Implementation and Experiments on Fingerprint Based Authentication System (FBAS) Using Delaunay Triangulation and Voronoi Diagram

Abstract

Abstract: The fingerprint identification system is of great importance nowadays. This thesis is study about the survey of Fingerprint Based Authentication System (FBAS). The FBAS is implemented as several steps such as pre-processing steps, minutia extraction, Delaunay triangulation and Voronoi diagram. The pre-processing steps such as Fourier Transformation, Histogram equalization, Binarization, Region of Interest (ROI), Sobel filter are also described in this thesis. The minutiae extraction are applied on 3x3 block according to the number of neighbours around the centre value. It is obtained using the irreversible template of each fingerprint input image by Delaunay triangulation and Voronoi diagram to enhance the encryption level of the system. In this thesis, we used similarity method to check the number of dissimilar characters between lookup strings and querying lookup string of fingerprint impressions. We evaluate the FBAS by measuring the Genuine Acceptance Rate (GAR), False Acceptance Rate (FAR) and False Rejection Rate (FRR). In this thesis, we evaluate the system by using the following databases: FVC2000DB1_B, FVC2002DB1_B and FVC2004DB1_B. The results are satisfactory for all the databases. Additionally, we conduct real-time application of our algorithm on several users’ fingerprints by using the optical fingerprint scanner that shows our algorithm’s accuracy which is reliable for real-time application. Keywords: Fingerprint Based Authentication System (FBAS), Delaunay Triangulation, Voronoi Diagram.

OZ: Günümüzde parmakizi tanıma sistemleri büyük önem taşımaktadır. Bu tezde, parmakizi tanıma sistemleriyle ilgili bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışma, parmakizine Dayalı Tanıma Sistemi’nin (FBAS), önişlem, parmakizi üzerindeki küçük ayrıntıların (minutia) çıkartılması, Delaunay Üçgenselleştirme ve Voronoi Diyagramı gibi adımlar kullanılarak yapılmasıyla oluşmuştur. Önişlem yöntemlerinden Fourier Dönüşümü, Histogram Eşitleme, İkiye Ayırma (Binarize), İlgi Bölgesi (ROI), Sobel Süzgeci kullanılmıştır. Minutia çıkartılması işlemi 3x3 boyuntundaki görüntü bölütleri üzerinde uygulanmıştır. Sıkıştırma seviyesinin artırılması için herbir parmakizi üzerinde Delaunay Üçgenselleştirme ve Voronoi Diyagramı uygulanmıştır. Bu tezde, parmakizi karşılaştırma işlemleri için benzerlik yöntemleri kullanılmıştır. FBAS sisteminin başarımı GAR, FAR ve FRR ölçüm birimleri ile gösterilmiştır. Bu tezde kullanılan parmakizi veritabanları ise FVC2000DB1_B, FVC2002DB1_B ve FVC2004DB1_B’dir. Deney sonuçları bütün veritabanları üzerinde memnuniyet vericidir. Bu çalışmalara ek olarak, birkaç kullanıcının parmakizi üzerinde optik parmak okuyucusu kullanılarak, algoritmamızın gerçek zamanlı uygulamasıyla yürüttüğümüz çalışma, algoritmamızın doğruluğunun güvenilir olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Parmak İzi Tabanlı Kimlik Doğrulama Sistemi (FBAS), Delaunay Üçgenselleştirme, Voronoi Diyagramı.