Распознавание рукописной подписи с применением нейронных сетей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Настоящая работа посвящена решению задачи распознаванию подписи с использованием нейронных сетей. Авторами предложено использование сверточных нейронных сетей с целью определения класса подписи. Подписи играют важную роль в финансовых, коммерческих и юридических транзакциях, их распознавание гарантирует безопасность не только информации, но и личности в целом. Применение нейронных сетей для распознавания подписи позволяет достоверно идентифицировать пользователя в автоматизированном режиме. Авторами разработана сверточная нейронная сеть, также предложен алгоритм, который состоит из предобработки изображения, включающей в себя сегментацию фона, шумоподавление и нормализация изображения. Предобработка изображения позволяет повысить качество работы сети. Далее выполняется извлечения вектора признаков, который состоит из глобальных признаков, таких как отношение высоты к ширине подписи, максимальная горизонтальная гистограмма и максимальная вертикальная гистограмма, горизонтальный центр и вертикальный центр подписи, конечные точки подписи, область подписи, обучения нейронной сети с извлеченными признаками, распознавания владельца рукописной подписи и последующее прогнозировании класса подписи.

Цель – разработка алгоритма распознавания рукописной подписи с применением нейронных сетей.

Метод или методология проведения работы: в работе использованы методы компьютерного зрения; методы глубокого обучения, а также методы объектно-ориентированного программирования.

Результаты: разработан алгоритм распознавания рукописной подписи с применением нейронной сети.

Область применения результатов: применение полученных результатов целесообразно в криминалистических анализах документов, так как человек использует подпись на регулярной основе для подписания чеков, юридических документов, контрактов и других бумажных носителей, нуждающихся в защите. Поэтому, когда кто-то пытается скопировать подпись возникает проблема, которая может повлечь за собой нежелательные последствия в виде хищения и дальнейшего использования как персональных данных, так и другой ценной секретной информации.

Об авторах

Анна Владимировна Пятаева

Институт космических и информационных технологий СФУ

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna4u@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-0140-263X
SPIN-код: 2498-2148

доцент кафедры Систем искусственного интеллекта ИКИТ СФУ, кандидат технических наук

 

Россия, ул. Академика Киренского, 26Б, г. Красноярск, 660074, Российская Федерация

Михаил Алексеевич Мерко

Институт космических и информационных технологий СФУ

Email: mmerko@sfu-kras.ru
SPIN-код: 2305-6520

доцент кафедры Систем искусственного интеллекта ИКИТ СФУ, кандидат технических наук

 

Россия, ул. Академика Киренского, 26Б, г. Красноярск, 660074, Российская Федерация

Владислава Андреевна Жуковская

Институт космических и информационных технологий СФУ

Email: zhukovskaya.vlada00@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6113-3128

студентка 1 курса магистратуры

 

Россия, ул. Академика Киренского, 26Б, г. Красноярск, 660074, Российская Федерация

Иван Андреевич Пиньчук

Институт космических и информационных технологий СФУ

Email: adelinakorob@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-5537-9730

студент 1 курса магистратуры

 

Россия, ул. Академика Киренского, 26Б, г. Красноярск, 660074, Российская Федерация

Мария Сергеевна Елисеева

Институт космических и информационных технологий СФУ

Email: adelinakorob@mail.ru

студентка 2 курса магистратуры

 

Россия, ул. Академика Киренского, 26Б, г. Красноярск, 660074, Российская Федерация

Список литературы

  1. Plamondon R., Srihari S. N. Online and off-line handwriting recognition: a comprehensive survey // IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. – 2000. – Т. 22. – №. 1. – С. 63-84.
  2. Jain A. K., Nandakumar K., Nagar A. Biometric template security // EURASIP Journal on advances in signal processing. – 2008. – Т. 2008. – С. 1-17.
  3. Maiorana E. et al. Cancelable templates for sequence-based biometrics with application to on-line signature recognition // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans. – 2010. – Т. 40. – №. 3. – С. 525-538.
  4. Rua E. A. et al. Biometric template protection using universal background models: An application to online signature // IEEE Transactions on Information Forensics and Security. – 2011. – Т. 7. – №. 1. – С. 269-282.
  5. Grosso E., Pulina L., Tistarelli M. Modeling biometric template update with ant colony optimization // 2012 5th IAPR International Conference on Biometrics (ICB). – IEEE, 2012. – С. 506-511.
  6. Bhunia A. K., Alaei A., Roy P. P. Signature verification approach using fusion of hybrid texture features // Neural Computing and Applications. 2019, vol. 31, p. 8737–8748.
  7. Kumar R., Sharma J., Chanda B. Writerindependent off-line signature verification using surroundedness feature // Pattern recognition letter. 2012, vol. 33(3), p. 301–308.
  8. Hafemann L. G., Oliveira L. S., Sabourin R. Fixed sized representation learning from offline handwritten signatures of different sizes // International Journal on Document Analysis and Recognition. 2018, vol. 21(3), p.219–232.
  9. Yilmaz M., Yanikog B. Score level fusion of classifiers in off-line signature verification // Information Fusion. 2016, vol. 32, p. 109–119.
  10. MacQueen J. Proceedings of the fifth Berkeley symposium on mathematical statistics and probability // Some methods for classification and analysis of multivariate observations. – 1967. – С. 281-297.
  11. Jagtap A. B., Sawat D. D., Hegadi R., Hegadi R.S. Verification of genuine and forged offline signatures using Siamese Neural Network (SNN) // Multimedia Tools and Applications. 2020, vol. 79, p. 35109–35123.
  12. Jain A., Singh S. K., Singh K. P. Handwritten signature verification using shallow convolutional neural network // Multimedia Tools and Applications. 2020, vol. 79, p. 19993–20018.
  13. Ghosh, R. A. Recurrent Neural Network based deep learning model for offline signature verification and recognition system // Expert Systems with Applications. 2021. Vol. 168.
  14. Антонио Джулли, Суджит Пал Библиотека Keras – инструмент глубокого обучения. Реализация нейронных сетей с помощью библиотек Theano и TensorFlow. - ДМК Пресс, 2017. - 296 с.
  15. Matplotlib 3.6.2 documentation // Matplotlib documentation URL: https://matplotlib.org/stable/index.html (дата обращения: 05.11.2022).
  16. About OpenCV // OpenCV URL: https://opencv.org/about/ (дата обращения: 05.11.2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Пятаева А.В., Мерко М.А., Жуковская В.А., Пиньчук И.А., Елисеева М.С., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».