Thạc Sĩ 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 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 33
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 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 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 89
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 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 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 .116
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 130
8.1 Một số kết quả đạt được 130
8.2 Hướng phát triển .132
Tài liệu tham khảo .133
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 .138