Synthesis of 3D on-air signatures with the Sigma-Lognormal model

要約

署名合成は、自動署名検証における意思決定をサポートできる人工標本を生成する計算技術です。
キャンバス上で動的および静的な 2 次元の手書きを合成することを中心に、この主題に多くの研究が費やされてきました。
この論文では、対数正規性原理を利用して合成 3D オンエア シグネチャを生成するフレームワークを提案します。このフレームワークは、指先の動きに応じて実行される複雑な神経運動制御プロセスを模倣します。
この論文は、人工個体や複製されたサンプルの開発を伴う通常のケースに対処し、以下の合成に貢献します。(1) 完全に 3D の新しい署名の軌道と速度。
(2) 署名の 3D 軌跡のみがわかっている場合の運動学的情報、および (3) 3D 実際の署名の複製サンプル。
検証は、本物の署名データベースを模倣した合成 3D 署名データベースを生成することによって実施され、本物の偽造品と熟練した偽造品の自動署名検証が本物のデータベースと合成データベースのパフォーマンスと同様のパフォーマンスを報告することを示しました。
また、複製を使用して 3D 自動署名検証をトレーニングすると、エラーが削減できることも観察されました。
さらに、私たちの提案が 3D エアライティングとジェスチャーの合成にも有効であることを実証しました。
最後に、知覚テストにより、生成された標本が人間に似ていることが確認されました。
生成されたデータベースは、研究目的に限り、 で公開されています。

要約(オリジナル)

Signature synthesis is a computation technique that generates artificial specimens which can support decision making in automatic signature verification. A lot of work has been dedicated to this subject, which centres on synthesizing dynamic and static two-dimensional handwriting on canvas. This paper proposes a framework to generate synthetic 3D on-air signatures exploiting the lognormality principle, which mimics the complex neuromotor control processes at play as the fingertip moves. Addressing the usual cases involving the development of artificial individuals and duplicated samples, this paper contributes to the synthesis of: (1) the trajectory and velocity of entirely 3D new signatures; (2) kinematic information when only the 3D trajectory of the signature is known, and (3) duplicate samples of 3D real signatures. Validation was conducted by generating synthetic 3D signature databases mimicking real ones and showing that automatic signature verifications of genuine and skilled forgeries report performances similar to those of real and synthetic databases. We also observed that training 3D automatic signature verifiers with duplicates can reduce errors. We further demonstrated that our proposal is also valid for synthesizing 3D air writing and gestures. Finally, a perception test confirmed the human likeness of the generated specimens. The databases generated are publicly available, only for research purposes, at .

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