Conectividade recursiva de classificação de classes (R3C) aplicada à segmentação de imagem binária para melhoria da impressão digital infantil

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Agnol, João Leonardo Harres Dall
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36558
Resumo: Infant fingerprint recognition still can’t match the recognition rates achieved for adult biometrics, particularly due to problems inherent to young children fingerprints such as size and skin mal-leability, leading to poor image quality and inconsistent ridge and valley structures. To address these issues, this study introduces Recursive Class Connectivity Classification (R3C), an image enhancement framework designed to iteratively refine binary segmentation that relies on previ-ous predictions to guide an expansion of segmentation coverage. The framework was evaluated on three infant fingerprint datasets using three different enhancement approaches as fingerprint ridge and valley classifiers. Experimental results show that R3C can significantly improve matching rates, particularly for newborns, in which identification performance was heightened by more than 40%. For older children, the proposed method achieved a 86% true identification rate (TAR), the highest of all cases tested, while also reducing the equal error rate (EER) by about 10%, a more modest gain that suggests further refinements are needed for broader compatibility.
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spelling Conectividade recursiva de classificação de classes (R3C) aplicada à segmentação de imagem binária para melhoria da impressão digital infantilRecursive class connectivity classification (R3C) applied to binary image segmentation for improved infant fingerprint enhancementImpressão digital (Computação)BiometriaCrianças - IdentificaçãoDigital printingBiometric identificationChildren - IdentificationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia/Tecnologia/GestãoInfant fingerprint recognition still can’t match the recognition rates achieved for adult biometrics, particularly due to problems inherent to young children fingerprints such as size and skin mal-leability, leading to poor image quality and inconsistent ridge and valley structures. To address these issues, this study introduces Recursive Class Connectivity Classification (R3C), an image enhancement framework designed to iteratively refine binary segmentation that relies on previ-ous predictions to guide an expansion of segmentation coverage. The framework was evaluated on three infant fingerprint datasets using three different enhancement approaches as fingerprint ridge and valley classifiers. Experimental results show that R3C can significantly improve matching rates, particularly for newborns, in which identification performance was heightened by more than 40%. For older children, the proposed method achieved a 86% true identification rate (TAR), the highest of all cases tested, while also reducing the equal error rate (EER) by about 10%, a more modest gain that suggests further refinements are needed for broader compatibility.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP)Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do ParanáO reconhecimento de impressões digitais infantis ainda não consegue igualar as taxas de reconhecimento alcançadas para biometria de adultos, particularmente devido a problemas inerentes às impressões digitais de crianças pequenas, como tamanho do dedo e maleabil-idade da pele, levando a uma baixa qualidade de imagem e estruturas de cristas e vales inconsistentes. Para abordar essas questões, este estudo apresenta a Conectividade Recursiva de Classificação de Classes (R3C), um framework de aprimoramento de imagem projetado para refinar iterativamente a segmentação binária, dependendo de previsões anteriores para orientar uma expansão da segmentação. O framework foi avaliado em três conjuntos de dados de impressões digitais infantis usando três abordagens diferentes de aprimoramento como classificadores para realizar a segmentação de cristas e vales das impressões digitais. Os resultados experimentais mostram que o R3C pode melhorar significativamente as taxas de correspondência, particularmente para recém-nascidos, nos quais o desempenho de identificação foi aumentado em mais de 40%. Para crianças mais velhas, o método proposto atingiu uma taxa de identificação verdadeira (TAR) de 86%, a mais alta de todos os casos testados, ao mesmo tempo em que reduziu a taxa de erro igual (EER) em cerca de 10%, um ganho mais modesto que sugere que mais refinamentos são necessários para possibilitar uma compatibilidade mais ampla.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de ComputaçãoUTFPRCasanova, Dalcimarhttps://orcid.org/0000-0002-1905-4602http://lattes.cnpq.br/4155115530052195Rodrigues, Erick Oliveirahttps://orcid.org/0000-0001-9124-3603http://lattes.cnpq.br/8017652065657796Backes, André Ricardohttps://orcid.org/0000-0002-7486-4253http://lattes.cnpq.br/8590140337571249Casanova, Dalcimarhttps://orcid.org/0000-0002-1905-4602http://lattes.cnpq.br/4155115530052195Minetto, Rodrigohttps://orcid.org/0000-0003-2277-4632http://lattes.cnpq.br/8366112479020867Agnol, João Leonardo Harres Dall2025-04-16T11:34:21Z2025-04-16T11:34:21Z2025-04-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfAGNOL, João Leonardo Harres Dall. Conectividade recursiva de classificação de classes (R3C) aplicada à segmentação de imagem binária para melhoria da impressão digital infantil. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36558porhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-09-26T14:33:35Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/36558Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-09-26T14:33:35Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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