手写体签名的特征提取
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如何利用AI技术进行手写签名识别引言:手写签名一直以来都是确认身份的有效方式之一,然而,传统的手动识别方法容易受到主观因素的干扰,且效率低下。
随着人工智能(AI)技术的发展,利用AI技术进行手写签名识别已经成为可能。
本文将介绍利用AI技术实现手写签名识别的原理、方法以及应用场景。
一、手写签名识别的原理1. 数字化转换:首先,将手写签名从纸质或者电子稿件中数字化转换为计算机可以处理的数据格式。
这通常通过扫描仪、摄像头或者数位板等设备来实现。
2. 特征提取:接下来,对于每个数字化的签名样本,需要从中提取关键特征信息。
这些特征可能包括曲线形状、压力分布、速度变化等等。
3. 模型训练:在完成特征提取后,可以使用机器学习算法或神经网络模型进行训练。
这意味着我们需要使用大量标记好的已知签名样本进行模型训练和验证。
4. 签名匹配和分类:最后,在模型训练完成后,我们可以用它来匹配和分类新的手写签名。
这意味着我们可以比较输入签名与已有样本中最接近的一类或多类签名,并给出相应的识别结果。
二、AI技术在手写签名识别中的应用1. 银行金融领域:在银行金融领域,手写签名识别是验证客户身份的重要步骤之一。
利用AI技术进行手写签名识别,可以减少人工操作和提高用户体验。
通过将客户的数字化签名与系统中存储的原始样本进行匹配,银行可以快速确认用户身份并授权交易。
2. 法律事务:在法律领域,合同和文件上的手写签名具有法律效力。
利用AI技术进行手写签名识别,能够提供更加可靠和准确的证据以支持法庭判决。
此外,在电子文档时代,将电子文件上的手写签名数字化并进行识别,使得合同的签署过程变得更加高效和安全。
3. 公司管理:在公司管理中,员工可能需要频繁地使用手写签名来处理各类文件、申请等等。
利用AI技术进行手写签名识别,可以避免手动处理的低效率和错误率,并加快整个工作流程。
同时,这也保证了公司文件的完整性和安全性。
三、利用AI技术进行手写签名识别的挑战尽管手写签名识别在现代社会中具有重要意义,但是其实现仍然面临一些挑战。
手写字体识别算法及实现在日常生活中,手写字体识别算法是一个非常实用的技术。
无论是在自动化填写表格、邮寄信件、更改合同等方面,都经常需要使用手写字体识别技术。
因此,手写字体识别技术的发展变得越来越受到人们的关注。
本文将介绍手写字体识别算法及其实现的相关内容。
一、什么是手写字体识别算法?手写字体识别算法是一种模式识别算法,利用计算机通过对字体形态的识别来识别手写字体。
在手写字体识别算法中,有两个主要步骤:训练和测试。
在训练阶段,算法会学习样本数据中的特征和规律,得出一些针对特定手写字体的规则。
在测试阶段,算法将识别新的未知样本,比较它们与训练阶段学习到的规则,从而确定它们的类别。
手写字体识别算法可以分为多个不同的类别,例如隐马尔可夫模型、支持向量机、神经网络等。
每个算法都有其独特的优点和适用场景。
二、手写字体识别算法的实现手写字体识别算法的实现主要包括数据处理、特征提取和分类器构建三个阶段。
1. 数据处理数据处理阶段需要对手写字体数据进行预处理,以使其易于识别。
预处理的方法包括平滑、二值化和重定位等。
平滑可以减少图像中的噪声,二值化可以将图像范围转换为黑白两种颜色,重定位可以将图像位置调整为标准位置。
2. 特征提取特征提取阶段需要选取代表性的特征来表示手写字体。
常用的特征包括像素数量、等高线、垂线数、跳变次数等。
其中,等高线特征是一种更加高效和精确的特征提取方法。
3. 分类器构建分类器构建是将手写字体识别算法应用到实际场景中的关键步骤。
常用的分类器包括支持向量机、神经网络和隐马尔可夫模型等。
其中,支持向量机是一种非常常用的分类器,具有学习效率高、分类准确率高等优点。
三、手写字体识别算法的应用手写字体识别算法可以广泛应用于各种场景,例如邮寄地址识别、手写数字识别、汉字字形识别等。
除此之外,手写字体识别算法还可以用于其他应用,例如自动化签名识别、医学记录识别等。
在日常生活中,手写字体识别算法的应用越来越广泛,可以帮助人们更加高效地完成工作。
手写签名真伪鉴别算法
手写签名真伪鉴别是一个复杂的任务,涉及到图像处理和机器学习等多个领域。
以下是一个简单的手写签名真伪鉴别算法的概述:
1. 数据收集:收集大量的真实签名和伪造签名样本,用于训练和测试算法。
2. 预处理:对签名图像进行预处理,包括去噪、二值化、归一化等操作,以提高图像质量和算法性能。
3. 特征提取:从签名图像中提取一系列特征,例如笔画宽度、曲率、斜率、方向等。
这些特征应该能够区分真实签名和伪造签名。
4. 特征选择:选择最具有区分力的特征,以减少计算量和提高算法性能。
5. 模型训练:使用机器学习算法(如支持向量机、神经网络等)对提取的特征进行训练,以构建一个能够区分真实签名和伪造签名的分类器。
6. 模型评估:使用测试数据集评估模型的性能,包括准确率、召回率、F1分数等指标。
7. 模型优化:根据评估结果对模型进行优化,例如调整模型参数、改进特征提取方法等,以提高模型的性能。
需要注意的是,手写签名真伪鉴别算法是一个复杂的任务,涉及
到多个领域的知识和技术。
因此,在实际应用中,需要综合考虑各种因素,如数据质量、特征提取方法、模型选择等,以获得最佳的鉴别效果。
如何使用计算机视觉技术进行手写体识别手写体识别是计算机视觉领域的重要应用之一,它通过计算机视觉技术来识别和解析手写体字母、数字和符号。
在过去的几十年里,手写体识别已经取得了显著的进展,并在各种领域得到广泛应用,例如自动化办公、个人认证以及邮政服务等。
本文将介绍如何使用计算机视觉技术进行手写体识别。
首先,手写体识别的第一步是准备数据集。
一个好的数据集对于训练和测试识别模型至关重要。
数据集应包括足够数量的手写字母、数字和符号的样本,以覆盖各种可能的变化和形态。
可以使用手写输入设备,如数位板或触摸屏幕,来获取手写样本。
此外,还可以从公共数据集、在线文档或用户提供的数据中收集和准备数据。
接下来,数据预处理是手写体识别中的重要步骤。
在预处理阶段,我们需要通过一系列图像处理技术对手写样本进行标准化和增强。
首先,将手写样本转化为二值图像,即将所有像素分成黑白两个颜色。
可以使用阈值分割、自适应二值化或边缘检测等方法来实现。
其次,应进行图像增强操作,例如图像平滑、去除噪声和图像旋转等,以提高后续处理的效果。
然后,特征提取是手写体识别中的核心环节。
特征提取的目的是从手写样本图像中提取出区分不同字母、数字和符号的有效特征。
常用的特征提取方法包括Zernike矩、链码、投影剖面和灰度共生矩阵等。
这些特征提取方法可以通过计算手写样本的轮廓、纹理、几何形状等信息来提取出代表性的特征。
在手写体识别的模型选择方面,可以使用传统的机器学习方法,如支持向量机(SVM)、决策树、随机森林等。
这些方法可以利用预先提取的特征来训练分类器进行识别。
另一种选择是使用深度学习模型,如卷积神经网络(CNN)。
CNN可以通过多层神经网络来学习和提取图像的高级特征,并在识别任务中实现非常好的性能。
模型训练和评估是手写体识别中不可或缺的步骤。
在模型训练中,使用准备好的数据集和选择的模型来进行训练。
训练过程通常包括模型初始化、前向传播、损失函数计算和反向传播等步骤。
使用特征抽取进行手写字符识别的实用方法与技巧手写字符识别是计算机视觉领域中的一个重要研究方向,它在现实生活中有着广泛的应用。
然而,由于手写字符的多样性和复杂性,准确地识别手写字符一直是一个具有挑战性的任务。
为了提高手写字符识别的准确性和效率,研究人员们提出了许多不同的方法和技巧,其中特征抽取是一种常用的方法之一。
特征抽取是将原始数据转化为具有代表性的特征向量的过程。
在手写字符识别中,特征抽取的目标是提取出能够区分不同字符的特征。
下面将介绍几种常用的特征抽取方法。
一、形状特征形状特征是根据字符的形状信息来进行抽取的。
常用的形状特征包括笔画数目、笔画方向、笔画长度等。
通过统计字符中的这些形状特征,可以得到一个具有代表性的特征向量,从而实现字符的识别。
二、纹理特征纹理特征是根据字符的纹理信息来进行抽取的。
在手写字符中,纹理特征可以通过计算字符的灰度分布、纹理方向等来得到。
通过提取字符的纹理特征,可以增加字符识别的准确性。
三、轮廓特征轮廓特征是根据字符的轮廓信息来进行抽取的。
在手写字符中,轮廓特征可以通过计算字符的边缘曲线、角点等来得到。
通过提取字符的轮廓特征,可以提高字符识别的鲁棒性。
四、局部特征局部特征是根据字符的局部区域信息来进行抽取的。
在手写字符中,局部特征可以通过计算字符的局部纹理、局部形状等来得到。
通过提取字符的局部特征,可以增加字符识别的鲁棒性和准确性。
除了特征抽取方法,还有一些其他的技巧可以用于提高手写字符识别的效果。
一、数据增强数据增强是通过对原始数据进行一系列的变换和扩充,从而增加数据的多样性和数量。
在手写字符识别中,可以通过对字符进行旋转、平移、缩放等操作来进行数据增强。
通过数据增强,可以增加训练数据的多样性,提高模型的泛化能力。
二、特征选择特征选择是从原始特征集合中选择出最具有代表性的特征子集的过程。
在手写字符识别中,可以通过特征选择来减少特征的维度,提高特征的鉴别能力。
常用的特征选择方法包括相关系数、互信息等。
手写识别技术的工作原理手写识别技术是一种能够将手写文本转化为可识别文字的技术,它在各个领域都有广泛的应用,例如电子签名、笔记记录等。
其工作原理可以分为预处理、特征提取和识别三个步骤。
首先,预处理是手写识别技术的第一步。
在预处理过程中,需要对手写图像进行一系列的处理操作,以提高识别的准确性。
首先,需要对手写图像进行二值化处理,将图像转化为黑白两色的像素点。
接着,对图像进行噪声消除和平滑处理,以去除图像中的干扰线、杂点等。
此外,还需要进行归一化处理,将不同尺寸和角度的手写文本进行统一化,以便后续的识别处理。
接下来,特征提取是手写识别技术的关键一步。
在这一步中,需要从手写图像中提取出具有代表性的特征信息,并将其转化为可供机器学习算法进行分析和识别的数据形式。
常见的手写特征包括笔画的起始点和结束点、曲线的形状、交叉点的位置等。
这些特征可以通过一系列的图像处理算法和数学模型来提取,例如边缘检测、Hough变换、模板匹配等。
特征提取的目标是通过将手写文本转化为一组代表性的数字特征,以使机器能够准确地识别和理解手写内容。
最后,识别是手写识别技术的最后一步。
在这一步中,利用机器学习算法或人工智能模型对提取到的特征进行分析和识别。
常见的识别算法包括支持向量机、神经网络、决策树等。
这些算法可以通过训练和学习的过程,建立起一个识别模型,从而能够对输入的手写特征进行分类和识别。
识别的结果可以是一个字符、一个词语甚至一段文字,这取决于识别模型的具体设计和训练。
总结起来,手写识别技术的工作原理是通过预处理、特征提取和识别三个步骤,将手写文本转化为可识别的文字。
预处理过程主要是对手写图像进行预处理,以提高识别的准确性;特征提取是从手写图像中提取出代表性的特征信息;识别是利用机器学习算法和人工智能模型对提取到的特征进行分析和识别。
通过这一系列的处理过程,手写识别技术可以实现对手写文本的准确识别和理解,为人们提供便捷的文字输入方式。
笔迹鉴定方法一、引言笔迹鉴定是一种通过对手写或印刷文字的笔迹特征进行分析和比对,以确定其真伪、真实性或作者身份的科学方法。
它在刑事侦查、法医学领域和文物鉴定中有着广泛的应用。
本文将介绍一些常用的笔迹鉴定方法。
二、静态特征鉴定静态特征鉴定是通过对笔迹静态特征进行分析鉴定的方法。
静态特征主要包括笔画形态、字形特征、线条特征等。
其中,笔画形态是指笔画的粗细、长短、曲直等特征;字形特征是指字的结构、组成元素等;线条特征是指线条的连续性、稳定性等。
通过对这些特征的分析和比对,可以判断笔迹的一致性和真实性。
三、动态特征鉴定动态特征鉴定是通过对笔迹的动态过程进行分析鉴定的方法。
动态特征主要包括笔压、速度、方向等。
其中,笔压是指笔尖对纸面的压力大小;速度是指书写的快慢;方向是指笔迹的倾斜角度。
通过对这些特征的分析和比对,可以判断笔迹的一致性和真实性。
四、技术手段辅助鉴定除了传统的静态特征和动态特征鉴定方法,现代科技手段也为笔迹鉴定提供了新的辅助手段。
比如,光谱分析技术可以通过对纸张和墨水的成分进行分析,判断书写的时间和地点;数字图像处理技术可以通过对笔迹图像的处理和比对,提取出更多的特征信息;计算机模拟技术可以通过建立模型,模拟不同人的书写特征,进行比对和鉴定。
五、案例分析为了更好地理解笔迹鉴定方法的应用,我们来看一个实际案例。
某刑事侦查中,一封威胁信被投递给了一家公司,警方怀疑该威胁信与某嫌疑人有关。
通过对嫌疑人的书写样本进行静态特征和动态特征的比对,发现威胁信的笔迹与嫌疑人的书写特征高度一致,进一步确认了嫌疑人的身份。
六、注意事项在进行笔迹鉴定时,需要注意以下几点:1.样本选择要具有代表性,包括正常书写和模拟犯罪书写样本;2.要充分考虑个体差异和书写环境的影响,避免误判;3.技术手段辅助鉴定时,要注意方法的准确性和可靠性;4.笔迹鉴定是一门综合性学科,需要综合运用多种方法和手段,避免片面和主观判断。
七、结论笔迹鉴定是一种通过对笔迹特征进行分析和比对的方法,可以确定其真伪、真实性或作者身份。
手写汉字识别算法研究与优化手写汉字是中文书写的基本形式之一,而如何识别手写汉字是文字识别技术研究的一个重要方向。
目前,已经有许多识别手写汉字的算法,但是如何进一步优化算法,使识别效率和准确性更加高效,仍然是领域内研究者关注的热点问题。
一、手写汉字识别算法的基本原理手写汉字识别算法的基本原理是通过将手写汉字图像转化为数字信号,然后通过一系列的信号处理和分类算法,最终得到手写汉字的识别结果。
具体来说,手写汉字识别算法包括以下核心步骤:1. 手写汉字图像预处理手写汉字图像预处理是将手写汉字图像转化为数字信号的过程。
首先,需要对手写汉字图像进行二值化处理,将其转化成黑白二值图像。
其次,还需要对图像进行去噪处理,去掉图像中不必要的干扰和噪声。
2. 特征提取手写汉字识别的关键在于如何提取手写汉字的有效特征。
目前,常用的特征提取方法主要包括灰度共生矩阵法、小波变换法、主成分分析法等,其中灰度共生矩阵法是常用的方法之一。
该方法的基本思想是,通过计算像素之间灰度共生的概率来获取手写汉字的纹理特征。
3. 分类识别分类识别是手写汉字识别算法的最后一步,目的是将手写汉字图像分为不同的类别,并输出相应的汉字识别结果。
目前,常用的分类方法主要包括神经网络法、支持向量机法、朴素贝叶斯法等,其中神经网络法是其中最为常用的方法之一。
二、手写汉字识别算法的优化方法目前,手写汉字识别的算法已经非常成熟,但是如何进一步优化算法,提高识别效率和准确性,仍然是研究者们面临的挑战。
下面是几种常用的优化方法:1. 特征选择特征选择是指从手写汉字图像中选择出最具有代表性的特征作为分类器输入的过程。
由于手写汉字图像中的特征较为复杂,若选取的特征过多,则会增大分类器的计算复杂度,从而影响识别准确率。
因此,选择适当数量的特征对手写汉字识别的准确率和效率具有重要意义。
2. 分类器优化分类器的优化包括选择合适的分类模型、分析分类特性、提高分类器的训练效率等。
手写字符识别原理
手写字符识别原理是指通过计算机技术和图像处理技术,将手写的字符转换成计算机可以识别的数字或文字。
其原理可以分为三个步骤:
第一步是前期处理,主要是对手写字符进行预处理,包括图像的二值化、去噪和分割等操作,将手写字符转换为计算机可处理的图像数据。
第二步是特征提取,对处理后的图像数据进行特征提取。
这里的特征是指一些能够区分不同字符的关键信息,如字符的线条、曲线、角度、密度等。
通常会采用数学方法将这些特征提取出来,并用数字表示。
第三步是分类识别,将特征提取后的数字输入到分类器中,进行分类识别。
分类器通常是通过机器学习的方法训练出来的模型,模型中包含了不同字符的特征和对应的分类标签。
当输入新的数字时,分类器会根据其特征和模型进行比对,最终将其识别为相应的字符。
以上三个步骤是手写字符识别的基本原理,其具体实现和算法多种多样,主要取决于应用场景和数据集。
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不同特征提取的手写签名识别方法研究摘要目录引言在当今社会的各种经济活动中,人们越来越多的用手写签名来代替印章,尤其是在办公自动化、邮政系统等诸多方面的信息处理中。
例如:各种文书、合同、协议、支票等文件通常要求当事人亲笔签名;各国政府之间的协议和备忘录的签订,官方文件以及法令和法规的颁布,银行支票的签署和汇兑,都需要当事人亲笔签名才能生效。
签名鉴定在国外,尤其是在北美和西欧,是普遍接受的身份辨识方法之一。
在计算机安全领域中,基于人的行为特征的手写签名识别技术具有方便、实用、低成本并符合人的生活习惯等特点,理所当然地受到了广泛的关注。
手写签名识别系统利用计算机自动识别手写签名样本是某个特定人亲自签署的“真签名”还是别人模仿的“伪签名”。
在办公自动化和公共安全方面,签名识别的重要性日益明显,在大多数企业,尤其是经常需要颁布或签署文件的行政部门来说,通过辨识签名的真伪来确定身份的方式易于被人们所接受。
由于签名识别具有良好的应用前景和巨大的商业价值,世界各国许多学者和研究机构都已表现出极大兴趣,国内近几年也逐步开始了对中文签名认证的研究工作。
1 绪论1.1研究计算机识别签名的目的及意义手写签名识别系统利用计算机自动识别手写签名样本是某个特定人亲自签署的“真签名”还是别人模仿的“伪签名”。
在办公自动化和公共安全方面,签名识别的重要性日益明显,在大多数企业,尤其是经常需要颁布或签署文件的行政部门来说,通过辨识签名的真伪来确定身份的方式易于被人们所接受。
由于签名识别具有良好的应用前景和巨大的商业价值,世界各国许多学者和研究机构都已表现出极大兴趣,国内近几年也逐步开始了对中文签名认证的研究工作。
手写字符识别涉及模式识别、图像处理、数字信号处理、自然语言理解、人丁智能、模糊数学、信息论、计算机、中文信息处理等学科,是一门综合性技术,它在中文信息处理、办公室自动化、人工智能等高技术领域,都有着重要的实用价值和理论意义D1。
手写文本、信封、票据表格和签名等的计算机自动阅读都具有十分诱人的应用背景,因此吸引了许多研究者的关注。
手写字符和数字识别技术一旦研究成功并投入应用,将产生巨大的社会和经济效益。
目前,人们在汉字识别领域己经取得了相当的成就,但是由于汉字识别的复杂性,其具体实现一直难以做到速度与效率的完美组合。
日前在国内外,多字体印刷体字符的识别系统已达到相当高的识别率,不少OCR系统已成为成熟的软件产品。
研究手写体字符识别就是为了使识别系统能够实用化,并可以推广应用到其他的字符识别领域中去。
由于手写体汉字的随意性和不同汉字间相似性很大,所以识别的难度很大,在整个字符识别领域中,最为困难的就是脱机手写字符的识别。
无约束手写体汉字识别一直是模式识别中的一个热点和难点,到目前为止,尽管人们在脱机手写英文、汉字识别的研究中已取得很多可喜成就,但距实用还有一定距离。
手写数字识别这个方向上,经过多年研究,研究工作者己经开始把它向各种实际应用推广。
然而,对于自由手写体汉字识别而言,任重道远,仍需要科研人员不懈的努力,但是不应该就此悲观,随着计算机技术的突飞猛进和人脑功能的进一步揭示,可望在不远的将来发现人脑的识字机理,建立在此基础上手写汉字识别的理论和方法将会有质的飞跃。
1.2签名识别的系统描述一般情况下,签名识别系统构成如下图。
其中任何一个环节的处理效果的好坏,都会影响到最终的识别结果。
最关键的换就是签名特征提取的设计。
1.3特征提取的基本思路特征提取是指在原始数据集的基础上,通过变换或组合创建新的特征。
它是对提供的数据集进行变换和组合的操作,它产生的特征较原始数据集对模式具有更明显的区别作用。
在离线签名识别系统中,通过对签名的二维图像进行一定的处理和变换以提取代表该签名的特征,这就是特征提取过程。
在签名识别中,特征的分类方式众多,常用的分类方式把提取的特征分为全局特征、统计特征和形状几何结构特征三类。
具体情况见下表。
表1-1 脱机签名特征提取的主要方法特征类型具体特征简要说明全局特征签名重心求签名重心坐标签名的倾斜特征签名与水平方向的整体倾斜特征矩该特征具有尺度、平移和旋转不变性数学变换后得到的系数利用一些数学变换对签名进行分析,提取特征统计特征基于分割的统计特征签名进行分割后,对得到的每个区域或基元提取统计特征投影中心投影,水平或垂直投影纹理特征纹理提供了对线性、方向性和周期性等属性的度量,最通用的方法灰度共生矩阵形状几何结构特征形状描述子利用描述子描述签名的轮廓几何结构特征通过对签名的几何结构进行量化来反映签名形状结构及笔段的变化全局特征及整个签名作为特征提取单元,把从整个签名中得到的表征整体特征的参数作为特征。
此类特征具有较强的抗干扰能力,匹配分类方便,速度也较快,但由于对签名细节区分能力弱,对签名的变形敏感,所以一般用于随机和简单伪签名的检测。
统计特征用签名的像素值、特殊点、笔划或笔段的方向及位置分布等统计信息作为特征。
盖雷特征受签名的整体形变影响相对较小,在许多文献中经常使用。
形状几何结构特征既包括签名的全局特征,又包括签名的局部特征,主要表征签名的全局或局部的形状结构特征及相关笔段间的结构关系。
此类特征对签名形变的容忍度最好,而且部分形状几何结构特征还有尺度不变性、平移不变性。
论文就基于MATLAB软件对手写体签名中特征提取进行了分析。
获得的签名数据一般是含有背景或噪音的灰度图像。
预处理阶段主要进行签名定位、去掉签名的背景和签名归一化、去噪等操作。
之后进行特征提取,尽量达到不仅能表达出不同签名者的书写风格,又能容忍来自同一个书写着每次书写时产生的自然差异,即尽可能加大类间距,减小类间距。
特征提取后,签名图像则有一组特征向量来表征。
1.4 MATLAB的基本介绍MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多。
当前流行的MATLAB 7.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。
功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。
学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类。
开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。
数据获取与预处理手写签名的随意性较大,又受环境、心情等因素影响,不可避免地出现签名大小、方向等存在一定的差异,而这些差异会影响后续的识别结果。
本文中的预处理就是对签名图像进行位置调整和大小归一,为后面的特征提取与识别奠定基础。
2.1数据获取数据采集是指利用某种装置将签名样本的信息转化为离散的数字信息输入计算机。
所采用的数据采集装置根据在识别过程中所采用的信号而定,采集到的签名样本的质量对于后面的处理过程和识别性能具有重要的影响。
实验所用的样本是用普通钢笔自由书写在打印纸上的。
我们使用的图像输入设备是microtek扫描仪。
图像扫描仪的扫描精度和所能获取签名信息的大小直接相关。
签名识别时就是从预处理过的签名中提取特征,对待识别样本进行识别真伪。
因此签名图像的清晰度是影响签名识别系统性能的重要因素,也是离线签名识别系统中的一个很重要的参数。
常用的图像扫描精度有200dpi ,300dpi ,600dpi 等几种。
扫描精度越高,签名图像的清晰度就越高,包含的信息量就越大,这对签名的识别应该有利。
随着清晰度的增高,数据量也不断增大,同时所需内存和处理时间也增加,识别速度受到明显的影响,但是分辨率太低就会使我们得不到足够的识别信息、。
综合各方面的因素,我们选择了300dpi 的扫描精度,以256级灰度方式输入计算机,存为bmp 文件。
每个原始签名图像经过手工分割去除,并按照一定的命名规则单独存为bmp 文件。
之后,签名系统针对这种bmp 图进行签名识别。
2. 2二值化得到的原始签名图像都是灰度图像,其灰度信息会对签名形状的比较造成干扰,所以需要对签名图像进行二值化,将背景与文字部分分割开。
观察采集到的签名图像,如图2-1所示,其直方图都具有比较明显的双峰性,所以本文采用最大类内类间方差比法对图像进行二值化。
考虑到,当对象物和背景的灰度分布具有双峰分布的特性时,最大方差比确定阈值方法是很有效的。
这种方法利用Discriminant Analysis 的原理对灰度图像进行二值分割。
定义如下分离度)(T η为最大值的T 即为最佳阈值。
(2. 1)其中,)(2T B δ是类间方差(interclass variance) })(2T w δ是类内方差(intraclassvariance),它们可由以下的公式计算得到类内方差:(2.2)类间方差:这里222T B W δδδ=+(为全局方差),和分别是C 1和C 2的发生概率(标准化后的像素数), 和以及和分别属于累C 1和类C 2的像素灰度平均值和灰度的方差。
用该方法二值化后的效果图如图2-1的图(C)所示。
2.3 去噪观察签名图像二值化后的图像可知,如图2-4 (a)所示,签名图像的噪声点是由于纸张粗糙程度不同或书写时不小心留下的墨水斑点。
为此本实验采用中值滤波的方法进行去噪。
另外许多签名的区域会有一条竖线(如图2-_5所示的签名的侧边),这些都会对签名识别带来影响,必需消除这些噪声。
对于扫描(或成像)过程中引入的噪声可以使用空间域滤波、频率域滤波技术或者开闭操作予以消除。
对于竖线,因为它并不是一种随机噪声,而是印刷时为了标明签名区域加入的,对于这种竖线的消除为了尽量减小对于原始签名图像的改变,不使用滤波技术,而是采用下面这种方法。
通过观察,这样的竖线通常只有一个像素的宽度,即位于竖线上的像素其八领域的像素点分布如图2-6所示:因此,只需要消除签名图像中,其八领域满足图2-6所示 的分布的像素。
为了提高处理速度,采用一种称之为LUT 的编程方法,这种方法,首先将一个3x3像素区域的各个像素点给定一个素引值,如图2-7所示。
那么对应于一个3x3的二值像素区域,其共有的29 = 512种像素分布方式都可以由一个确定的和值表示。
以Ind(x,y),1<x,y<3,表示图2-7以f(x,y),1<x,y<3,表示3*3的二值像素区域,则任意一种像素分布方式都可以用和值表示。