Elaborazione tridimensionale di impronte digitali acquisite senza contatto - Presentazione M.Sc.
The purpose of this work has been the computation of three-dimensional models of the finger and the fingerprint by using techniques based on multiple views of the finger, acquired without contact to the sensor. Three-dimensional models have then been processed in order to produce images comparable with those taken by traditional contact-based sensors. The contents of this work can be divided in the following steps. After calibrating the cameras, the obtained images were processed to extract some features from them (e.g., the finger boundary, the region of interest, the frequency and orientation of the ridges, and the location of some particular points). The images were processed by using a sequence of algorithms in order to make them similar to traditional contact-based fingerprint acquisitions. From the resulting images typical fingerprint features, such as minutiae position and ridge pattern, were then extracted. The information obtained in this process was used to build three-dimensional models. Two approaches are described in this thesis. The former is based on minutiae triangulation and consists of a discrete reconstruction of the fingerprint features. The latter uses a few loci (such as the point of maximum ridge curvature) extracted from multiple images and approximates a three-dimensional volume eventually completed with the superimposition of the original images. The resulting three-dimensional models are then transformed into planar images, so that state-of-the-art algorithms can extract the fingerprint features and compare them with the features extracted from traditional images.
Elaborazione tridimensionale di impronte digitali acquisite senza contatto - Presentazione M.Sc.
- 1. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Elaborazione tridimensionale di impronte digitali acquisite senza contatto Angelo Genovese Matr. 737558 Relatore: prof. Fabio Scotti Correlatore: dott. Ruggero Donida Labati Universit degli Studi di Milano Corso di Laurea Specialistica in Scienze e Tecnologie dellInformazione 11 giugno 2010 Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese
- 2. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Impronte digitali a contatto Tutta la moderna tecnologia di acquisizione delle impronte digitali 竪 basata sul contatto del dito con il sensore: Questo tipo di scansione produce unimmagine ad elevato contrasto, per嘆 comporta numerosi problemi: deformazione del dito secchezza o umidit della pelle sporcizia che si accumula sul sensore possibilit di lasciare impronte latenti Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 1/15
- 3. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Impronte digitali senza contatto Una soluzione a questi problemi 竪 rappresentata dalluso di fotocamere: Le immagini prodotte hanno per嘆 due difetti: hanno un contrasto molto inferiore la curvatura del dito impedisce di rilevare tutti i dettagli Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 2/15
- 4. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Nuovi sviluppi Il problema del contrasto pu嘆 essere risolto tramite tecniche di miglioramento dellimmagine: Il problema della curvatura del dito pu嘆 essere risolto scattando pi湛 viste del dito ed integrandole in un modello tridimensionale: Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 3/15
- 5. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Scopo della tesi Lo scopo della tesi 竪 stato quello di ricostruire un modello tridimensionale a partire da due immagini stereoscopiche acquisite da una coppia di fotocamere: I metodi proposti sono due: 1 Ricostruzione tridimensionale basata sulle minuzie 2 Ricostruzione tridimensionale basata su modello cilindrico Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 4/15
- 6. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Corrispondenza tra le minuzie La posizione di un punto in uno spazio tridimensionale pu嘆 essere calcolata conoscendo la posizione del punto nelle due immagini (triangolazione) La ricerca delle minuzie nelle impronte digitali 竪 un metodo robusto per determinare la corrispondenza tra i punti delle due immagini Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 5/15
- 7. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Lalgoritmo Segmentazione delle immagini Miglioramento delle immagini Calcolo della ROI Matching tra le minuzie Triangolazione delle minuzie Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 6/15
- 8. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Il risultato Il risultato 竪 stata una rappresentazione tridimensionale della posizione delle minuzie: La precisione richiesta nel calcolo delle corrispondenze 竪 per嘆 molto elevata Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 7/15
- 9. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Punti notevoli Il secondo metodo proposto sfrutta la costruzione di un cilindro per appossimare la forma del dito Per descriverlo sono sufficienti tre punti che ne rappresentino la larghezza e laltezza: Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 8/15
- 10. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Lalgoritmo Calcolo della larghezza del dito Estrazione del punto di curvatura massima Triangolazione dei tre punti Creazione del modello cilindrico Aggiunta dei dettagli Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 9/15
- 11. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Wrapping delle immagini Applicare le immagini sul modello cilindrico ripristina la curvatura del dito e permette di ricostruire la distanza originale tra i punti: In questo modo si compensa la perdit di qualit causata dalleffetto prospettico dovuto alla curvatura del dito Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 10/15
- 12. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Coordinate polari Per rendere confrontabile il modello cos狸 ottenuto con delle immagini bidimensionali si sostituiscono le coordinate cartesiane con le coordinate polari: Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 11/15
- 13. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Confronti effettuati Sono stati effettuati alcuni test biometrici per valutare laccuratezza del riconoscimento: confronto tra le immagini stereoscopiche acquisite senza contatto confronto tra le immagini unwrapped confronto tra le immagini tradizionali Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 12/15
- 14. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Risultati Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 13/15
- 15. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Problemi I metodi proposti di ricostruzione tridimensionale presentano ancora alcuni problemi: i metodi di miglioramento dellimmagine devono essere ottimizzati la corrispodenza stereoscopica deve essere resa pi湛 precisa lacquisizione delle immagini deve avvenire compensando lo spostamento del dito Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 14/15
- 16. Introduzione Minuzie Modello cilindrico Unwrapping Accuratezza Conclusioni Sviluppi futuri Esistono inoltre prospettive per miglioramenti futuri: bisogna rendere landamento tridimensionale delle creste e delle valli 竪 necessario integrare pi湛 viste del dito da diverse angolazioni 竪 possibile sviluppare algoritmi di matching che operino su modelli tridimensionali Elaborazione tridimensionale delle impronte digitali Angelo Genovese 15/15