Automatic intrapersonal variability modeling for offline signature augmentation

Orientador: Luiz Eduardo Soares de OliveiraCoorientadores: Robert Sabourin e Alceu de Souza Britto Jr..Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 19/07/2021Inclui referências: p. 93-102Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Normalmente, em um cenario do mundo real, poucas assinaturas estao disponiveis para treinar um sistema de verificacao automatica de assinaturas (SVAA). Para resolver esse problema, diversas abordagens para a duplicacao de assinaturas estaticas foram propostas ao longo dos anos. Essas abordagens geram novas amostras de assinaturas sinteticas aplicando algumas transformacoes na imagem original da assinatura. Algumas delas geram amostras realistas, especialmente o duplicator. Este metodo utiliza um conjunto de parametros para modelar o comportamento do escritor (variabilidade do escritor) ao assinar. No entanto, esses parametros so empiricamente definidos. Este tipo de abordagem pode ser demorado e pode selecionar parametros que nao descrevem a real variabilidade do escritor. A principal hipotese desse trabalho e que a variabilidade do escritor observada no dominio da imagem tambem pode ser transferido para o dominio de caracteristicas. Portanto, este trabalho propoe um novo metodo para modelar automaticamente a variabilidade do escritor para a posterior duplicacao de assinaturas no dominio de imagem (duplicator) e dominio de caracteristicas (filtro Gaussiano e variacao do metodo de Knop). Este trabalho tambem propoe um novo metodo de duplicacao de assinaturas estaticas, que gera as amostras sinteticas diretamente no dominio de caracteristicas usando um filtro Gaussiano. Alem disso, uma nova abordagem para avaliar a qualidade de amostras sinteticas no dominio de caracteristicas e apresentada. As limitacoes e vantagens de ambas as abordagens de duplicacao de assinaturas tambem sao exploradas. Alem de usar a nova abordagem para avaliar a qualidade das amostras, o desempenho de um SVAA e avaliado usando as amostras e tres bases de assinaturas estaticas bem conhecidas: a GPDS-300, a MCYT-75 e a CEDAR. Para a mais utilizada, GPDS-300, quando o classificador SVM foi treinando com somente uma assinatura genuina por escritor, ele obteve um Equal Error Rate (EER) de 5,71%. Quando o classificador tambem utilizou as amostras sinteticas geradas no dominio de imagem, o EER caiu para 1,08%. Quando o classificador foi treinado com as amostras geradas pelo filtro Gaussiano, o EER caiu para 1,04%.Abstract: Normally, in a real-world scenario, there are few signatures available to train an automatic signature verification system (ASVS). To address this issue, several offline signature duplication approaches have been proposed along the years. These approaches generate a new synthetic signature sample applying some transformations in the original signature image. Some of them generate realistic samples, specially the duplicator. This method uses a set of parameters to model the writer's behavior (writer variability) during the signing act. However, these parameters are empirically defined. This kind of approach can be time consuming and can select parameters that do not describe the real writer variability. The main hypothesis of this work is that the writer variability observed in the image space can be transferred to the feature space as well. Therefore, this work proposes a new method to automatically model the writer variability for further signature duplication in the image (duplicator) and the feature space (Gaussian filter and a variation of Knop's method). This work also proposes a new offline signature duplication method, which directly generates the synthetic samples in the feature space using a Gaussian filter. Furthermore, a new approach to assess the quality of the synthetic samples in the feature space is introduced. The limitations and advantages of both signature augmentation approaches are also explored. Despite using the new approach to assess the quality of the samples, the performance of an ASVS was assessed using them and three well-known offline signature datasets: GPDS-300, MCYT-75, and CEDAR. For the most used one, GPDS-300, when the SVM classifier was trained with only one genuine signature per writer, it achieved an Equal Error Rate (EER) of 5.71%. When the classifier also was trained with the synthetic samples generated in the image space, the EER dropped to 1.08%. When the classifier was trained using the synthetic samples generated by the Gaussian filter, the EER dropped to 1.04%

Avaliação do scanner Epson Perfection V700 Photo para auxiliar na detecção de danos em sementes de soja

Diversas áreas têm utilizado sistemas de processamento de imagens como alternativa aos métodos convencionais, entre elas está a análise de qualidade de sementes. A qualidade da aquisição de imagens tem influência direta no resultado final do sistema, no entanto poucos autores mostram enfoque nesta fase. Este trabalho teve por objetivo avaliar métodos de aquisição de imagens utilizando o scanner da marca Epson, modelo Perfection V700 Photo, com sementes de soja danificadas pelo fungo Cercospora kikuchii. Com os parâmetros analisados, o método que mostrou melhores resultados foi o que combinou scanner aberto com iluminação externa.Palavras-chave: Processamento Digital de Imagens, Aquisição de Imagens com Scanner, Análise de Qualidade de Sementes

Estudo Comparativo de Opções de Software de Processamento Digital de Imagens para Análise de Sementes

A análise de sementes é uma área de estudo de grande importância para a Agricultura, e existem regras nacionais e internacionais que orientam o processo de análise e teste, para que se possam produzir sementes de altíssima qualidade, e evitar proliferação de doenças

Estudo Comparativo de Opções de Software de Processamento Digital de Imagens para Análise de Sementes

A análise de sementes é uma área de estudo de grande importância para a Agricultura, e existem regras nacionais e internacionais que orientam o processo de análise e teste, para que se possam produzir sementes de altíssima qualidade, e evitar proliferação de doenças

Estudo Comparativo de Opções de Software de Processamento Digital de Imagens para Análise de Sementes

A análise de sementes é uma área de estudo de grande importância para a Agricultura, e existem regras nacionais e internacionais que orientam o processo de análise e teste, para que se possam produzir sementes de altíssima qualidade, e evitar proliferação de doenças

Automatic intrapersonal variability modeling for offline signature augmentation

Orientador: Luiz Eduardo Soares de OliveiraCoorientadores: Robert Sabourin e Alceu de Souza Britto Jr..Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 19/07/2021Inclui referências: p. 93-102Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Normalmente, em um cenario do mundo real, poucas assinaturas estao disponiveis para treinar um sistema de verificacao automatica de assinaturas (SVAA). Para resolver esse problema, diversas abordagens para a duplicacao de assinaturas estaticas foram propostas ao longo dos anos. Essas abordagens geram novas amostras de assinaturas sinteticas aplicando algumas transformacoes na imagem original da assinatura. Algumas delas geram amostras realistas, especialmente o duplicator. Este metodo utiliza um conjunto de parametros para modelar o comportamento do escritor (variabilidade do escritor) ao assinar. No entanto, esses parametros so empiricamente definidos. Este tipo de abordagem pode ser demorado e pode selecionar parametros que nao descrevem a real variabilidade do escritor. A principal hipotese desse trabalho e que a variabilidade do escritor observada no dominio da imagem tambem pode ser transferido para o dominio de caracteristicas. Portanto, este trabalho propoe um novo metodo para modelar automaticamente a variabilidade do escritor para a posterior duplicacao de assinaturas no dominio de imagem (duplicator) e dominio de caracteristicas (filtro Gaussiano e variacao do metodo de Knop). Este trabalho tambem propoe um novo metodo de duplicacao de assinaturas estaticas, que gera as amostras sinteticas diretamente no dominio de caracteristicas usando um filtro Gaussiano. Alem disso, uma nova abordagem para avaliar a qualidade de amostras sinteticas no dominio de caracteristicas e apresentada. As limitacoes e vantagens de ambas as abordagens de duplicacao de assinaturas tambem sao exploradas. Alem de usar a nova abordagem para avaliar a qualidade das amostras, o desempenho de um SVAA e avaliado usando as amostras e tres bases de assinaturas estaticas bem conhecidas: a GPDS-300, a MCYT-75 e a CEDAR. Para a mais utilizada, GPDS-300, quando o classificador SVM foi treinando com somente uma assinatura genuina por escritor, ele obteve um Equal Error Rate (EER) de 5,71%. Quando o classificador tambem utilizou as amostras sinteticas geradas no dominio de imagem, o EER caiu para 1,08%. Quando o classificador foi treinado com as amostras geradas pelo filtro Gaussiano, o EER caiu para 1,04%.Abstract: Normally, in a real-world scenario, there are few signatures available to train an automatic signature verification system (ASVS). To address this issue, several offline signature duplication approaches have been proposed along the years. These approaches generate a new synthetic signature sample applying some transformations in the original signature image. Some of them generate realistic samples, specially the duplicator. This method uses a set of parameters to model the writer's behavior (writer variability) during the signing act. However, these parameters are empirically defined. This kind of approach can be time consuming and can select parameters that do not describe the real writer variability. The main hypothesis of this work is that the writer variability observed in the image space can be transferred to the feature space as well. Therefore, this work proposes a new method to automatically model the writer variability for further signature duplication in the image (duplicator) and the feature space (Gaussian filter and a variation of Knop's method). This work also proposes a new offline signature duplication method, which directly generates the synthetic samples in the feature space using a Gaussian filter. Furthermore, a new approach to assess the quality of the synthetic samples in the feature space is introduced. The limitations and advantages of both signature augmentation approaches are also explored. Despite using the new approach to assess the quality of the samples, the performance of an ASVS was assessed using them and three well-known offline signature datasets: GPDS-300, MCYT-75, and CEDAR. For the most used one, GPDS-300, when the SVM classifier was trained with only one genuine signature per writer, it achieved an Equal Error Rate (EER) of 5.71%. When the classifier also was trained with the synthetic samples generated in the image space, the EER dropped to 1.08%. When the classifier was trained using the synthetic samples generated by the Gaussian filter, the EER dropped to 1.04%