[发明专利]一种基于手写签名的身份认证方法及系统

权利要求书

1.一种基于在线手写签名验证的身份认证方法，其特征在于：该方法步骤如下：首先在线输入手写签名信息于电脑或手机的触摸屏，并对签名信息进行预处理，包括签名波形的缩放、旋转、平移以及滤波运算；接着提取签名特征，并在待测签名和样本签名的签名特征之间找到一条优化的时间校准匹配路径，最后计算待测签名和样本签名的距离，若计算出的距离小于阈值，则该签名为真实签名；否则该签名为伪签名。

2.根据权利要求1所述的基于在线手写签名验证的身份认证方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）、利用触摸屏提取出坐标值和压力值，再利用坐标值求出速度、加速度、角度和角速度特征，提取签名时的笔顺信息，将每一时刻提取的以上特征组成特征矢量，这样每个签名都对应一个特征序列，某一时刻待测签名的特征序列用f={f₁,f₂,f₃,…，f_M}表示；某一时刻样本签名的特征序列用μ={μ₁,μ₂,μ₃,…，μ_M}表示；

（2）、在待测签名和样本签名的签名特征之间找到一条优化的时间校准匹配路径，通过这条匹配路径计算出待测签名和样本签名间的最短距离；具体实现过程为：在匹配之前将两个签名信号进行对齐，即将待测签名信号相对于样本签名信号在时间轴上进行不均匀的扭曲和弯曲，使待测签名特征点和样本签名特征点对齐，并在两者之间不断地进行使两个矢量距离最小的匹配路径计算；假设分别从待测签名和样本签名中采集若干个特征点，最优匹配路径是将待测签名的特征点与样本签名的特征点建立映射关系；假设待测签名的第m个特征点与样本签名的第n个特征点为映射关系，通过计算第m个特征点对应的特征序列f={f₁,f₂,f₃,…，f_M}和第n个特征点对应的特征序列μ={μ₁,μ₂,μ₃,…，μ_M}间的距离，得到两签名在某一点的距离；

（3）、根据提取出的待测签名的特征矢量和样本数据库中的特征矢量，计算待测签名和样本签名的距离；根据上一步的时间校准匹配路径得到待测签名和样本签名特征点间的映射关系，根据映射关系先计算任意两映射点间的距离，然后将这些距离迭加起来就得到了两签名间的距离，其中任意两映射点间的距离度量公式为：

D=Σi=1M(fi-μi)2]]>

如上式所示D为两签名某映射点间的距离，M为特征数，f_i表示待测签名特征集的第i个特征，μ_i表示样本签名特征集的第i个特征；

（4）、将计算出的距离与阈值进行比较，如果小于特定阈值，则该签名为真实签名；否则该签名为伪签名。

3.一种基于在线手写签名验证的身份认证系统，其特征在于：包括预存储装置、数字库和认证装置；所述的预存储装置用于完成手写签名的注册，即通过输入设备采集手写签名信息，并且提取样本签名特征；所述的数据库是将注册阶段提取出的样本签名特征，保存在样本数据库，以便于后续的匹配；所述的认证装置，主要包括采集单元、预处理单元、特征提取单元和匹配单元；采集单元：通过电脑和手机上的触摸屏来实现手写签名的输入；预处理单元：将采集单元采集的手写签名波形进行一系列预处理，便于后续的特征提取和匹配；特征提取单元：这里的签名特征一方面来自手写签名输入的在线签名特征，另一方面来自样本数据库中用户所声明的样本签名特征，将二者进行比对即可对签名进行验证；匹配单元：将在线输入签名与样本数据库中其声明的签名进行比对，计算二者的距离；将计算出的距离与匹配阈值进行比较，如果小于阈值则该签名为真实签名，否则为伪签名。