Abstract-Latent fingerprints are routinely found at crime scenes due to the inadvertent contact of the criminals' finger tips with various objects. As such, they have been used as crucial evidence for identifying and convicting criminals by law enforcement agencies. However, compared to plain and rolled prints, latent fingerprints usually have poor quality of ridge impressions with small fingerprint area, and contain large overlap between the foreground area (friction ridge pattern) and structured or random noise in the background. Accordingly, latent fingerprint segmentation is a difficult problem. In this paper, we propose a latent fingerprint segmentation algorithm whose goal is to separate the fingerprint region (region of interest) from background. Our algorithm utilizes both ridge orientation and frequency features. The orientation tensor is used to obtain the symmetric patterns of fingerprint ridge orientation, and local Fourier analysis method is used to estimate the local ridge frequency of the latent fingerprint. Candidate fingerprint (foreground) regions are obtained for each feature type; an intersection of regions from orientation and frequency features localizes the true latent fingerprint regions. To verify the viability of the proposed segmentation algorithm, we evaluated the segmentation results in two aspects: a comparison with the ground truth foreground and matching performance based on segmented region.

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AgradecimentosAo Prof. Adilson Gonzaga, pela competência com que orientou este trabalho, pela receptividade no início do doutorado, pela amizade e, pelo apoio e estímulo durante esses anos de trabalho conjunto. À Escola de Engenharia de São Carlos pela oportunidade de realização do curso de pós-graduação de doutorado.Um agradecimento especial aos professores com quem tive a honra de estudar, Prof. Dr. Adilson Gonzaga e Prof. Dr. Ivan Nunes da Silva, pelo ensino e pelas aulas brilhantes. A todos os funcionários do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos, pelos trabalhos prestados durante todos esses anos na USP. Aos colegas e funcionários do Departamento de Ciências de Computação e Estatística (DCCE) do IBILCE/UNESP, pelo apoio recebido para a concretização deste trabalho, em especial à secretária do departamento Olga Maria Rissi Ferreira e aos colegas Profa. Dra. Rogéria Cristiane Gratão de Souza e Prof. Dr. Maurílio Boaventura. Ao meu amado esposo Maurílio, agradeço pelo incansável incentivo, pela companhia e força nas horas difíceis, por assumir o gerenciamento das tarefas domésticas nesses anos todos, pela compreensão e paciência nos momentos de ausência. A todos que, direta e indiretamente contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho. Resumo BOAVENTURA, I.A.G. Números Fuzzy em Processamento de Imagens Digitais e Suas Aplicações na Detecção de Bordas. 2010. 218 f. Tese (Doutorado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010.O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem, baseada no conceito de números fuzzy, para detecção de bordas em imagens digitais chamado FUNED (Fuzzy Number Edge Detector ). A técnica de detecção de bordas implementada pelo FUNED considera uma vizinhança local dos pixels da imagem, definida pelo usuário e, baseado no conceito de números fuzzy, é verificado se um pixel pertence ou não aquela região da imagem, com base na intensidade dos tons de cinza que compõem a região. O pixel que não pertence à região, é então classificado como um possível pixel de borda. Através de uma função de pertinência, a técnica proposta fornece uma matriz de pertinência em tons de cinza e, pela escolha de um limiar, as bordas da imagem são segmentadas. Para a modelagem do problema, os tons de cinza são considerados como números fuzzy e, para cada pixel g i,j da imagem, calcula-se a sua pertinência em relação a uma determinada região, considerando os vizinhos que possuem níveis de cinza próximos de g i,j . Ao considerar os valores de cinza como números fuzzy, incorpora-se a variabilidade inerente dos valores de cinza de imagens, proporcionando assim uma abordagem mais adequada ao tratamento de imagens digitais, em comparação ao tratamento clássico, baseado em uma formulação analítica. Para avaliação do desempenho da técnica, foram usadas imagens sintéticas e imagens reais em tons de cinza, obtidas na literatura, e realizados testes qualitativos e quantitativos. Para a realização dos testes quantitativos, foi desenvolvida uma n...

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