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Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/35390
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Bellon, Olga Regina Pereira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Silva, Luciano, 1974- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Informática | - |
| Autor(es): dc.creator | Lemes, Rubisley de Paula | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-09-01T13:17:09Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-09-01T13:17:09Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-10-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-10-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2014 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/35390 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/35390 | - |
| Descrição: dc.description | Orientadora: Profª. Drª. Olga R. P. Bellon | - |
| Descrição: dc.description | Coorientador: Prof. Dr. Luciano Silva | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 14/02/2014 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: 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. | - |
| Descrição: dc.description | 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. | - |
| Formato: dc.format | 87f. : il., grafs., tabs., algumas color. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Relação: dc.relation | Disponível em formato digital | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sistemas de reconhecimento de padrões | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Ciência da computação | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Biometria | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Recem-nascidos - Identificação | - |
| Título: dc.title | Biometria neonatal : da aquisição ao reconhecimento por imagens papiloscópicas digitais | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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