HӐC VIӊN CƠNG NGHӊ BѬU CHÍNH VIӈN THƠNG - NGUYӈN BÁ THӎNH NGHIÊN CӬU VÀ XÂY DӴNG Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Chuyên ngành: TruyӅn dӳ liӋu Mҥng máy tính Mã sӕ: 60.48.15 TĨM TҲT LUҰN VĂN THҤC SƬ Hà Nӝi - 2012 Luұn văn ÿѭӧc hoàn thành tҥi: HӐC VIӊN CƠNG NGHӊ BѬU CHÍNH VIӈN THƠNG Ngѭӡi hѭӟng dүn khoa hӑc: PGS.TS Trӏnh Nhұt TiӃn Phҧn biӋn 1: PGS.TS Ngô Quӕc Tҥo Phҧn biӋn 2: TS Trҫn Nguyên Ngӑc Luұn văn sӁ ÿѭӧc bҧo vӋ trѭӟc Hӝi ÿӗng chҩm luұn văn thҥc sƭ tҥi Hӑc viӋn Cơng nghӋ Bѭu ViӉn thơng Vào lúc: 16 giӡ 00 ngày 20 tháng 01 năm 2013 Có thӇ tìm hiӇu luұn văn tҥi: - Thѭ viӋn cӫa Hӑc viӋn Cơng nghӋ Bѭu ViӉn thơng MӢ ĈҪU Ngày có rҩt nhiӅu cách ÿӇ xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ngѭӡi viӋc xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ngѭӡi rҩt quan trӑng cҫn thiӃt Chúng ta có thӇ xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ngѭӡi thơng qua dҩu vân tay, chӭng minh thѭ, chӳ ký, tên mұt khҭu, ÿһc ÿiӇm nhұn dҥng« Trong giao dӏch thѭѫng mҥi, hӧp ÿӗng kinh doanh, giao kèo, cơng cө ÿӇ xác minh ngѭӡi có trách nhiӋm biên bҧn giao dӏch chӳ ký cӫa ngѭӡi ÿó CNJng nhѭ giao dӏch tҥi ÿiӇm giao dӏch cӫa ViӉn thông Hà Nӝi, ÿӇ uӹ quyӅn cho ngѭӡi khác chӳ ký cNJng có ý nghƭa rҩt quan trӑng Chӳ ký sӁ xác minh, xác thӵc ÿѭӧc ngѭӡi ký hӑ có quyӅn hay không Vӟi tҫm quan trӑng cӫa chӳ ký nhѭ vұy, nên viӋc giҧ mҥo chӳ ký ngày mӝt trӣ nên nhiӅu hѫn, viӋc xác thӵc chӳ ký bҵng mҳt thѭӡng sӁ có rҩt nhiӅu sai sót ÿӕi vӟi nhӳng chӳ ký mà ngѭӡi ký cӕ tình giҧ mҥo Vӟi nhӳng quan chӭc cҩp cao, nhӳng giám ÿӕc doanh nghiӋp, thӫ trѭӣng cѫ quan« viӋc ký văn bҧn giҩy tӡ rҩt nhiӅu, hӑ sӁ không thӇ ký hӃt ÿѭӧc, ÿó cҫn có sӵ uӹ hoһc chӳ ký cӫa hӑ ÿѭӧc lѭu ӣ dҥng ҧnh Chính vұy cNJng cҫn xây dӵng nên nhӳng thѭ viӋn chӳ ký dùng ÿӇ xác minh, xác thӵc chӳ ký cҫn thiӃt Luұn văn sӁ ÿi nghiên cӭu phѭѫng pháp ÿӇ xác thӵc chӳ ký viӃt tay, chӭng minh sӵ giҧ mҥo chӳ ký Các nӝi dung trình bày: Ch˱˯ng 1: TӘNG QUAN Vӄ CHӲ KÝ VÀ SӴ GIҦ MҤO Ӣ chѭѫng luұn văn sӁ ÿi tìm hiӇu vӅ khái niӋm chӳ ký sӵ giҧ mҥo chӳ ký viӃt tay Ch˱˯ng 2: Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Ӣ chѭѫng luұn văn sӁ tìm hiӇu nghiên cӭu hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay, phân tích trình xây dӵng hӋ thӕng xác thӕng chӳ ký viӃt tay Ch˱˯ng 3: THӰ NGHIӊM CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Trong chѭѫng sӁ giӟi thiӋu mӝt sӕ hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay áp dөng lý thuyӃt ÿã tìm hiӇu ӣ chѭѫng trѭӟc ÿӇ xây dӵng hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ Tәng kӃt kӃt quҧ ÿã ÿҥt ÿѭӧc mong muӕn, kiӃn nghӏ ÿӇ phát triӇn hӋ thӕng Ch˱˯ng TӘNG QUAN Vӄ CHӲ KÝ VÀ SӴ GIҦ MҤO 1.1 KHÁI NIӊM CHӲ KÝ Mӝt sӕ loҥi chӳ ký nhѭ: chӳ ký viӃt tay, chӳ ký ÿiӋn tӱ, chӳ ký sӕ Chӳ ký viӃt tay (handwritten signature): chӳ ký ÿѭӧc ký bҵng bút ӣ giҩy Chӳ ký sӕ (digital signature): thơng tin ÿã ÿѭӧc mã hố ÿi kèm theo dӳ liӋu (văn bҧn, hình ҧnh, video«) nhҵm mөc ÿích xác ÿӏnh ngѭӡi chӫ cӫa dӳ liӋu ÿó Chӳ ký ÿiӋn tӱ: thơng tin ÿi kèm theo dӳ liӋu (văn bҧn, hình ҧnh, video«) nhҵm mөc ÿích xác ÿӏnh ngѭӡi chӫ cӫa dӳ liӋu Chúng ta sӁ ÿi nghiên cӭu vӅ chӳ ký viӃt tay Chӳ ký viӃt tay mӝt phҫn không thӇ thiӃu giao dӏch thѭѫng mҥi, hӧp ÿӗng giao kèo Ĉһc biӋt chӳ ký giúp xác minh, nhұn dҥng ÿѭӧc ngѭӡi ký Khi ÿã ký vào mӝt tài liӋu ngѭӡi ký ÿã chҩp thuұn ÿiӅu khoҧn ÿiӅu lӋ nӝi dung cӫa tài liӋu, lúc ngѭӡi ký cҫn có trách nhiӋm vӟi nhӳng tài liӋu ÿó Bӕn thuӝc tính pháp lý cӫa mӝt chӳ ký viӃt tay nhѭ sau: Tính xác thӵc (Authentication): mӝt chӳ ký cho phép xác minh, xác thӵc ngѭӡi ký Sӵ công nhұn (Acceptance): chӳ ký truyӅn ý ÿӏnh chӫ tâm sӵ chҩp thuұn nӝi dung tài liӋu mà ngѭӡi ký ÿã ký Tính tồn vҽn (integrity): chӳ ký thiӃt lұp xác minh tài liӋu ÿѭӧc ký, cho biӃt tài liӋu ÿó khơng bӏ thay ÿәi theo bҩt kǤ cách Không thӇ tӯ chӕi trách nhiӋm (Non-repudiation): tác dөng cӫa ba ÿiӅu nhѭ lӡi hӭa cӫa ngѭӡi ký, mà hӑ không thӇ phӫ nhұn nhӳng ÿã ký Chӳ ký viӃt tay có rҩt nhiӅu hình dҥng kích thѭӟc khác Sӵ thay ÿәi ӣ chúng cNJng rҩt nhiӅu, trӣ nên khó khăn cho ngѭӡi muӕn phân biӋt chӳ ký ÿúng chӳ ký giҧ mҥo quan sát bҵng mҳt thѭӡng Chúng ta có thӇ chia chӳ ký viӃt tay nhѭ là: chӳ ký ÿѫn giҧn, chӳ ký ҭu chӳ ký ÿӗ hoҥ (hình 1.1): - Chӳ ký ÿѫn giҧn (simple): chӳ ký mà ӣ ÿó ngѭӡi ký viӃt tên cӫa hӑ - Chӳ ký viӃt ҭu (cursive): chӳ ký ÿѭӧc viӃt ҭu thҧ - Chӳ ký ÿӗ hoҥ (graphical): chӳ ký ÿѭӧc phân loҥi nhѭ ÿӗ hoҥ miêu tҧ kiӇu dáng hình hӑc cӫa chӳ viӃt ҭu Hình 1.1: Các kiӇu chӳ ký viӃt tay HӋ thӕng xác thӵc chӳ ký tӵ ÿӝng ÿã trӣ nên rҩt cҫn thiӃt mà viӋc phân biӋt giӳa chӳ ký thұt chӳ ký giҧ mҥo trӣ nên khó khăn bҵng mҳt thѭӡng ViӋc dùng máy tính ÿӇ xác thӵc chӳ ký viӃt tay trӣ nên ÿáng tin cұy có hiӋu quҧ cao hѫn Xác thӵc chӳ ký mӝt mҧng nghiên cӭu quan trӑng viӋc xác thӵc thông tin cá nhân, vӟi rҩt nhiӅu ӭng dөng khác nhѭ: kiӇm tra séc, truy cұp ATM, truy cұp máy tính«vӅ cѫ bҧn có thӇ chia xác thӵc chӳ ký thành phҫn chính: - Online: chӳ ký ÿѭӧc nhұn vào hӋ thӕng bҵng thiӃt bӏ trình viӃt vұy dӳ liӋu ÿѭӧc xӱ lý ÿӝng - Offline: chӳ ký ÿѭӧc nhұn vào hӋ thӕng sau viӋc ký ÿã hoàn tҩt dӳ liӋu ӣ ÿây ҧnh tƭnh 1.2 VҨN Ĉӄ GIҦ MҤO CHӲ KÝ Trong thӵc tӃ vӟi vai trị cӫa chӳ ký, viӋc giҧ mҥo chӳ ký diӉn nhiӅu nhiӅu lƭnh vӵc, viӋc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo rҩt cҫn thiӃt quan trӑng Mӝt sӕ loҥi chӳ ký giҧ mҥo nhѭ (hình 1.2): - Giҧ mҥo ngүu nhiên (Random forgery): ngѭӡi ký không biӃt chӳ ký cӫa ngѭӡi hӑ giҧ mҥo, hӑ chӍ biӃt tên cӫa ngѭӡi hӑ ÿӏnh giҧ mҥo chӳ ký ViӋc ký diӉn ngүu nhiên theo ý cӫa hӑ KiӇu giҧ mҥo rҩt dӉ phát hiӋn bҵng mҳt thѭӡng - Giҧ mҥo không tұp luyӋn (Unskilled signature): ngѭӡi ký bҳt chѭӟc chӳ ký cӫa ngѭӡi khác không bҩt cӭ mӝt sӵ hiӇu nào, hӑ chӍ ÿѭӧc quan sát qua chӳ ký cӫa ngѭӡi ÿó sau mӝt thӡi gian mà thơi KiӇu giҧ mҥo cNJng khơng khó phát hiӋn - Giҧ mҥo có tұp luyӋn (Skilled signature): ÿây kiӇu giҧ mҥo khó phát hiӋn nhҩt bӣi viӋc ký ÿѭӧc thӵc hiӋn bӣi nhӳng ngѭӡi có kinh nghiӋm viӋc chép, giҧ mҥo chӳ ký, nói cách khác chúng ÿѭӧc ký bӣi chuyên gia viӋc giҧ mҥo Hình 1.2: Mӝt sӕ kiӇu chӳ ký giҧ mҥo Trong phҫn tiӃp theo sӁ mô tҧ chi tiӃt thành phҫn cӫa mӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay Mӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay có thӇ ÿѭӧc mơ tҧ nhѭ hình sau: Hình 1.3: Mơ hình xác thӵc chӳ ký viӃt tay Mӝt sӕ phѭѫng pháp dùng ÿӇ xác thӵc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký: - Xác thӵc phát hiӋn chӳ ký viӃt tay off-line sӱ dөng mô hình mӡ (Off-line signature verification and forgery detection using fuzzy modeling) - Xác thӵc nhұn dҥng chӳ ký viӃt tay off-line bӣi sӵ hӛ trӧ cӫa véc tѫ máy (Off-line signature verification and recognition by support vector machine) - Nhұn dҥng xác thӵc chӳ ký viӃt tay off-line sӱ dөng mҥng Neural (OffLine Signature Recognition and Verification Using Neural Network) Luұn văn sӁ nghiên cӭu hӋ thӕng tӵ ÿӝng xác thӵc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký viӃt tay Offline dӵa mơ hình mӡ HӋ thӕng sӱ dөng mơ hình Takagi-sugeno kӃt hӧp vӟi cҩu trúc tham sӕ ÿӇ tính tốn sӵ thay ÿәi ӣ nhӳng nét ÿһc trѭng cӫa chӳ ký viӃt tay Ӣ giai ÿoҥn khӣi tҥo chӳ ký cҫn xác thӵc ÿѭӧc tiӅn xӱ lý bҵng cách: chuҭn hoá kích thѭӟc, biӃn ÿәi nhӏ phân (màu thành ÿen trҳng) ÿѭӧc làm mҧnh trѭӟc trích chӑn ÿһc trѭng tӯ ҧnh chӳ ký ÿó Các ÿһc trѭng tҥo kiӃn thӭc cѫ sӣ, dùng làm cӭ ÿӇ chӳ ký cҫn xác thӵc so sánh vӟi TiӃp ÿó thӵc hiӋn viӋc xác thӵc, sӁ so sánh ÿһc trѭng cӫa chӳ ký cӫa chӳ ký vӯa ÿѭӧc trích chӑn vӟi ÿһc trѭng cӫa chӳ ký gӕc cҫn so sánh Vì khơng có hai chӳ ký giӕng hồn tồn, nên sӱ dөng logic mӡ ÿӇ làm mӡ ÿһc trѭng chӳ ký cӫa tӯng ngѭӡi, sau ÿó so sánh chӳ ký cҫn xác thӵc vӟi ÿһc trѭng mӡ ÿӇ khҷng ÿӏnh chӳ ký mӟi có phҧi cӫa ngѭӡi ÿó cѫ sӣ dӳ liӋu không Ch˱˯ng Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Mӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay bao gӗm giai ÿoҥn sau: - Thu nhұn dӳ liӋu - TiӅn xӱ lý dӳ liӋu - Trích chӑn ÿһc trѭng - Xác thӵc chӳ ký 2.1 THU NHҰN DӲ LIӊU Chӳ ký cҫn kiӇm tra ÿѭӧc ký bҵng tay, bҵng bút ÿen giҩy trҳng, sau ÿó ÿѭӧc qt vӟi ÿӝ phân giҧi 200 dpi (hình 2.1) Chӳ ký sau ÿѭӧc quét gӑi chӳ ký ban ÿҫu sӁ trҧi qua thao tác tiӅn xӱ lý: chuҭn lҥi kích thѭӟc, nhӏ phân ҧnh, làm mҧnh trѭӟc ÿһc ÿiӇm cӫa ÿѭӧc trích xuҩt Các ÿһc ÿiӇm tҥo nên cѫ sӣ tri thӭc ÿӇ sau sӱ dөng viӋc xác thӵc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo Hình 2.1: Quét ҧnh Hình 2.2: Lҩy chӳ ký 2.2 TIӄN XӰ LÝ DӲ LIӊU ViӋc xӱ lý dӳ liӋu ÿҫu vào rҩt quan trӑng trѭӟc trích xuҩt ÿһc ÿiӇm chӳ ký sau quét vào Trong hӋ thӕng ҧnh ÿѭӧc quét vào ÿѭӧc chӍnh lҥi kích thӭѫc vӅ 120 x 60 ÿiӇm ҧnh, sau ÿó ÿѭӧc nhӏ phân hóa làm mҧnh Các ÿһc ÿiӇm sӁ ÿѭӧc trích xuҩt tӯ ҧnh sau xӱ lý 2.3 TRÍCH CHӐN ĈҺC TRѬNG Ҧnh tiӅn xӱ lý ÿѭӧc chia làm phҫn sӱ dөng phѭѫng pháp cân bҵng mұt ÿӝ ngang Ӣ phѭѫng pháp ҧnh ÿã nhӏ phân hoá (ҧnh ÿen trҳng) ÿѭӧc quét theo chiӅu ngang tӯ trái sang phҧi, sau ÿó tӯ phҧi sang trái tәng sӕ ÿiӇm ҧnh màu ÿen toàn bӝ ҧnh (ÿiӇm tӕi) ÿѭӧc nhұn biӃt hӃt Các ÿiӇm ҧnh ÿó ÿѭӧc chia làm vùng cho sӕ lѭӧng ÿiӇm ҧnh tӕi phân bӕ mӛi vùng xҩp xӍ bҵng ViӋc chia ÿѭӧc minh hoҥ nhѭ (hình 2.3) dѭӟi ÿây: Hình 2.3: Mơ hình trích chӑn ÿһc trѭng ҧnh Hình 2.4: (a) Phân chia ҧnh theo phѭѫng mұt ÿӝ ngang (b) TiӅn xӱ lý ҧnh rút trích ÿһc trѭng Các bѭӟc trích chӑn ÿһc trѭng: Bѭӟc 1: Tính tәng sӕ ÿiӇm ҧnh màu ÿen có ҧnh ÿã ÿѭӧc tiӅn xӱ lý gӑi sӕ ÿó S Ta muӕn chia ҧnh làm vùng nên ta tính sӕ lѭӧng ÿiӇm ҧnh mӛi vùng = S/8 (tәng sӕ ÿiӇm ҧnh tӕi toàn bӝ ҧnh chia cho sӕ vùng cҫn chia) Ví dө: có 800 ÿiӇm ҧnh chia cho vùng => sӕ ÿiӇm ҧnh mӛi vùng xҩp xӍ 100 ÿiӇm Bѭӟc 2: Vì khơng thӇ lҩy xác 100 ÿiӇm mӛi vùng => ta lҩy xҩp xӍ 100 ÿiӇm - Quét ҧnh tӯ trái sang phҧi cho tӟi gһp cӝt ÿó mà sӕ lѭӧng ÿiӇm ҧnh màu ÿen có phҫn ÿang xét tính ÿӃn cӝt ÿó bҵng hoһc lӟn hѫn 100, hoһc ÿӃn cӝt cuӕi cӫa ҧnh chӳ ký Lһp lҥi viӋc quét tӯ trái sang phҧi cho phҫn ta muӕn chia, ta nhұn ÿѭӧc cӝt, lҩy sӕ thӭ tӵ cӫa cӝt ÿó Gӑi lҫn lѭӧt cӝt (sӕ thӭ tӵ cӫa cӝt) ÿó là: t1, t2, «, t8 - Tѭѫng tӵ ta quét ҧnh chӳ ký tӯ phҧi qua trái ta cNJng tính sӕ ÿiӇm ҧnh nhѭ ta ÿѭӧc cӝt khác là: p1, p2, «, p8 (chú ý ta quét tӯ phҧi sang, nhѭng ta ÿánh sӕ thӭ tӵ ta ÿánh p8 ÿiӇm ÿҫu tiên p1 ÿiӇm cuӕi cùng) - Lҩy trung bình cӝt cӫa phҫn tѭѫng ӭng ӣ hai chiӅu quét tӯ trái sang phҧi tӯ phҧi sang trái, ta ÿѭӧc cӝt mӕc cho tӯng phҫn ta lҩy xҩp xӍ cӫa trung bình ÿó Gӑi xҩp xӍ ÿó lҫn lѭӧt là: tb1, tb2,«, tb8 tb1 = (t1 +p1)/2, tb2 = (t2 +p2)/2, ««««««« tb8 = ( t8 +p8)/2 Bѭӟc 3: - Vӟi mӛi mӝt vùng vùng vӯa tính ÿѭӧc ӣ (phân ranh giӟi vùng bҵng tb1,tb2,«,tb8), ta gӑi vùng v1, v2,«, v8 ta ÿiӅu chӍnh lҥi kích thѭӟc cӫa tồn vùng thành mӝt có kích thѭӟc 39 x 60 pixels làm mҧnh lҫn nӳa - Mӛi ô (mӝt vùng) ta lҥi chia thành hàng cӝt, tӭc mӛi vùng bây giӡ gӗm 12 phҫn ChiӅu ngang cӫa mӛi phҫn 39/3 = 13, chiӅu dӑc cӫa mӛi phҫn 60/4 =15 Vұy mӛi phҫn có kích thѭӟc 13x15 pixels Nhѭ vұy mӝt chӳ ký ta ÿã chia thành vùng x 12 phҫn, tәng cӝng 96 phҫn cho mӝt chӳ ký - Ta tính góc cӫa ÿiӇm ҧnh tӕi mӛi phҫn vӟi ÿiӇm gӕc cӫa tӯng phҫn ÿӇ ta tính góc ÿiӇm trái bên dѭӟi cӫa phҫn Mӝt phҫn có chiӅu rӝng 13 pixels, chiӅu ngang 15pixels Ví dө: vӟi mӝt phҫn lҩy tӯ 96 phҫn nhѭ hình dѭӟi ÿây (hình 2.7) Hình 2.7: Mӝt phҫn cӫa chӳ ký Giҧ sӱ có 30 ÿiӇm ҧnh tӕi (màu ÿen) phҫn Ta xét ÿiӇm ҧnh lҫn lѭӧt tӯ trái sang phҧi, tӯ xuӕng dѭӟi cӫa phҫn, ÿiӇm màu ÿen ta tính góc, màu trҳng bӓ qua Giҧ sӱ có ÿiӇm (2,3) màu ÿen, tӑa ÿӝ tính theo chiӅu ngang (chiӅu x), tӑa ÿӝ tính theo chiӅu dӑc (chiӅu y), ÿó góc cӫa ÿiӇm ÿѭӧc tính dӵa vào cơng thӭc: Tan(goc2,3) = cҥnh ÿӕi/ cҥnh kӅ; Tan(goc2,3) = (chiӅu cao phҫn - toҥ ÿӝ y)/toҥ ÿӝ x tính goc2,3 theo cơng thӭc: goc2,3 = arctan(tan(goc2,3)) Lһp lҥi viӋc tính góc cӫa tҩt cҧ ÿiӇm ҧnh màu ÿen cӫa phҫn, rӗi lҩy trung bình cӝng cӫa góc làm dӳ liӋu ÿһc trѭng cӫa phҫn Ĉһc trѭng góc cӫa phҫn = (goc1,1 + goc2,3 +«+ goc13,15) / 30 Tính trung bình cӝng góc tӯng phҫn cӫa 12 phҫn cӫa mӝt vùng chӳ ký, lҫn lѭӧt tӯ trái sang phҧi, tӯ xuӕng dѭӟi Cӭ thӃ tính hӃt vùng cӫa chӳ ký tӯ trái sang phҧi Bѭӟc 4: Sau ta thu ÿѭӧc trung bình cӝng cӫa 96 góc cӫa chӳ ký ta lѭu lҥi chúng vào mҧng chiӅu: chiӅu ngang 96 lѭu trung bình cӝng góc cӫa 96 phҫn cho mӝt chӳ ký, chiӅu dӑc tѭѫng ӭng sӕ lѭӧng chӳ ký thu ÿѭӧc Bҧng 2.1: Các ÿһc trѭng góc cӫa chӳ ký 2.4 XÁC THӴC Chúng ta sӁ sӱ dөng mô hình mӡ cӫa ÿһc trѭng góc cho viӋc xác thӵc chӳ ký phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký Chúng ta có thӇ dӵa vào mơ hình mӡ cӫa Takagisugeno Ĉӕi vӟi viӋc xác thӵc chӳ ký dӵa nhiӅu ÿһc trѭng cӫa chӳ ký nhѭ ÿһc trѭng vӅ góc, ÿһc trѭng vӅ khoҧng cách «thì có thӇ ÿѭa vӅ mơ hình mӡ tѭѫng tӵ mơ hình Takagi-sugeno 2.4.1 Mơ hình Takagi-sugeno 2.4.1.1 Cơng thͱc Vӟi xk ÿһc trѭng thӭ kth cӫa tұp mӡ Ak, ÿó luұt IF THEN thӭ kth mơ hình Takagi-sugeno ÿѭӧc mô tҧ nhѭ sau: Rule k: IF xk is Ak THEN yk = ck0 + ck1 xk (1) Mӛi chӳ ký có mӝt quy luұt riêng, vұy có sӕ lѭӧng luұt bҵng vӟi sӕ lѭӧng ÿһc trѭng (96 luұt) Tұp mӡ Ak ÿѭӧc diӉn tҧ bӣi hàm liên thuӝc dѭӟi dҥng hàm mNJ sau: Trong ÿó giá trӏ trung bình sai sӕ cӫa ÿһc trѭng thӭ k thiӃt lұp mӡ Vӟi hai tham sӕ sk tk, sӵ thêm hai tham sӕ vào sӁ giúp theo dõi sӵ thay ÿәi viӃt cӫa chӳ ký Khi sk = tk = -1, hàm liên thuӝc khơng có tham sӕ cҩu trúc ÿó chӍ bӏ ҧnh hѭӣng bӣi giá trӏ trung bình ÿӝ lӋch tұp hӧp ViӋc chӭng minh sӵ thay ÿәi hàm liên thuӝc dӉ dàng kiӇm tra nhӳng sӵ thay ÿәi qua giá trӏ trung bình sai sӕ, không cҫn kӻ thuұt hӑc tinh vi Sӵ ÿҫy ÿӫ công thӭc (1) ÿѭӧc diӉn tҧ nhѭ sau: Hàm ÿҫu trӣ thành: Trong ÿó L sӕ lѭӧng luұt (96 luұt) Chúng ta ÿӏnh nghƭa hàm ÿánh giá hiӋu suҩt nhѭ sau: Vӟi Y Yr lҫn lѭӧt biӇu diӉn giá trӏ ÿҫu cӫa hӋ thӕng thӵc giá trӏ ÿҫu cӫa mơ hình mӡ ÿang xây dӵng NӃu Yr khơng xác ÿӏnh sӁ ÿѭӧc quy vӅ mӝt giá trӏ ÿѫn vӏ 2.4.1.2 H͕c tham s͙ 2.4.1.3 C̵p nh̵p tham s͙ 2.4.1.4 Áp dͭng toán Ta xây dӵng mӝt tұp chӳ ký mүu vӟi mӛi chӳ ký sӁ ÿѭӧc ký 10 lҫn Trong mơ hình Takagi-sugeno vӟi hӋ sӕ chӑn trѭӟc cӕ ÿӏnh: ck0= 1/L; ck1= Tӯ công thӭc (5) ta chӑn Yr = Tӯ công thӭc (1), (4), (5) vӟi tham sӕ ӣ ta có: J = ( - ) Vӟi hàm ÿánh giá hiӋu suҩt này, ta tính tốn ÿҥo hàm theo sk tk sau ÿó thӵc hiӋn cұp nhұp tham sӕ ta tính giá trӏ hàm liên thuӝc cho tҩt cҧ ÿһc trѭng Lһp lҥi thao tác cho tҩt cҧ chӳ ký cӫa tӯng ngѭӡi Vӟi mӛi ngѭӡi ta có I lҫn ký (I = 10) mӛi chӳ ký có j ÿһc trѭng (j=96) Trong tұp 10 giá trӏ hàm liên thuӝc thӭ j (MFi,j (i=1,2, ,10)) ta xác ÿӏnh giá trӏ MFj max , MFj tѭѫng ӭng giá trӏ lӟn nhҩt nhӓ nhҩt cӫa hàm liên thuӝc Nhѭ vұy ta có 96 cһp min, max ÿѭӧc xác ÿӏnh Ĉӕi vӟi mӛi chӳ ký cҫn xác thӵc, ta kiӇm tra ӭng vӟi mӛi giá trӏ hàm liên thuӝc nҵm khoҧng min, max tѭѫng ӭng ta tính true, ngѭӧc lҥi false N = tәng sӕ lҫn tính true, ta so sánh N/96 vӟi C mӕc phҫn trăm quy ÿӏnh tính xác thӵc (ví dө 90%), nӃu N/96 > C ta nói chӳ ký cҫn xác thӵc ÿúng cӫa ngѭӡi ÿó, ngѭӧc lҥi ta kӃt luұn ÿó chӳ ký giҧ mҥo Ch˱˯ng THӰ NGHIӊM CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY 3.1 GIӞI THIӊU MӜT SӔ CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY 3.1.1 Chѭѫng trình xác thӵc chӳ ký viӃt tay cӫa Ingvald Straume 3.1.2 Chѭѫng trình xác thӵc chӳ ký viӃt tay cӫa Ajay R, Keshav Kumar HK Sachin Sudhendra 3.2 XÂY DӴNG CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY 3.2.1 Giӟi thiӋu chѭѫng trình xác thӵc chӳ ký viӃt tay Dӵa mơ hình mӡ Takagi-sugeno kӃt hӧp vӟi cҩu trúc tham sӕ ÿi xây dӵng chѭѫng trình xác thӵc chӳ ký Mөc ÿích xây dӵng chѭѫng trình ÿӇ tiӃn hành viӋc hӑc xác thӵc chӳ ký ĈӇ hӑc ÿѭӧc cҫn rút trích ÿһc trѭng cӫa chӳ ký lѭu vào cѫ sӣ dӳ liӋu, sӁ dùng nhӳng thông tin ÿӇ xác thӵc mӝt chӳ ký xem chӳ ký ÿó có ÿúng chӳ ký cӫa mӝt ngѭӡi ÿó cѫ sӣ dӳ liӋu hay khơng Chѭѫng trình sӱ dөng cѫ sӣ dӳ liӋu Access Dӳ liӋu gӗm có hai bҧng: - Bҧng tblMinMaxMean: bҧng lѭu sӕ min, max, mean, ondinh cӫa 96 phҫn cӫa chӳ ký cӫa mӝt ngѭӡi - Bҧng tblsignature: bҧng lѭu thơng tin ÿһc trѭng góc cӫa 96 phҫn cӫa tӯng chӳ ký 3.2.2 Cҩu hình hӋ thӕng 1/ Phҫn cӭng: + Bӝ vi xӱ lý Pentium 300 Megahertz hoһc cao hѫn + Bӝ nhӟ Ram tӕi thiӇu 512MB (ÿӅ xuҩt 1G) + Dung lѭӧng ә ÿƭa cӭng tӕi thiӇu 20GB 2/ Phҫn mӅm: + HӋ ÿiӅu hành windows xp hoһc win7 + HӋ thӕng cѫ sӣ dӳ liӋu Microsoft Access 3.2.3 Các chӭc cӫa chѭѫng trình - Ĉăng ký ngѭӡi dùng: dùng cho viӋc hӑc - Nhұp chӳ ký: nhұp chӳ ký vào ÿӇ hӑc hoһc xác thӵc - Sang ÿiӇm ҧnh: chuҭn hóa kích thѭӟc, nhӏ phân hóa ҧnh, làm mҧnh ҧnh - Trích chӑn ÿһc trѭng: rút ÿһc trѭng cӫa ҧnh - Hӑc: lѭu thông tin ÿһc trѭng cӫa ҧnh - Xác thӵc: xác thӵc chӳ ký ngѭӡi dùng 3.2.4 Chѭѫng trình Mӝt sӕ hàm chӭc cӫa chѭѫng trình: - Hàm phân chia ҧnh: - Hàm tính trung bình góc: - Hàm xác thӵc 3.2.5 Hѭӟng dүn sӱ dөng chѭѫng trình Chѭѫng trình có giao diӋn nhѭ sau: Hình 3.7: Giao diӋn Chúng ta sӱ dөng 30 chӳ ký cӫa ba ngѭӡi, mӛi ngѭӡi ký 10 lҫn Chӳ ký ÿѭӧc ký sau ÿó ÿѭӧc quét vӟi ÿӝ phân giҧi 200dpi Sau ÿó chӍnh lҥi kích thѭӟc cӫa chӳ ký vӅ kích thѭӟc 120 x 60 pixels Khi chҥy chѭѫng trình, mӝt giao diӋn nhѭ hình 3.7 ÿѭӧc hiӋn vӟi mӝt biӇu ÿӗ ÿѭӧc tҥo sҹn Chúng ta cҫn ÿăng nhұp ÿӇ tiӃn hành viӋc hӑc xác thӵc mӝt chӳ ký, thông tin ÿăng nhұp sӁ ÿѭӧc lѭu vào cѫ sӣ dӳ liӋu, ÿӇ phөc vө cho viӋc hӑc xác thӵc Form ÿăng nhұp nhѭ sau (hình 3.8): Hình 3.8: Form ÿăng nhұp Khi ta kích vào nút ÿăng ký sӁ gӑi ÿӃn form ÿăng nhұp Sau ÿăng nhұp vào hӋ thӕng, có quyӅn hӑc chӳ ký mà nhұp vào, tiӃp theo cҫn nhұp mӝt chӳ ký vào chѭѫng trình Trong cӱa sә nhұp chӳ ký vào ta chӍ cho phép chӑn nhӳng ҧnh chӳ ký dҥng bitmap Bӭc ҧnh ÿѭӧc nhұp vào sӁ hiӇn thӏ nhѭ hình dѭӟi ÿây (hình 3.9): Hình 3.9: Chӳ ký ÿã ÿѭӧc nhұp vào Chúng ta ҩn nút ³Sang ÿiӇm ҧnh´ ÿӇ thӵc hiӋn viӋc nhӏ phân hố chӳ ký ÿó (hình 3.10) Hình 3.10 Sau nhӳng bѭӟc sӁ ÿѭӧc ҧnh cӫa chӳ ký ÿã ÿѭӧc nhӏ phân hố vӟi kích thѭӟc 120 x 60 pixels Chúng ta tiӃn hành viӋc trích chӑn ÿһc trѭng Chúng ta chia ҧnh làm phҫn theo phѭѫng pháp cân bҵng mұt ÿӝ ngang nhѭ Khi ÿó ta ÿѭӧc vùng cӫa mӝt chӳ ký, lҥi chӍnh lҥi kích thѭӟc cӫa mӛi vùng ÿó ÿѭa chúng vӅ kích thѭӟc 39 x 60 pixels Mӛi vùng vùng ÿó lҥi chia chúng thành hàng cӝt, sӁ ÿѭӧc 12 phҫn mӛi vùng nhѭ vұy có 96 phҫn cho mӝt chӳ ký Chúng ta sӁ tính góc cӫa tҩt cҧ ÿiӇm ҧnh (pixel tӕi) mӛi phҫn rӗi ta lҩy trung bình cӝng cӫa tҩt cҧ góc ÿó ÿӇ làm ÿҥi lѭӧng ÿһc trѭng góc cho phҫn ÿó Dӵa vào ÿҥi lѭӧng ÿһc trѭng cӫa phҫn ÿó vӁ ÿѭӧc biӇu ÿӗ ÿһc trѭng góc cӫa chӳ ký ÿó Chúng ta ҩn nút trích chӑn ÿһc trѭng ÿӇ thu ÿѭӧc kӃt quҧ nhѭ sau (hình 3.11): Hình 3.11 Lúc ta có thӇ tiӃn hành viӋc hӑc ÿӇ lѭu ÿһc trѭng góc vào cѫ sӣ dӳ liӋu hoһc tiӃn hành viӋc xác thӵc xem ÿây có phҧi chӳ ký cӫa ngѭӡi cҫn xác thӵc không KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ Sau mӝt thӡi gian làm viӋc, vӟi sӵ nӛ lӵc cӫa bҧn thân sӵ tұn tình chӍ bҧo cӫa thҫy giáo PGS.TS.Trӏnh Nhұt TiӃn tơi ÿã hồn thành luұn văn cӫa Luұn văn ÿã nghiên cӭu mơ hình xác thӵc chӳ ký viӃt tay phát hiӋn sӵ giҧ mҥo dӵa mơ hình mӡ cӫa Takagi - sugeno có sӱ dөng tham sӕ cҩu trúc hàm mNJ liên thuӝc Luұn văn gӗm kӃt quҧ chính: 1/ Nghiên cӭu vӅ chӳ ký viӃt tay hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay 2/ Thӱ nghiӋm chѭѫng trình xác thӵc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký viӃt tay Ĉӝ tin cұy (hay sӵ xác) cӫa q trình xác thӵc chӳ ký tӕi thiӇu bҵng hoһc xҩp xӍ vӟi chuyên gia phân tích chӳ ký giҧ mҥo, có khҧ xác thӵc mӝt sӕ lѭӧng lӟn chӳ ký thӡi gian ngҳn, hӋ thӕng có thӇ triӇn khai hoҥt ÿӝng tӕt ViӉn Thông Hà Nӝi mӑi ÿѫn vӏ có nhu cҫu, giúp giҧm thiӇu ÿáng kӇ nhӳng sai sót q trình xác thӵc chӳ ký thӫ công gây HӋ thӕng xác thӵc khơng chӍ có khҧ xác thӵc nhӳng chӳ ký ÿúng mà xác ÿӏnh ÿѭӧc sӵ giҧ mҥo chӳ ký HӋ thӕng ÿã ÿѭӧc áp dөng ÿӇ kiӇm tra hӝ chiӃu Australian vӟi ÿӝ xác cao Vӟi kӃt quҧ ÿã ÿҥt ÿѭӧc mong muӕn ÿѭӧc ӭng dөng chѭѫng trình vào thӵc tӃ tҥi ViӉn thông Hà Nӝi, triӇn khai nhân rӝng quy mô lӟn hѫn ngành ngành khác ... Vӄ CHӲ KÝ VÀ SӴ GIҦ MҤO 1.1 KHÁI NIӊM CHӲ KÝ Mӝt sӕ loҥi chӳ ký nhѭ: chӳ ký viӃt tay, chӳ ký ÿiӋn tӱ, chӳ ký sӕ Chӳ ký viӃt tay (handwritten signature): chӳ ký ÿѭӧc ký bҵng bút ӣ giҩy Chӳ ký sӕ... VIӂT TAY Ӣ chѭѫng luұn văn sӁ tìm hiӇu nghiên cӭu hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay, phân tích q trình xây dӵng hӋ thӕng xác thӕng chӳ ký viӃt tay Ch˱˯ng 3: THӰ NGHIӊM CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ... Nghiên cӭu vӅ chӳ ký viӃt tay hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay 2/ Thӱ nghiӋm chѭѫng trình xác thӵc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký viӃt tay Ĉӝ tin cұy (hay sӵ xác) cӫa trình xác thӵc chӳ ký tӕi thiӇu