[發(fā)明專(zhuān)利]包含手掌側(cè)表面信息的手寫(xiě)筆跡輸入設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310251017.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103309513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒杰;汪增福
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/041
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/041;G06F3/0354;G06K9/00
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域和電子領(lǐng)域，特別涉及包含手掌側(cè)表面信息的手寫(xiě)筆跡輸入設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著電子商務(wù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的用戶身份認(rèn)證問(wèn)題變得日益突出。手寫(xiě)筆跡因其具備的種種特性天然地適合于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用。但是，由于真實(shí)筆跡之間固有的差異以及潛在高相似性摹仿筆跡的威脅使得目前在線筆跡認(rèn)證方式無(wú)法完全滿足應(yīng)用系統(tǒng)的安全需求。因此，人們想到將手寫(xiě)筆跡與其它生理特征進(jìn)行融合，來(lái)提高認(rèn)證系統(tǒng)的整體安全性。在中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN1794266A，名稱為“生物特征融合的身份識(shí)別和認(rèn)證方法”專(zhuān)利中，公開(kāi)了將手寫(xiě)筆跡與人臉、虹膜等生理特征相融合的方法。

然而，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用上述的融合方法存在的一個(gè)安全漏洞，即相互獨(dú)立的特征采集過(guò)程。攻擊者在分別收集到用戶的特征后，將其依次呈現(xiàn)給認(rèn)證系統(tǒng)，在這種情況下，認(rèn)證系統(tǒng)整體安全性為各個(gè)子系統(tǒng)的最大者。所謂獨(dú)立的特征采集過(guò)程是指因?yàn)樯硖卣鲗儆谏眢w的不同部分或行為特征蕰涵在不同的過(guò)程中，一種特征的采集不以其它特征的采集為前提。顯然，采集過(guò)程相互獨(dú)立的多特征融合無(wú)法真正解決在線認(rèn)證的安全問(wèn)題。

一種常見(jiàn)的書(shū)寫(xiě)過(guò)程是持筆手在穩(wěn)定支撐平面的支撐下進(jìn)行的。在這個(gè)過(guò)程中，除了包含體現(xiàn)行為特征的手寫(xiě)筆跡，還包含隨持筆手運(yùn)動(dòng)手掌側(cè)表面與支撐面相接觸產(chǎn)生的各種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息。動(dòng)態(tài)信息包括手掌接觸面施加在支撐面上的壓力、變化的接觸面輪廓形狀及面積、接觸面到筆尖的距離；靜態(tài)信息包括接觸面的側(cè)手掌掌紋圖像。對(duì)攻擊者而言，在摹仿筆跡的同時(shí)，還要向系統(tǒng)呈現(xiàn)手掌側(cè)表面與書(shū)寫(xiě)平面接觸的各種信息卻是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，研制一種可包含手掌側(cè)表面信息的手寫(xiě)筆跡輸入設(shè)備。特別是，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)手寫(xiě)輸入過(guò)程中，手寫(xiě)筆跡信息和手掌側(cè)表面信息的同時(shí)獲取，從而解決現(xiàn)有技術(shù)因相互獨(dú)立的特征采集進(jìn)行認(rèn)證帶來(lái)的安全問(wèn)題。其中，手寫(xiě)筆跡信息包括筆尖運(yùn)動(dòng)的軌跡信息、筆尖施加在書(shū)寫(xiě)平面上的三維力以及筆桿相對(duì)書(shū)寫(xiě)平面的角度等信息；手掌側(cè)表面信息包括與書(shū)寫(xiě)平面相接觸的手掌側(cè)掌面的二維掌紋圖像信息。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種手寫(xiě)輸入設(shè)備，包括：側(cè)掌紋傳感器，顯示屏和天線陣列，其中，天線陣列位于顯示屏的下部，顯示屏位于天線陣列的上部，側(cè)掌紋傳感器置于顯示屏的上部，所述的側(cè)掌紋傳感器用于實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)掌紋二維圖像信息獲取，天線陣列用于實(shí)現(xiàn)對(duì)手寫(xiě)筆跡信息的獲取，顯示屏則用于實(shí)現(xiàn)對(duì)手寫(xiě)軌跡信息的顯示，并呈現(xiàn)給用戶。

作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于所述手寫(xiě)輸入設(shè)備的手寫(xiě)輸入信息獲取方法，步驟包括：

A.在同步模塊控制下，同時(shí)讀取電磁手寫(xiě)傳感器和側(cè)掌紋傳感器數(shù)據(jù)。

B.數(shù)據(jù)去噪，特別是側(cè)掌紋圖像中筆尖處的噪點(diǎn)。

C.如果Z方向力大于閾值或側(cè)掌紋圖像面積大于閾值，則進(jìn)入下一步,否則，跳轉(zhuǎn)至A，再次讀取電磁手寫(xiě)傳感器和側(cè)掌紋傳感器數(shù)據(jù)。

D.如果Z方向力大于閾值，保存該采樣時(shí)刻的筆尖位置和筆尖壓力等數(shù)據(jù)，否則，置該采樣時(shí)刻的筆尖位置和壓力等數(shù)據(jù)為空。

E.如果側(cè)掌紋圖像面積大于閾值，保存該采樣時(shí)刻的側(cè)掌紋圖像數(shù)據(jù)，否則，置該采樣時(shí)刻的側(cè)掌紋圖像為空。

F.將該采樣時(shí)刻的筆尖位置、筆尖壓力、側(cè)掌紋圖像以及時(shí)間戳等數(shù)據(jù)傳送至接口模塊，跳轉(zhuǎn)到A，讀取下一采樣時(shí)刻數(shù)據(jù)。

本發(fā)明另外提供一種包含手掌側(cè)表面信息的手寫(xiě)筆跡輸入設(shè)備，包括信息獲取模塊、處理模塊、同步模塊、存儲(chǔ)模塊和顯示模塊，其中：

信息獲取模塊：用于實(shí)現(xiàn)對(duì)書(shū)寫(xiě)過(guò)程中，手寫(xiě)筆跡信息以及側(cè)手掌圖像信息的同時(shí)獲取，其中，手寫(xiě)筆跡信息包括筆尖運(yùn)動(dòng)的軌跡信息、筆尖施加在書(shū)寫(xiě)平面上的三維力以及筆桿相對(duì)書(shū)寫(xiě)平面的角度等信息；

處理模塊：用于實(shí)現(xiàn)對(duì)信息獲取模塊同時(shí)采集的手寫(xiě)輸入信息進(jìn)行分析和處理，具體包括數(shù)字濾波處理、信號(hào)調(diào)理分析、閾值判斷以及手寫(xiě)特征提取功能；

同步模塊：用于提供手寫(xiě)裝置的工作時(shí)鐘功能，為信息獲取模塊提供對(duì)手寫(xiě)信息獲取的同步功能，以使得處理模塊能夠根據(jù)同步時(shí)鐘來(lái)判斷手寫(xiě)輸入信息的時(shí)間序列同步性；

存儲(chǔ)模塊：用于對(duì)配置參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，和處理模塊中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)保存提供存儲(chǔ)空間；

顯示模塊：用于提供人機(jī)交互界面功能，使得用戶能夠在手寫(xiě)輸入過(guò)程中，實(shí)時(shí)觀看所輸入的信息。

本發(fā)明另外提供一種包含手掌側(cè)表面信息的手寫(xiě)筆跡輸入方法，包括信息獲取步驟、處理步驟、同步步驟、存儲(chǔ)步驟和顯示步驟，其中：