[发明专利]基于视频的空中签名认证方法

说明书

本发明提供一种基于视频的空中签名认证方法，该方法对需认证的签名和注册的签名进行特征提取，分别得到需认证签名的轨迹特征和注册签名的轨迹特征；再对需认证签名的轨迹特征和注册签名的轨迹特征进行匹配来实现签名的认证。本发明基于视频的空中签名认证方法可有效提高签名的识别精度，从而提高签名认证的准确率和有效性。

技术领域

本发明涉及图像处理与分析技术领域，更具体地说，涉及一种基于视频的空中签名认证方法。

背景技术

近年来，随着生物特征识别技术的快速发展和广泛应用，使用者对生物特征认证技术提出了更多更高的要求，使得生物特征认证出现了一些新的发展趋势，如更强的防伪性，更高的识别精度，以及更高的用户接受度。

尽管在线签名认证得到了快速的发展和应用，但也有一些不足，主要体现在以下几个方面：

(1)签名的笔画和字数有限，因此在选取具有表征性的特征时难以准确把握；

(2)在不同的时间、通过不同的书写工具、以及心理生理状况发生变化的情况下都可能造成签名前后的不一致，因此与其它生物特征如指纹等相比，稳定性较差，准确率偏低；

(3)签名的形态显性化，使得签名的一些静态特征容易被盗取和伪造，因此防伪性受到一定影响；

(4)基于写字板的依附条件也使得其存在应用场合偏窄的问题。

上述这些问题都是在线签名认证面临改进的地方。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于视频的空中签名认证方法，该方法可有效提高签名的识别精度，从而提高签名认证的准确率和有效性。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种基于视频的空中签名认证方法，其特征在于：对需认证的签名和注册的签名进行特征提取，分别得到需认证签名的轨迹特征和注册签名的轨迹特征；再对需认证签名的轨迹特征和注册签名的轨迹特征进行匹配来实现签名的认证；

其中，对注册的签名进行特征提取是指：通过采集注册的签名视频，并对视频中注册的指尖进行检测和跟踪，来获得手指在空中书写时产生的签名轨迹；然后对注册的签名轨迹进行预处理，并提取注册的签名轨迹特征；

对需认证的签名进行特征提取是指：通过采集需认证的签名视频，并对视频中需认证的指尖进行检测和跟踪，来获得手指在空中书写时产生的签名轨迹；然后对需认证的签名轨迹进行预处理，并提取需认证的签名轨迹特征。

在上述方案中，注册的签名和需认证的签名均采用相同的处理方法，则可保证匹配的一致性，从而有效提高签名的识别精度。

对视频中注册的指尖进行检测和跟踪以及对视频中需认证的指尖进行检测和跟踪，均采用改进的TLD算法,分别得到注册签名的跟踪轨迹和需认证签名的跟踪轨迹。

所述改进的TLD算法包括以下步骤：

第一步，读取视频文件或直接读取摄像头实时画面，框出三指尖捏合区域，完成目标框初始化；

第二步，利用改进TLD跟踪算法跟踪指尖目标：在跟踪期间加入时间上下文信息，根据图像大小与目标框大小之比自适应地调整搜索区域的尺寸，并在搜索区域内采用TLD算法检测和跟踪指尖目标；

第三步，设定帧数阈值T₃，累计搜索区域中没有检测到指尖目标的帧数D，将帧数D与帧数阈值T₃比较来判断跟踪是否失败：若D＞T₃，则跟踪失败，提出警告并返回第一步重新跟踪；否则，保存签名的轨迹，分别得到注册签名的跟踪轨迹和需认证签名的跟踪轨迹。