Silva, José Silvestre SerraMartins, Nuno Daniel Matos2025-02-202025-02-202023-12-05http://hdl.handle.net/10400.26/54493As impressões digitais são padrões únicos utilizados como chave biométrica uma vez que permitem identificar inequivocamente um indivíduo, tornando a sua aplicação na área forense uma prática comum. A conceção de um sistema que consiga fazer a correspondência de minúcias em imagens diferentes ainda é um problema aberto, sobretudo quando aplicado a bases de dados de elevada dimensão ou no caso de aplicações em tempo real, através de dispositivos portáteis, aplicáveis a cenários forenses. As impressões digitais recolhidas em cenário de crime pela Guarda Nacional Republicana são processadas manualmente por forma a encontrar aquelas que são relevantes para a resolução do crime. A presente dissertação visa propor uma metodologia que não seja computacionalmente exigente, para que possa ser aplicada em tempo real, por forma a ir de encontro ao trabalho que é realizado manualmente e que consome tempo e recursos humanos. A metodologia proposta inclui quatro etapas: o pré-processamento de imagem utilizando filtros de Gabor orientados; a extração de minúcias com o método dos Números Cruzados e validação das mesmas através da remoção de aglomerados de minúcias e da definição de uma região de minúcias válidas utilizando o envelope convexo e operações morfológicas de erosão; a criação de um modelo que represente cada minúcia de referência através das características de um conjunto de polígonos formados pelas minúcias vizinhas e que incluam a referência; a avaliação da correspondência de minúcias em diferentes imagens utilizando a distância euclidiana entre os modelos criados e um processo de validação tendo por base limites absolutos e relativos aplicados às características dos polígonos. A metodologia proposta foi aplicada a um conjunto de 250 imagens das bases de dados públicas FVC2000 DB1 e FVC2002 DB1, obtendo-se FMR 0% e FNMR 0,06% na primeira e FMR 6,7% e FNMR 9,1% na segunda. O algoritmo foi ainda desafiado perante uma base de dados com 60 imagens criada por via de aplicação de translações e rotações de imagens originais sendo que obteve FMR 2,6% e FNMR 4,4%. Os resultados obtidos indicam que a metodologia proposta é promissora, podendo ser aplicada em tempo real, sem depender de máquinas com elevado poder de processamento e do alinhamento das imagens, mas sugerem que existe espaço para melhoramento futuro nomeadamente a necessidade de ajuste dinâmico dos parâmetros relativos ao número de minúcias correspondentes para considerar a impressão digital como pertencente ao mesmo indivíduo e dos critérios de validação de polígonos, que devem depender das imagens que estão a ser processadas.Fingerprints are unique patterns used as a biometric key as they allow an individual to be unambiguously identified, making their application in the forensic field a common practice. The design of a system that can match minutiae in different images is still an open problem, especially when applied to large databases or in the case of real-time applications, using portable devices, applicable to forensic scenarios. Fingerprints collected at a crime scene by the Guarda Nacional Republicana are manually processed to find those that are relevant to solving the crime. This dissertation aims to propose a methodology that is not computationally demanding, so that it can be applied in real time, to meet the work that is carried out manually and that consumes time and human resources. The proposed methodology includes four steps: image pre-processing using oriented Gabor filters; the extraction of minutiae with the Crossing Numbers method and validation by removing clusters of minutiae and defining a region of valid minutiae using the convex hull and morphological erosion operations; the creation of a model that represents each reference minutiae through the features of a set of polygons formed by neighboring minutiae and that include the reference; the evaluation of the correspondence of minutiae in different images using the Euclidean distance between the created models and a validation process based on absolute and relative limits applied to the characteristics of the polygons. The application of the proposed methodology to a set of 250 images from the public databases FVC2000 DB1 and FVC2002 DB1 achieved FMR 0% and FNMR 0.06% in the first case and FMR 6.7% and FNMR 9.1% in the second. The algorithm was also challenged against a database with 60 images created by applying translations and rotations of original images, obtaining FMR 2.6% and FNMR 4.4%. The obtained results indicate that the proposed methodology is promising and can be applied in real time, without depending on machines with high processing power and image alignment, but suggest that there is room for future improvement, namely the need for dynamic adjustment of the parameters related with the number of corresponding minutiae to consider the fingerprint as belonging to the same individual and the polygon validation criteria, which must depend on the images being processed.engImpressões DigitaisBiometriaPolígonosMinúciasAnálise ForenseFingerprintsBiometricsPolygonsMinutiaeForensic Analysismaster thesis