[发明专利]一种基于动态阈值的在线手写签名认证方法

摘要

本发明一种基于动态阈值的在线手写签名认证方法，属于信息安全领域，本发明方法对在线签名的坐标、压力、速度信息进行综合建模，进而综合考虑各因素的作用，更有效地提高了签名判断的准确率；本发明方法对签名采用了分段判别的策略，并根据签名本人的书写习惯，自动选用两种分段策略中比较稳定的分段方法，从而可以提高签名判断过程中签名的相似性判断的准确性；本发明方法在待测签名判断过程中使用的阈值是根据不同的签名动态确定的，有利于体现每个人签名的偏差特征，即考虑到了每个人签名的特征稳定性不同的问题，从而得到每个人的最佳比较结果。

主权项

一种基于动态阈值的在线手写签名认证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采集本人的多个签名样本数据，即对书写笔的运动轨迹进行等时间间隔采样，获得采样点的X坐标值、Y坐标值和触点对书写板的压力值；并对签名的所有采样点数据进行有效性检查，若签名数据合格，则允许签名数据的提交，执行步骤2；否则返回执行步骤1；步骤2、签名样本的选取与模板库的建立；步骤2‑1、判断所采集的签名样本的数量是否达到设定的样本选取所需数量，若是，执行步骤2‑2；否则，返回执行步骤1；步骤2‑2、将签名的起落笔点和坐标的极值点作为分段点，或将签名的起落笔点、签名的角速度极值点和签名线速度的极值点作为分段点，实现对签名数据的分段处理；步骤2‑3、采用动态时间规划DTW方法判断两个签名的相似性程度，获取模板库的最终样本；步骤2‑3‑1、分别计算所有签名两两之间的坐标总体DTW值、坐标分段求和DTW值、坐标分段关键点DTW值、压力总体DTW值、压力分段求和DTW值、压力分段关键点DTW值、速度总体DTW值、速度分段和DTW值和速度分段点DTW值，并计算上述DTW值均值和偏差；步骤2‑3‑2、删除所有样本中采样点数坐标偏差最大和DTW值偏差最大的签名样本；步骤2‑3‑3、反复执行步骤1至步骤2‑3‑3直至样本的剩余数量达到最终样本库所需保留的样本数量；步骤2‑3‑4、判断剩余样本是否满足签名稳定性条件，即判断剩余样本两两之间DTW偏差是否均小于用户设定的DTW阈值，若是，则将剩余签名样本作为模板库的最终样本；否则返回执行步骤1；步骤2‑4、将选取的剩余的稳定签名样本作为模板库样本，计算模板库样本两两之间的DTW值，并对其进行统计，确定剩余稳定的签名坐标的DTW值偏差动态阈值、压力的DTW值偏差动态阈值、速度的DTW值偏差动态阈值和适合当前签名的动态判别策略，并将上述信息存入模板库；步骤3、采集被测用户的签名样本数据，即对书写笔的运动轨迹进行等时间间隔采样，获得采样点的X坐标值、Y坐标值和触点对书写板的压力值；并对被测签名采样点数据进行有效性检查，若签名数据合格，则允许签名数据的提交，执行步骤4；否则返回执行步骤3；步骤4、判断被测签名的真伪；步骤4‑1、统计被测签名的采样点数、签名笔画的起落笔数量、签名的坐标极值点类型、签名的坐标极值点数量、签名的角速度极值点类型、签名的角速度极值点数量、签名的线速度极值点类型和签名的线速度极值点数量；结合模板库中的动态阈值，并基于上述信息对待测签名进行动态滤波，判断被测签名是否满足动态滤波条件，若是，执行步骤4‑2；否则，则被测签名为伪签名，结束；步骤4‑2：选择适合当前签名的动态判别策略对被测签名进行分段处理；步骤4‑3：根据被测签名数据的坐标、压力和速度，计算其与模板库中所有签名样本数据的坐标、压力和速度之间的DTW值；步骤4‑4：根据待测签名数据与模板库中已存的签名样本之间坐标的总体DTW值偏差、坐标分段求和DTW值偏差、坐标分段关键点DTW值偏差；待测签名数据与模板库中签名样本之间压力的总体DTW值偏差、压力分段求和DTW值偏差、压力分段关键点DTW值偏差，签名数据与模板库中签名样本的速度总体DTW值偏差、速度分段和DTW值偏差、速度分段点DTW值偏差，分别结合模板库中签名样本坐标DTW值偏差的动态阈值、压力DTW值偏差的动态阈值和速度DTW值偏差的动态阈值，采用多专家投票评分的方法判断待测签名的真伪，即若小于动态阈值的DTW值数量大于DTW值总数的一半，则待测签名判断为真签名，否则待测签名被判断为伪签名，禁止被测用户登陆；步骤4‑5：将判别结果进行输出显示。