Bachelor's Thesis

Generování syntetických otisků prstů a jejich úprava pro simulaci reálných otisků

Final Thesis 6.28 MB

Author of thesis: Martina Budayová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Sakin

Reviewer: Ing. Lukáš Semerád, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the design and implementation of a tool for generating synthetic fingerprints and subsequently modifying them to closely simulate real fingerprints captured from various surfaces. The user can influence various aspects of fingerprints, such as the degree of damage, simulation of dermatological diseases, and other factors affecting fingerprint quality, including scratches, wear, and deformation. The resulting tool will provide the capability to generate and modify synthetic fingerprints, which are tested for quality using the NFIQ2 metric. The thesis output also includes an analysis of the results and suggestions for further improvement.

Keywords:

biometrics, fingerprints, synthetic fingerprints, damaged fingerprints, generative adversarial networks, GAN, fingerprint damage simulation, NFIQ2, friction ridges

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.

Topics for thesis defence

  1. Do jaké míry ovlivňuje vstupní databáze snímků pro model GAN výsledné snímky? Co se stane, pokud bude množství snímků malé nebo všechny otisky typově stejné?
  2. Jakým způsobem by bylo možné otestovat vytvořené poškození otisků?
  3. Jakým způsobem dochází k ovlivnění výsledných biometrických vzorků po aplikování poškození?
  4. Je možné z programu exportovat spolu s výsledným snímkem také metadata o poloze a typu poškození? (Například pro kontrolu detekce nemocí jiným programem.)
  5. Hodnotí váš systém nějakým způsobem zda je poškození otisku realistické?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Hradiš, Ph.D. (člen)
Ing. Josef Strnadel, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Sakin

S aktivitou i přístupem studentky jsem spokojen. Pracovala samostatně a konzultovala se mnou své postupy. Studentka se během vývoje aplikace delší dobu potýkala s přístupem využívajícím modely umělé inteligence pro generování otisků, který nevedl k očekávaným výsledkům. Následně úspěšně implementovala generování pomocí metody GAN. Oceňuji podrobné nastudování a aplikování kožních chorob.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Zadání práce považuji za středně obtížné. Cílem bylo vytvořit nástroj pro generování syntetických otisků prstů a na ně aplikovat poškození od běžných kožních chorob.

Práce s literaturou

Studentka vyhledávala zdroje informací samostatně.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Studentka se tématu začala věnovat od začátku zimního semestru a skutečně na práci pracovala průběžně celý rok. Komunikace probíhala elektronicky (emaily) i osobní konzultací. Studentka chodila na konzultace připravená a diskutovala se mnou svůj postup.

Aktivita při dokončování

Praktická část práce byla dokončena v dostatečném předstihu, text práce se dolaďoval v posledním týdnu.

Publikační činnost, ocenění

Publikační činnost mi není známa.

Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Semerád, Ph.D.

Práce se zabývá zajímavým a důležitým tématem generování syntetických otisků prstů a jejich poškození. Výsledná aplikace je funkční, leč vytvořené typy poškození byly otestovány pouze pohledem. Pro ideální závěr práce by bylo vhodné výsledky konzultovat s odborníky. Nicméně, textová práce je zpracována velmi kvalitně, proto navrhuji hodnocení stupněm velmi dobře (B).

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Zadání je možná i lehce obtížnější, jelikož se skládá ze dvou větších částí - generování syntetických otisků a aplikování poškození na otisky.

Prezentační úroveň technické zprávy

Práce je strukturována logicky, autorka se nezabývá dopodrobna teoretickými detaily a celkem rychle přechází do podstatných částí.

85
Formální úprava technické zprávy

Práce je typograficky na vysoké úrovni. Jediným větším nedostatkem je absence teček na koncích popisků.
Jazykově práci příliš posuzovat nemohu, neboť je psána ve slovenštině.

95
Realizační výstup

Výsledná aplikace je funkční, dokumentace ke zdrojovému kódu chybí. Kapitola o testování se důkladně zabývá pouze kvalitou otisků bez poškození. Jakékoliv exaktní testování synteticky poškozených otisků chybí. Stejně jako např. ROC křivka nebo v kolika případech došlo k reálnému ovlivnění biometrických výsledků.

74
Využitelnost výsledků

Výsledky práce se zcela jistě dají využít v praxi. Nutnou podmínkou je sice databáze již existujících snímků, ty lze ale v dnešní době snadno získat online.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: splňuje pouze minimální požadavky

Teoretická část je velmi krátká, naopak implementační část je až překvapivě dlouhá. Některé části jsou v ní ale popisovány zbytečně obšírně až redundantně.

Práce s literaturou

Studentka v práci cituje korektně v rámci obvyklých zvyklostí. Výběr literatury je adekvátní tématu. Některé zdroje jsou postarší, v seznamu literatury jsou drobné překlepy.

87
Topics for thesis defence:
  1. Do jaké míry ovlivňuje vstupní databáze snímků pro model GAN výsledné snímky? Co se stane, pokud bude množství snímků malé nebo všechny otisky typově stejné?
  2. Je možné z programu exportovat spolu s výsledným snímkem také metadata o poloze a typu poškození? (Například pro kontrolu detekce nemocí jiným programem.)
  3. Jakým způsobem by bylo možné otestovat vytvořené poškození otisků?
  4. Jakým způsobem dochází k ovlivnění výsledných biometrických vzorků po aplikování poškození?
Points proposed by reviewer: 87

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová