Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: Tomáš Siakeľ
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Martin Sakin
Reviewer: Ing. Tomáš Goldmann, Ph.D.
This work describes the design and implementation of an experimental device for contactless fingerprint scanning. The proposed system uses structured light projected by a DLP projector in combination with an industrial camera and a mechanical finger rest. Software processing was implemented for the device to handle image acquisition, 3D reconstruction of the finger surface, and the subsequent removal of its global curvature to create a 2D fingerprint image. The thesis describes experiments aimed at evaluating the quality of the obtained fingerprints by comparing them with reference tactile fingerprints using commercial biometric software. The results of the experimental evaluation confirm the feasibility of the chosen approach and at the same time point out areas suitable for further technical improvement of the device.
biometrics, fingerprints, contactless scanning, structured light, 3D reconstruction, phase measuring profilometry, 3D model unrolling
Date of defence
17.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.
Topics for thesis defence
Language of thesis
Slovak
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Intelligent Systems
Study programme
Information Technology (BIT)
Composition of Committee
doc. Ing. Lukáš Burget, Ph.D. (předseda) doc. RNDr. Milan Češka, Ph.D. (místopředseda) Dr. Ing. Petr Peringer (člen) Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen) Ing. Jakub Husa, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportIng. Martin Sakin
Student pracoval samostatně a se mnou konzultoval především sestrojení snímací sestavy. Vzhledem k experimentálnímu přístupu jsem s výsledkem spokojen. Jako jediný nedostatek vnímám delší dobu zpracování při extrakci otisku prstu, proto hodnotím práci stupněm B.
Zadání považuji za obtížnější, jelikož práce měla za cíl prozkoumat možnosti experimentálního bezkontaktního snímání. K tomu bylo nutné sestrojit vlastní bezkontaktní zařízení. Úplná bezkontaktnost nebyla možná z důvodů, které student v práci zdůvodnil. Student práci rozšířil o částečnou rekonstrukci 3D modelu prstu.
Student vyhledával zdroje informací samostatně.
Student začal intenzivněji komunikovat a pracovat na práci až v letním semestru. Avšak pracoval velmi intenzivně a velkou část implementace i sepsání textu zvládl přibližně za dva měsíce. Příležitostně probíhaly osobní konzultace, jinak mi student posílal pravidelné reporty.
Práce byla dokončena v dostatečném předstihu.
Publikační činnost mi není známa, ale pokračování v tomto tématu by mohlo vést k publikaci výsledků.
Grade proposed by supervisor: B
Reviewer’s reportIng. Tomáš Goldmann, Ph.D.
Zpracováýní bakalářské práce je nadprůměrné. Student samostatně vyřešil komplexní inženýrské zadání spojující hardware, optiku a zpracování obrazu, dovedl jej do funkčního prototypu a poctivě vyhodnotil jeho možnosti i limity. Práce splňuje všechny body zadání a v řadě aspektů (funkční prototyp, kvantitativní evaluace, kritická analýza) je překračuje. Zjištěné nedostatky jsou dílčí povahy a nesnižují celkovou kvalitu práce. Práci navrhuji hodnotit stupněm A (výborně). Závěrem nicméně podotýkám, že volba profilometrie pro rekonstrukci 3D otisku prstu je vzhledem k danému účelu poměrně robustním, až nadbytečně komplexním řešením.
Evaluation level: more difficult assignment
Zadání hodnotím jako nadprůměrně náročné, a to jak rozsahem, tak interdisciplinaritou. Práce spojuje biometrii otisků prstů, optické 3D snímání pomocí strukturovaného světla, kalibraci soustavy kamera–projektor a zpracování obrazu. Student musel nejen nastudovat netriviální teorii (profilometrie s fázovým posunem, vícefrekvenční rozbalení fáze, triangulace), ale především navrhnout, fyzicky sestavit a zprovoznit reálný hardwarový prototyp se synchronizací průmyslové kamery a DLP projektoru a následně celý řetězec experimentálně vyhodnotit.
Technická zpráva má logickou a vyváženou strukturu, která čtenáře plynule vede od teoretických východisek přes návrh a implementaci až po experimentální vyhodnocení a závěr. Kapitoly na sebe dobře navazují a jejich rozsahy jsou přiměřené významu. Oceňuji zejména důslednou provázanost teoretické a praktické části: pojmy zavedené v kapitole 3 (triangulace, zabalená a absolutní fáze, dekódování Grayových kódů) jsou později přímo využity při popisu implementace, na což text korektně odkazuje pomocí křížových odkazů na konkrétní podkapitoly. Výklad je většinou srozumitelný, nicméně v některých částech by bylo vhodné text více učesat, aby byl srozumitelný i čtenáři, který danou problematiku nezná do hloubky.
Práce je vysázena v systému LaTeX a po typografické stránce je na velmi dobré úrovni. Obrázky, schémata a grafy jsou kvalitní, čitelné a vhodně podporují výklad. Jelikož je práce psaná ve slovenštině, nemohu gramatické záležitosti hodnotit. V textu se ojediněle vyskytují drobné překlepy či zdvojená slova (např. „celého celého postupu"), které však nesnižují srozumitelnost ani celkový dojem. Student rovněž transparentně uvedl využití nástroje ChatGPT pro jazykovou revizi a při tvorbě části kódu.
Realizačním výstupem je funkční experimentální prototyp bezkontaktního snímače a kompletní softwarový řetězec, který ze sekvence 24 snímků se strukturovaným světlem zrekonstruuje 3D povrch prstu a převede jej na 2D otisk kompatibilní se standardními biometrickými nástroji. Řešení je funkční a dobře zdokumentované; jednotlivé kroky zpracování (kalibrace, akvizice, výpočet a rozbalení fáze, triangulace, filtrace mračna bodů, flattening) jsou v technické zprávě srozumitelně popsány a kvalita kalibrace je doložena reprojekčními chybami pod jeden pixel. Verifikace a validace jsou na odpovídající úrovni: úspěšnost je kvantitativně vyhodnocena v komerčním systému VeriFinger při třech rozhodovacích prazích (TAR 72,08 % až 87,92 %) včetně analýzy podle typu prstu a rozboru neúspěšných porovnání. Oceňuji, že student kriticky zhodnotil limity řešení a navrhl konkrétní směry dalšího vývoje; rozsah testovací sady (čtyři osoby, 240 porovnání) odpovídá pilotnímu ověření funkčnosti, což autor sám korektně přiznává.
Negativem je, že zdrojové kódy nemají hlavičky. U některých funkcí je uvedeno, že byly upravovány s ChatGPT, což odpovídá prohlášení v technické zprávě; je však možné, že toto označení není uvedeno u všech odpovídajících částí.
Práce přinesla i vlastní dílčí poznatky, zejména o vlivu počtu fázových posunů na artefakty rekonstrukce a o závislosti úspěšnosti verifikace na typu prstu. Hlavní hodnotou je doložení realizovatelnosti přístupu, tedy že z bezkontaktního 3D snímání lze odvodit 2D otisk použitelný ve standardních biometrických systémech. Prototyp i softwarový řetězec jsou přímo využitelné jako základ dalšího výzkumu na pracovišti a identifikované limity vymezují směr navazující práce.
Evaluation level: assignment fulfilled
Všech pět bodů zadání bylo splněno bez výhrad.
Evaluation level: is within the usual extent
Seznam literatury obsahuje 32 položek a je tvořen převážně kvalitními primárními zdroji – články z časopisů, sborníků a odbornými monografiemi. Výběr pramenů je relevantní k zadání a pokrývá jak biometrii otisků prstů, tak optické metody 3D snímání a zpracování obrazu. Citace jsou v textu používány korektně a na příslušných místech. Bibliografické citace jsou úplné a v souladu s citačními zvyklostmi.
Grade proposed by reviewer: A
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová