Elaborazione tridimensionale di impronte digitali acquisite senza contatto

Lo scopo di questa tesi è stato il calcolo di modelli tridimensionali del dito e dell'impronta digitale tramite tecniche basate su viste multiple di immagini acquisite senza contatto del dito con un sensore. I modelli tridimensionali sono stati elaborati in modo da essere confrontabili con immagini ottenute da sensori tradizionali. Il lavoro svolto è suddivisibile in passi distinti. Dopo aver effettuato la calibrazione delle fotocamere, le immagini a disposizione sono state elaborate al fine di estrarne le caratteristiche salienti, tra cui bordo del dito, regione di interesse, orientamento e frequenza delle creste, posizione di punti notevoli. Le immagini sono state, inoltre, trattate con una serie di algoritmi volti a renderle simili alle immagini acquisite con sensori tradizionali. Le immagini così ottenute sono state utilizzate per l'estrazione delle caratteristiche dell'impronta digitale, tra cui la posizione delle minuzie e il pattern delle creste. Le informazioni ottenute sono state utilizzate per la costruzione di modelli tridimensionali. Gli approcci proposti sono due: il primo di essi si basa sulla triangolazione delle minuzie per ottenere una ricostruzione discreta delle caratteristiche dell'impronta digitale. Il secondo approccio prevede l'uso di punti notevoli estratti dalle immagini (per esempio il punto di massima curvatura delle creste) per l'approssimazione di un volume tridimensionale, che viene completato con la sovrapposizione delle immagini originali. Infine, i modelli tridimensionali risultanti vengono elaborati per ottenere immagini planari, le cui caratteristiche sono confrontabili con immagini ottenute tramite sensori tradizionali. Le immagini utilizzate per lo studio e la valutazione degli algoritmi sono state acquisite in laboratorio con condizioni di luce controllate e con una distanza di circa 20 cm tra il dito e il sensore. Sono, inoltre, stati studiati metodi per la generazione di immagini multiple sintetiche. L'elaborato di tesi è suddiviso come segue: dopo un primo capitolo di introduzione, nel capitolo 2 è descritta la calibrazione delle fotocamere di un sistema a viste multiple e lo stato dell'arte delle tecniche di ricostruzione tridimensionali; nel capitolo 3 è presentato il confronto tra le tecniche biometriche basate su impronte digitali tradizionali e le tecniche che operano senza il contatto tra dito e sensore. Sono descritte, inoltre, le tecnologie per il calcolo di rappresentazioni tridimensionali del dito. Nel capitolo 4 sono presentati i metodi proposti per l'elaborazione delle immagini, l'estrazione delle caratteristiche dell'impronta digitale, la costruzione di modelli tridimensionali e la trasformazione dei modelli tridimensionali in immagini planari. Nel capitolo 5 sono descritti i test effettuati e i risultati ottenuti. Nel capitolo 6, infine, sono riassunte le conclusioni del lavoro ed alcuni sviluppi futuri.