基于笔迹的用户身份识别方法和装置与流程

本发明涉及移动终端信息安全技术领域，尤其涉及一种基于笔迹的用户身份识别方法和装置。

背景技术：

目前，随着移动通信技术全面升级、硬件技术的飞速发展、智能终端的迅速普及，智能移动终端已经成为人们工作、生活中不可或缺的工具。手写输入即通过在触摸屏上手写文字来输入，因为其简单、快捷、不需拼音等背景知识而成为众多用户选取的输入方式。

智能移动终端中往往存储有用户的生活照片以及其他隐私数据、金融数据，并且安装有涉及诸如手机银行等客户端应用。为了保护这些信息不被别人窃取，需要对当前操作终端的用户进行身份合法性识别。目前，一种基于手写输入笔迹进行用户身份合法性识别的方式是：通过将当前操作用户输入笔迹与合法用户预先存储在终端中的参考笔迹进行对比，确定该操作用户是否为授权用户。

尽管上述方法能在一定程度上确保用户终端的安全性，但是若有人刻意模仿合法用户的笔迹，将导致身份合法性识别结果的准确性受到严重影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于笔迹的用户身份识别方法和装置，用以提高身份合法性识别结果的准确性。

本发明实施例提供一种基于笔迹的用户身份识别方法，包括：

获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征，所述笔迹流畅性特征是反映模仿行为的笔迹特征；

将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

可选地，所述将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户，包括：

根据每种笔迹流畅性特征与对应的参考笔迹书写特征的匹配度，结合预设的每种笔迹流畅性特征的权重值，确定所述用户与所述合法用户的匹配程度；

若所述匹配程度低于预设阈值，则确定所述用户为不合法用户。

可选地，所述方法还包括：

获取所述用户手写输入文字的笔迹样式特征，所述笔迹样式特征是反映所述用户个人书写风格的特征；

所述将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户，包括：

将所述笔迹流畅性特征和所述笔迹样式特征，与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

本发明实施例提供一种基于笔迹的用户身份识别装置，包括：

第一获取模块，用于获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征，所述笔迹流畅性特征是反映模仿行为的笔迹特征；

确定模块，用于将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法和装置，当用户在触摸屏上通过手写输入文字时，通过获取用户手写输入文字中的反映模仿行为特征的笔迹流畅性特征，以基于该笔迹流畅性特征与合法用户的参考笔迹书写特征的比较结果，确定用户是否为合法用户。针对模仿行为来说，模仿者的手写笔迹中往往会有一些固有的、难以避免的笔迹特征，基于这些特征可以准确识别出模仿者的书写，从而可以准确识别用户的身份合法性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例一的流程图；

图2为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例二的流程图；

图3为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例三的流程图

图4为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例一的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例二的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例一的流程图，本实施例提供的该用户身份识别方法可以由一用户身份识别装置来执行，该用户身份识别装置可以实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，该用户身份识别装置可以集成设置在用户的具有触摸屏的终端设备中，比如智能手机、平板电脑等。如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101、获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征。

其中，该笔迹流畅性特征是反映模仿行为的笔迹特征。

本发明实施例的主要思想是：针对模仿者在进行笔迹模仿的过程中不可避免会出现的一些书写特征对当前手写输入用户进行身份识别，这些书写特征本发明实施例中称为笔迹流畅性特征，比如具体可以包括回描、速度变化、笔压变化、笔迹粗细变化等特征，模仿者在这些特征上往往与合法用户具有比较明显的区别，而且这些特征为笔迹模仿中常常出现的特征或笔迹伪造中难于特意避免的特征，基于对这些特征的采集，再与原笔迹的相应参考笔迹特征进行比对，当与参考笔迹特征不匹配时，即使该笔迹与参考笔迹在其他特征上具有很高的相似度，仍然认为该笔迹为有意模仿的笔迹。

基于上述主要思想，当前用户在触发手写输入文字时，获取其输入文字过程中的笔迹流畅性特征。其中，在一种可选的实现场景中，触发获取输入文字过程中的笔迹流畅性特征的条件可以是任何手写输入场景，但是，在一种可选的实现场景中，触发获取输入文字过程中的笔迹流畅性特征的条件可以是当用户触发了特定的文字输入场景，比如涉及到用户签名的应用程序、屏幕解锁时、涉及金融的应用程序，等等。

实际应用中，为了保证识别结果的准确性，获取的笔迹流畅性特征往往是多个，从而，可选地，获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征可以实现为：

通过对输入笔迹的采样点重复性的识别，获取输入笔迹的回描特征；和/或，

根据输入笔迹的每个采样点的速度，获取输入笔迹的书写速度变化特征；和/或，

根据输入笔迹的每个采样点的压力，获取输入笔迹的书写压力变化特征；和/或，

根据输入笔迹的每个采样点的像素多少，获取输入笔迹的笔迹粗细变化特征。

其中，对于回描特征来说，合法用户在输入文字时，应该不会或很少会出现回描的情况，而模仿者，为了模仿合法用户的笔迹，可能出现回描的情况比较多。实际上，用户输入的笔迹是有多个像素点的轨迹构成的，不同时刻对应的像素点不同，本实施例中，可以通过对笔迹的像素点轨迹进行采样，记录每个采样点被触发的次数来获取该笔迹的回描特征，该回描特征可以描述为有无回描或者回描次数，以及回描处对应的采样点位置等等。其中，采样可以是基于一定的时间间隔进行像素点的采样。

可以理解的是，实际应用中，用户两次精确地触发同一采样点的情况不易发生，往往会有些许偏差，也就是说，在第一次触发某采样点之后，即使在该采样点处出现回描现象，第二次触发的像素点位置往往与该采样点不完全一致，因此，可以认为在一定较小的距离内的先后至少两次触发被认为是回描操作。

另外，还可以理解的是，比如两个笔画，这两个笔画在某采样点可能有连接，比如“十”字，横和竖的交叉部分被先后两次触发，但是这种情况不应该被认为是回描，因此，本实施例中，回描特征定义连续的多个采样点处都出现至少两次被重复触发的情况，从而，如果识别出输入笔迹中的多个连续采样点具有重复触发的特征时，确定该输入笔迹中具有回描特征。

对于速度变化特征来说，可以对输入笔迹中的各采样点按照触发时间先后顺序进行排列，并且记录每个采样点被触发的时间，从而，后一采样点的速度根据相距前一采样点的距离和触发时间差确定。在确定了每个采样点的速度之后，可以根据相邻采样点的速度变化情况确定输入笔迹的书写速度变化特征。一般地，合法用户的书写速度较为均匀，不会出现明显的速度突变情况，而模仿者往往会出现明显的书写速度突变情况。

另外，还可以通过记录用户输入文字所需的时间长度，获取用户输入文字的速度特征，该时间长度可以是指用户输入完全部要输入的文字的时间。实际应用中，可以基于用户输入完文字后对某个控件的触发操作的检测作为输入完毕的时间点，比如发送控件、提交控件、确认控件等。一般地，相比于合法用户的书写速度，模仿者的书写速度更慢。

对于书写压力变化特征来说，与书写速度变化特征类似，在此不赘述。可以基于用户终端设备的触摸屏下设置的压力传感器来检测每个采样点处的压力值。

对于笔迹粗细变化特征来说，输入笔迹的每个采样点由至少一个像素点构成。但是因为用户的书写力度不同，往往使得输入笔迹并非具有完全均匀的笔迹线条，尤其对于模仿者，由于其刻意模仿合法用户的笔迹，其输入笔迹的笔迹粗细变化往往较为明显。通过确定输入笔迹的每个采样点的像素多少即所占像素面积大小，并进行相邻采样点所占像素多少的比较，能够获取输入笔迹的笔迹粗细变化特征。

上述各种笔迹流畅性特征仅为举例，实际应用中，比如还可以包括笔迹中断特征、笔迹虚实变化特征等。

步骤102、将笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定用户是否为合法用户。

本发明实施例中，合法用户的参考笔迹书写特征中包括与笔迹流畅性特征对应的特征，该参考笔迹书写特征是通过对合法用户多次进行样本文字的书写，通过对样本文字书写过程中的上述特征的获取、统计而得到的，即是基于合法用户的文字书写训练而获得的。参考笔迹书写特征中的笔迹流畅性特征的获取过程可以参见前述输入笔迹的书写流畅性特征的说明。

值得说明的是，在某些特定的手写输入场景中，当前用户输入的文字即为合法用户的样本文字，即当前用户输入的文字应该是特定的文字内容，且与用于获得合法用户的参考书写特征的样本文字相同，比如在电子签名的场景下，参考书写特征是基于合法用户对自己名字的多次书写过程而获得的，而当前用户在该场景下，同样输入合法用户的名字。但是，在某些手写输入场景中，并不要求当前用户输入的文字是特定的文字内容，而且当前用户输入的文字与用于获得合法用户的参考书写特征的样本文字也不同。针对上述两种场景，上述举例的各种笔迹流畅性特都可以被使用，因为从笔迹流畅性特征的本质出发，其实体现在书写过程中的模仿者的行为特征，与书写内容关联不大。但是，从参考笔迹特征的训练计算量的角度以及实际应用中对用户进行身份识别的必要性的角度出发，本发明实施例更适用于第一种手写输入场景。

可选地，在获得当前用户输入笔迹的书写流畅性特征之后，将该笔迹流畅性特征与合法用户的参考笔迹书写特征即参考笔迹书写特征中的对应笔迹流畅性特征进行比较，以确定当前的用户是否为合法用户。

具体地，可以根据每种笔迹流畅性特征与对应的参考笔迹书写特征的匹配度，确定用户与合法用户的匹配程度；或者，根据每种笔迹流畅性特征与对应的参考笔迹书写特征的匹配度，结合预设的每种笔迹流畅性特征的权重值，确定用户与合法用户的匹配程度，当匹配程度低于预设阈值时，确定用户为不合法用户，当匹配程度高于或等于该预设阈值时，确定用户为合法用户。

一种可选实现方式中，可以定义匹配程度为输入笔迹的多种笔迹流畅性特征中与对应的参考笔迹书写特征的匹配度较高的笔迹流畅性特征的个数。在另一种可选实现方式中，可以定义匹配程度为根据每种笔迹流畅性特征的权重值，以及输入笔迹的每种笔迹流畅性特征中与对应的参考笔迹书写特征的匹配度而确定的加权分数。

其中，笔迹流畅性特征中与对应的参考笔迹书写特征的匹配度可以体现为相应特征值或特征曲线的重合程度。其中，特征值比如为回描次数，特征曲线比如为体现书写速度变化特征的速度变化曲线，体现书写压力变化特征的压力变化曲线，体现笔迹粗细变化特征的笔迹粗细变化曲线。如果输入笔迹的某特征变化曲线与对应的参考特征变化曲线中相同采样点对应的特征值之差均小于一定阈值，则认为该特征具有高匹配度，赋予一定的匹配度值。

本实施例中，当用户在触摸屏上通过手写输入文字时，通过获取用户手写输入文字中的反映模仿行为特征的笔迹流畅性特征，以基于该笔迹流畅性特征与合法用户的参考笔迹书写特征的比较结果，确定用户是否为合法用户。针对模仿行为来说，模仿者的手写笔迹中往往会有一些固有的、难以避免的笔迹特征，基于这些特征可以准确识别出模仿者的书写，从而可以准确识别用户的身份合法性。

图2为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例二的流程图，如图2所示，包括如下步骤：

步骤201、获取用户在屏幕解锁界面中手写输入的解锁文字中的笔迹流畅性特征。

步骤202、将笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较。

步骤203、若根据比较结果确定用户为合法用户，解锁屏幕。

若根据比较结果确定用户为不合法用户，则继续锁定屏幕。

本实施例是以屏幕解锁场景为例对用户身份识别过程进行的示意性说明，该场景下，合法用户的参考笔迹书写特征是通过对合法用户多次输入解锁文字的过程进行相应的笔迹流畅性特征分析而获得的，对于多次中每次获得的同一种笔迹流畅性特征的特征值，可以通过剔除差异大的特征值，剩余的特征值求取平均的方式而确定。

由于用户的终端设备中往往存储有各种隐私数据，登录着网上银行等支付应用，为保证这些数据信息不被人窃取、窥探，现在的终端设备都具有锁屏功能，即当用户退出终端操作一定时间后或者用户触发了锁屏操作后，屏幕锁定，当需要再次操作终端设备时，需要输入解屏密码。而笔迹密码，即合法用户以自己书写的文字密码因具有独有的笔迹特征，可以被作为一种锁屏密码以提高用户重要数据信息的安全性。

本实施例中，为了避免用户的笔迹密码被刻意模仿，当前用户在进行解屏操作时需要对其进行身份识别，以保证解屏操作的安全性。具体地身份识别过程可以参见图1所示实施例中的介绍。

图3为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别方法实施例三的流程图，如图3所示，该方法还可以包括如下步骤：

步骤301、获取用户手写输入文字的笔迹流畅性特征和笔迹样式特征。

其中，笔迹样式特征是反映用户个人书写风格的特征。

步骤302、将笔迹流畅性特征和笔迹样式特征，与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定用户是否为合法用户。

本实施例中，为了进一步提高用户身份识别结果的准确性，除了对比当前用户输入笔迹的笔迹流畅性特征与合法用户对应的参考笔迹流畅性特征外，还进一步对比当前用户输入笔迹的笔迹样式特征与合法用户对应的参考笔迹样式特征。从而，合法用户的参考笔迹书写特征中包括参考笔迹流畅性特征和参考笔迹样式特征两类特征。

其中，笔迹样式特征比如为输入文字的纹理特征、特定笔画的书写特征等。笔迹样式特征的提取方式可以参考现有技术中笔迹识别的方法实现。

本实施例中，将笔迹流畅性特征和笔迹样式特征，与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，实际上是将当前输入笔迹的笔迹流畅性特征和参考笔迹书写特征中包括的参考笔迹流畅性特征进行对应比较，将当前输入笔迹的笔迹样式特征和参考笔迹书写特征中包括的参考笔迹样式特征进行对应比较。如果笔迹流畅性特征的匹配度高于一定阈值，且笔迹样式特征的匹配度也高于一定阈值，则认为当前用户为合法用户，否则，为不合法用户。

其中，笔迹样式特征的匹配度的度量方式与笔迹流畅性特征的匹配度的度量方式类似，不再赘述。

以下将详细描述本发明的一个或多个实施例的用户身份识别装置。这些用户身份识别装置可以被实现在终端设备的基础架构中。本领域技术人员可以理解，这些用户身份识别装置均可使用市售的硬件组件通过本方案所教导的步骤进行配置来构成。

图4为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例一的结构示意图，如图4所示，该用户身份识别装置包括：第一获取模块11、确定模块12。

第一获取模块11，用于获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征，所述笔迹流畅性特征是反映模仿行为的笔迹特征。

确定模块12，用于将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

可选地，所述第一获取模块11具体用于：

通过对输入笔迹的采样点重复性的识别，获取所述输入笔迹的回描特征；和/或，

根据所述输入笔迹的每个采样点的速度，获取所述输入笔迹的书写速度变化特征；和/或，

根据所述输入笔迹的每个采样点的压力，获取所述输入笔迹的书写压力变化特征；和/或，

根据所述输入笔迹的每个采样点的像素多少，获取所述输入笔迹的笔迹粗细变化特征。

可选地，所述确定模块12包括：第一确定单元121、第二确定单元122。

第一确定单元121，用于根据每种笔迹流畅性特征与对应的参考笔迹书写特征的匹配度，结合预设的每种笔迹流畅性特征的权重值，确定所述用户与所述合法用户的匹配程度。

第二确定单元122，用于若所述第一确定单元确定的所述匹配程度低于预设阈值，则确定所述用户为不合法用户。

图4所示装置可以执行图1所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

图5为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例二的结构示意图，如图5所示，在图4所示实施例基础上，该用户身份识别装置还包括：解锁模块21。

所述第一获取模块11具体用于：获取所述用户在屏幕解锁界面中手写输入的解锁文字中的笔迹流畅性特征。

解锁模块21，用于若所述确定模块确定所述用户为合法用户，解锁屏幕。

图5所示装置可以执行图2所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图2所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图2所示实施例中的描述，在此不再赘述。

图6为本发明实施例提供的基于笔迹的用户身份识别装置实施例三的结构示意图，如图6所示，在图4所示实施例基础上，该用户身份识别装置还包括：第二获取模块31。

第二获取模块31，用于获取所述用户手写输入文字的笔迹样式特征，所述笔迹样式特征是反映所述用户个人书写风格的特征。

所述确定模块12具体用于：将所述笔迹流畅性特征和所述笔迹样式特征，与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

图6所示装置可以执行图3所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图3所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图3所示实施例中的描述，在此不再赘述.

以上描述了基于笔迹的用户身份识别装置的内部功能和结构，实际中，该用户身份识别装置可实现为终端设备，包括：触摸屏、处理器；

所述触摸屏，用于接收用户在该触摸屏上手写输入的文字的笔迹。

所述处理器，耦合到所述触摸屏，用于获取用户手写输入文字中的笔迹流畅性特征，所述笔迹流畅性特征是反映模仿行为的笔迹特征；将所述笔迹流畅性特征与预先存储的合法用户的参考笔迹书写特征进行比较，确定所述用户是否为合法用户。

其中，该触摸屏由触摸介质和显示屏组成。

可选地，该终端设备还包括：压力传感器，耦合到所述触摸屏和所述处理器。

可选地，所述处理器还用于执行上述图1、图2、图3所示方法步骤中的全部或部分步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以产品的形式体现出来，该计算机产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。