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dc.creatorBonacim, Alexandre Nadolni-
dc.date.accessioned2025-07-15T20:37:29Z-
dc.date.available2026-12-25-
dc.date.available2025-07-15T20:37:29Z-
dc.date.issued2025-06-25-
dc.identifier.citationBONACIM, Alexandre Nadolni. Exploring machine learning techniques for fingerprint ridge counting. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37478-
dc.description.abstractRidge counting is an important feature in standardized fingerprint templates, supporting interoperability, improving matching accuracy, and providing a transparent and interpretable measure to validate automated decisions. However, traditional ridge counting techniques that rely on binarization and skeletonization are prone to artifacts, limiting their accuracy and robustness. In this study, we propose and analyze machine learning methods for ridge counting based on different architectures paradigms such as fully connect residual networks, convolutional and Transformer techniques, which operate directly on raw grayscale fingerprint images. As part of this study, we introduce a benchmark dataset comprising 23,724 of manually annotated ridge counts from 50 subjects. Our experiments show that convolutional and Transformer-based models achieved the highest accuracy, with exact ridge count match rates of 96.6% and 95.6%, respectively, outperforming classical techniques and a commercial solution top ranked in the NIST MINEX III evaluation. Additionally, we investigate the influence of ridge counting on fingerprint matching performance using the FVC2002 benchmark, with additional cross-dataset tests on Fingerprint Verification Competition 2004 DB1 A (FVC2004) and SD301. The source codes, ridge count dataset, and trained models are available on GitHub.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsembargoedAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectImpressões digitaispt_BR
dc.subjectSistemas de reconhecimento de padrõespt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectIdentificação biométricapt_BR
dc.subjectRedes neurais (Computação)pt_BR
dc.subjectFingerprintspt_BR
dc.subjectPattern recognition systemspt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectBiometric identificationpt_BR
dc.subjectNeural networks (Computer science)pt_BR
dc.titleExploring machine learning techniques for fingerprint ridge countingpt_BR
dc.title.alternativeExplorando técnicas de aprendizado de máquina para contagem de cristas em impressões digitaispt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA contagem de cristas é uma característica importante em modelos padronizados de impressões digitais, suportando interoperabilidade, aumentando a precisão de correspondência e fornecendo uma medida transparente e interpretável para validar decisões automatizadas. No entanto, técnicas tradicionais de contagem de cristas que dependem de binarização e esqueletização estão sujeitas a artefatos, limitando sua precisão e robustez. Neste estudo, propomos e analisamos métodos de aprendizado de máquina para contagem de cristas baseados em diferentes paradigmas de arquitetura, como redes residuais totalmente conectadas, técnicas convolucionais e Transformers, que operam diretamente em imagens cruas de impressões digitais em escala de cinza. Como parte deste estudo, introduzimos um conjunto de dados de referência contendo 23.724 contagens de cristas anotadas manualmente de 50 indivíduos. Nossos experimentos mostram que os modelos baseados em redes convolucionais e Transformers alcançaram a maior precisão, com taxas de correspondência exata de contagem de cristas de 96,6% e 95,6%, respectivamente, superando técnicas clássicas e uma solução comercial líder na avaliação National Institute of Standards and Technology (NIST) Minutiae Interoperability Exchange (MINEX) III. Adicionalmente, investigamos a influência da contagem de cristas no desempenho de correspondência de impressões digitais usando o benchmark Fingerprint Verification Competition 2002 DB1 A (FVC2002), com testes cross-dataset adicionais nas bases FVC2002 e NIST Special Database 301A (SD301). Os códigos-fonte, o conjunto de dados de contagem de cristas e os modelos treinados estão disponíveis no GitHub.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0007-2283-9770pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1795812052054829pt_BR
dc.contributor.advisor1Minetto, Rodrigo-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2277-4632pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8366112479020867pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Segundo, Maurício Pamplona-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4529-5757pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9402272133670888pt_BR
dc.contributor.referee1Teixeira, Raoni Florentino da Silva-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9851-6018pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5079017129840047pt_BR
dc.contributor.referee2Silva, Ricardo Dutra da-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8002-8411pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8512085741397097pt_BR
dc.contributor.referee3Minetto, Rodrigo-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-2277-4632pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8366112479020867pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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