Tải bản đầy đủ
Hình 1.2: Các bước cơ bản trong một hệ thống xử lý ảnh

Hình 1.2: Các bước cơ bản trong một hệ thống xử lý ảnh

Tải bản đầy đủ

6

1.2.

Giới thiệu về hệ thống nhận dạng sinh trắc học.

1.2.1. Giới thiệu chung.
Nhận dạng sinh trắc học đề cập đến việc sử dụng các đặc tính hành vi và
thể chất (ví dụ: vân tay, gương mặt, chữ ký…) có tính chất khác biệt để nhận
dạng một người một cách tự động.
Trong các tổ chức, cở sở hành chính, khoa học… luôn có nhu cầu kiểm
tra và trả lời các câu hỏi: “một người có được quyền vào và sử dụng các thiết
bị hay không”, “một cá nhân có quyền truy cập thông tin mật”…
Người ta nhận thấy các đặc trưng sinh trắc không thể dễ dàng bị thay thế,
chia sẻ hay giả mạo…, chúng được xem là đáng tin cậy hơn trong nhận dạng
một người so với các phương pháp truyền thống trước đây như: dựa vào tri
thức (knowledge-based): mật khẩu, số định danh cá nhân PIN… hay là dựa
trên các thẻ bài (token-based): hộ chiếu, thẻ ID…
Nhận dạng sinh trắc ngày càng cung cấp mức độ an toàn cao hơn, tính
hiệu quả cao hơn, và càng thuận tiện cho người dùng. Vì vậy, các hệ thống
sinh trắc đang được triển khai và thử nghiệm ngày càng nhiều trong các khu
vực quản lý thuộc chính phủ (chứng minh thư, bằng lái xe…), khu vực dân
sinh (thẻ thông minh, đăng nhập mạng máy tính,…).
Nhiều công nghệ sinh trắc đã và đang được phát triển, một số chúng
đang được sử dụng trong các ứng dụng thực tế. Các đặc trưng sinh trắc
thường được sử dụng là giọng nói, ảnh khuôn mặt, ảnh mống mắt, ảnh vân
tay… đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Tuy nhiên,
trong các phương pháp bảo mật bằng các đặc trưng sinh trắc học trên thì
phương pháp dùng ảnh vân tay là một phương pháp được biết đến từ lâu và
được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực định danh cá nhân tự động ngày càng tỏ
ra hiệu quả nhất.

7

1.2.2. Hệ thống nhận dạng sinh trắc học.
Nhận dạng sinh trắc học, ý muốn nói đến việc định danh một cá nhân
dựa trên các đặc trưng về hành vi (behavioral) cũng như cấu trúc vật lý
(physiological) của một cá nhân nào đó, mà có khả năng tin cậy và phân biệt
được giữa một người với kẻ mạo danh.
Như vậy các phương pháp nhận dạng sinh trắc học có thể chia thành
hai loại chính, đó là: Phương pháp nhận dạng dựa trên hành vi và phương
pháp nhận dạng dựa trên các cấu trúc vật lý của con người.
Đối với phương pháp dựa trên hành vi là cố gắng xác định một vài
hành vi ngắn điển hình của người dùng, vídụ như dùng viết khi viết hay hành
vi ấn phím trên bàn phím để nhập mã PIN, mật khẩu . . . , còn phương pháp
dựa trên cấu trúc vật lý là dựa vào một số tính chất vật lý để xác định cá nhân
người dùng, ví dụ như: ảnh vân tay, ảnh mống mắt, ảnh bàn tay . . .
Để các đặc trưng sinh trắc học được ứng dụng trong nhận dạng, định
danh cá nhân thì nó phải thoả mãn các tính chất sau đây:
• Tính duy nhất (Uniqueness)
• Tính bất biến theo thời gian (Invariance to Time)
• Tính đo được (Mesuarability)
• Tính phổ biến (Univerality)
1.3. Hệ thống vân tay.
1.3.1. Tổng quan về vân tay
Trong đời sống hằng ngày, con người thường dùng các đặc tính của cơ
thể để nhận dạng nhau như mặt, giọng nói, cử chỉ, dáng điệu,…. Các đặc
tính đó gọi là các đặc tính sinh trắc học.
Mọi đặc tính vật lý, hành vi đều có thể dùng làm đặc tính nhận dạng
trong các hệ thống sinh trắc học nếu thỏa các tính chất sau:
- Phổ biến: mọi người đều có.

8

- Riêng biệt: khác nhau đối với hai người khác nhau.
- Vĩnh cửu: bất biến theo thời gian.
- Có thể thu thập được: đo được một cách định lượng.

Tuy nhiên trong các hệ thống sinh trắc học thực tế thì còn có ba nhân tố
khác được xem xét:
- Hiệu suất thi hành: độ chính xác, tốc độ, tài nguyên đòi hỏi.
- Khả năng chấp nhận: vô hại đối với con người.
- Bảo mật, an toàn: độ bền vững trước các phương pháp gian lận, tấn công.

Một số đặc tính sinh trắc học thông dụng: DNA, tai, mặt, thân nhiệt mặt,
thân nhiệt tay, tĩnh mạch tay, vân tay, dáng đi, đặc trưng hình học bàn
tay, móng mắt, cách bấm phím, mùi cơ thể, chỉ tay, võng mạc, chữ ký,
giọng nói.

Hình 1.3. Sinh trắc học thông dụng:
(a) DNA, (b) tai, (c) mặt, (d) thân nhiệt mặt,thân nhiệt tay, (f) tĩnh mạch
tay, (g) vân tay, (h) dáng đi, (i) đặc trưng hình học bàn tay, (j) mống
mắt, (k) chỉ tay, (l) võng mạc, (m) chữ ký, (n) giọng nói.

9

Bảng 1.1: Bảng so sánh các kĩ thuật trên đặc tính sinh trắc học
Hệ thống nhận dạng sinh trắc học có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như:
- Thương mại: đăng nhập mạng máy tính, an toàn dữ liệu điện tử,

e- commerce, ATM, thẻ tín dụng, PDA, điện thoại di động, ...
- Chính phủ: chứng minh nhân dân, bằng lái xe, bảo hiểm xã hội,

kiểm soát biên giới, kiểm soát passport, ...
- Pháp y: nhận diện tử thi, nhận diện tội phạm, nhận diện khủng bố,

xác định quan hệ huyết thống, ...
Trong các hệ thống nhận dạng sinh trắc học thì có rất nhiều hệ thống sử
dụng vân tay để nhận dạng, đặc biệt là các ứng dụng pháp lý và chính phủ
như nhận dạng tử thi, nhận dạng tội phạm, chứng minh thư, ...
Vân tay là mẫu đặc trưng của một ngón tay. Mọi người đều có vân tay
và là duy nhất, bất biến với thời gian. Một vân tay bao gồm nhiều lằn và
lõm.

10

Hình 1.4: Mẫu ảnh vân tay: lằn màu đen, lõm màu trắng
Hình 1.5 là khung hình phản ánh về các loại lằn mà chúng ta thường
gặp trong mẫu ảnh vân tay.

Hình 1.5: Khung hình phản ánh các loại lằn

11

Các thuộc tính sinh trắc học trên ảnh vân tay rất dễ nhận biết và các
thuộc tính đó được sử dụng cho mục đích định danh. Ảnh vân tay có nhiều
dạng khác nhau. Trên thực tế để phân loại các kiểu vân tay, người ta thường
dùng định nghĩa phân loại của ông Henry đưa ra vào năm 1911, bao gồm:
Hình quai trái(left loop), hình quai phải(right loop), hình cung(Arch), hình
vòm(Tented arch), hình xoáy(Whorl) hay còn gọi vòng trái, vòng phải, vòm
hay cung , vòng xoắn. Hình 1.6 là các kiểu vân tay.

Hình 1.6. Các kiểu vân tay theo định nghĩa của Henry
Hình cung; Hình mái vòm; Hình quai phải; Hình quai trái; Hình xoáy.
Còn theo tài liệu của FBI, vân tay có thể chia thành ba nhóm mẫu
lớn: vòm, vòng và vòng xoắn. Trong mỗi nhóm mẫu lớn đó có thể chia
thành nhiều nhóm nhỏ khác nhau như bảng 1.2:
Vòm

Vòng

Vòng xoắn

A. Vòm thẳng

A. Vòng quay

A. Vòng xoắn thẳng

B. Vòm cong

B. Vòng trụ

B. Vòng ổ trung tâm
C. Vòng đôi
D. Vòng xoắn ngẫu nhiên

Bảng 1.2: Bảng phân loại vân tay theo FBI