[논문 리뷰] Fingerprint recognition using standardized fingerprint model

Thái Hoàng Lê, Ha Nhat Tam|arXiv (Cornell University)|2011. 07. 16.

Biometric Identification and Security참고 문헌 3인용 수 27

한 줄 요약

이 논문은 저품질 이미지에서의 지문 인식 성능을 햖스하기 위해 사전 처리, 변환 정렬, 매개변수 조정 및 노이즈 감소를 통해 고해상도 지문 템플릿을 합성하는 표준화된 지문 모델을 제안한다. FVC2004 DB4 데이터베이스에서 테스트한 결과, 매칭 정확도가 향상되어 이 모델이 생체인식을 위한 신뢰할 수 있는 합성 템플릿을 생성하는 데 효과적임을 입증한다.

ABSTRACT

Fingerprint recognition is one of most popular and accuracy Biometric technologies. Nowadays, it is used in many real applications. However, recognizing fingerprints in poor quality images is still a very complex problem. In recent years, many algorithms, models...are given to improve the accuracy of recognition system. This paper discusses on the standardized fingerprint model which is used to synthesize the template of fingerprints. In this model, after pre-processing step, we find the transformation between templates, adjust parameters, synthesize fingerprint, and reduce noises. Then, we use the final fingerprint to match with others in FVC2004 fingerprint database (DB4) to show the capability of the model.

연구 동기 및 목표

• 생체인식 시스템에서 여전히 큰 도전 과제로 남아 있는 저품질 이미지에서의 지문 인식 문제를 해결하기 위해.
• 일致하고 신뢰할 수 있는 템플릿 합성을 가능하게 하는 표준화된 지문 모델을 개발하기 위해.
• 매개변수화된 변환 및 조정 기법을 통해 노이즈를 줄이고 이미지 품질을 향상시키기 위해.
• 기준 지문 데이터베이스(FVC2004 DB4)를 사용하여 모델의 효과성을 검증하기 위해.
• 실제 응용에서 매칭을 위한 신뢰할 수 있는 템플릿으로 합성 지문을 사용할 수 있는지 입증하기 위해.

제안 방법

• 메서드는 원시 지문 이미지를 정규화하고 향상시키기 위한 사전 처리로 시작된다.
• 특징를 정렬하고 일관성을 확보하기 위해 지문 템플릿 간의 변환을 계산한다.
• 균열 흐름과 미니티아 분포와 같은 실제 지문 특성을 시뮬레이션하기 위해 매개변수를 조정한다.
• 조정된 매개변수와 사전 처리된 데이터를 기반으로 표준화된 지문 모델이 새로운 템플릿을 합성한다.
• 합성된 지문의 명도와 구조적 정밀도를 향상시키기 위해 노이즈 감소 기법을 적용한다.
• 최종적으로 합성된 지문을 FVC2004 DB4 데이터베이스의 템플릿과 매칭하여 인식 성능을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 표준화된 지문 모델이 저품질 입력에서 고품질 지문 템플릿을 효과적으로 합성할 수 있는가?
• RQ2 매개변수 조정 및 변환 정렬이 합성 지문의 현실성과 식별 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 노이즈 감소가 지문 인식 시스템의 매칭 정확도 향상에 어느 정도 기여하는가?
• RQ4 합성 템플릿의 성능이 FVC2004 DB4 데이터베이스의 실제 템플릿과 비교해 어떻게 되는가?
• RQ5 제안된 모델이 실생활 응용에서 생체인식 매칭을 위한 템플릿을 신뢰성 있게 생성하는 데 사용될 수 있는가?

주요 결과

• 표준화된 지문 모델은 실제 지문 패턴과 매우 유사한 현실적인 지문 템플릿을 성공적으로 합성한다.
• 사전 처리 및 변환 단계는 템플릿 간의 정렬과 일관성 향상에 크게 기여한다.
• 매개변수 조정 및 노이즈 감소 기법은 합성 지문의 명도와 구조적 무결성을 향상시킨다.
• 합성 지문은 FVC2004 DB4 데이터베이스와 비교해 높은 매칭 정확도를 달성하여 강력한 인식 능력을 보여준다.
• 이 방법은 저품질 이미지 처리에 있어 뛰어난 내구성을 보이며 실생활 생체인식 응용에 적합하다.
• 결과적으로 표준화된 모델을 사용해 생성된 합성 템플릿이 지문 인식 시스템에서 실용 가능하다는 것이 확인되었다.