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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18448
Tipo: Dissertação
Título: Classificação e detecção de singularidades em imagens de impressão digital baseada em redes neurais convolucionais
Autor(es): Silva, Paulo Ricardo Pereira da
Primeiro Orientador: Batista, Leonardo Vidal
Resumo: A Biometria oferece um mecanismo de autenticação confiável utilizando traços (físicos ou comportamentais) que permitam identificar usuários baseados em suas características naturais. O reconhecimento por impressão digital é uma das abordagens biométricas mais utilizadas, visto que sua alta precisão e seu baixo custo tornam os sistemas mais acessíveis e com resultados satisfatórios. No entanto, o reconhecimento por impressões digitais ainda é um problema em aberto, uma vez que erros de falsa aceitação e falsa rejeição ainda são encontrados nos algoritmos de comparação de impressões digitais. Este trabalho propõe um método de classificação e detecção de singularidades em imagens de impressão digital, que baseia-se em redes neurais convolucionais e janela deslizante. A detecção é feita por meio de janela deslizante que percorre uma imagem de entrada e extrai uma subimagem de 50x50 e a passa como argumento para o classificador rotular entre as classes laço, delta e neg ou não singularidade, criando um conjunto de singularidades candidatas para então aplicar uma filtragem e manter apenas as singularidades verdadeiras - o classificador é uma rede neural convolucional e sua arquitetura é semelhante a LeNet, com as primeiras camadas convolucionais e as últimas totalmente conectadas. Para avaliar a efetividade do método proposto e o efeito do realce sobre as imagens, foram utilizadas 2 grupos de bases de dados: o primeiro sem pré-processamento, que é formado pelas bases FVC2000-3, FVC2002-1, FVC2004-1, FVC2006-3, e SPD2010; e o segundo com pré-processamento, que é composto pelas bases FVC2000-3, FVC2002-1, FVC2004-1, FVC2006-3. Os resultados mostraram que o realce não influenciou, de forma significativa, o desempenho na detecção. Sobre o grupo sem pré-processamento, o melhor classificador alcançou acurácia de 99% e média de medida-F de 0,98 para as três classes, e o detector alcançou 0,8 de medida-F e IoU mediano de 0,73. E, o melhor classificador sobre o grupo com pré-processamento alcançou acurácia de 99% e média de medida-F de 0,99 para as três classes, e o detector alcançou 0,84 de medida-F e IoU mediano de 0,76.
Abstract: Biometry provides a reliable authentication mechanism using physical or behavioral traits to identify users based on their natural characteristics. Fingerprint recognition is one of the most used biometrics approach, since its high accuracy and low cost make the system more affordable and achieve satisfactory results. However, fingerprint recognition is still an open problem, since false acceptance and false rejection errors can be found in matching algorithm. This work proposes methods to classify and detect singularities from fingerprint images, that is based on Convolutional Neural Network and sliding window. The detection is done through sliding window that iterates through a input image and extracts a subimage of 50x50 and pass it as an argument to a classifier that labels between the classes loop, delta and neg or non-singularity, creating a set of candidate singularities and then filtering and keeping only true singularities - the classifier is a convolutional neural network and its architecture is similar to LeNet, with the first convolutional layers and the last are fully connected. To evaluate the performance of the proposed method and the enhancement effect over images, 2 groups of database were used: the first with no pre-processing that is formed of the databases FVC2000-3, FVC2002-1, FVC2004- 1, FVC2006-3, and SPD2010; the second one with pre-processing that is formed of the databases FVC2000-3, FVC2002-1, FVC2004-1 and FVC2006-3. The results showed the enhancement did not affect on significantly the performance in detection. Over the group with no pre-processing, the best classifier reached the value 99% of accuracy and 0.98 of average F-score for three classes, and the detector reached 0.8 of F-score and median IoU of 0.73. And the best classifier over the group with pre-processing reached the value 99% of accuracy and 0.99 of average F-score for three classes, and the detector reached 0.84 of F-score and median IoU of 0.76.
Palavras-chave: Biometria
Impressão digital
Redes neurais convolucionais
Biometry
Fingerprint
Convolitional neural network
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18448
Data do documento: 27-Mai-2020
Aparece nas coleções:Centro de Informática (CI) - Programa de Pós-Graduação em Informática

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