以機(jī)器學(xué)習(xí)分析個(gè)人筆跡特徵及身分辨識(shí)之研究概要課件

1、以機(jī)器學(xué)習(xí)分析個(gè)人筆跡特徵及身分辨識(shí)之研究新竹教育大學(xué)資訊科學(xué)所林怡均2009/06/09目錄1.緒論2.相關(guān)研究3.研究方法與研究工具4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.結(jié)論2009/06/091.緒論身份辨識(shí)無(wú)所不在進(jìn)出住家、公司等保全系統(tǒng)網(wǎng)路認(rèn)證使用生物特徵作為身份認(rèn)證不需記憶密碼、不需攜帶感應(yīng)卡人權(quán)與隱私問(wèn)題找出取代生物認(rèn)證作為辨識(shí)身分之方法三個(gè)特性：普遍性、唯一性、永恆性2009/06/091.1 研究背景與動(dòng)機(jī)取代生物特徵作為辨識(shí)身分的方法蒐集個(gè)人生物特徵的隱私問(wèn)題提出無(wú)隱私問(wèn)題之特徵作為身分辨識(shí)的方法-筆跡人工的檢測(cè)筆跡方式十分耗資源檢測(cè)人員需有筆跡特徵之相關(guān)知識(shí)檢測(cè)公正性與客觀性有爭(zhēng)議以筆跡特徵作

2、為更具便利性之辨識(shí)系統(tǒng)具有普遍、唯一、永恆等特性無(wú)需記憶密碼2009/06/091.2 目的建構(gòu)可將筆跡數(shù)位化紀(jì)錄之工具便於未來(lái)資料使用儲(chǔ)存方便、容易保存建構(gòu)可分析筆跡之系統(tǒng) 系統(tǒng)分析省時(shí)省力可擷取人工不可為之特徵使用筆跡特徵辨識(shí)個(gè)人身分具有普遍、為一、永恆等特性無(wú)需記憶密碼2009/06/091.2 目的筆跡模型建製個(gè)人筆跡筆跡特徵寫(xiě)字過(guò)程中產(chǎn)生使用者筆跡模型經(jīng)決策樹(shù)訓(xùn)練個(gè)人資料使用者輸入2009/06/091.3 研究問(wèn)題如何選擇測(cè)驗(yàn)特定字並篩選出有效特徵？如何在47000中文字中挑選各國(guó)筆跡特徵超過(guò)100種，如何找出所需？如何建立筆跡分析與特徵蒐集系統(tǒng)？ 記錄寫(xiě)字座標(biāo)軌跡使用機(jī)器學(xué)習(xí)建立

3、模組如何找出具代表性之筆跡特徵並建構(gòu)筆跡辨識(shí)身分系統(tǒng)？ 筆跡特徵不單就外型而言挑選個(gè)人具代表性特徵2009/06/092.相關(guān)研究2.1 生物特徵指紋、虹膜、聲紋、臉型等2.2 筆跡學(xué)及其應(yīng)用筆跡、筆跡特徵、筆跡測(cè)量2.3 機(jī)器學(xué)習(xí)data mining、決策樹(shù)2009/06/092.1 生物特徵何謂生物特徵？根據(jù)生物的型態(tài)、構(gòu)造、生理及生態(tài)等特徵生物特徵之用途？將生物分門(mén)別類能夠加以描述 生物特徵作為身分認(rèn)證指紋、虹膜、DNA、聲紋、臉型2009/06/092.2 筆跡學(xué)及其應(yīng)用2.2.1 筆跡2.2.2 筆跡學(xué)2.2.3 筆跡測(cè)量2.2.4 筆跡特徵2009/06/092.2.1 筆跡何謂

4、筆跡？由大腦、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)及身體肌肉互相搭配的行為無(wú)法刻意模仿、任意亂寫(xiě)不足以表達(dá)筆跡筆跡之獨(dú)特性？每個(gè)人的筆跡是絕無(wú)僅有除非擁有相同的大腦、知覺(jué)、神經(jīng)等 2009/06/092.2.2 筆跡學(xué)義大利教授Camillo Baldi首次出版筆跡相關(guān)書(shū)籍 法國(guó)學(xué)者JH Michon首先提出筆跡學(xué)之英文名詞Graphology 透過(guò)改變寫(xiě)字風(fēng)格可達(dá)到性情的轉(zhuǎn)變(Brewer)筆跡學(xué)是一種投射技術(shù)，用在推斷個(gè)人人格依據(jù)方面(Tett)2009/06/092.2.3 筆跡測(cè)量筆跡測(cè)量問(wèn)題人格測(cè)量工具之缺乏(楊國(guó)樞林碧峰) 傳統(tǒng)測(cè)量資料保存不易作業(yè)人員需要相關(guān)知識(shí)與事前訓(xùn)練筆跡測(cè)量應(yīng)注意中文字與外文字背景構(gòu)造

5、不同，不應(yīng)盲從評(píng)判者之公正性2009/06/092.2.4 筆跡特徵2009/06/092.3 機(jī)器學(xué)習(xí)2009/06/093.研究方法與工具3.1 研究流程3.2 研究對(duì)象與工具限制3.3 筆跡測(cè)試樣本3.4 建構(gòu)記錄數(shù)位筆跡之工具3.5 分析筆跡特徵2009/06/093.1 研究流程2009/06/093.2 研究對(duì)象與工具限制研究對(duì)象限制本校大學(xué)及研究所學(xué)生男女不拘研究工具限制使用電子筆書(shū)寫(xiě)書(shū)寫(xiě)文字為特定之95字2009/06/093.3 筆跡測(cè)試樣本中文字?jǐn)?shù)繁多：康熙字典47000 參考楊國(guó)樞與林碧峰研究之159字扣除重複以及常用字等，修改文95字為測(cè)驗(yàn)內(nèi)容2009/06/093.4

6、 建構(gòu)記錄數(shù)位筆跡之工具一般特徵：結(jié)構(gòu)特徵：2009/06/093.5 分析筆跡特徵筆跡變項(xiàng)定義說(shuō)明平均字寬各別計(jì)算出95個(gè)字的單字寬後，求其平均。 平均字高各別計(jì)算出95個(gè)字的單字高後，求其平均。 字寬/字高單字字寬/單字字高，後加總?cè)∑骄?。平均面積單字面積加總後，取平均。寫(xiě)字接觸時(shí)間單筆下筆到起筆，單取紙筆接觸的時(shí)間，加總後取平均。寫(xiě)字停頓時(shí)間單筆起筆到下個(gè)字下筆，單取筆畫(huà)間停頓的時(shí)間，加總後取平均。寫(xiě)字接觸速度單筆下筆到起筆，單取紙筆接觸的速度，加總後取平均。整體速度自首筆下筆到尾筆起筆的速度。平均停頓時(shí)間單筆起筆到下個(gè)字下筆之時(shí)間加總/(筆畫(huà)-1)2009/06/094.實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.1

7、 筆跡紀(jì)錄工具 4.2 筆跡結(jié)構(gòu)特徵擷取工具4.3 決策樹(shù)分析結(jié)果與應(yīng)用2009/06/094.1 筆跡紀(jì)錄工具 實(shí)驗(yàn)設(shè)備書(shū)寫(xiě)工具：NAVInote電子筆產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)：Borland C+ Builder資料庫(kù)：MS SQL2009/06/094.1 筆跡紀(jì)錄工具 2009/06/094.1 筆跡紀(jì)錄工具受測(cè)者使用功能項(xiàng)目下個(gè)字、橡皮擦、單字清除、全部清除名稱使用時(shí)機(jī)功用下個(gè)字當(dāng)寫(xiě)完某字並確認(rèn)無(wú)誤立即計(jì)算本字特徵並跳出下一個(gè)文字橡皮擦當(dāng)寫(xiě)字過(guò)程中需要少許塗改文字出現(xiàn)橡皮擦圖型移動(dòng)至想塗改部分，按壓滑鼠左鍵並拖曳單字清除當(dāng)寫(xiě)字過(guò)程中需要整體清除此字清除本字全部清除當(dāng)寫(xiě)字過(guò)程中需要整體清除整體清除

8、2009/06/094.1 筆跡紀(jì)錄工具 2009/06/094.2 筆跡結(jié)構(gòu)特徵擷取工具2009/06/094.2 筆跡結(jié)構(gòu)特徵擷取工具2009/06/094.3 決策樹(shù)分析結(jié)果與應(yīng)用4.3.1 決策樹(shù)分析結(jié)果4.3.2 應(yīng)用4.3.3 應(yīng)用實(shí)用正確率偏低之探討2009/06/094.3.1 決策樹(shù)分析結(jié)果使用者9410218為例列出完全正確率、交叉測(cè)試正確率2009/06/094.3.1 決策樹(shù)分析結(jié)果使用者9725506為例 2009/06/094.3.1 決策樹(shù)分析結(jié)果使用者9725510為例2009/06/094.3.2 應(yīng)用實(shí)作一個(gè)以筆跡特徵作為身分辨識(shí)的系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作步驟辨識(shí)結(jié)果 2009/06/094.3.2 應(yīng)用使用者9725510之2009/06/094.3.3 應(yīng)用實(shí)用正確率偏低之探討2009/06/094.3.3 應(yīng)用實(shí)用正確率偏低之探討使用者9725518為例特徵類型首次書(shū)寫(xiě)在次書(shū)寫(xiě)差異度平均字寬40.0210535.48421平均字高41.1578938.96842平均字寬/字高1.0040610.939101平均單字面積1648.0951392.179寫(xiě)字接觸時(shí)間1