Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/33064
Title: RM-net: Uma Rede Neural Convolucional, com Função de Custo no Domínio da Frequência, para Realce de Imagens de Impressões Digitais Latentes.
Other Titles: RM-net: A Convolutional Neural Network, with Frequency-Domain Cost Function, for Latent Fingerprint Image Enhancement.
???metadata.dc.creator???: CUNHA, Nailson dos Santos.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GOMES, Herman Martins.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: BATISTA, Leonardo Vidal.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ARAÚJO, Joseana Macêdo Fechine Régis de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BAPTISTA, Cláudio de Souza.
???metadata.dc.contributor.referee3???: REN, Tsang Ing.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SANTOS , Jefersson Alex dos.
Keywords: Impressões digitais latentes;Biometria;Autocodificadores;Deep Lear-ning;Redes neurais convolucionais;Latent fingerprints;Biometrics Autocoders;Convolutional neural networks
Issue Date: 21-Aug-2023
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: CUNHA, Nailson dos Santos. RM-net: Uma Rede Neural Convolucional, com Função de Custo no Domínio da Frequência, para Realce de Imagens de Impressões Digitais Latentes. 2023. 126 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023.
???metadata.dc.description.resumo???: Impressões digitais desempenham um papel importante na veriőcação e autenticação biométrica de indivíduos. Existem diferentes tipos de impressões digitais, incluindo aquelas capturadas em ambientes controlados, usando tinta ou escâner, e as impressões digitais latentes, que são deixadas involuntariamente quando os dedos entram em contato com diversas superfícies. Procedimentos de realce são comumente aplicados para melhorar a qualidade das impressões digitais e facilitar a extração de características. No entanto, estudos revelaram que métodos de realce projetados para impressões digitais capturadas por tinta ou escâner não apresentam a mesma eőcácia quando aplicados a impressões digitais latentes. Atualmente, métodos baseados em Deep Learning têm sido amplamente adotados no processamento de imagens. Entretanto, ao tentar reconstruir partes muito ruidosas das imagens, esses métodos tendem a preencher de forma errônea e não natural, ou até ampliőcar o ruído existente na imagem original, resultando em um agravamento do problema em algumas partes das imagens realçadas. Diante disso, o objetivo central desta pesquisa é desenvolver um método especíőco de realce para imagens de impressões digitais latentes, que seja capaz de preservar a estrutura das cristas enquanto busca mitigar ou resolver esse problema. O método desenvolvido é baseado em uma arquitetura codiőcador-decodiőcador convolucional, que tem como objetivo realizar o realce de imagens de impressões digitais latentes. Essa arquitetura é projetada para receber diretamente a imagem da impressão digital latente como entrada, sem a necessidade de pré-processamento, e gerar como saída uma versão realçada da imagem. Durante o treinamento do método, foi aplicada uma função de custo que realiza a comparação de imagens no domínio da frequência, resultando na redução do problema de reconstrução não natural das estruturas de cristas em partes da imagem original que apresentam muito ruído. Dois experimentos foram conduzidos para validar o método desenvolvido: um relacionado à correspondência latente-para-sensor e outro latente-para-latente. As bases de dados utilizadas para esses experimentos foram a MOLF e a IIIT-D latent őngerprint database. Os resultados obtidos demonstraram uma melhora nos testes de identiőcação e correspondência das impressões digitais no conjunto de testes, quando comparados aos cenários em que o realce não foi aplicado e também comparativamente a métodos encontrados na literatura.
Abstract: Fingerprint impressions play a crucial role in the veriőcation and biometric authentication of individuals. There are different types of őngerprints, including those captured in controlled environments using ink or scanners, and latent őngerprints, which are unintentionally left behind when őngers touch various surfaces. Enhancement procedures are commonly applied to improve the quality of ridges and facilitate the extraction of minutiae in őngerprints. However, studies have revealed that enhancement methods designed for inked or scanned őngerprints are not equally effective when applied to latent őngerprints. Currently, deep learning-based methods have been widely adopted in image processing. However, when attempting to reconstruct highly noisy parts of the images, these methods tend to őll in erroneously and non-naturally, or even amplify the existing noise in the original image, resulting in a worsening of the problem in some parts of the enhanced images. In view of this, the main objective of this research is to develop a speciőc enhancement method for latent őngerprint images that is capable of preserving ridge structures while seeking to mitigate or resolve this issue. The developed method is based on a convolutional encoder-decoder architecture, aiming to perform enhancement of latent őngerprint images. This architecture is designed to directly take the latent őngerprint image as input, without the need for preprocessing, and generate an enhanced version of the image as output. During the training of the method, a cost function was applied, which compares images in the frequency domain, resulting in a reduction of the problem of non-natural reconstruction of ridge structures in parts of the original image that exhibit high noise. Two experiments were conducted to validate the developed method: one related to latent-to-sensor matching and another related to latent-to-latent matching. The MOLF and IIIT-D latent őngerprint databases were used for these experiments. The obtained results demonstrated an improvement in őngerprint identiőcation and matching tests in the test set, when compared to scenarios where enhancement was not applied, as well as in comparison to methods found in the literature.
Keywords: Impressões digitais latentes
Biometria
Autocodificadores
Deep Lear-ning
Redes neurais convolucionais
Latent fingerprints
Biometrics Autocoders
Convolutional neural networks
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/33064
Appears in Collections:Doutorado em Ciência da Computação.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
NAILSON DOS SANTOS CUNHA – TESE (PPGCC) 2023.pdf5.66 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.