Análisis de técnicas caligráficas para la mejora del reconocimiento automático de firma

Transcripción

1 Universidad Autónoma de Madrid Escuela Politécnica Superior Anteproyecto Análisis de técnicas caligráficas para la mejora del reconocimiento automático de firma Ingeniería de Telecomunicación Autor: Francisco José Fernández Herrero Tutor: Aythami Morales Moreno Grupo de Reconocimiento Biométrico ATVS Diciembre 2014

2 1. Motivación y objetivos Durante los últimos años, la necesidad de comprobar de forma automática y precisa la identidad de las personas ha crecido rápidamente. En una sociedad global con acceso casi ilimitado a recursos físicos y digitales las técnicas tradicionales de identificación se han quedado por detrás de las necesidades actuales. Mientras que las técnicas tradicionales se han basado en la posesión de un documento identificativo o contraseña, nuevas tecnologías que se basan en análisis biométrico han experimentado un gran desarrollo debido a la creación, en todo momento, de nuevos dispositivos y aplicaciones que permiten la captura de información biométrica a partir de rasgos físicos o de comportamiento de las personas [1], [2]. Dentro de los diferentes rasgos biométricos, podemos diferenciar entre rasgos físicos como el reconocimiento de iris, retina, cara, huella dactilar y rasgos de comportamiento como la forma de caminar o la firma. La firma, pese a no presentar la fiabilidad de sistemas como los de huella o iris debido a que es un rasgo biométrico dependiente del tiempo y de condiciones físicas y emocionales [2], tiene una clara ventaja respecto a las demás, ser aceptada ampliamente por la sociedad (firmar es una tarea cotidiana). Esto ha hecho que en estos últimos años haya evolucionado y tomado gran interés tanto para la comunidad científica como industrial [3]. Profundizando en el reconocimiento basado en la firma personal, las técnicas se pueden dividir en sistemas online o dinámicos y sistemas offline o estáticos. Mientras que los primeros hacen uso de la información adquirida por capturadoras para realizar una identificación in situ [4], los segundos son más propios de entornos forenses o periciales y se basan en firmas realizadas sobre papel que luego son digitalizadas mediante escáner [3], [5]. Los sistemas offline se basan en características de aspecto de la firma mientras que los sistemas online disponen además de información relacionada con la realización de la misma (velocidad, presión, etc ). Pese a que ambos tipos de sistemas muestran muchos puntos en común, la literatura suele abordarlos como líneas de investigación separadas y son escasos los trabajos que han explorado las sinergias entre ambos tipos de sistemas [6], [7]. El objetivo de este proyecto es intentar mejorar los procesos de reconocimiento online de la firma personal, a través de la incorporación de técnicas y características offline. Se explorará para ello la incorporación de metodologías y características empleadas por los expertos forenses al realizar un informe pericial. Los principales objetivos del proyecto serán:

3 - Análisis de características offline potencialmente aplicables a los sistemas online: se investigará las distintas técnicas forenses existentes y se desarrollarán en profundidad las técnicas y medidas que puedan ser incluidas en los sistemas online. - Procesado de bases de datos online: se creará una herramienta para facilitar la extracción de características offline a partir de información online. - Estudio de complementariedad entre sistemas online y características offline: se analizarán estrategias para combinar los sistemas online más competitivos (sistemas como los basados en DTW [8]) con las características offline más discriminantes.

4 2. Metodología y plan de trabajo. La metodología a seguir en el presente proyecto consta de las siguientes etapas: 2.1. Análisis del estudio del arte Estudio y comprensión de la situación actual del reconocimiento biométrico de firma personal, que incluye lectura y documentación de métodos online usados actualmente y de los métodos usados por los examinadores forenses en la identificación y verificación de la firma Análisis y estudio de las técnicas forenses usadas en el reconocimiento de firma personal Análisis y desarrollo de los métodos usados por examinadores forenses con el objetivo de mejorar los algoritmos online existentes Incorporación de técnicas offline de forma manual al análisis online de la base de datos Obtención del conjunto de técnicas offline que se incluirán en el análisis online, primero, por métodos manuales y simulación los resultados Evaluación de los resultados y posible automatización de alguna de las técnicas usadas Se analizarán los resultados con el objetivo de optimizar el resultado obtenido, consiguiendo así los mejores ratios de fallo posibles Documentación y presentación Memoria final. Presentación del Proyecto Fin de Carrera.

5 3. Medios a utilizar. Para realizar el proyecto se usará material proporcionado por el grupo de investigación ATVS de la Universidad Autónoma de Madrid: Equipo informático para poder realizar las evaluaciones de los métodos usados durante el proyecto Base de datos: bases de datos capturadas en el seno del grupo de investigación (ATVS) así como tras disponibles en el estado del arte. Software desarrollado por el grupo de investigación ATVS. Matlab R1012 junto con Image processing toolbox y otras librerías centradas en reconocimiento de patrones y clasificación supervisada. 4. Bibliografía y referencias. [1] Impedovo, D., & Pirlo, G. (2008). Automatic signature verification: the state of the art. Systems, Man, and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews, IEEE Transactions on, 38(5), [2] Jain, A. K., Ross, A., & Prabhakar, S. (2004). An introduction to biometric recognition. Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on,14(1), [3] Jain, A. K., Griess, F. D., & Connell, S. D. (2002). On-line signature verification.pattern recognition, 35(12), [4] Fierrez, J., & Ortega-Garcia, J. (2008). On-line signature verification. InHandbook of biometrics (pp ). Springer US. [5] Piyush Shanker, A., & Rajagopalan, A. N. (2007). Off-line signature verification using DTW. Pattern Recognition Letters, 28(12), [6] Alonso-Fernandez, F., Fierrez, J., Martinez-Diaz, M., & Ortega-Garcia, J. (2009, November). Fusion of static image and dynamic information for signature verification. In Image Processing (ICIP), th IEEE International Conference on (pp ). IEEE. [7] Diaz-Cabrera, M., Gomez-Barrero, M., Morales, A., Ferrer, M. A., & Galbally, J. (2014, September). Generation of Enhanced Synthetic Off-line Signatures Based on Real On-line Data. In International Conference on Frontiers in Handwritting Recognition, 2014.

6 [8] Martens, R., & Claesen, L. (1996, August). On-line signature verification by dynamic timewarping. In Pattern Recognition, Proceedings of the 13th International Conference on (Vol. 3, pp ). IEEE.