Biometria neonatal

Abstract

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.