Rozpoznávání obrazu se zaměřením na identifikaci osob dle otisku prstu

Rozpoznávání otisků prstů bývá často používáno k identifikaci osob. Cílem této práce je nalézt vhodnou metodu rozpoznávání otisků prstů. Metoda by měla být schopna prokázat, zda dva otisky patří téže osobě. Rozpoznávání otisků prstů bývá často založeno na extrakci charakteristických rysů, (obvykle tzv. markantů) z předzpracovaného obrazu. Extrahované charakteristické rysy jsou následně porovnány. Předzpracování obrazů otisků prstů obvykle zahrnuje filtraci, segmentaci, vyhlazování, ztenčování a další úpravy. Při předzpracování vznikají chyby - objevují se falešné markanty, markanty jsou vychýleny z předpokládané pozice atd. Elasticita kůže způsobuje deformace. Tyto chyby snižují efektivitu následného rozpoznání. Někteří autoři se snaží tyto chyby kompenzovat různými způsoby. V této práci je navržena metoda schopná geometricky sesouhlasit a rozpoznat dva otisky prstů přímo z šedotónového obrazu, tedy bez jakéhokoli předzpracování. Obraz je rozdělen na trojúhelníkové části, které jsou postupně sesouhlasovány. Šedotónový obraz uvnitř každého trojúhelníku je iterativně adaptován tak, aby vzájemná informace mezi dvěma korespondujícími trojúhelníkovými oblastmi byla maximalizována. K dosažení co nejlepšího geometrického sesouhlasení byly použity afinní transformace. Metoda je schopna korigovat deformace s přesností pod pixel. Navržená metoda dává dobré výsledky a byla testována na sadě 150 otisků, po třech otiscích od padesáti osob. Výhodou této metody je schopnost rozpoznávat obrazy bez předzpracování. Metoda je schopna nejen rozhodnout, zda daný otisk patří téže osobě, ale také vrátit adaptovaný sesouhlasený obraz zkoumaného otisku. Metoda je obecná a je použitelná i pro jiné typy obrazů než pouze otisky prstů.

Fingerprint images are often used for the identification of individuals. The aim of this work is to find an appropriate method for the fingerprint image recognition. The method should be able to verify whether two fingerprint images belong to the same finger. The fingerprint image recognition is often based on the extraction of characteristic features (usually minutiae) from pre-processed images. Extracted characteristic features are subsequently compared. Pre-processing of the fingerprint images usually includes filtration, segmentation, smoothing, thinning and additional modifications. Unfortunately pre-processing introduces errors - false minutiae can appear, the minutiae are shifted off the expected position, etc. The elasticity of the skin causes deformations in fingerprint images. These errors influence the efficiency of the subsequent recognition. The authors of different methods try to compensate the errors caused by pre-processing in different ways. Here, a method capable to align and recognize two fingerprint images directly from the grey-scale images is designed. Fingerprint images are aligned by means of mutual information. No pre-processing is needed. Images are divided into parts (triangles) that are gradually aligned. The image inside each triangle is adapted so that the mutual information between the two corresponding triangles is maximized. The method is able to compensate the deformations caused by the elasticity of the skin with a sub-pixel precision. Affine transformations are used to achieve the best geometrical alignment of the images. The applied method gives promising results. The advantage of this method is that no pre-processing is needed. The method is able not only to decide whether two images belong to the same finger, but also to return adapted and aligned images. Another advantage is that the method is general and it can be applied to other types of images than fingerprints.