Design and implementation of biometric recognition using off-line signature analysis

Abstract

İmza analizi kişisel doğrulama için oldukça geniş bir alanda kullanılan ve gelişmekte olan bir araştırma alanına sahiptir. Çalışmanın ilk kısmında, biyometrik doğrulamanın bir kolu olan çevrim dışı imza analizi kullanılarak bireyin doğrulanmasına yönelik sorunların çözümüne yardımcı olacak bir yazılım tanıtılmıştır. Sunulan imza doğrulama sistemi, görüntü işleme tekniklerini ve diğer matematiksel araçları bünyesinde barındırmaktadır. Önerilen sistem; veri toplama, ön işleme, özelliklerini çıkarma, karşılaştırma ve performans değerlendirmenin yapıldığı beş alt sistemden oluşmaktadır. Geliştirilen sistem imzanın orijinalitesini matematiksel olarak belirlemeye çalışılmaktadır. Kullanılan teknik yapay sinir ağlarının (YSA) eğitiminde parçacık sürü optimizasyonunu (PSO) temel almaktadır. Önerilen algoritmanın denenmesi için gelişigüzel, yeteneksiz ve yetenekli olmak üzere üç çeşit taklit imza kullanılmış ve deneysel sonuçlar doğrulama değerleri ve istatistiksel ölçütler ile sunulmuştur.Çalışmanın ikinci kısmı ise optomekatronik olarak tanımlanabilen bir sistem olan şüpheli döküman inceleme cihazının tasarlanmasını ve kullanımını içermektedir. Belge incelemelerinde özellikli ışık kaynakları ve lensler kullanılmasıyla sınıflandırılmaktadır. Şüpheli belge incelemede kullanılan cihaz kameraların, farklı ışık kaynaklarının (Mor ötesi ve Kızıl ötesi) ve lenslerin kullanıldığı optomekatronik bir sistem örneği olarak verilebilir. Modern görüntü alma teknolojisi kullanılarak mürekkep ve kağıt arasındaki en ufak farklılıklar tanılanabilmektedir. Tasarlanan cihazın denetiminde ve imza tanılamada ise belge imgesinin ve mevcut imza verilerinin işlenmesi için hazırlanan bilgisayar yazılımı `Şüpheli Belge için Görüntü Analizi Yazılımı' (IMPQD) programı kullanılmıştır.

Analysis of signature is a widely used and developed area of research for personal verification. A Software is introduced to solve problems related with verification of individuals by using off-line signature verification which is a branch of biometric verification in the first part of study. The presented signature verification system includes image processing techniques and other mathematical tools in its structure. The proposed system is composed of five sub-systems; data entry, preprocessing, feature extraction, comparison and performance evaluation. The developed system tries to determine the originality of the signature mathematically. The technique is based on Neural Network (NN) approach trained with Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. To test the performance of the proposed algorithm, three types of forgeries; random, unskilled and skilled are examined and the experimental results are presented with verification accuracy and statistical figures.Design and construction of a questioned document investigation device is also included in the second part of study. Varieties of document examinations are facilitated by special lightening features and lens systems. This questioned document device can perhaps be one example of an optomechatronics system which includes cameras, different kind of light sources (ultraviolet and infrared) and lenses. Using modern spectral imaging technology it has been possible to detect very small differences available on inks and papers. Image Processing Software for Questioned Document (IMPQD) is also used to control of both the designed device and perform signature verification using the image of document and an available signature database.