Trang nhan đề

Mục lục

Danh sách hình

Danh sách bảng

Chương_1: Mở đầu

Chương_2: Tổng quan nhận dạng vân tay

Chương_3: Một số thuật toán nhận dạng vân tay

Chương_4: Hệ thống nhúng- Thiết bị nhúng

Chương_5: Hệ điều hành Embedded Linux

Chương_6: Xây dựng thư viện nhận dạng vân tay trên họ ARM

Chương_7: Ứng dụng thử nghiệm

Chương_8: Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Mục lục

Chương 1 Mở đầu . . . . .8

1.1 Giới thiệu về công nghệ nhận dạng vân tay . .8

1.2 Tình hình nghiên cứu về công nghệ nhận dạng vân tay .10

1.3 Nhu cầu thực tế . . . 14

1.4 Mục tiêu đề tài . . . . 16

1.4.1 Độ chính xác cao . .16

1.4.2 Phạm vi ứng dụng . . 17

1.5 Hướng tiếp cận của đề tài . . .17

1.5.1 Tiếp cận từ trên xuống . 17

1.5.2 Tiếp cận đa môi trường và đa thiết bị nhúng . 17

1.6 Nội dung luận văn . . . 18

Chương 2 Tổng quan nhận dạng vân tay . . .19

2.1 Một số loại đặc trưng vân tay . . .19

2.2 Mô hình hệ thống nhận dạng vân tay . .22

2.3 Sơ đồ các bước xử lý trong quá trình nhận dạng . . 23

2.3.1 Quá trình xử lý ảnh (image processing) . 23

2.3.2 Quá trình đối sánh vân tay (matching) . . .24

2.4 Cách đánh giá hệ thống nhận dạng vân tay . . 25

2.4.1 Đặt vấn đề . . . . 25

2.4.2 Các lỗi hệ thống sinh trắc . . 26

2.4.3 Các lỗi hệ thống xác thực . . 27

2.4.4 Các lỗi hệ thống nhận dạng . . 31

Chương 3 Một số thuật toán nhận dạng vân tay 3 3

3.1 Một số thuật toán Tăng cường ảnh . . .33

3.1.1 Đặt vấn đề . . . . 33

3.1.2 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor 3 3

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 số thuật 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 nhị phân hóa 43

3.2.2.1 Phương pháp Nhị phân hóa . . . 44

3.2.2.2 Phương pháp Làm mỏng (thinning) . . 44

3.2.2.3 Phương pháp Rút trích . . 44

Trang 2

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 số thuật toán Đối sánh vân tay . . 50

3.3.1 Đặt vấn đề . . . . 50

3.3.2 Đối sánh dựa vào độ tương 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 bộ và 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 Hệ thống nhúng – thiết bị nhúng . . .64

4.1 Hệ thống nhúng . . . . .64

4.1.1 Định nghĩa . . . . 64

4.1.2 Lịch sử Phát triển . . .65

4.1.3 Các đặc điểm của hệ thống nhúng . . .66

4.1.4 Kiến trúc của hệ thống nhúng . . 68

4.1.5 Các ứng dụng hệ thống 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 xử lý họ ARM9 . . . . 72

4.3.1 Lịch sử Phát triển họ vi xử lý ARM . 72

4.3.2 Vi xử lý 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 độ Stand-alone . . . 85

Chương 6 Xây dựng thư viện nhận dạng vân tay trên họ ARM 88

6.1 Các vấn đề khi Xây dựng thư viện nhận dạng vân tay trên họ ARM 88

Trang 3

6.1.1 Khả năng tính toán . 88

6.1.2 Khả năng lưu trữ . . 89

6.1.3 Mức độ hỗ trợ của các thư viện lập trình . . .89

6.2 Các giải pháp cụ thể . . 8 9

6.3 Xây dựng Kiến trúc hệ thống nhận dạng vân tay trên họ ARM 90

6.3.1 Xây dựng thư viện vân tay . 90

6.3.2 Xây dựng cấu trúc mẫu đặc trưng đã được rút trích 91

6.4 Xây dựng thư viện nhận dạng vân tay . . 92

6.4.1 Tăng cường ảnh bằng phương pháp lọc Gabor 9 2

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 nhị phân 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 bộ và

toàn cục . . . .110

6.4.3.1 Đặc vấn đề . . . 110

6.4.3.2 Xây dựng thuật toán . . 112

Chương 7 Ứng dụng thử nghiệm . . 116

7.1 Ứng dụng nhận dạng vân tay trên họ ARM . .116

7.1.1 Giới thiệu . . . 1 16

7.1.2 Xây dựng các chức năng của ứng dụng thử nghiệm 117

7.1.3 Bộ dữ liệu kiểm thử . . .119

7.1.4 Tiêu chí đánh giá hệ thống 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 quả chạy thử nghiệm . . 125

7.2.1 Kết quả chạy thử nghiệm với bộ dữ liệu SELabDB 125

7.2.2 Kết quả chạy thử nghiệm với bộ dữ liệu VerifingerDB 126

7.2.3 Kết quả chạy thử nghiệm với bộ dữ liệu FVCDB .128

7.2.4 Kết quả tốc độ thực thi . 129

Chương 8 Kết luận . . . .13 0

8.1 Một số kết quả đạt được . . 1 30

8.2 Hướng phát triển . . . 132

Tài liệu tham khảo . . . 1 33

Phụ lục A Dấu vân tay . . 137

Phụ lục B Biên dịch nhân Embedded Linux . 138

B.1 Chuẩn bị tập tin . . . 138

B.2 Cấu hình mặc định cho nhân . 13