The main goal of this thesis is to provide full description of an implementation of an application that is supposed to be a complex dactyloscopic database tool. The text is divided into parts according to the functional blocks of the application. The parts are namely processing of input fingerprint, the minutiae point analysis, the description of minutiae representation, the database and index structure described with its operations. Usually we describe multiple algorithms for a single task. In this case we provide their comparison. At the end of this thesis, there is a user manual describing the main usage scenarios. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

O problema dos métodos tradicionais de identificação de pessoas é que são baseados em senhas e assim podem ser esquecidas, roubadas, perdidas, copiadas, armazenadas de maneira insegura e até utilizadas por uma pessoa que não tenha autorização. Os sistemas biométricos automáticos surgiram para oferecer uma alternativa para o reconhecimento de pessoas com maior segurança e eficiência. Uma das técnicas biométricas mais utilizadas é o reconhecimento de impressões digitais. Com o aumento do uso de impressões digitais nestes sistemas, houve o surgimento de grandes bancos de dados de impressões digitais, tornado-se um desafio encontrar a melhor e mais rápida maneira de recuperar informações. De acordo com os desafios apresentados, este trabalho tem duas propostas: i) desenvolver um novo algoritmo métrico para identificação de impressões digitais e ii) usá-lo para indexar um banco de dados de impressões digitais através de uma árvore de busca métrica. Para comprovar a eficiência do algoritmo desenvolvido foram realizados testes sobre duas bases de imagens de impressões digitais, disponibilizadas no evento Fingerprint Verification Competition dos anos de 2000 e 2002. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados do algoritmo proposto por Bozorth. A avaliação dos resultados foi feita pela curva Receiver Operating Characteristic juntamente com a taxa de Equal Error Rate, sendo que, o método proposto, obteve a taxa de 4,9% contra 7,2% do método de Bozorth e de 2,0% contra 2,7% do Bozorth nos banco de dados dos anos de 2000 e 2002 respectivamente. Nos testes de robustez, o algoritmo proposto conseguiu identificar uma impressão digital com uma parte da imagem de apenas 30% do tamanho original e por se utilizar uma base de dados indexada, o mesmo obteve vantagens de tempo na recuperação de pequenas quantidades de impressões digitais de uma mesma classe. / The problem of the traditional methods of people identification is that they are based on passwords which may to be forgotten, stolen, lost, copied, stored in an insecure way and be used by unauthorized person. Automatic biometric systems appeared to provide an alternative for the recognition of people in a more safe and efficienty way. One most biometrics techniques used is the fingerprint recognition. With the increasing use of fingerprints in biometric systems, large fingerprint databases emerged, and with them, the challenge to find the best and fastest way to recover informations. According to the challenges previously mentioned, this work presents two proposals: i) to develop a newmetric algorithm for the identification of fingerprints and ii) to use it to index a fingerprint database using a metric search tree. To prove the efficiency of the developed algorithm tests were performed on two fingerprint images databases from Fingerprint Verification Competition of years 2000 and 2002. The obtained results were compared to the results of the algorithm proposed by Bozorth and was evaluated by the Receiver Operating Characteristic curve and the Equal Error Rate, where the proposed method is of 4.9% against 7.2% of Bozorth and 2.0% of the algorithm proposed against 2.7% of the Bozorth in the databases of the yearsof 2000 and 2002. In the robustness tests, the proposed algorithm as able to identify a fingerprint with only 30% of the original size and when using an a indexed database, it obtained better performance in the recovery of small amounts of fingerprints of a single class.

O problema dos métodos tradicionais de identificação de pessoas é que são baseados em senhas e assim podem ser esquecidas, roubadas, perdidas, copiadas, armazenadas de maneira insegura e até utilizadas por uma pessoa que não tenha autorização. Os sistemas biométricos automáticos surgiram para oferecer uma alternativa para o reconhecimento de pessoas com maior segurança e eficiência. Uma das técnicas biométricas mais utilizadas é o reconhecimento de impressões digitais. Com o aumento do uso de impressões digitais nestes sistemas, houve o surgimento de grandes bancos de dados de impressões digitais, tornado-se um desafio encontrar a melhor e mais rápida maneira de recuperar informações. De acordo com os desafios apresentados, este trabalho tem duas propostas: i) desenvolver um novo algoritmo métrico para identificação de impressões digitais e ii) usá-lo para indexar um banco de dados de impressões digitais através de uma árvore de busca métrica. Para comprovar a eficiência do algoritmo desenvolvido foram realizados testes sobre duas bases de imagens de impressões digitais, disponibilizadas no evento Fingerprint Verification Competition dos anos de 2000 e 2002. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados do algoritmo proposto por Bozorth. A avaliação dos resultados foi feita pela curva Receiver Operating Characteristic juntamente com a taxa de Equal Error Rate, sendo que, o método proposto, obteve a taxa de 4,9% contra 7,2% do método de Bozorth e de 2,0% contra 2,7% do Bozorth nos banco de dados dos anos de 2000 e 2002 respectivamente. Nos testes de robustez, o algoritmo proposto conseguiu identificar uma impressão digital com uma parte da imagem de apenas 30% do tamanho original e por se utilizar uma base de dados indexada, o mesmo obteve vantagens de tempo na recuperação de pequenas quantidades de impressões digitais de uma mesma classe. / The problem of the traditional methods of people identification is that they are based on passwords which may to be forgotten, stolen, lost, copied, stored in an insecure way and be used by unauthorized person. Automatic biometric systems appeared to provide an alternative for the recognition of people in a more safe and efficienty way. One most biometrics techniques used is the fingerprint recognition. With the increasing use of fingerprints in biometric systems, large fingerprint databases emerged, and with them, the challenge to find the best and fastest way to recover informations. According to the challenges previously mentioned, this work presents two proposals: i) to develop a newmetric algorithm for the identification of fingerprints and ii) to use it to index a fingerprint database using a metric search tree. To prove the efficiency of the developed algorithm tests were performed on two fingerprint images databases from Fingerprint Verification Competition of years 2000 and 2002. The obtained results were compared to the results of the algorithm proposed by Bozorth and was evaluated by the Receiver Operating Characteristic curve and the Equal Error Rate, where the proposed method is of 4.9% against 7.2% of Bozorth and 2.0% of the algorithm proposed against 2.7% of the Bozorth in the databases of the yearsof 2000 and 2002. In the robustness tests, the proposed algorithm as able to identify a fingerprint with only 30% of the original size and when using an a indexed database, it obtained better performance in the recovery of small amounts of fingerprints of a single class.

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-15T13:58:02Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11854053 bytes, checksum: 163184cdc69158f6b29ef104b33eebbe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T13:58:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11854053 bytes, checksum: 163184cdc69158f6b29ef104b33eebbe (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Biometric recognition has been increasingly adopted in several applications. The main reason for this choice is based on the fact that biometric information is harder to forge, share or misplace in comparison with other authentication alternatives. Many individual traits can be used in a biometric system, such as fingerprint, face, voice, iris and others. Several researches have explored these and other traits producing safer and more accurate recognition methods, but none of them are completely reliable and there are much to improve in this area. This work presents a new approach for fingerprint matching, which is an important step in the identification process. Many comparison alternatives between fingerprints have been used aiming to improve the reliability of the proposed method. This work evaluates two bio-inspired algorithms for parameter optimization, Genetic Algorithms and Particle Swarm Optimization. To validate the proposed method the Equal Error Rate of six databases have been measured, including databases from previous Fingerprint Verification Competitions and a local database named BioPass-UFPB. Results presents 0.2% Equal Error Rate. / O reconhecimento de indivíduos por meio de informações biométricas tem sido cada vez mais adotado nas mais diversas aplicações. Uma das razões para essa escolha fundamenta-se no fato de que informações biométricas são mais difíceis de adulterar, compartilhar ou extraviar do que outros métodos de identificação. Várias características de indivíduos, físicas e comportamentais, podem ser utilizadas em um sistema biométrico, como a impressão digital, face, voz e íris. Diversos trabalhos têm explorado esses traços produzindo mecanismos de reconhecimento cada vez mais seguros e precisos, mas nenhum é imune a falhas e ainda há muito o que evoluir. A impressão digital tem se mostrado um traço biométrico bastante eficaz, uma vez que sua alta precisão e seu baixo custo tornam os sistemas mais acessíveis e com resultados satisfatórios. No entanto, o reconhecimento por impressão digital ainda é um problema em aberto, visto que esses algoritmos ainda apresentam erros em sua execução de falsa aceitação e falsa rejeição. Este trabalho apresenta uma nova abordagem de casamento de impressões digitais que é uma etapa importante do processo de identificação. Diversas alternativas de comparação entre as impressões digitais são aplicadas com o objetivo de aumentar a confiabilidade do método proposto. Para ajuste de parâmetros foram utilizados os Algoritmos Bioinspirados: Algoritmos Genéticos e Otimização por Nuvens de Partículas. A validação deste método se fez através da avaliação da Taxa de Erro Igual nos bancos de dados do projeto Fingerprint Verification Competition e do projeto BioPass-UFPB, totalizando seis bancos de dados. Resultados apresentaram Taxa de Erro Igual de 0,2%

This thesis deals with the problem of methodology of fingerprint image quality measurement. The first task was to analyze already existing software used for fingerprint quality measurement called NFIQ (NIST Fingerprint Image Quality), evaluate its performance and identify weaknesses. In order to eliminate discovered NFIQ weaknesses, different fingerprint quality estimation methodology was introduced, and its results were compared to other methodologies.

This project deals with fingerprint biometrics. Describes the origin and significance of ridges. Project denote the significance and detection of singular points. The way of classication fingerprint to the vlase usány by the singular points. It contains a list of types of minutiae and their detection. There is basic methods for matching fingerprints. The minutae-based matching method is realize in program Matlab.

The aim of this work is to design methods of fingerprint morphing, subsequently to implement the proposed methods and to test their effectiveness by breaking into real verification systems made by Innovatrics and Neurotechnology, two prominent companies in biometrics. Methods for morphing were designed mainly based on the article On the Feasibility of Creating Double-Identity Fingerprints where the part of the preparation of fingerprints on the input was modified and an adjustment of the output was made so that it is able to work with fingerprint images taken under different conditions. Fingerprints created by morphing were recognized as genuine in 41.72 % of cases when compared to the default threshold. The main benefit of this work is the created application for generating fingerprints using morphing and to point out that this method is a\,threat to existing systems used for fingerprint recognition.

No description available.

Este trabalho descreve um método desenvolvido para a extração de minúcias em imagens de impressões digitais, baseado na abordagem clássica de binarização da imagem. O método é composto por três módulos: módulo de pré-processamento, para o aumento da discriminação visual, módulo de extração de minúcias, e módulo de pós-processamento para a remoção de falsas minúcias. As imagens de impressões digitais foram obtidas da base de dados FVC2004 (Fingerprint Verification Competition), e incluem imagens sintéticas e reais. A validação dos testes foi feita através de métodos quantitativos de medida chamados sensibilidade e especificidade. Os melhores resultados do software implementado foram obtidos com as imagens sintéticas seguido das imagens adquiridas com sensor óptico. As imagens obtidas através de sensor térmico apresentaram diferença de resultado considerável em relação às imagens dos demais bancos, pelo fato de conterem maior quantidade de ruído. / In this research a method for minutiae extraction in fingerprints images, based on classical approach of image binarization, is presented. The method is composed by three main modules: preprocessing, minutiae detection and post-processing. It was used fingerprint images from FVC2004 database (Fingerprint Verification Competition) that includes synthetic and real images. The tests validation was made through quantitative methods of measurement called sensitivity and specificity. The best results obtained with the developed software were with synthetic images followed by the images acquired with optical sensor. The results obtained with the thermal sensor images were worse than the ones obtained with synthetic and real images, showing a considerable difference, because they contain more noise.

Este trabalho descreve um método desenvolvido para a extração de minúcias em imagens de impressões digitais, baseado na abordagem clássica de binarização da imagem. O método é composto por três módulos: módulo de pré-processamento, para o aumento da discriminação visual, módulo de extração de minúcias, e módulo de pós-processamento para a remoção de falsas minúcias. As imagens de impressões digitais foram obtidas da base de dados FVC2004 (Fingerprint Verification Competition), e incluem imagens sintéticas e reais. A validação dos testes foi feita através de métodos quantitativos de medida chamados sensibilidade e especificidade. Os melhores resultados do software implementado foram obtidos com as imagens sintéticas seguido das imagens adquiridas com sensor óptico. As imagens obtidas através de sensor térmico apresentaram diferença de resultado considerável em relação às imagens dos demais bancos, pelo fato de conterem maior quantidade de ruído. / In this research a method for minutiae extraction in fingerprints images, based on classical approach of image binarization, is presented. The method is composed by three main modules: preprocessing, minutiae detection and post-processing. It was used fingerprint images from FVC2004 database (Fingerprint Verification Competition) that includes synthetic and real images. The tests validation was made through quantitative methods of measurement called sensitivity and specificity. The best results obtained with the developed software were with synthetic images followed by the images acquired with optical sensor. The results obtained with the thermal sensor images were worse than the ones obtained with synthetic and real images, showing a considerable difference, because they contain more noise.