[發(fā)明專利]一種在線簽名空間特征距離計(jì)算方法及簽名鑒定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111678359.0
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114333077A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈中皓;覃勛輝;劉科;申發(fā)海
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶傲雄在線信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06V40/30
• 分類號: G06V40/30;G06K9/62
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕;唐錫嬌

本發(fā)明公開一種在線簽名空間特征距離計(jì)算方法及簽名筆跡鑒定方法，涉及計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。建立留樣簽名集，提取留樣簽名筆畫序列的原始特征，獲得空間特征和懸浮筆特征，調(diào)用DTW算法計(jì)算留樣簽名間的歐式距離，距離最大值作為差異度閾值；提取不同書寫設(shè)備待測簽名筆畫序列的原始特征，獲取空間特征和懸浮筆特征，調(diào)用DTW算法計(jì)算待測簽名與留樣簽名之間的歐式距離，不同書寫設(shè)備得到的歐式距離的加權(quán)平均值作為待測簽名的差異度，將待測簽名差異度與差異度閾值比較，鑒定待測簽名是否為簽名者本人簽署。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在線簽名識別技術(shù)中的空間特征提取方法。

背景技術(shù)

在通用的簽名認(rèn)證系統(tǒng)中，往往需要實(shí)現(xiàn)在不同設(shè)備(手機(jī)，平板和簽字板)和不同書寫方式(手寫和筆寫)下進(jìn)行比對，而跨設(shè)備和跨書寫方式下的動態(tài)特征往往會出現(xiàn)較大的差異，甚至有些場景下不能獲取有效的動態(tài)特征，比如有些手機(jī)不能獲得壓力值，甚至獲取到的時(shí)間信息也并不準(zhǔn)確。因此，提取動態(tài)簽名中的空間特征來進(jìn)行簽名軌跡對齊和比對是十分必要的。

現(xiàn)有技術(shù)方案是提取每個(gè)采樣點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后作為原始輸入特征，但該特征太過于單一，區(qū)分性太弱，且無法體現(xiàn)時(shí)序性。公開號：CN 110222660A，名稱“一種基于動態(tài)與靜態(tài)特征融合的簽名鑒偽方法及系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利，公開提取簽名圖像中的靜態(tài)特征包括筆力特征，紋理特征和彈性網(wǎng)絡(luò)特征。公開號：CN 110458145A，發(fā)明名稱“一種基于二維動態(tài)特征的離線筆跡個(gè)體識別系統(tǒng)及方法”，公開根據(jù)簽名骨架圖像提取每個(gè)像素的動態(tài)特征。上述專利技術(shù)都需要回顯成圖像提取圖像特征或像素特征，不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且并不適合成為DTW算法的點(diǎn)特征作為輸入。論文《Dynamic time warping underpointwise shape context》以每個(gè)采樣點(diǎn)作為原點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，將其附近采樣點(diǎn)的極坐標(biāo)分布用直方圖統(tǒng)計(jì)提取特征。該方法需要截取固定的窗口長度，并且需要提取高維數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，提取這些特征本身不僅非常耗時(shí)，DTW算法處理這些高維數(shù)特征也十分耗時(shí)。同時(shí)對于不同書寫設(shè)備、不同書寫樣式等場景造成簽字筆畫區(qū)別，以及書寫習(xí)慣中有倒筆畫現(xiàn)象導(dǎo)致識別對齊不準(zhǔn)確的情況，致使簽字識別比對成功率偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種基于線性時(shí)間復(fù)雜度的空間特征提取方法，作為DTW算法的輸入空間特征，這些特征包含每個(gè)采樣點(diǎn)相對于周圍筆畫的相對位置信息，以及懸浮筆畫的距離信息，而且具有特征維數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)，不會影響DTW算法的運(yùn)行效率，也不需要回顯成圖像計(jì)算像素特征或者計(jì)算直方統(tǒng)計(jì)圖特征。基于本發(fā)明提出的DTW算法可以有效地對齊和比對跨設(shè)備和跨書寫方式的在線簽名軌跡。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：基于時(shí)間動態(tài)規(guī)劃算法(DTW)，用極小的時(shí)間復(fù)雜度代價(jià)提取更多更有效的空間特征，讓DTW算法能在不依賴動態(tài)特征的場景下依然能夠?qū)R和比對在線簽名軌跡。具體為：

一方面，本發(fā)明提出一種基于空間特征的在線簽名筆跡鑒定方法，采集同一簽名者通過不同書寫設(shè)備及不同書寫方式的留樣簽名，建立留樣簽名集，提取留樣簽名筆畫點(diǎn)序列的原始特征，計(jì)算留樣簽名間的空間特征距離和懸浮筆特征距離，拼接所有筆畫點(diǎn)空間特征距離和懸浮筆特征距離，分別獲得各留樣簽名間的歐式距離，距離最大值作為差異度閾值；提取待測簽名筆畫點(diǎn)序列的原始特征，分別計(jì)算待測簽名與各留樣簽名的空間特征距離和懸浮筆特征距離，拼接所有筆畫點(diǎn)的空間特征距離和懸浮筆特征距離，得到待測簽名與各留樣簽名之間的歐式距離，所得歐式距離的加權(quán)平均值作為待測簽名的差異度，將待測簽名差異度與差異度閾值比較，鑒定待測簽名是否為簽名者本人簽署。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述提取原始特征包括：采集簽名筆畫中均勻分布時(shí)刻的橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)，壓力值，計(jì)算每個(gè)筆畫點(diǎn)的速度，加速度，角度，角速度；將上述特征通過歸一化處理后作為原始特征。