专利名称：签字的动态鉴别方法
技术领域：
本发明涉及签字的鉴别方法，具体涉及签字的动态鉴别方法。 背暈技术虽然签字者每次签字时字的大小、各笔划的角度和相对长短都不一 样。通过记录书写文字的空间轨迹，对轨迹进行数学处理并加以识别，并 将书写文字转化为印刷体文字，这已是成熟技术。但要认别签字的真伪仍 然很困难。本发明所涉及的签字鉴别,并不是为了将签字转化为标准的印刷体文 字，而是为了鉴别签字的真伪。所谓签字，所签的并不一定是字，而应广 意的认为是一种记号。目前的签字的鉴别是一种二维图案认别,就是逐点记录签字轨迹上各 点在空间坐标系中的位置，以当前签字轨迹上各点的空间位置特征和备案 签字轨迹上各点的空间位置特征进行比对,依比对的结果来判别签字的真 伪。由于人签字的一致性问题，只靠平面图案认别，要鉴别每个人不同次 签字的真，同时又要鉴别摸仿签字的伪，是非常困难的。也有在二维的基 础上增加笔触力度引起的落笔深度的第三维，在三维空间坐标系中进行图 象认别，但人在不同基底上签字的笔触力度差别很大，而且要感测笔触力度对笔的要求变得很高；也有在二维的基础上增加运笔速度因素，但对包 括连笔、断笔、跳点的线性速度的计算以及后续鉴别都非常困难。发明内容本发明就是为了克服以上的不足，提出了一种签字的动态鉴别方案， 以准确鉴别签字的真伪。本发明的技术思路是在签字过程中，同时记录轨迹上各点的空间位 置和到达各位置的时间，形成各点在空间加时间的时空坐标中系的时空坐 标值。事先作好备案签字，即事先记录签字人签字轨迹上各点的时空坐标 值，作为后续鉴别签字真伪的比对标准备案；在需要验证签字人当前签字 的真伪时，记录签字人当前签字轨迹上各点的时空坐标值；将当前签字轨 迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空位置特征进行比 对，依比对的结果来鉴别签字的真伪。所谓签字轨迹上各点的时空位置特征，可以直接是签字轨迹上各点的 时空坐标值，也可以是将签字轨迹上各点坐标值进行数学处理后得到的时 空位置信息。由于签字人每次签字时字的大小、各笔划的角度和相对长短都不一 样，可以分别在时空坐标系的各坐标轴方向对签字进行归一化处理后再与 备案签字比对。为了提高鉴别签字真伪的速度，可以只对签字人签字的少数特征点 (如每次落笔的始末点、拐弯点等)的时空坐标值进行记录，与备案签字中 各对应点的记录进行比对，縮短比对鉴别的时间。本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决签字的动态鉴别方法，逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位 置的同时记录各点在时间坐标系中的位置，以当前签字轨迹上各点的时空 位置特征和备案签字轨迹上各点的时空位置特征进行比对，依比对的结果 来判别签字的真伪。本发明的技术问题通过以下的技术方案进一步予以解决 所述的签字轨迹上各点的时空位置特征，是将签字轨迹上各点在时 空坐标系中的坐标值进行数学处理后得到的时空位置信息。所述的在时空坐标系中的坐标值进行的数学处理，是将签字轨迹上 各点的时空坐标值分别在时空坐标系的各个方向上进行归一化处理，并得 到约当时空位置。所述的对签字轨迹上各点的时空位置信息进行的数学处理，和所述 的以当前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空 位置特征进行比对，是在时空坐标中，将当前签字轨迹上各点的归一化时 空距离数据集合，与备案签字轨迹上各点的归一化时空距离的数据集合进 行的比对。所述的对签字轨迹上各点的时空位置信息进行的数学处理，和所述 的以当前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空 位置特征进行比对，是在时空坐标中，将当前签字轨迹上各点归一化时空 距离以及归一化空间距离对时间求导的数据集合，与备案签字轨迹上各点 归一化时空距离以及归一化空间距离对时间求导的数据集合进行的比对。所述的对签字轨迹上各点的时空位置信息进行的数学处理，和所述 的以当前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空 位置特征进行比对，是在时空坐标中，将当前签字轨迹上各点归一化时空 距离以及归一化空间距离对时间求导和二次求导的数据集合，与备案签字 轨迹上各点归一化时空距离以及归一化空间距离对时间求导和二次求导 的数据集合进行的比对。所述的各点的时空距离，是在时空坐标系中签字轨迹上各点相对某 特定点时空距离。所述的各点的时空距离，是在时空坐标系中签字轨迹上各点之间的 相对时空距离。所述的逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位置的同时记录各 点在时间坐标系中的位置，是以等距的时间间隔，逐点记录签字过程的空 间坐标位置。所述的逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位置的同时记录各 点在时间坐标系中的位置，是以等距的空间间隔，逐点记录签字过程的时 间坐标位置。所述的时空坐标系的空间坐标轴可以是一维的，也可以是二维的，也 可以是三维的。而空间坐标轴中与签字工作面相垂直的维的坐标值数据， 往往是由签字过程中笔触力度换算而来。所述的时空坐标系的空间坐标轴是以直角坐标或极坐标来表述表。所述的备案的签字记录，是多次签字的统计性备案记录。本发明与现有技术对比的有益效果是由于人们签字的平面图案特征是显性的空间位置特征，是看的见的， 容易被他人摸仿，甚至是被覆盖临摹，既使考虑到签字用力度，用力度从 笔划的粗细或深浅也是可判断的，让对签字真伪的鉴别产生困难。本发明 在空间坐标的基础上再加上时间坐标，在记录签字轨迹空间位置的同时记 录签字轨迹时间位置。签字时间维的特征只在签字过程中显现，完成签字 后时间维特征就变成隐性，不可观察不易摸仿。本发明正是利用不易被人 摸仿的签字的时间维特征，形成签字轨迹的时空位置特征，采取比对签字 轨迹动态的时空位置特征，来鉴别签字真伪的有效方法。电子技术的发展， 让无论从时间维还是从空间维记录签字轨迹已成为常规技术。
图1是本发明具体实施方式
一和方式七的时空坐标系中签字轨 迹与时空位置向量的示意图；图2是本发明具体实施方式
二、方式三和方式五的时空坐标系中 签字轨迹与相对初始落笔点时空距离的示意图；图3是本发明具体实施方式
四的时空坐标系中签字轨迹上特征 点间相对的时空距离的示意图；图4是本发明具体实施方式
六的时空坐标系中签字轨迹与时空 位置向量的示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一签字的动态鉴别的一种方案，图1所示为时空坐标系x-y-1中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数x:f"t)和y=f2(t)，并且可以建立y和x的关系y=f (x， t)。 签字轨迹上某点P的时空坐标值为P(x, y, t),初始落笔点0的时空坐标 值为O(xo， yQ， to)。以初始落笔点0为始点，以签字过程中P点为末点， 形成一组时空位置向量r(x-XQ， y-yQ, t-to)来表述签字轨迹上各点的时空 位置特征。将当前签字轨迹各点的时空位置向量r(x-x。,y-yo，t-to)组与 备案签字中各对应点的时空位置向量组进行比对，判别签字的真伪。
具体实施方式
二签字的动态鉴别的一种方案，图2所示为时空坐标系x-y-t中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数x:f"t)和y=f2(t),并且可以建立关系y=f (x， t)。签字轨 迹上某点P的时空坐标值为P(x,y，t)，初始落笔点0的时空坐标值为 O(xo，yo，to)。以初始落笔点O为一端点，以签字过程中P点为另一端点， 得到 一 组签字轨迹上各点距初始落笔点的时空距离 d二 ( (x-xq) 2+ (y-yo) 2+ (t-to)2)1/2，来表述签字轨迹上各点的时空位置特征。 将当前签字轨迹各点的时空距离d= ((x-xo) 、 (y-yo) 2+ (t-to)2) '/2组与备案 签字中各对应点的时空距离组进行比对，判别签字的真伪。
具体实施方式
三签字的动态鉴别的一种方案，图2所示为时空坐标系x-y-1中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间t变化的函数FfKt)和y=f2(t)，并且可以建立关系y=f (x， t)。签字轨 迹上某点P的时空坐标值为P(x，y,t)，初始落笔点0的时空坐标值为 O(xo，yo,to)。以初始落笔点0为一端点，以签字过程中P点为另一端点， 得到 一 组签字轨迹上各点相对初始落笔点的时空距离 d= ((x-xo) 2+ (y-yo) 2+ (t-to)2)1/2来表述签字轨迹上各点的时空位置特征。 在时空坐标系x-y-1中，签字轨迹函数y对x的偏导数3y/ax^f (x)/ax=0 的点是签字轨迹在x-y投影平面上y向的顶点或谷点，y对x的二次偏导 数3、/&2=32 f(x)/dx^O的点是签字轨迹在x-y投影平面上的拐点。以签 字轨迹的始末点以及签字轨迹在x-y投影平面上顶点、谷点和拐点处距初 始落笔点的时空距离为数据组与备案签字中各对应点的时空距离组进行 比对，判别签字的真伪。
具体实施方式
四签字的动态鉴别的一种方案，图3所示为时空坐标系x-y-1中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数x:f"t)和y=f2(t)，并且可以建立关系y=f (x， t)。签字轨 迹上某点P的时空坐标值为P(x,y，t)，另一点P'的时空坐标值为 P(x' ，y' ，t')， 两点间相对的时空距离 d二((x-x， )2+(y-y， )2+(t-t' )2)1/2来表述签字轨迹上各点的时空位置特 征。在时空坐标系x-y-1中，签字轨迹函数y对x的偏导数3y/3x^f (x)/ 3x=0的点是签字轨迹在x-y投影平面上y向的顶点或谷点，y对x的二次 偏导数a2y/dx^a2 f (x)/ax2=0的点是签字轨迹在x-y投影平面上的拐点。 以签字轨迹的始末点以及签字轨迹在x-y投影平面上各顶点、谷点和拐点 之间相对的时空距离为数据组与备案签字中各对应点间相对的时空距离 组进行比对，判别签字的真伪。 具伴实滩方式五签字的动态鉴别的一种方案，图2所示为时空坐标系x-y-t中的签字轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数Ff"t)和"f"t)，并且可以建立关系y=f (x, t)。签字轨 迹上某点P的时空坐标值为P(x，y，t)，初始落笔点0的时空坐标值为 O(xo，yo,to)。以初始落笔点0为一端点，以签字过程中P点为另一端点， d= ((x-XG)2+ (y-yo)2+ (t-to)2)1/2是签字轨迹上各点距初始落笔点的时空距 离。在时空坐标系x-y-t中，签字轨迹函数y对x的偏导数3y/3^af (x)/ 3x=0的点是签字轨迹在x-y投影平面上y向的顶点或谷点，y对x的二次 偏导数aV/ax242 f (x)/dx2=0的点是签字轨迹在x-y投影平面上的拐点。 以签字轨迹的始末点以及签字轨迹在x-y投影平面上的顶点、谷点和拐点 处距初始落笔点的时空距离d=((x-XQ)2+(y-yQ)2+(t-1。)2)1/2为一组数据 组，和签字轨迹在x-y投影平面上顶点、谷点、拐点处x和y分别对t 的一次导数dx/dt-dfi(t)/dt和dy/dt=df2(t)/dt值为另两组数据组，这 样三组数据组来表述签字轨迹上各点的时空位置特征，并与备案签字中各 对应点的相应数据组进行比对，判别签字的真伪。
具体实施方式
六签字的动态鉴别的一种方案，图4所示为时空坐标系x-y-t中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数x:f"t)和y=f2(t)，并且可以建立关系y=f (x， t)。签字轨 迹上某点P的时空坐标值为P(x，y,t)，初始落笔点0的时空坐标值为 O(xo, yo, to)。在x-1投影平面上，签字轨迹函数x对t的导数dx/dt=d fi(t)/dt二0的点是签字轨迹在x-t投影平面上x向的顶点或谷点，也就 是签字在x向的停笔点。以签字轨迹在x-1投影平面上，以初始落笔点O 为始点，以顶点和谷点为末点，形成一组时空位置向量r(x-xo,t-to)来表 述签字轨迹上各点的时空位置特征，并与备案签字中各对应点的相应数据 组进行比对，判别签字的真伪。10具体实施方式
七签字的动态鉴别的一种方案，图1所示为时空坐标系x-y-t中的签字 轨迹，签字轨迹可以表述为一个落笔点的y向位置和x向位置分别随时间 t变化的函数x-fi(t)和y=f2(t)。分别将^fi(t)和y:f2(t)对时间t作 富力叶变换，得到x:f(t)和y-f2(t)的频谱分布，并与备案签字对应的 富力叶频谱进行比对，判别签字的真伪。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 签字的动态鉴别方法，通过对当前签字与备案签字的比对，特别是对签字轨迹上特征点的比对，依其相似性判别真伪，其特征在于逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位置的同时记录各点在时间坐标系中的位置，以当前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空位置特征进行比对，依比对的结果来判别签字的真伪。
2. 根据权利要求1所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述 的签字轨迹上各点的时空位置特征，是将签字轨迹上各点在时空坐标系中 的坐标值进行数学处理后得到的时空位置信息。
3. 根据权利要求2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述 的在时空坐标系中的坐标值进行的数学处理，是将签字轨迹上各点的时空 坐标值分别在时空坐标系的各个方向上进行归一化处理，并得到约当时空 位置。
4. 根据权利要求1或2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于 所述的对签字轨迹上各点的时空位置信息进行的数学处理，和所述的以当 前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空位置特 征进行比对，是在时空坐标中，将当前签字轨迹上各点的归一化时空距离 数据集合，与备案签字轨迹上各点的归一化时空距离的数据集合进行的比 对。
5. 根据权利要求1或2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于 所述的对签字轨迹上各点的时空位置信息进行的数学处理，和所述的以当 前签字轨迹上各点的时空位置特征和备案签字轨迹上各点的时空位置特 征进行比对，是在时空坐标中，将当前签字轨迹上各点归一化时空距离以 及归一化空间距离对时间求导的数据集合，与备案签字轨迹上各点归一化 时空距离以及归一化空间距离对时间求导的数据集合进行的比对。
6. 根据权利要求4或5所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述的各点的时空距离,是在时空坐标系中签字轨迹上各点相对同一特定 点的时空距离。
7. 根据权利要求4或5所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述的各点的时空距离，是在时空坐标系中签字轨迹上各点之间的相对时 空距离。
8. 根据权利要求1或2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述的逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位置的同时记录各点在 时间坐标系中的位置，是以等距的时间间隔，逐点记录签字过程的空间坐 标位置。
9. 根据权利要求1或2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于所述的逐点记录签字轨迹上各点在空间坐标中的位置的同时记录各点在 时间坐标系中的位置，是以等距的空间间隔，逐点记录签字过程的时间坐标位置。
10. 根据权利要求1或2所述的签字的动态鉴别方法，其特征在于:所述的时空坐标系的空间坐标轴可以是一维的，也可以是二维的，也可以 是三维的。
全文摘要
本发明公开了一种签字的动态鉴别方法，利用不易被人模仿的签字的时间维特征，形成签字轨迹的时空位置特征，采取比对签字轨迹动态的时空位置特征，来鉴别签字真伪。本发明在空间坐标的基础上再加上时间坐标，在记录签字轨迹空间位置的同时记录签字轨迹时间位置，用完成签字后变成隐性的时间维特征，让签字的鉴别更加有效。
文档编号G06K9/00GK101241544SQ20071000486
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月9日 优先权日2007年2月9日
发明者陈其良 申请人:陈其良