Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Lemes, Rubisley de Paula
Orientador(a): Bellon, Olga Regina Pereira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Sistemas de reconhecimento de padrões
Ciência da computação
Biometria
Recem-nascidos - Identificação
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/35390
Resumo: Orientadora: Profª. Drª. Olga R. P. Bellon
id UFPR_6799d151efea0d4312be01d37c988d20
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/35390
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str
spelling Silva, Luciano, 1974-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em InformáticaBellon, Olga Regina PereiraLemes, Rubisley de Paula2024-10-31T19:10:03Z2024-10-31T19:10:03Z2014https://hdl.handle.net/1884/35390Orientadora: Profª. Drª. Olga R. P. BellonCoorientador: Prof. Dr. Luciano SilvaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 14/02/2014Inclui referênciasResumo: Este trabalho apresenta uma solução original para biometria neonatal através de imagens papiloscópicas digitais adequadas ao reconhecimento automático. Entretanto, o primeiro desafio é coletar estas imagens apropriadamente, uma vez que as características necessárias ao reconhecimento são difíceis de serem extraídas. Isto acontece devido ao fato das cristas papilares em recém-nascidos possuírem em media uma espessura entre 2,5 a 3 vezes menor do que em adultos. Além disso, as cristas são muito frágeis, deformandose facilmente ao contato. Atualmente, não há nenhum equipamento para captura de imagens papiloscópicas digitais, disponível comercialmente, adequado para uso em reconhecimento neonatal. Os métodos tradicionais, como braceletes e coletas utilizando tinta e papel, são limitados e não são soluções eficientes para evitar trocas de bebes, roubo, tráfico e até mesmo garantir uma futura confirmação de identidade. Este trabalho _e pioneiro no campo do reconhecimento papiloscópico de recém-nascidos de forma automática, possuindo duas etapas principais de desenvolvimento: abordagem SA+FC e abordagem DAISY+Poros+FAST. As duas abordagens são contribuições deste trabalho, bem como a definição de um protocolo de coleta de imagens, desenvolvimento de um modelo de extração de pontos de interesse (poros) e estruturação de um algoritmo de reconhecimento hierárquico propício _a utilização de pontos de interesse em impressões papiloscópicas. Nos experimentos, utilizou-se em um primeiro momento impressões palmares capturadas por um sensor comercialmente disponível, porém com resolução inferior a mínima estimada como adequada aos propósitos da abordagem proposta (1500ppi). A abordagem SA+FC obteve 71% TAR em impressões palmares utilizando 0% FAR. A segunda etapa de desenvolvimento iniciou-se com uma nova fase de coleta de impressões papiloscópicas utilizando um sensor com maior resolução desenvolvido pelo prof. Luciano Silva do Grupo IMAGO de pesquisa. Como nesta segunda base de dados as imagens possuem resolução maior que 2400ppi, estruturas altamente discriminantes (poros) puderam ser extraídas e para tal _m, desenvolveu-se um novo detector dinâmico de poros, chamado Dynamic Pore Filtering. Este detector não depende de técnicas de processamento de imagens para reconstrução das cristas e se adapta a diferentes tamanhos e formas de poros automaticamente. O algoritmo foi avaliado utilizando-se cinco base de dados diferentes. Os resultados obtidos pelo algoritmo em imagens papiloscópicas de recém-nascidos são comparáveis àqueles estado-da-arte em imagens de adultos. Já os resultados do algoritmo em impressões digitais de adultos apresentam taxas de detecção verdadeira mais alta do que os métodos estado-da-arte em imagens de adultos. Estas estruturas de poros conjuntamente com pontos de interesse (corners) foram utilizados para gerar escores de cada região interdigital. Estes escores são combinados entre as regiões, hierarquicamente, garantindo resultados significativos de reconhecimento, ou seja, 92% TAR nas impressões palmares e 94% TAR nas impressões plantares utilizando 0% FAR. O algoritmo de reconhecimento DAISY+Poros+FAST foi também comparado com a primeira abordagem, melhorando significativamente os resultados, aumentando a taxa de 71% TAR para 98% TAR utilizando 0% FAR. As bases de dados utilizadas neste trabalho possuem 4107 impressões papiloscópicas coletadas nas maternidades Victor Ferreira do Amaral e maternidade do Hospital das Clínicas da UFPR. O reconhecimento biométrico proposto mostrou-se uma solução pratica, baseando-se em métodos não-invasivos.Abstract: This work presents a solution for automatic biometric recognition of newborns through digital dermatoglyphic images. However, the first challenge was to appropriately capture these images, since the features used for recognition are difficult to be extracted. This happens because papillary ridges in newborns are, on average, 2.5 to 3 times smaller than adult ridges. Also, these ridges are very fragile, making them amenable to deformation. Currently, there are few biometric approaches in the literature and no commercially available equipment to capture digital dermatoglyphic images suitable to automatically recognize newborns. Traditional procedures, such as bracelets and ink-and-paper prints, are limited and are not effective in avoiding baby swaps, child kidnapping, illegal adoptions or in authenticating an identity in the future. This work is pioneer in the field of automatic dermatoglyphic recognition of newborns. Two main approaches was developeded: the SA+FC approach and the DAISY+Pores+FAST approach. Both approaches are contributions of this work, as well as other important contributions: the design of an image acquisition protocol, the development of a model for extracting points of interest (pores) and the development of a hierarchical recognition algorithm to be used with points of interest extracted from dermatoglyphic images. In the experiments, first palmprints were acquired by a commercially available sensor, although its resolution was not appropriate to the proposed approach (1500ppi). The SA+FC approach achieved a 71% TAR at 0% FAR for these images. The second stage of development started with the acquisition of a new dermatoglyphic image database using a sensor with higher resolution that was developed by Prof. Luciano Silva at IMAGO research group. These images have resolution higher than 2400ppi, allowing the extraction of highly discriminating structures (pores). To this end, a novel pore detector was developed for keypoint extraction, named Dynamic Pore Filtering. This detector does not rely on image processing techniques to ridge enhancement and adapts itself to different sizes and shapes of pores. It was evaluated using five different datasets. The obtained results of the algorithm when using newborn dermatoglyphic images are comparable to the state-of-the-art using adult fingerprint images. The results of the algorithm when using adult fingerprints images outperform the state-of-the-art using adult fingerprint images. The pore structures combined with other keypoints (corners) were used to match each interdigital region from palmprints or footprints. The scores were hierarchically combined to achieve feasible recognition results, i.e., 92% TAR for palmprints and 94% TAR for footprints at 0% FAR. We also compared the DAISY+Pores+FAST recognition algorithm to the SA+FC approach, and outperformed its results increasing the TAR from 71% to 98% at 0% FAR. The databases employed in this study have 4107 dermatoglyphic images collected in the maternity Victor Ferreira do Amaral and in the maternity of the UFPR Hospital. The proposed biometric recognition proved to be a practical solution, based on noninvasive methods.87f. : il., grafs., tabs., algumas color.application/pdfDisponível em formato digitalSistemas de reconhecimento de padrõesCiência da computaçãoBiometriaRecem-nascidos - IdentificaçãoBiometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - RUBISLEY DE PAULA LEMES.pdfapplication/pdf18308961https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/1/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdfe120dcb854da1179a0e47daf09496b07MD51open accessTEXTR - T - RUBISLEY DE PAULA LEMES.pdf.txtExtracted Texttext/plain143592https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/2/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdf.txt207a184222cebefdc00093d0390663c5MD52open accessTHUMBNAILR - T - RUBISLEY DE PAULA LEMES.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1167https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/3/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdf.jpg7c56af7ce6e1631b2c70db2bdee6380bMD53open access1884/353902024-10-31 16:10:03.453open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/35390Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-10-31T19:10:03Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
title Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
spellingShingle Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
Lemes, Rubisley de Paula
Sistemas de reconhecimento de padrões
Ciência da computação
Biometria
Recem-nascidos - Identificação
title_short Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
title_full Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
title_fullStr Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
title_full_unstemmed Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
title_sort Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
author Lemes, Rubisley de Paula
author_facet Lemes, Rubisley de Paula
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Silva, Luciano, 1974-
Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Informática
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Bellon, Olga Regina Pereira
dc.contributor.author.fl_str_mv Lemes, Rubisley de Paula
contributor_str_mv Bellon, Olga Regina Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas de reconhecimento de padrões
Ciência da computação
Biometria
Recem-nascidos - Identificação
topic Sistemas de reconhecimento de padrões
Ciência da computação
Biometria
Recem-nascidos - Identificação
description Orientadora: Profª. Drª. Olga R. P. Bellon
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-10-31T19:10:03Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-10-31T19:10:03Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/35390
url https://hdl.handle.net/1884/35390
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.pt_BR.fl_str_mv Disponível em formato digital
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 87f. : il., grafs., tabs., algumas color.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/1/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdf
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/2/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdf.txt
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/35390/3/R%20-%20T%20-%20RUBISLEY%20DE%20PAULA%20LEMES.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv e120dcb854da1179a0e47daf09496b07
207a184222cebefdc00093d0390663c5
7c56af7ce6e1631b2c70db2bdee6380b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv informacaodigital@ufpr.br
_version_ 1847526313229811712

Registros relacionados