Nhận dạng vân tay

Nhận dạng vân tay là phương pháp nhận dạng dựa trên các kiểu ngón tay khác nhau của con người, đặc trưng của mỗi người. Đây là cách phổ biến nhất để thu thập thông tin chi tiết của bất kỳ người nào và là cách dễ nhất và thuận tiện để xác định một người. Một ưu điểm của phương pháp nhận dạng vân tay là mẫu dấu vân tay vẫn giữ nguyên đối với một người trong suốt cuộc đời của họ, làm cho nó trở thành một phương pháp nhận dạng con người không thể sai lầm. Nghiên cứu về nhận dạng dấu vân tay là Dactyloscopy.

Xác định dấu vân tay:

Bề mặt da của bất kỳ ngón tay người nào đều bao gồm các đường vân sẫm màu cùng với các đường hoặc rãnh màu trắng giữa chúng. Cấu trúc của các rặng núi thay đổi tại các điểm được gọi là điểm nhỏ và có thể được chia đôi hoặc có độ dài ngắn hoặc hai gờ có thể kết thúc tại một điểm. Những chi tiết hoặc hoa văn này là duy nhất ở mỗi con người. Dòng chảy của các đường gờ này, đặc điểm của chúng, các chi tiết phức tạp của các đường gờ và trình tự của chúng là những gì xác định thông tin để nhận dạng dấu vân tay.

Các mẫu đường gờ khác nhau như được đưa ra dưới đây:

Mẫu FingerPrint

Các mẫu ngón tay có thể được chia thành 3 nhóm như hình dưới đây

• Vòm : Các đường dốc vào và ra ở cùng một phía

Vòm đồng bằng

• Vòng lặp : Các đường dốc đi vào một phía và thoát ra ở một phía khác

• Xoay vòng: Nó bao gồm các vòng tròn hoặc hỗn hợp các loại hoa văn.

Lấy dấu vân tay:

Có hai cách để lấy dấu vân tay hoặc dấu vân tay tiềm ẩn

• Sử dụng phương pháp hóa học: Phun bột màu đen lên bề mặt có thể làm lộ các vân tay, sau đó có thể dùng băng keo trong để loại bỏ. Có thể sử dụng các hóa chất khác nhau như cyanoacrylate (có thể phát triển dấu vân tay trên nhiều đồ vật), Ninhydrin (liên kết với axit amin có trong dấu vân tay, tạo ra màu xanh hoặc tím). Ngoài ra, bột từ tính có thể được sử dụng để làm lộ dấu vân tay và hoạt động trên bề mặt sáng bóng hoặc túi nhựa hoặc hộp đựng.

• Sử dụng phương pháp Nhận dạng Tự động: Các hình ảnh dấu vân tay có thể được thu thập bằng các cảm biến khác nhau. Ví dụ như cảm biến điện dung thu được giá trị điểm ảnh dựa trên điện dung của các đặc điểm vân tay vì mỗi ký tự như gờ ngón tay có điện dung khác nhau, cảm biến quang học sử dụng lăng kính để phát hiện sự thay đổi về phản xạ ánh sáng theo từng đặc tính và máy quét nhiệt đo sự khác biệt nhiệt độ theo thời gian để tạo ra hình ảnh kỹ thuật số.

Quy trình nhận dạng vân tay:

Về cơ bản, công nghệ hình ảnh kỹ thuật số được sử dụng để thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu dấu vân tay.

• Thu thập hình ảnh: Như đã giải thích ở trên, các cảm biến khác nhau có thể được sử dụng để thu được hình ảnh kỹ thuật số vân tay. Máy quét dấu vân tay bao gồm máy quét quang học hoặc máy quét điện dung. Máy quét quang học bao gồm thiết bị tích hợp điện tích bao gồm các điốt nhạy cảm với ánh sáng cung cấp tín hiệu điện khi bị loại bỏ. Các chấm nhỏ đại diện cho ánh sáng chiếu vào điểm được ghi lại dưới dạng pixel và mảng pixel từ hình ảnh. Khi chúng ta đặt ngón tay lên tấm kính hoặc theo dõi bề mặt, máy ảnh sẽ chụp ảnh bằng cách chiếu sáng các đường gờ của ngón tay.

Hình ảnh bên trái được đưa ra dưới đây cho thấy toàn bộ cấu trúc của việc thu thập dấu vân tay bằng máy quét quang học và hình ảnh bên phải là ví dụ thời gian thực của hệ thống.

Lưu trữ hình ảnh : Hình ảnh thu được sau đó được xử lý bằng các kỹ thuật xử lý hình ảnh kỹ thuật số như được giải thích bên dưới:

• Phân đoạn hình ảnh : Hình ảnh thu được có xu hướng chứa các tính năng không mong muốn cùng với các tính năng có liên quan. Để loại bỏ điều này, việc tạo ngưỡng dựa trên phương sai của mỗi pixel trong hình ảnh được thực hiện. Các pixel có cường độ (giá trị mức xám) lớn hơn ngưỡng được coi là trong khi các pixel có cường độ nhỏ hơn ngưỡng sẽ bị loại bỏ.
• Chuẩn hóa hình ảnh: Mỗi pixel trong hình ảnh có một phương sai trung bình khác nhau. Do đó, để có được một mẫu đồng nhất, quá trình chuẩn hóa được thực hiện để các pixel hình ảnh nằm trong phạm vi giá trị xám mong muốn.
• Định hướng hình ảnh: Nó xác định việc hình thành hình ảnh dựa trên hướng sườn núi tại mỗi điểm. Nó được thực hiện bằng cách tính toán gradient của mỗi pixel theo hướng x và y và sau đó tính hướng bằng cách xác định giá trị trung bình của vector trực giao với gradient.
• Xây dựng hình ảnh tần số: Nó được thực hiện để xác định tần suất địa phương (tỷ lệ xuất hiện) của các rặng núi. Nó được thực hiện bằng cách chiếu các giá trị màu xám của mỗi pixel cùng với hướng vuông góc với hướng sườn núi và sau đó tính toán số lượng pixel giữa các điểm cực tiểu liên tiếp trong dạng sóng, tương ứng với các đường viền. Một cách khác là sử dụng kỹ thuật biến đổi Fourier.
• Lọc hình ảnh: Nó được thực hiện để loại bỏ tiếng ồn không mong muốn. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc Gabor hoặc bộ lọc Butterworth. Một cách cơ bản là thay đổi hình ảnh với bộ lọc.
• Binarisation hình ảnh: Sau đó, hình ảnh được lọc sẽ được chuyển đổi thành hình ảnh nhị phân bằng kỹ thuật phân ngưỡng, để cải thiện độ tương phản. Nó dựa trên ngưỡng toàn cầu, tức là giá trị pixel lớn hơn ngưỡng được đặt thành 1 và giá trị pixel nhỏ hơn, được đặt thành 0.
• Làm mỏng hình ảnh: Nó được thực hiện để loại bỏ các pixel nền trước cho đến khi chúng rộng một pixel. Nó bảo tồn sự kết nối của các rặng núi.

Phân tích hình ảnh : Nó liên quan đến việc trích xuất các chi tiết vụn vặt từ hình ảnh đã xử lý và sau đó so sánh chúng với các mẫu hình ảnh đã được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Việc trích xuất các điểm nhỏ được thực hiện bằng cách tính toán số giao nhau hoặc một nửa tổng số chênh lệch giữa các cặp pixel trong tám vùng lân cận được kết nối (tám được kết nối có nghĩa là một pixel được bao quanh bởi tám pixel). Số chéo cung cấp một nhận dạng duy nhất cho từng đặc điểm dấu vân tay.

Sau đó, hình ảnh thu được cùng với các chi tiết được trích xuất sẽ được so sánh với các chi tiết hiện có trong cơ sở dữ liệu, có thể là bản ghi in hoặc bản in cọ, để khớp và nếu hình ảnh hoặc chi tiết trùng khớp, người đó sẽ được xác định. Các hệ thống cung cấp danh sách các hình ảnh dấu vân tay phù hợp nhất từ ​​cơ sở dữ liệu in và kết quả được xác minh để xác định xem có nhận dạng được không.

Ưu điểm của Nhận dạng Vân tay:

• Nó có độ chính xác cao
• Nó là duy nhất và không bao giờ có thể giống nhau đối với hai người.
• Đó là kỹ thuật kinh tế nhất.
• Nó rất dễ dàng để sử dụng
• Sử dụng không gian lưu trữ nhỏ

Các ứng dụng của Nhận dạng Vân tay:

• Để xác định tội phạm trong hiện trường vụ án. Đó là một trong những lý do chính cho sự phát triển công nghệ này của FBI ở Hoa Kỳ.
• Để xác định các thành viên của một tổ chức. Nó giúp cải thiện an ninh sao cho chỉ những người được xác thực mới có thể vào khu vực bảo mật chứ không phải bất kỳ thành viên nào khác.
• Trong Cửa hàng tạp hóa để tự động nhận dạng và lập hóa đơn thẻ tín dụng hoặc thẻ ghi nợ của người dùng đã đăng ký.

Tín dụng Ảnh:

• Mẫu FingerPrint của Emeraldandsight
• Plain Arch bởi Ridgeandfurrows
• Tented Arch bởi chó săn
• Ulnar và Radial Loop bởi chó săn
• Whorls bởi chó săn
• Cảm biến vân tay quang học bằng idteck
• Máy quét nhận dạng vân tay của wikimedia

Vì vậy, đây là một ý tưởng ngắn gọn về Nhận dạng Dấu vân tay. Bất kỳ đầu vào nào khác như chi tiết về kỹ thuật xử lý hoặc về điện và dự án điện tử rất hoan nghênh được thảo luận…