Luận văn Nghiên cứu ứng dụng sinh trắc vân tay
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong khꢀa luận tꢁt nghiꢂp này là các
kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng tôi vꢃi sꢄ hưꢃng dꢅn của thầy
Nguyễn Hữu Phát, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác.
Nội dung nghiên cứu cꢀ tham khảo và sử dụng một sꢁ thông tin, tài liꢂu từ các
nguồn tài liꢂu đꢆ được liꢂt kê trong danh mục các tài liꢂu tham khảo.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Hải Dương, ngày 15 tháng 7 năm 2018
Tác giả luận văn
BÙI BẢO TRUNG
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .....................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................................6
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................................7
MỞ ĐẦU....................................................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN.....................................................................................................2
1.1. Tổng quan về sinh trắc học vân tay .............................................................................2
1.1.1. Lịch sử của sinh trắc học vân tay .........................................................................3
1.1.2. Cơ sở khoa học của sinh trắc học vân tay .................................................................4
1.1.3. Mꢁi liên hꢂ giữa vân tay và các thùy não.................................................................6
1.2. Đặt vấn đề ....................................................................................................................7
1.3. Giải quyết vấn đề .........................................................................................................8
1.3.1. Mô hình hꢂ thꢁng..................................................................................................8
1.3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................9
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................11
2.1. Lý thuyết về ảnh vân tay............................................................................................11
2.1.1. Tạo ảnh vân tay...................................................................................................11
2.1.2. Đặc trưng của vân tay.........................................................................................13
2.1.3. Các đặc điểm đặc trưng của vân tay.......................................................................13
2.1.4. Phương pháp và thuật toán trong xử lý ảnh ............................................................14
2.1.5. Phân loại chủng vân tay ..........................................................................................19
2.2. Lập trình giao diꢂn người dùng GUI trên Matlab......................................................22
2.2.1. Mục đích lập trình giao diꢂn người dùng GUI trên matlab....................................22
2.2.2. Tạo giao diꢂn người dùng GUI trên matlab ............................................................22
2.3. Lập trình Webserver ..................................................................................................25
2.3.1. Lập trình cơ sở dữ liꢂu MySQL..........................................................................25
2.3.2. Lập trình PHP.....................................................................................................28
2.4. Lập trình Android ......................................................................................................32
2.4.1. Tổng quan hꢂ điều hành Android .......................................................................32
2.4.2. Đặc điểm.............................................................................................................33
2.4.3. Kiến trúc và các thành phần Android.................................................................34
2.4.4. Các thành phần chính của một ứng dụng Android .............................................37
3.1. Xử lý ảnh vân tay trên Matlab ...................................................................................41
3.1.1. Thuật toán xử lý ảnh...............................................................................................41
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
3.1.2. Làm nổi ảnh vân tay................................................................................................41
3.2.4. Nhận dạng ảnh đầu vào là ảnh vân tay từ máy quét...............................................48
3.2.5. Thuật toán tìm tổng sꢁ vân trên từng vân tay – Chỉ sꢁ TFRC. ...............................49
3.2.6. Thuật toán tìm chủng vân tay..................................................................................50
3.2. Website sinh trắc học vân tay và giao tiếp giữa Client, Server .................................52
3.2.1. Hꢂ thꢁng website sinh trắc học vân tay..............................................................52
3.3. Lập trình ứng dụng xem kết quả sinh trắc trên nền Android.........................................65
3.3.1. Yêu cầu chức năng của ứng dụng ...........................................................................65
3.3.2. Mô hình hꢂ thꢁng của ứng dụng.............................................................................66
3.3.3. Triển khai ................................................................................................................67
4.1. Ứng dụng Matlab trên PC..........................................................................................71
4.1.1. Xử lý ảnh trên phần mềm Matlab...........................................................................71
4.1.2. Giao diꢂn người dùng..............................................................................................75
4.2.1. Giao diꢂn tin tức và quảng cáo sꢄ kiꢂn...............................................................76
4.2.2. Giao diꢂn quản trị...................................................................................................77
4.2.3. Giao diꢂn khách hàng .........................................................................................77
4.2.4. Chức năng khác ..................................................................................................80
4.3. Ứng dụng Android.........................................................................................................80
4.3.2. Chức năng đăng nhập hꢂ thꢁng để lấy kết quả........................................................82
4.3.3. Chức năng hiển thị kết quả lấy được từ server.......................................................83
4.3.4. Chức năng xem kết quả sinh trắc ...........................................................................84
4.3.5. Giao diꢂn dành cho admin.......................................................................................86
4.4. Đánh giá thꢄc nghiꢂm kết quả sinh trắc của người dùng...........................................88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................91
BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ....................................... Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC A ..........................................................................................................................922
PHỤ LỤC B...........................................................................................................................933
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Từ viết tắt
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Tiếng Anh
Tiếng Việt
DMIT
Dermatoglyphics Multiple
Phương pháp khoa học phân
tích tiềm năng nꢆo bộ
Yếu tꢁ tăng trưởng thần kinh
Yếu tꢁ kích thích tăng trưởng
tế bào
Intelligence Test
Nerve Growth Factor
Epidermal Growth Factor
NGF
EGF
TFRC
Total Finger Ridge Count
Tổng sꢁ đường vân tay trên
mười ngón tay
GUI
PHP
SDK
Graphic user interface
Hypertext Preprocessor
Software Development Kit
Giao diꢂn đồ họa người dùng
Tiền xử lý văn bản
Bộ công cụ phát triển phần
mềm
API
HTML
GSM
IDE
Application Programming
Interface
Giao diꢂn chương trình ứng
dụng
HyperText Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn
explained
bản
Global System for Mobile
Communications
Hꢂ thꢁng điꢂn thoại viễn
thông toàn cầu
Integrated Development
Environment
Môi trường phát triển tích
hợp
JDK
Java Development Kit
JavaScript Object Noattion
Công cụ phát triển Java
Ký hiꢂu đꢁi tượng dạng
javascript
JSON
URL
Uniform Resource Locator
Định vị nguồn cùng dạng
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1 Tỉ lꢂ các chủng vân tay .................................................................................21
Bảng 2. 2 Bảng kiểu dữ liꢂu .........................................................................................30
Bảng 3. 1 Chỉ sꢁ Poincare .............................................................................................47
Bảng 3. 3 Bảng kết quả sinh trắc.................................................................................55
Bảng 3. 4 Bảng loại tin.................................................................................................56
Bảng 3. 5 Bảng thể loại ................................................................................................57
Bảng 3. 6 Bảng tin........................................................................................................57
Bảng 3. 7 Bảng thông tin khách hàng...........................................................................58
Bảng 3. 8 Bảng thông tin kết quả .................................................................................59
Bảng 3. 9 Bảng dữ liꢂu vân tay .....................................................................................63
Bảng 4. 1 Khai báo quyền hạn của ứng dụng...............................................................81
Bảng 4. 2 Bảng kết quả thꢄc nghiꢂm ............................................................................88
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Ứng dụng của sinh trắc học vân tay [1]..........................................................2
Hình 1. 2 Mꢁi liên hꢂ giữa vân tay và các thùy não [2] .................................................6
Hình 1. 3 Khoa học DMIT [3].........................................................................................7
Hình 1. 4 Sơ đồ hꢂ thꢁng sinh trắc học vân tay...............................................................8
Hình 1. 5 Sơ đồ khꢁi hꢂ thꢁng sinh trắc học vân tay......................................................9
Hình 2. 2 Điểm core và delta[6] ....................................................................................13
Hình 2. 3 Một sꢁ loại Core thường gặp [6] ...................................................................14
Hình 2. 6 Một sꢁ chủng vân tay Whorl .........................................................................19
Hình 2. 7 Chủng vân tay Loop ......................................................................................19
Hình 2. 8 Chủng vân tay Arch.......................................................................................20
Hình 2. 9 Hình Khởi tạo GUI mꢃi.................................................................................22
Hình 2. 10 Giao diꢂn trꢁng – GUI................................................................................23
Hình 2. 11 Hình cửa sổ Inspector................................................................................24
Hình 2. 12 Biểu tượng của hꢂ điều hành Android........................................................32
Hình 2. 13 Kiến trúc hꢂ điều hành Android. ................................................................34
Hình 2. 14 Các thành phần của ứng dụng Android.......................................................37
Hình 2. 15 Vòng dời của một Activity. ........................................................................38
Hình 3. 1 Sơ đồ tổng quan về xử lý ảnh vân tay ...........................................................41
Hình 3. 2 Hình ảnh gꢁc và ảnh đꢆ nâng cao chất lượng................................................43
Hình 3. 3 Ảnh vân tay và trường định hưꢃng của nó....................................................45
Hình 3. 5 Cách tính chỉ sꢁ Poincare tại điểm (i, j) vꢃi Np = 8.....................................47
Hình 3. 7 Hình quy trình xác định chỉ sꢁ TFRC ..........................................................49
Hình 3. 8 Sơ đồ khꢁi quy trình xác định chủng vân tay................................................50
Hình 3. 9 Biểu đồ phân cấp chức năng.........................................................................53
Hình 3. 10 Biểu đồ luồng dữ liꢂu mức khung cảnh.....................................................53
Hình 3. 11 Sơ đồ chức năng khách hàng......................................................................54
Hình 3. 12 Sơ đồ chức năng Admin .............................................................................54
Hình 3. 13 Cở sở dữ liꢂu của website...........................................................................55
Hình 3. 14 Cơ sở dữ liꢂu gửi xuꢁng ứng dụng di động................................................55
Hình 3. 15 Mô hình gửi dữ liꢂu lên server ...................................................................60
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Hình 3. 16 Sơ đồ luồng dữ liꢂu gửi lên server ..............................................................60
Hình 3. 18 Mô hình hꢂ thꢁng dạng khꢁi.......................................................................66
Hình 3. 19 Lưu đồ thuật toán........................................................................................66
Hình 4. 1 Sơ đồ khꢁi về hꢂ thꢁng..................................................................................71
Hình 4. 2 Giao diꢂn load ảnh vào phần mềm để xử lý..................................................72
Hình 4. 3 Kết quả và thông tin khi nạp ảnh đầu vào ....................................................72
Hình 4. 4 Ảnh vân tay đꢆ xử lý ....................................................................................73
Hình 4. 5 Xử lý trên từng vân tay.................................................................................73
Hình 4. 6 Xác định chỉ sꢁ TFRC ...................................................................................74
Hình 4. 7 Đăng nhập và gửi kết quả lên server ............................................................74
Hình 4. 8 Giao diꢂn phần mềm xử lý ảnh trên matlab .................................................75
Hình 4. 9 Giao diꢂn website ..........................................................................................76
Hình 4. 10 Giao diꢂn quản trị ........................................................................................77
Hình 4. 11 Giao diꢂn update thông tin và xem kết quả................................................77
Hình 4. 12 Giao diꢂn kết quả tóm tắt............................................................................78
Hình 4. 13 Kết quả chi tiêt............................................................................................79
Hình 4. 14 Giao diꢂn đăng nhập...................................................................................82
Hình 4. 15 Giao diꢂn kiểm tra kết nꢁi internet.............................................................82
Hình 4. 16 Kết quả lấy được từ server..........................................................................83
Hình 4. 17 Giao diꢂn các mục cần xem........................................................................84
Hình 4. 21 Giao diꢂn đăng nhập dành cho quản trị viên..............................................86
Học viên: Bùi Bảo Trung
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
MỞ ĐẦU
Dꢄa trên những thành tꢄu nghiên cứu về tiềm năng con người, các nhà khoa
học trên thế giꢃi đꢆ đúc kết công trình nghiên cứu về ngành khoa học dấu vân tay
(Dermatoglyphics). Đây là ngành khoa học nghiên cứu về mꢁi liên hꢂ giữa dấu vân tay
vꢃi sꢄ hình thành, phát triển, cấu trúc của nꢆo bộ và sꢄ phân bꢁ nơ ron thần kinh của
con người. Thông qua sinh trắc học vân tay cꢀ thể xác định được năng lꢄc học tập,
tính cách bẩm sinh của từng cá nhân để cꢀ định hưꢃng giáo dục phù hợp.
Trên thế giꢃi hiꢂn nay, loại hình dịch vụ sinh trắc học vân tay đang rất phát
triển. Nꢀ thu hút một lượng rất lꢃn sꢄ quan tâm, nhất là từ các bậc cha mẹ. Chỉ cần tìm
cụm từ “sinh trắc vân tay” trên Internet, chỉ trong gần 40 giây, hơn 1 triꢂu kết quả liên
quan hiꢂn ra vꢃi vô sꢁ các trung tâm nhận kiểm tra vân tay để biết được khả năng nổi
trội của mỗi cá nhân. Các trung tâm xem sinh trắc học vân tay ngày càng nhiều, cùng
vꢃi đꢀ, giá cả mỗi lần sinh trắc dao động từ một triꢂu đến hàng chục triꢂu đồng nếu
thꢄc hiꢂn cho cả gia đình.
Vꢃi quy mô và tính khả thi của công nghꢂ này, em mong muꢁn xây dꢄng một
hꢂ thꢁng xem sinh trắc học vân tay đơn giản hơn, tiꢂn lợi hơn và dễ dàng đến vꢃi
người dùng nhất.
Phạm vi thꢄc hiꢂn của đồ án tập trung vào triển khai ứng dụng xử lý ảnh vân
tay trên matlab và xem kết quả trên ứng dụng android. Tuy nhiên, ý tưởng của đồ án
này còn hưꢃng tꢃi triển khai trên webserver để thành một hꢂ thꢁng hoàn thiꢂn. Đề tài
đꢆ đꢆ hoàn thành được các mục tiêu đề ra vꢃi các nội dung sau.
Chương 1. Tổng quan về đề tài
Khái quát lý do chọn đề tài và phương pháp giải quyết, tiến hành.
Chương 2. Cơ sở lý thuyết.
Đưa ra các khái niꢂm, kiến thức cơ bản về lập trình Matlab, lập trình Android
cũng như lập trình web PHP, HTML.
Chương 3. Phân tích thiết kế và xây dꢄng hꢂ thꢁng.
Xây dꢄng kịch bản hoạt động chi tiết mong muꢁn của hꢂ thꢁng sinh trắc học
vân tay. Trình bày lần lượt về từng phần của hꢂ thꢁng bao gồm: Sơ đồ khꢁi, thuật toán
phát triển, cách thức xây dꢄng và kỹ thuật lập trình.
Chương 4. Triển khai, thử nghiꢂm hꢂ thꢁng.
Tiếp nhận kết quả từ chương 3, dꢄa trên các kịch bản và các sơ đồ thiết kế, kết
hợp cùng phần cơ sở lý thuyết đꢆ tìm hiểu ở chương 2, chương 4 đi vào xây dꢄng ứng
dụng, xử lý ảnh vân tay bằng matlab trên PC và xem kết quả trên thiết bị di động.
Ngoài kết quả cꢀ được từ các chương trưꢃc, chương 4 còn cho các ứng dụng một giao
diꢂn ưa nhìn và dễ sử dụng.
Học viên: Bùi Bảo Trung
1
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Nội dung của chương này em đi vào giꢃi thiꢂu nội dung đề tài và phân tích, đưa
ra khái niꢂm sinh trắc học vân tay, lịch sử cũng như cơ sở khoa học của nꢀ để chứng
minh tính đúng đắn của đề tài.
1.1. Tổng quan về sinh trắc học vân tay
Khoa học DMIT – Dermatoglyphics Multiple Intelligence Test [3] là ngành khoa
học phân tích mật độ tế bào nꢆo – khám phá tiềm năng bẩm sinh thông qua phân tích
sinh trắc dấu vân tay.
Sꢁ lượng đường vân tay trên các đầu ngꢀn tay là đại diꢂn mật độ tế bào thần kinh trên
vỏ nꢆo. Do đꢀ nꢀ phản ánh khả năng học tập bẩm sinh của mỗi người và thường được
biết đến như tꢁc độ liên kết giữa các tế bào nꢆo.
Khoa học DMIT được xây dꢄng dꢄa trên nhiều ngành nghề và nhiều công trình nghiên
cứu khác nhau và cꢀ lịch sử phát triển lâu dài.
Hình 1. 1 Ứng dụng của sinh trắc học vân tay [1]
Học viên: Bùi Bảo Trung
2
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
1.1.1. Lịch sử của sinh trắc học vân tay
Năm 1823: Joannes Evangelista Purkinji tìm thấy các mô hình và hình dạng của
ngón tay.
Năm 1880, Henry Faulds và W.J Herschel, trong một công trình công bꢁ tên là
“Nature”, đꢆ đề xuất sử dụng vân tay như là phương thức độc đáo để xác định bản chất
của con người.
Cuꢁi thế kỉ 19 năm 1880, Tiến sĩ Henry Faulds đưa ra lý luận sꢁ lượng vân tay TRC
(Total Ridge Count) cꢀ thể dꢄ đoán tương đꢁi chính xác mức độ phụ thuộc của chúng
vào gen di truyền của con người được thừa kế trong đꢀ cꢀ liên quan đến tiềm năng và
trí tuꢂ của con người.
Năm 1892, ông Francis Galton đꢆ chỉ ra rằng: vân tay của những cặp song sinh, anh
em và di truyền cùng dòng máu thì cꢀ sꢄ tương đồng. Chính điều này đꢆ mở ra ngành
nhân học.
Năm 1902, Harris Hawthorne Wilder đꢆ thiết lập hꢂ thꢁng cơ bản của môn hình thái
học, di truyền học, cũng như đꢆ và đang nghiên cứu trên chủng loại lòng bàn tay và
vân tay.
Năm 1926, Harold Cummins đề xuất “Dermatoglyphics” (Sinh trắc học dấu vân tay)
như là một thuật ngữ cho chuyên ngành nghiên cứu dấu vân tay tại Hiꢂp hội hình thái
học của Mỹ. Từ đꢀ, Dermatoglyphics chính thức trở thành một ngành nghiên cứu riêng
biꢂt.
Năm 1930, Hiꢂp hội nghiên cứu hình thái sinh lý học (viết tắt là SSPP: Society for the
Study of Physiological Patterns) bắt đầu công trình nghiên cứu 5 chủng loại vân tay và
những nꢇt đặc trưng độc đáo của nꢀ.
Năm 1958, Noel Jaquin đꢆ nghiên cứu và phát hiꢂn ra mỗi vân tay sẽ tương ứng vꢃi
một chủng loại tính cách.
Năm 1981, giáo sư Roger W.Sperry và đồng sꢄ đꢆ được vinh danh giải thưởng Nobel
trong ngành Y sinh học vì những nghiên cứu về chức năng của nꢆo trái và nꢆo phải
cũng như lý thuyết toàn nꢆo. Từ đây những nghiên cứu về nꢆo bộ không ngừng phát
triển. Những kết quả này đꢆ được nhiều nhà khoa học sử dụng triꢂt để và áp dụng vào
nhiều lĩnh vꢄc khác nhau.
Học viên: Bùi Bảo Trung
3
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Năm 1985: Tiến sĩ Chen Yi Mou - Đại học Havard nghiên cứu Sinh trắc vân tay dꢄa
trên Thuyết Đa Thông Minh của Tiến sĩ Howard Gardner. Đây là lần đầu tiên áp dụng
Sinh trắc dấu vân tay trong lĩnh vꢄc giáo dục và chức năng của nꢆo liên quan đến dấu
vân tay.
Năm 1994, giáo sư Lin Jui Pin đꢆ mang khoa học Sinh trắc học dấu vân tay vào Đài
Loan. Sau đꢀ, nꢀ đꢆ được ứng dụng vào viꢂc học tập và nghiên cứu và tạo ra tiếng
vang rất lꢃn tại Đài Loan vào lúc bấy giờ. Công trình nghiên cứu của ông được Mỹ
chứng nhận và cấp bằng sáng chế.
Năm 2004: Công ty Well Gene Sciences đꢆ bắt đầu sử dụng kỹ thuật cao để lấy dấu
vân tay.Vꢃi một cơ sở dữ liꢂu khổng lồ lên đến hàng triꢂu cùng vꢃi kỹ thuật phân tích
thꢁng kê, công ty này đꢆ đưa ứng dụng sinh trắc vân tay lên một tầm cao mꢃi.
1.1.2. Cơ sở khoa học của sinh trắc học vân tay
Trong thꢄc tế để gọi ngắn gọn, một sꢁ nơi gọi tắt khoa học DMIT Dermatoglyphics
hay sinh trắc học dấu vân tay, sinh trắc dấu vân tay và phổ biến là vân tay học hay
khoa học dấu vân tay. Sau đây là phần tꢀm tắt những ngành và công trình chính làm
nền tảng xây dꢄng nên DMIT.
* Dựa trên các nghiên cứu ngành Dermatoglyphics – Vân tay học
* Khoa học thần kinh
* Công trình mặt cắt của não và các bộ phận cơ thể
Nhà phꢅu thuật thần kinh người Canada - Giáo sư Wilder Penfield công bꢁ công
trình “Biểu đồ mặt cắt của nꢆo bộ trong mꢁi quan hꢂ vꢃi các bộ phận của cơ thể,
mô tả mꢁi liên hꢂ giữa ngꢀn tay và cấu trúc nꢆo bộ”.
* Công trình Split Brain
Đoạt giải Nobel năm 1981 của Tiến sỹ Roger Wolcott Sperry: Công trình Split
Brain chứng minh chức năng của bộ nꢆo trên con người được phân bꢁ trên nhiều
khu vꢄc khác nhau của bộ nꢆo. Hay nꢀi cách khác, xꢇt về mặt chức năng, bộ nꢆo
tạm chia thành nhiều vùng và mỗi vùng đảm trách một sꢁ chức năng khác nhau.
* Công trình NGF~EGF
NGF (Nerve Growth Factor – Chỉ sꢁ phát triển tế bào thần kinh) và EGF
(Epidermal Growth Factor – Chỉ sꢁ phát triển biểu bì) tương đương nhau. Đây là
thành tꢄu nghiên cứu của Tiến sĩ Rita Levi-Montalcini và Tiến sĩ Stanley Cohen,
họ đồng nhận giải Nobel về sinh vật học và y học vào năm 1986.
Học viên: Bùi Bảo Trung
4
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
* Nghiên cứu mối liên quan giữa tài năng và bộ não
Khởi đầu là sꢄ kiꢂn nghiên cứu về bộ nꢆo của Thiên tài Albert Einstein, sau khi
chết nꢆo của A.Einstein được Bác sĩ Thomas Stoltz Harvey mổ và lấy đi nghiên
cứu. Những nghiên cứu chỉ ra vùng nꢆo không gian, tư duy và tưởng tượng của
A.Einstein lꢃn hơn người bình thường 15%. Các nghiên cứu sau đꢀ đꢆ dần chứng
minh rằng bộ nꢆo và tài năng con người cꢀ liên quan mật thiết vꢃi nhau dưꢃi mꢁi
quan hꢂ: Vùng nꢆo cꢀ mật độ tế bào hay còn gọi là mật độ chất xám cao thì những
chức năng của vùng nꢆo đꢀ trong thꢄc tế mạnh hơn bình thường tức tài năng hơn.
* Thuyết đa thông minh – Frames of Mind
1983, Giáo sư Horward Gardner của Đại học Harvard danh tiếng đꢆ công bꢁ công
trình nghiên cứu về thuyết đa thông minh, chứng minh con người cꢀ nhiều trí
thông minh khác nhau chứ không chỉ cꢀ IQ và hàng loạt sꢄ khảo sát sau đꢀ chứng
minh rằng chỉ 25% người cꢀ IQ là thành công trong thꢄc tế. Thuyết đa thông minh
ngày nay trở thành cơ sở phân tích trí thông minh nổi trội của mỗi cá nhân và ứng
dụng trong định hưꢃng học tập và nghề nghiꢂp.
Trên đây là những công trình chính yếu làm cơ sở cꢁt lõi xây dꢄng nên DMIT, bên
cạnh đꢀ còn nhiều nghiên cứu khác của các nhà khoa học khác và các ngành khác
như: sinh học, di truyền học, giải phꢅu học…
Học viên: Bùi Bảo Trung
5
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
1.1.3. Mꢁi liên hꢂ giữa vân tay và các thùy não
Hình 1. 2 Mối liên hệ giữa vân tay và các thùy não [2]
Não bộ được chia ra làm 2 bán cầu là bán cầu não trái và bán cầu não phải. Hai bán
cầu này chịu trách nhiꢂm điều phꢁi chéo đꢁi vꢃi 2 nửa thân thể. Bán cầu não trái sẽ xử
lý thông tin của nửa thân bên phải, ngược lại bán cầu não phải sẽ xử lý thông tin của
nửa thân bên trái.
Chức năng hoạt động của bộ não được chia ra 5 thùy bao gồm: Thùy trưꢃc trán, Thùy
Trán, Thùy Đỉnh, Thái Dương và Thùy Chẩm. Mỗi thùy mang lại khả năng nhất định
đꢁi vꢃi các chức năng khi bộ não là trung tâm điều khiển.
Dꢄa trên những cơ sở nghiên cứu trưꢃc đꢀ, các nhà khoa học phát hiꢂn ra có sꢄ liên
kết tương quan giữa lꢃp trung bì (là lꢃp nằm ở giữa lꢃp da bề mặt của vân da tay vꢃi
lꢃp hạ bì nằm phía trong) vꢃi các tế bào thần kinh trên bề mặt vỏ não.
Theo tính chất điều phꢁi chéo giữa hai bán cầu não đꢁi vꢃi hai nửa thân, các nhà khoa
học đꢆ tìm ra quy luật 10 dấu vân tay trên 2 bàn tay là tấm bản đồ phản ánh cấu trúc
từng phần của trí não tương ứng theo hưꢃng điều khiển chéo.
Học viên: Bùi Bảo Trung
6
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
1.2. Đặt vấn đề
Luận văn Thạc sĩ
Sinh trắc vân tay là một công cụ hoàn hảo để chúng ta cꢀ thể tìm hiểu và khám phá
chính bản thân mình. Dấu vân tay của mỗi người không bao giờ thay đổi và cꢀ mꢁi
quan hꢂ mật thiết đꢁi vꢃi nꢆo bộ. Qua một vài bưꢃc phân tích nhỏ, ta đꢆ cꢀ thể biết
được những tꢁ chất, khả năng lꢆnh đạo, loại hình thông minh, điểm mạnh, điểm yếu
cũng như những nꢇt tính cách nổi bật của bản thân. Từ những khám phá đꢀ, chúng ta
cꢀ thể định hình ra được những điều mình cần phải làm để phát triển bản thân hơn
nữa.
Hình 1. 3 Khoa học DMIT [3]
Học viên: Bùi Bảo Trung
7
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Để cꢀ được một hꢂ thꢁng để thꢄc hiꢂn sinh trắc vân tay như hôm nay là cả một quá
trình dài dày công nghiên cứu của các nhà khoa học. Khoa học DMIT
(Dermatoglyphics Multiple Intelligence Test) là một khoa học phân tích mật độ tế bào
não – khám phá tiềm năng bẩm sinh thông qua phân tích sinh trắc dấu vân tay.
Trên cơ sở tìm hiểu và dưꢃi sꢄ hưꢃng dꢅn của T.S thầy Nguyễn Hữu Phát em
thꢄc sꢄ thấy nghành khoa học DMIT là một nghành khoa học đꢆ và đang ứng dụng rất
nhiều vào trong đời sꢁng để tìm hiểu, khai phá khả năng con người. Từ đꢀ em quyết
định nghiên cứu và phát triển một phần mềm trên nền tảng Matlab để xử lý ảnh từ thiết
bị đọc vân tay từ đꢀ xuất ra kết quả về mật độ vân tay (mật độ chất xám) và chủng vân
tay (hình dạng vân tay). Gửi dữ liꢂu này, đến ứng dụng di động thông qua Webserver
để hiển thị kết quả và đưa ra lời khuyên cho khách hàng dꢄa trên cơ sở khoa học sinh
trắc vân tay.
1.3. Giải quyết vấn đề
1.3.1. Mô hình hꢂ thꢁng
Trên cơ sở nghiên cứu đồ án này và dưꢃi sꢄ định hưꢃng của T.S Nguyễn Hữu Phát,
em xin đề xuất ra sơ đồ hꢂ thꢁng sinh trắc vân tay như sau:
Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống sinh trắc học vân tay
Từ đꢀ ta đưa ra được sơ đồ khꢁi hꢂ thꢁng như sau:
Học viên: Bùi Bảo Trung
8
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Hình 1. 5 Sơ đồ khối hệ thống sinh trắc học vân tay
1.3.2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung đề tài tập trung vào các nội dung chính sau:
Xử lý ảnh vân tay trên phần mềm Matlab 2013a :
- Nhận dạng ảnh quꢇt đầu vào là ảnh vân tay.
- Xử lý ảnh: tăng độ tương phản, làm rõ và khoanh vùng vân tay.
- Tìm và chỉ ra các điểm đặc trưng Core và Delta trên ảnh đꢆ được xử lý từ
ảnh vân tay đầu vào .
- Tìm chỉ sꢁ TFRC là tổng sꢁ lượng đường vân tay trên 10 đầu ngón tay giữa
các điểm Core và Delta.
- Xác định chủng vân tay
- Kết hợp truyền dữ liꢂu lên server.
- Lập trình giao diꢂn người dùng GUI và tạo file exe để chạy trên máy tính.
Xây dꢄng webserver
- Giao diꢂn website cung cấp tin tức về sinh trắc học vân tay, cung cấp phần
mềm hꢂ thꢁng và quảng bá sản phầm
- Hiển thị kết quả cho khách hàng
-
Xây dꢄng cơ sở dữ liꢂu webserver, nhận dữ liꢂu ảnh, các thông sꢁ chính
của vân tay từ PC và gửi xuꢁng ứng dụng di động
Học viên: Bùi Bảo Trung
9
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Lập trình xây dꢄng ứng dụng android trên di động
- Lấy đúng và khꢃp dữ liꢂu vân tay khách hàng từ server xuꢁng, hiển thị trên
giao diꢂn ứng dụng
- Xây dꢄng hꢂ thꢁng kết quả dữ liꢂu sinh trắc thꢄc tế, tạo database cho app
android
- Truy xuất và hiển thị kết quả đánh giá cuꢁi cùng
Học viên: Bùi Bảo Trung
10
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Luận văn Thạc sĩ
Trong nội dung chương 2, đồ án đi vào tìm hiểu về cơ sở lý thuyết ảnh vân tay,
qua đꢀ tập trung vào xử lý ảnh vân tay trên matlab. Tiếp theo là tìm hiểu, lập trình
webserver, cùng vꢃi cách thức giao tiếp giữa client và server thông qua web service.
Phục vụ cho viꢂc xây dꢄng, trao đổi thông tin giữa webserver và ứng dụng android.
Cuꢁi cùng là tìm hiểu về hꢂ điều hành Android cùng các thành phần cấu thành ứng
dụng Android.
2.1. Lý thuyết về ảnh vân tay
2.1.1. Tạo ảnh vân tay
Nguyên lý cơ bản của hꢂ thꢁng này là sử dụng các diot phát sáng để truyền các
tia gần hồng ngoại (Near Infrared NIR) tꢃi ngón tay và chúng sẽ được hấp thụ lại bởi
hồng cầu trong máu. Vùng các tia bị hấp thụ trở thành vùng tꢁi trong hình ảnh và được
chụp lại bởi camera CCD. Sau đꢀ, hình ảnh được xử lý và tạo ra mꢅu vân tay. Mꢅu vân
tay được chuyển đổi thành tín hiꢂu sꢁ và là dữ liꢂu để nhận dạng người sử dụng chỉ
trong vòng chưa đến 2 giây. Công nghꢂ truyền ánh sáng của Hitachi cho phép ghi lại
rõ nꢇt sơ đồ vân nhờ độ tương phản cao và khả năng tương thích vꢃi mọi loại da tay,
kể cả da khô, da dầu hay có vết bẩn, vết nhăn hoặc bị khiếm khuyết do tạo hoá trên bề
mặt của các ngꢀn tay. Lượng dữ liꢂu nhỏ đꢀ là căn cứ cho viꢂc nhận dạng và tạo nên
một hꢂ thꢁng nhỏ gọn, an toàn, thân thiꢂn và nhanh nhất trên thế giꢃi. Hꢂ thꢁng này có
thể lưu trữ từ 6.000 - 8.000 ngón tay trong một máy và mỗi người có thể được nhận
dạng bởi 1 trong 5 ngꢀn tay khác nhau đꢆ đăng ký trưꢃc đꢀ. Ưu điểm vượt trội của hꢂ
thꢁng này là chỉ tương tác vꢃi cơ thể sꢁng nên viꢂc bắt chưꢃc, giả mạo hoặc ăn cắp dữ
liꢂu là điều hoàn toàn bất khả thi. FVB ra đời hồi đầu năm 2006, đꢆ nhanh chꢀng thành
công tại thị trường Nhật Bản, Singapor, Trung Quꢁc... Hiꢂn nay, trên thị trường thế
giꢃi đꢆ cꢀ bán nhiều loại thiết bị chụp vân tay (fingerprint reader, fingerprint scanner)
vꢃi các chất lượng khác nhau. Một sꢁ ảnh vân tay được chụp từ các thiết bị này trong
hình dưꢃi.
Học viên: Bùi Bảo Trung
11
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Trường Đại học Sao Đỏ
Luận văn Thạc sĩ
Hình 2. 1 Ảnh vân tay được chụp từ các thiết bị tương ứng [4]
a) Biometrika FX2000; b) Digital Persona UareU2000; c) Identix DFR200; d)
Ethentica TactilSense T-FPM; e) STMicroelectronics TouchChip TCS1AD; f)
Veridicom FPS110; g) Atmel FingerChip AT77C101B; h) Authentec AES4000.
Học viên: Bùi Bảo Trung
12
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Tải về để xem bản đầy đủ
102 trang
20000
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu ứng dụng sinh trắc vân tay", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_ung_dung_sinh_trac_van_tay.pdf
