On-line eta off-line sinaduren azterketaren bidezko ezagutze biometrikorako proposamemak
116 bisita jaso dira
Autoretza:
Juan Jose Igartza Ugaldea
Zuzendaria:
Iñaki Goirizelaia Ordorika eta Inmaculada Hernaez Rioja
Unibertsitatea:
Euskal Herriko Unibertsitatea
Fakultatea:
Bilboko Ingeniaritza Goi Eskola Teknikoa
Saila:
Elektronika eta Telekomunikazioak
Jakintza-arloa:
Ingeniaritza
Urtea:
2006
|Egunez egun pertsonen identitatea modu sinple, erabilerrez, bizkor eta eroso batez egiaztatzeko premia handituz doa. Testuinguru honetan, sinadura tradizio luzea eta onarpen sozial handia dituen identifikazio biometriko mota bat da. Tesi-lan honek idatzizko sinaduraren bidezko ezagutze biometrikoaren modu bietarako proposamenak aurkezten ditu, bai on-line sinadurarako bai off-line sinadurarako.
Lan hau aurrera atera ahal izateko sinatzaile kopuru esanguratsu baten sinadura ugari eta kalitatezko faltsifikazioak bildu behar izan ditugu datu-base biometriko batean. Sortutako datu-base biometrikoa multimodala da, sinatzaile anonimoen sinadurak eta trebeziazko faltsifikazioak ez ezik, euren hatz-markak eta ahotsak ere batzen baititu.
Biometriaren ikerketaren egoerari buruzko azterketa bat ere landu dugu, biometriaren ikuspegi orokor batetik hasita, idazkeraren azterketatik igarota, idatzizko sinaduraren modu bietan sakonduz amaitzeko.
On-line sinadurak ezagutzeko proposamena erreferentzia sistema modura parametro globalak (tintaren masa zentroa eta inertzia ardatza nagusiak) dituen eta ezaugarri lokaletan (koordenatuak, abiadurak, azelerazioak, presioa eta lapitzaren inklinazioak) oinarrituta dagoen sistema bat da. Ezaugarri lokal guztietarako balio duen eskalatze algoritmo errez bat proposatu dugu sinaduren denbora normalizatzeko. Segurtasun mailaren eta prozesamendu eta biltegiratze kapazitateen arteko oreka puntu bezala, bederatzi ezaugarri lokaletara mugatu dugu HMM Makov-en Ezkutuko Ereduen bidezko prozesamendua, sei egoeradun LR-HMMekin ikerketaren egoeran ikusitako errorekidetza tasen antzeko emaitzak lortuz.
Sinaduren lerrokadura hobetzen duen erreferentzia sistema aztertu dugu. Sinadura dinamikoen lehenengo puntuaren koordenatuak eta malda lerrokadura sistema bezala erabiltzea zarata iturri bat dela frogatu ondoren, tintaren masa zentroan kokatuta dagoen eta tintaren inertzia ardatzen orientazioa duen erreferentzia sistema proposatu dugu. Erreferentzia sistema berriak sinaduren lerrokapen hobea lortzen du, ezagutzean koordenatuak soilik erabiliz gero lortzen den errorekidetza tasa nabarmen hobetzen delarik.
Off-line sinadurak ezagutzeko proposamenak ezaugarri dinamikoak aztertzeko egokia den LR-HMMen teknika dinamikoa erabiliz, espazioan ordenatutako puntu sekuentziez, eta puntu sekuentzia horietatik eratorritako ezaugarri geometriko "sasidinamikoez¿ elikatzen diren sistema bi dira. Proposamen hauen helburua LR-HMMak konektibitate azterketaren bidez off-line sinaduren ezagutzera hedatzea da. Konektibitate azterketak irudien osagaiak "blob¿ izena hartzen duten natura bereko elkarren ondoko pixel sortatan banatzen ditu.
Konektibitate azterketak ematen dituen blobak antolatzeko moduaren arabera ereduak sortzeko irizpide bi konparatzen dira. Proposatzen den lehenengo metodoko ordenaren irizpidea perimetroaren luzera da, bigarrenean berriz, blobak irakurketa ordena naturalean antolatuko ditugu. Hainbat esperimentutan lortutako emaitzak aurkezten dira, proposatutako metodoek ikerketaren egoeran ikusitakoen pareko tasak lortzen dituztela erakutsiz. Irakurketa ordenan oinarritutako ereduak hobeto egokitzen dira sinatze kultura latindarrera.Day by day it is becoming more important to find a simple, easy-to-use, fast and convenient way to verify people's identity. One way to do this is the long-traditional, socially approved biometric identification procedure known as the signature. This dissertation contains two proposals for the biometric recognition of written signatures.
For the purposes of this study, a substantial number of signers and a number of quality forgeries were collected in a multimodal biometric data-base, which included fingerprints and voice recordings as well as signatures by anonymous signers and skilled forgeries.
A study of the current state of the field of biometry was also carried out, first reviewing the field in general terms, then moving on to look at handwriting analysis, and finally examining the two aforementioned forms of written signature.
The proposal for on-line signature recognition is a system referring to global parameters (centre of the ink mass and main lines of inertia) and based on local features (coordinates, speed, accelerations, pressure and pen angle). I propose a simple scaling algorithm that is valid for all the local features to standardise signature time. For a point of equilibrium between level of security and processing and storage capacities, I limited processing with Hidden Markov Models (HMM) to nine local features, obtaining results comparable to co-error rates found in a research situation with six-state LR-HMMs.
I studied a reference system to improve signature alignment. After proving that using the coordinates of the starting point of dynamic signatures and slant is a source of noise, I proposed a reference system located at the centre of the ink mass and oriented to ink inertia lines. The new reference system achieves better signature alignment, while using only the coordinates when known leads to substantial improvement in the co-error rate.
For off-line signature recognition, there are two systems fed by spatially ordered sequences of points and ""pseudo-dynamic"" geometrical features derived from those sequences of points, using the dynamic technique of LR-HMMs appropriate for analysis of dynamic features. The purpose of these proposals is to extend LR-HMMs to off-line signature recognition through connectivity analysis. Connectivity analysis classifies image components into similar adjacent sets of pixel called blobs.
Two criteria for creating models according to the way of organising the blobs given by connectivity analysis are compared. The order criterion for the first method proposed is perimeter length; in the second method, the blobs are arranged in their natural order. Results obtained in a number of experiments are presented, showing that the proposed methods obtain similar rates to those found in the research situation. The models based on reading order are better adapted to the Latino signature culture.
