Intra-finger Variability of Diffusion-based Latent Fingerprint Generation

arXiv cs.CV / 4/14/2026

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Key Points

  • 研究は、拡散モデルで生成した合成(特に潜在)指紋の「同一指内(intra-finger)でのばらつき」を体系的に評価することを目的としている。
  • 7つの多様なデータセットから「latent style bank」を構築し、表面や前処理・処理手法の違いを含む40種類以上のスタイルで、潜在指紋をスタイル付き生成できるようにしている。
  • 半自動の枠組みにより、生成画像における稜線(ridge)や分岐(minutiae)の整合性を検証し、生成は概ねアイデンティティを保持する一方で、局所的な不整合(分岐の追加・削除)が少数ながら生じることを示している。
  • 不良品質な領域が参照画像に含まれる場合に局所不整合が強まり、さらに参照画像とスタイル埋め込みの不一致は、幻覚的な稜線パターンとしての「グローバル不整合」につながると報告している。
  • 多様性とアイデンティティ一貫性を同時に高めるため、既存の合成指紋生成器の限界と改善の必要性を明確にしている。

Abstract

The primary goal of this work is to systematically evaluate the intra-finger variability of synthetic fingerprints (particularly latent prints) generated using a state-of-the-art diffusion model. Specifically, we focus on enhancing the latent style diversity of the generative model by constructing a comprehensive \textit{latent style bank} curated from seven diverse datasets, which enables the precise synthesis of latent prints with over 40 distinct styles encapsulating different surfaces and processing techniques. We also implement a semi-automated framework to understand the integrity of fingerprint ridges and minutiae in the generated impressions. Our analysis indicates that though the generation process largely preserves the identity, a small number of local inconsistencies (addition and removal of minutiae) are introduced, especially when there are poor quality regions in the reference image. Furthermore, mismatch between the reference image and the chosen style embedding that guides the generation process introduces global inconsistencies in the form of hallucinated ridge patterns. These insights highlight the limitations of existing synthetic fingerprint generators and the need to further improve these models to simultaneously enhance both diversity and identity consistency.