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학술논문디지털포렌식연구2024.03 발행

교차 도메인 지문 인식을 위한 효과적인 데이터 증대법

Effective Data Augmentations for Cross-Domain Fingerprint Recognition

김동수(한밭대학교 컴퓨터공학과); 오서연(한밭대학교 컴퓨터공학과); 이지상(한밭대학교 컴퓨터공학과); 장한얼(한밭대학교 컴퓨터공학과)

18권 1호, 24~33쪽

초록

지문은 특이성과 지속성이 높은 생체정보이기 때문에 개인식별의 수단으로 사용한다. 이러한 특징으로 인해 범죄 현장에서 용의자를 특정하고 범죄와의 연관성을 입증하는 데 결정적인 단서가 될 수 있다. 범죄 현장에서의 지문 이미지를 획득하는 과정에서 다양한 센서, 조명 환경 등으로 인해 다양한 특성을 가진 이미지가 만들어질 수 있다. 이런 상황에서 교차 도메인 지문 인식 문제가 발생할 수 있다. 교차 도메인 지문 인식 문제는 다양한 센서의 기술적 차이와 실험 환경의 변화로 인해 발생하며 지문 인식 모델의 정확도를 하락시킨다. 본 논문에서는 이러한 교차 도메인 지문 인식 문제를 해결하기 위한 효과적인 데이터 증대법을 제안한다. 실험 결과 EfficientNet-B0을 Backbone으로 사용한 경우 Sharpen 증대법이 약 2% 이상, AFR-Net을 Backbone으로 사용한 경우 MedianBlur 증대법이 3% 이상의 정확도 향상을 보여주었다. 제안하는 증대 기법을 활용한다면 이종 지문 시스템 간 상호 운용성 확보, 인식 정확도 향상, 기존 DB 활용도 제고, 적용 범위 확대 등 다방면으로 기여하여 디지털 포렌식의 역량을 강화시키는데 기여할 수 있을 것이다.

Abstract

Fingerprints are used as a means of personal identification because they are highly specific and persistent biometric data. These characteristics can be crucial clues in identifying suspects at crime scenes and establishing their connection to the crime. In the process of acquiring fingerprint images at crime scenes, various sensors, lighting conditions, etc. can create images with different characteristics. In this situation, a cross-domain fingerprint recognition problem may arise. Cross-domain fingerprint recognition problems are caused by the technical differences of various sensors and changes in the experimental environment, which reduce the accuracy of the fingerprint recognition model. In this paper, we propose an effective data augmentation method to solve this cross-domain fingerprint recognition problem. Experimental results show that the Sharpen augmentation method improves the accuracy by more than 2% when EfficientNet-B0 is used as a backbone, and the MedianBlur augmentation method improves the accuracy by more than 3% when AFR-Net is used as a backbone. The proposed augmentation technique will contribute to enhancing the capabilities of digital forensics by securing interoperability between heterogeneous fingerprint systems, improving recognition accuracy, enhancing the utilization of existing DBs, and expanding the scope of application.

발행기관:
한국디지털포렌식학회
DOI:
http://dx.doi.org/10.22798/KDFS.2024.18.1.24
분류:
컴퓨터학

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