận dạng vân tay
Con người đã biết sử dụng dấu vân tay từ rất sớm. Vào thời cổ đại, các thương gia ở
Babylon đã biết dùng dấu vân tay được in lên viên đất sét trong trao đổi hàng hóa. Ở
Trung Quốc, người ta cũng đã tìm thấy các ngón tay cái được in lên các con dấu đất
sét. Nhưng bắt đầu từ thế kỷ 19, dấu vân tay mới được đưa vào nghiên cứu chính
thức.
• Năm 1823, nhà phẫu thuật Jan Evangelista Purkyne thuộc trường đại học
Breslau đã trình bày trong luận án của mình về 9 mẫu vân tay.
• Năm 1858, William Herschel đã dựa vào vết vân tay để nhận dạng tù nhân
[31].
• Năm 1880, bác sĩ Người Anh Henry Faulds đưa ra kiến nghị lấy dấu vân tay
của tội phạm tại hiện trường xảy ra vụ án và đưa ra lý luận gien vân tay. Năm
1882, theo sáng kiến của A. Bertion, lần đầu tiên cảnh sát Paris đã áp dụng lăn
ngón tay trên các hồ sơ căn cước [31].
Trang 11
• Năm 1892, Francis Galton là người đầu chia vân tay thành 3 nhóm: xoáy,
móc, sóng [31].
Việc sử dụng các nghiên cứu khoa học của dấu vân tay ở thế kỷ 19 đã làm tiền đề sau
này cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ nhận dạng vân tay trong nhiều lĩnh vực
của cuộc sống.
• Năm 1924, FBI (Federal Bureau of Investigation) đã thu thập và lưu trữ hơn
250 triệu dấu vân tay của người dân để cho việc điều tra tội phạm và nhận
dạng những người bị giết.
• Nước Anh cũng sớm sử dụng biện pháp này và đến năm 1944, họ đã lưu trữ
tới hơn 90 triệu dấu vân tay của tất cả binh lính và những người dân. Với việc
sử dụng dấu vân tay để nhận dạng, cảnh sát có thể truy tìm tung tích tội phạm,
người chết, mất thẻ căn cước hay mắc bệnh tâm thần lú lẫn, …
• Năm 1977, chương trình IAI's Certified Latent Print Examiner ra đời được áp
dụng để xác nhận phạm nhân trong tòa án.
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, cho tới nay các ứng
dụng công nghệ này được áp dụng rộng rãi khá thành công trên thế giới. Trên máy
tính cá nhân, dựa vào kích thước của CSDL vân tay người ta chia sản phẩm ứng dụng
vân tay thành hai loại chính:
• Hệ thống vân tay loại nhỏ
Đặc điểm chung của những hệ thống này là chỉ hỗ trợ số vân tay dưới
1000 vân tay. Chương trình nhận dạng vân tay trên máy IBM Think
Pad T43 cho phép người dùng đăng nhập vào windows XP bằng cách
đặt ngón tay của mình vào vùng quét của máy thay vì phải đánh mật
khẩu.
• Hệ thống vân tay loại lớn
Trang 12
o Những hệ thống nhận dạng vân tay loại lớn này thường có điểm chung
là có kích thước CSDL vân tay rất lớn, từ vài chục nghìn đến hàng triệu
vân tay. Đối tượng sử dụng là những tập đoàn đa quốc gia có chi nhánh
trên toàn cầu, những chính phủ điện tử cao cấp. Điều này đòi hỏi hệ
thống phải có năng lực xử lý rất mạnh, có thể đáp ứng hàng chục ngàn
yêu cầu nhận dạng trong một giây.
o Những hệ thống này thường hoạt động trên môi trường mạng internet
và có kiến trúc client – server, bao gồm một trung tâm xử lý nhận dạng
và lưu trữ vân tay và nhiều client nằm khắp nơi trên mạng internet toàn
cầu làm nhiệm vụ thu nhận dấu vân tay.
Không dừng lại ở đó, cùng với sự phát triển mạnh các sản phẩm nhúng và một thị
trường thiết bị nhúng tiềm năng vô cùng to lớn [26]; việc đưa các kết quả nghiên cứu
của công nghệ Nhân dạng vân tay lên các thiết bị nhúng là điều tất yếu nhằm phục vụ
cho mục đích tiện dụng, chuyên dụng, và phổ biến hơn trong thực tế. Các thiết bị
nhúng tiêu biểu ứng dụ...
Download miễn phí Luận văn Xây dựng thư viện phần mềm trên họ ARM phục vụ bài toán nhận dạng vân tay
Mục lục
Chương 1 Mở đầu .8
1.1 Giới thiệu vềcông nghệnhận dạng vân tay.8
1.2 Tình hình nghiên cứu vềcông nghệnhận dạng vân tay .10
1.3 Nhu cầu thực tế.14
1.4 Mục tiêu đềtài .16
1.4.1 Độchính xác cao.16
1.4.2 Phạm vi ứng dụng .17
1.5 Hướng tiếp cận của đềtài .17
1.5.1 Tiếp cận từtrên xuống .17
1.5.2 Tiếp cận đa môi trường và đa thiết bịnhúng .17
1.6 Nội dung luận văn.18
Chương 2 Tổng quan nhận dạng vân tay .19
2.1 Một sốloại đặc trưng vân tay .19
2.2 Mô hình hệthống nhận dạng vân tay.22
2.3 Sơ đồcác bước xửlý trong quá trình nhận dạng .23
2.3.1 Quá trình xửlý ảnh (image processing).23
2.3.2 Quá trình đối sánh vân tay (matching).24
2.4 Cách đánh giá hệthống nhận dạng vân tay .25
2.4.1 Đặt vấn đề.25
2.4.2 Các lỗi hệthống sinh trắc .26
2.4.3 Các lỗi hệthống xác thực .27
2.4.4 Các lỗi hệthống nhận dạng.31
Chương 3 Một sốthuật toán nhận dạng vân tay.33
3.1 Một sốthuật toán Tăng cường ảnh .33
3.1.1 Đặt vấn đề.33
3.1.2 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor.33
3.1.2.1 Chuẩn hóa ảnh.34
3.1.2.2 Ước lượng hướng ảnh .35
3.1.2.3 Ước lượng tần số ảnh .37
3.1.2.4 Tạo các vùng mặt nạ.40
3.1.2.5 Lọc Gabor .40
3.1.3 Kết luận.43
3.2 Một sốthuật toán Rút trích đặc trưng .43
3.2.1 Đặt vấn đề.43
3.2.2 Rút trích các đặc trưng từ ảnh đã được nhịphân hóa .43
3.2.2.1 Phương pháp Nhịphân hóa .44
3.2.2.2 Phương pháp Làm mỏng (thinning) .44
3.2.2.3 Phương pháp Rút trích .44
3.2.2.4 Lọc đặc trưng (minutiae filtering) .45
3.2.3 Rút trích các đặc trưng trực tiếp từ ảnh xám .46
3.2.3.1 Dò theo đường vân (ridge line following).46
3.2.4 Kết luận.50
3.3 Một sốthuật toán Đối sánh vân tay .50
3.3.1 Đặt vấn đề.50
3.3.2 Đối sánh dựa vào độtương quan .52
3.3.2.1 Giới thiệu .52
3.3.2.2 Phát biểu bài toán .52
3.3.3 Đối sánh dựa vào đặc trưng .53
3.3.3.1 Giới thiệu .53
3.3.3.2 Phát biểu bài toán .53
3.3.3.3 Đối sánh đặc trưng cục bộvà toàn cục.58
3.3.4 Đối sánh dựa vào đặc tính vân.59
3.3.5 So sánh hiệu năng của các phương pháp đối sánh vân tay .62
3.3.6 Kết luận.63
Chương 4 Hệthống nhúng – thiết bịnhúng.64
4.1 Hệthống nhúng.64
4.1.1 Định nghĩa.64
4.1.2 Lịch sửphát triển .65
4.1.3 Các đặc điểm của hệthống nhúng .66
4.1.4 Kiến trúc của hệthống nhúng .68
4.1.5 Các ứng dụng hệthống nhúng .69
4.2 Bo mạch NK9315 .70
4.2.1 Giới thiệu .70
4.2.2 Các đặc tính của bo mạch NK9315 .71
4.3 Vi xửlý họARM9 .72
4.3.1 Lịch sửphát triển họvi xửlý ARM.72
4.3.2 Vi xửlý EP9315-CB.76
4.3.3 Các đặc tính của EP9315-CB.77
Chương 5 Hệ điều hành Embedded Linux.79
5.1 Giới thiệu .79
5.2 Các thành phần hệ điều hành Embedded Linux .79
5.2.1 Toolchain .79
5.2.2 Bootloader (vivi, u-boot), kernel, root filesystem .80
5.2.2.1 Bootloader .81
5.2.2.2 Kernel.81
5.2.2.3 Root Filesystem.83
5.2.2.4 Device driver .85
5.2.2.5 Ứng dụng (application) .85
5.2.2.6 Chế độStand-alone .85
Chương 6 Xây dựng thưviện nhận dạng vân tay trên họARM.88
6.1 Các vấn đềkhi xây dựng thưviện nhận dạng vân tay trên họARM .88
6.1.1 Khảnăng tính toán.88
6.1.2 Khảnăng lưu trữ.89
6.1.3 Mức độhỗtrợcủa các thưviện lập trình.89
6.2 Các giải pháp cụthể.89
6.3 Xây dựng kiến trúc hệthống nhận dạng vân tay trên họARM .90
6.3.1 Xây dựng thưviện vân tay.90
6.3.2 Xây dựng cấu trúc mẫu đặc trưng đã được rút trích .91
6.4 Xây dựng thưviện nhận dạng vân tay .92
6.4.1 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor.92
6.4.1.1 Đặt vấn đề.92
6.4.1.2 Xây dựng thuật toán .92
6.4.2 Rút trích đặc trưng bằng phương pháp rút trích các đặc trưng từ ảnh
đã được nhịphân hóa .105
6.4.2.1 Đặt vấn đề.105
6.4.2.2 Xây dựng thuật toán .105
6.4.3 Đối sánh vân tay bằng phương pháp đối sánh đặc trưng cục bộvà toàn cục .110
6.4.3.1 Đặc vấn đề.110
6.4.3.2 Xây dựng thuật toán .112
Chương 7 Ứng dụng thửnghiệm .116
7.1 Ứng dụng nhận dạng vân tay trên họARM.116
7.1.1 Giới thiệu .116
7.1.2 Xây dựng các chức năng của ứng dụng thửnghiệm.117
7.1.3 Bộdữliệu kiểm thử.119
7.1.4 Tiêu chí đánh giá hệthống nhận dạng vân tay .122
7.1.4.1 FRR/FNMR.122
7.1.4.2 FAR/FMR .123
7.1.4.3 EER .123
7.2 Kết quảchạy thửnghiệm .125
7.2.1 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu SELabDB .125
7.2.2 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu VerifingerDB .126
7.2.3 Kết quảchạy thửnghiệm với bộdữliệu FVCDB .128
7.2.4 Kết quảtốc độthực thi.129
Chương 8 Kết luận.130
8.1 Một sốkết quả đạt được.130
8.2 Hướng phát triển .132
Tài liệu tham khảo.133
Phụlục A Dấu vân tay .137
Phụlục B Biên dịch nhân Embedded Linux .138
B.1 Chuẩn bịtập tin.138
B.2 Cấu hình mặc định cho nhân.138
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
Trang 8Chương 1
Mở đầu
" Nội dung của chương 1 trình bày toàn cảnh về công nghệ nhận dạng vân tay,
giới thiệu chung về tình hình nghiên cứu hiện nay trên thế giới và trong nước về lĩnh
vực này, đồng thời nêu lên mục đích, nội dung và ý nghĩa của đề tài.
1.1 Giới thiệu về công nghệ nhận dạng vân tay
Ngày nay, công nghệ sinh trắc học được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Trong đó,
công nghệ nhận dạng vân tay là được ứng dụng nhiều nhất [13]. Người ta nhận thấy
các đặc trưng vân tay không thể dễ dàng bị thay thế, chia sẽ, hay giả mạo, … Ngoài
ra dấu vân tay của con người không ai giống ai, kể cả là sinh đôi cùng trứng xác suất
trùng lấp dấu vân tay giữa người này với người kia gần như là 0%, và không đổi
trong suốt cuộc đời. Do vậy trong việc nhận dạng một người, công nghệ này được
xem là đáng tin cậy hơn so với các phương pháp truyền thống như: dùng mật khẩu,
mã thẻ, ...
Việc ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay đã có từ rất lâu. Tuy nhiên, trong
khoảng một thời gian dài con người chỉ thực hiện việc đối sánh giữa hai dấu vân tay
bằng kỹ thuật truyền thống mang nặng tính thủ công1, các kết quả của lĩnh vực này
gần như không được ứng dụng trong các lĩnh vực dân sự thông thường của đời sống
mà chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hình sự.
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của ngành công nghệ điện toán thì việc sử
dụng dấu vân tay để nhận dạng được áp dụng rộng rãi trong đời sống bằng Hệ thống
nhận dạng vân tay tự động (AFIS). Cùng với sự phát triển mạnh các sản phẩm phần
mềm nhúng và một thị trường thiết bị nhúng vô cùng to lớn [26], việc đưa công nghệ
1 Theo cách đối sánh vân tay truyền thống, để kiểm chứng hai dấu vân tay có giống nhau hay không thì phải dùng kính
lúp để đối chiếu từng đường vân.
Trang 9
nhận dạng vân tay lên các thiết bị nhúng đã mang lại nhiều lợi ích và hiệu quả không
những cho nhà phát triển công nghệ này lên thiết bị nhúng mà còn cho xã hội.
Kể từ đây, công nghệ Nhân dạng vân tay đề cập trong luận văn này chính là Hệ thống
nhận dạng vân tay tự động trên hệ thống nhúng. Công nghệ này không những được
ứng dụng trong lĩnh vực hình sự mà còn được ứng dụng đa dạng trong lĩnh vực dân
sự, thương mại, … cụ thể là: việc xác nhận nhân thân của cá nhân khi truy cập mạng,
hồ sơ cá nhân, khóa phòng trộm, thẻ ngân hàng, hệ thống chấm công, hệ thống bảo
mật, …
Hình 1.1 là cấu trúc cơ bản của hệ thống nhận dạng vân tay. Hệ thống này bao gồm
hai chức năng chính:
• Chức năng 1: Nhập và lưu trữ các vân tay của các đối tượng vào hệ thống.
Trong bước nhập dữ liệu, hệ thống sẽ quét hình ảnh của các vân ngón tay hay
quét trực tiếp từ các ngón tay người. Tiếp theo, hệ thống sẽ tự động xử lý các
ảnh vân tay: xác định các điểm đặc trưng của vân tay và mã hoá thành các
thông tin đặc trưng cho mỗi vân tay. Cuối cùng, các đặc trưng vân tay đã được
mã hóa này được lưu trữ lại trong cơ sở dữ liệu (CSDL).
• Chức năng 2: Tra cứu xác định vân tay của một người xem đã có trong CSDL
chưa. Khi đưa dấu vân tay của một người mới vào, hệ thống sẽ thực hiện đối
chiếu với tất cả các dấu vân tay đã lưu trữ trong hệ thống nhờ vào thuật toán
đối sánh (matching) các điểm đặc trưng vân tay. Sau khi đối sánh, hệ thống sẽ
tìm ra xem đó có phải là vân tay của cùng một người hay không.
Trang 10
Hình 1.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống nhận dạng vân tay.
1.2 Tình hình nghiên cứu về công nghệ nhận dạng vân tay
Con người đã biết sử dụng dấu vân tay từ rất sớm. Vào thời cổ đại, các thương gia ở
Babylon đã biết dùng dấu vân tay được in lên viên đất sét trong trao đổi hàng hóa. Ở
Trung Quốc, người ta cũng đã tìm thấy các ngón tay cái được in lên các con dấu đất
sét. Nhưng bắt đầu từ thế kỷ 19, dấu vân tay mới được đưa vào nghiên cứu chính
thức.
• Năm 1823, nhà phẫu thuật Jan Evangelista Purkyne thuộc trường đại học
Breslau đã trình bày trong luận án của mình về 9 mẫu vân tay.
• Năm 1858, William Herschel đã dựa vào vết vân tay để nhận dạng tù nhân
[31].
• Năm 1880, bác sĩ Người Anh Henry Faulds đưa ra kiến nghị lấy dấu vân tay
của tội phạm tại hiện trường xảy ra vụ án và đưa ra lý luận gien vân tay. Năm
1882, theo sáng kiến của A. Bertion, lần đầu tiên cảnh sát Paris đã áp dụng lăn
ngón tay trên các hồ sơ căn cước [31].
Trang 11
• Năm 1892, Francis Galton là người đầu chia vân tay thành 3 nhóm: xoáy,
móc, sóng [31].
Việc sử dụng các nghiên cứu khoa học của dấu vân tay ở thế kỷ 19 đã làm tiền đề sau
này cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ nhận dạng vân tay trong nhiều lĩnh vực
của cuộc sống.
• Năm 1924, FBI (Federal Bureau of Investigation) đã thu thập và lưu trữ hơn
250 triệu dấu vân tay của người dân để cho việc điều tra tội phạm và nhận
dạng những người bị giết.
• Nước Anh cũng sớm sử dụng biện pháp này và đến năm 1944, họ đã lưu trữ
tới hơn 90 triệu dấu vân tay của tất cả binh lính và những người dân. Với việc
sử dụng dấu vân tay để nhận dạng, cảnh sát có thể truy tìm tung tích tội phạm,
người chết, mất thẻ căn cước hay mắc bệnh tâm thần lú lẫn, …
• Năm 1977, chương trình IAI's Certified Latent Print Examiner ra đời được áp
dụng để xác nhận phạm nhân trong tòa án.
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, cho tới nay các ứng
dụng công nghệ này được áp dụng rộng rãi khá thành công trên thế giới. Trên máy
tính cá nhân, dựa vào kích thước của CSDL vân tay người ta chia sản phẩm ứng dụng
vân tay thành hai loại chính:
• Hệ thống vân tay loại nhỏ
Đặc điểm chung của những hệ thống này là chỉ hỗ trợ số vân tay dưới
1000 vân tay. Chương trình nhận dạng vân tay trên máy IBM Think
Pad T43 cho phép người dùng đăng nhập vào windows XP bằng cách
đặt ngón tay của mình vào vùng quét của máy thay vì phải đánh mật
khẩu.
• Hệ thống vân tay loại lớn
Trang 12
o Những hệ thống nhận dạng vân tay loại lớn này thường có điểm chung
là có kích thước CSDL vân tay rất lớn, từ vài chục nghìn đến hàng triệu
vân tay. Đối tượng sử dụng là những tập đoàn đa quốc gia có chi nhánh
trên toàn cầu, những chính phủ điện tử cao cấp. Điều này đòi hỏi hệ
thống phải có năng lực xử lý rất mạnh, có thể đáp ứng hàng chục ngàn
yêu cầu nhận dạng trong một giây.
o Những hệ thống này thường hoạt động trên môi trường mạng internet
và có kiến trúc client – server, bao gồm một trung tâm xử lý nhận dạng
và lưu trữ vân tay và nhiều client nằm khắp nơi trên mạng internet toàn
cầu làm nhiệm vụ thu nhận dấu vân tay.
Không dừng lại ở đó, cùng với sự phát triển mạnh các sản phẩm nhúng và một thị
trường thiết bị nhúng tiềm năng vô cùng to lớn [26]; việc đưa các kết quả nghiên cứu
của công nghệ Nhân dạng vân tay lên các thiết bị nhúng là điều tất yếu nhằm phục vụ
cho mục đích tiện dụng, chuyên dụng, và phổ biến hơn trong thực tế. Các thiết bị
nhúng tiêu biểu ứng dụ...