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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Quality assessment and segmentation of fingerprint images using directional information : Avaliação da qualidade e segmentação de imagens de impressão digital usando informação direcional
Title Alternative: Avaliação da qualidade e segmentação de imagens de impressão digital usando informação direcional
Author: Vasconcelos, Raimundo Claudio da Silva, 1966-
Advisor: Pedrini, Hélio, 1963-
Abstract: Resumo: Identificação e reconhecimento baseados em imagens de impressão digital vêm sendo utilizados em sistemas comerciais, investigações criminais, segurança, entre outras aplicações, de tal forma que têm sido considerados popularmente como sinônimo de biometria. Impressões digitais podem ser descritas como padrões de textura criados por cristas e vales presentes nas superfícies dos dedos. Sistemas baseados em impressões digitais são afetados pela extração de características derivadas desses padrões. O desempenho de sistemas biométricos depende substancialmente da confiabilidade das características extraídas das imagens de impressão digital adquiridas. Uma quantidade significativa de características falsas pode ser criada e outra, de características verdadeiras, pode ser ignorada. Determinar a qualidade de uma imagem de impressão digital é desafiador devido a vários tipos de ruído que podem estar presentes. Ações, tais como filtragem e operações morfológicas, podem ser executadas para facilitar o processamento dessas imagens. Uma delas consiste em separar o primeiro plano (impressão digital propriamente dita) do segundo plano (fundo da imagem). Esse processo é chamado de segmentação. Este trabalho de pesquisa foi conduzido para desenvolver um novo índice para avaliar a qualidade de impressões digitais. Esse indicador, denominado \textit{Neighborhood Strengthness Homogeneity} (NSH), foi proposto com base na informação direcional inerente às cristas de impressão digital. Como resultado secundário, uma estratégia de segmentação foi também proposta baseada na informação direcional. Experimentos foram realizados sobre dezesseis bases de imagens disponibilizadas pelo \textit{Fingerprint Verification Competition} (FVC), adquiridas por meio de diferentes sensores e com características distintas no processo de aquisição. O método de segmentação desenvolvido foi comparado com outras abordagens da literatura para avaliar sua efetividade. O índice proposto de qualidade foi confrontado com o criado pelo National Institute of of Science and Technology (NIST), denominado por NIST Fingerprint Image Quality (NFIQ), para demonstrar sua usabilidade, bem como com outros oito índices. Os experimentos obtiveram resultados satisfatórios, tanto na avaliação da qualidade quanto na segmentação das imagens das impressões digitais. A abordagem proposta, baseada em informações direcionais, apresentou competitividade quando comparada a outras técnicas nas bases avaliadas

Abstract: Identification and recognition based on fingerprint images have been used in commercial systems, criminal investigations, security, among other applications, in such a way that they have been popularly considered as synonymous with biometrics. Fingerprints can be described as texture patterns created by ridges and valleys present on the finger surface. Fingerprint-based systems rely on extracting features derived from these patterns. The performance of biometric systems depends substantially on the reliability of features extracted from the acquired fingerprint images. A significant amount of false characteristics can be created and another, of real characteristics, can be ignored. Determining the quality of a fingerprint image is challenging due to the various types of noise that may be present. Actions, such as filtering and morphological operations, can be performed to facilitate the processing of these images. One is to separate the foreground (fingerprint itself) from the background (background image). This process is called segmentation. This research was conducted to develop a new index to evaluate the quality of fingerprints. This indicator, called Neighborhood Strengthness Homogeneity (NSH), was proposed based on the directional information inherent to fingerprint ridges. As a secondary result, a segmentation strategy was also proposed based on directional information. Experiments were performed on sixteen datasets available through the Fingerprint Verification Competition (FVC), acquired through different sensors and with different acquisition characteristics. The developed segmentation method was compared to other approaches reported in the literature to assess its effectiveness. The proposed quality index was compared with the one created by the National Institute of Science and Technology (NIST), called NIST Fingerprint Image Quality (NFIQ), to demonstrate its usability as well as with eight other indices. The experiments obtained satisfactory results, both in quality assessment and in the segmentation of fingerprint images. The proposed approach, based on directional information, presented competitiveness when compared to other techniques over the datasets evaluated
Subject: Identificação biométrica
Processamento de imagens
Sistemas imageadores - Qualidade da imagem
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: VASCONCELOS, Raimundo Claudio da Silva. Quality assessment and segmentation of fingerprint images using directional information: Avaliação da qualidade e segmentação de imagens de impressão digital usando informação direcional. 2019. 1 recurso online (94 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:IC - Tese e Dissertação

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