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| Acadêmico(a): Rafael Araújo Gumz |
| Título: Protótipo de um Sistema de Identificação de Minúcias em Impressões Digitais Utilizando Redes Neurais Artificiais Feedforward Multicamada |
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| Introdução: |
| As digitais, ou desenhos digitais, são desenhos formados por dobras da pele, encontradas nos dedos das mãos e dos pés. A impressão digital, agora associada ao acrônimo ID, se refere a reprodução do desenho digital corado sobre uma superfície. Embora marcas de IDs datadas do período pré-histórico tenham sido encontradas, foi somente a partir de 1.664, no período científico, que foram iniciados estudos que provaram as características das IDs. Ao resultado destes estudos foi dado o nome de datiloscopia, que permite a identificação de indivíduos por intermédio da ID. Empregada desde 1.891 para identificação criminal e civil, a datiloscopia já tem um século de uso e auxiliou na captura de milhares de criminosos desde sua implantação (Tavares Junior, 1991). A identificação é feita pela comparação de minúcias entre duas IDs. As minúcias são atributos dos desenhos da ID que devem ser encontrados na mesma localização, forma e quantidade. A ID é considerada uma característica biométrica, porque ela pode ser mensurada, quantificada e classificada e pode ser usada para identificar indivíduos. A biometria é uma ciência que trata da mensuração de diferentes características que tornam um ser humano um indivíduo. A ampla utilização de computadores permitiu a criação de sistemas biométricos, os quais são sistemas automatizados que permitem identificar um indivíduo previamente registrado. Para extrair a característica biométrica, um hardware especializado é requerido, como no caso do desenho digital que requer um sensor ou scanner biométrico. Os sistemas biométricos baseados em IDs utilizam como base a datiloscopia agregada a técnicas e heurísticas próprias de computação para gerar um sistema que permita a autenticação da identidade de um indivíduo. Existem sistemas forenses para identificação de suspeitos de crime, civis para autenticação de documentos e comerciais para bancos e outras organizações. Todos têm um mesmo objetivo que é identificar um indivíduo como verdadeiro e evitar acesso não autorizado de indivíduos impostores. Estes sistemas são confiáveis porque não requerem senhas ou códigos e obrigam que o indivíduo esteja presente no momento da identificação. Para criar um sistema deste tipo são necessárias a especificação e a programação de pelo menos cinco módulos que incluem a aquisição da ID, o melhoramento da imagem, a extração de minúcias, a comparação de impressões e a análise de resultados. O melhoramento da imagem diz respeito a imagem digital, no caso imagem raster, que conterá a representação da ID. Essa imagem digital do tipo raster é uma matriz bidimensional onde seus elementos são constituídos de valores de cores, no caso da ID serão tonalidades de cinza ou preto e branco. O módulo de extração de minúcias é considerado o mais importante porque ele que identifica se uma ID pertence a um indivíduo. Existem vários métodos de extração de minúcias, todos com moderada complexidade como o estatístico, sintático, matemático, rede neural artificial e híbrido. Todos já tiveram sua performance comprovada menos o de rede neural artificial, porque este depende do que lhe fora ensinado, podendo ou não reconhecer todas minúcias nos diferentes casos (Costa, 2000 e Hong, 1998). O módulo de extração de minúcias por redes neurais artificiais, ou RNA, é o foco principal deste trabalho que pretende demonstrar sua aplicação na capacidade de uma RNA-FM em aprender a classificar dados e portanto a extrair as minúcias de uma imagem de ID. Não será implementado um módulo para extrair a direção da crista papilar da minúcia encontrada. As RNAs são concebidas para trabalharem segundo processos parecidos com os de um sistema nervoso, com esquemas de aprendizagem obtidos através de modelos matemáticos que possuem funções de entrada, processamento e saída. As RNA têm sua funcionalidade comprovada e são extensivamente utilizadas em várias aplicações que requerem decisões a partir de dados confusos, principalmente as de classificação (Tafner, 1995). Como as minúcias são encontradas em diferentes posições, tamanhos e tipos nas IDs, o emprego da RNA no processo de classificação de minúcias é condizente. Os sistemas de identificação biométrica por ID são amplamente utilizados. Tem-se conhecimento de um consórcio criado por organizações dos Estados Unidos da América que reúne empresas de alta tecnologia e nomes conhecidos para a criação de sistemas biométricos confiáveis. Mas seus estudos e técnicas custam caro e ficam restritos a empresas que estão dispostas a pagar tal preço para obter documentos, bibliotecas de software e hardware desses sistemas. Pouco se sabe sobre eles devido às leis de proteção do produto intelectual que restringem a publicação de seus avanços. Assim, pretende-se demonstrar que, com ferramentas básicas de desenvolvimento, consegue-se produzir parte de um sistema de identificação biométrica capaz de gerar respostas com precisão considerável e que possa ser estendido até um sistema de identificação biométrica completo. |
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