一种手写签名鉴定设备及其方法技术

本发明专利技术涉及一种手写签名鉴定设备及其方法，所述设备包括视频采集模块、初始化模块、特征提取模块，其中：视频采集模块，用于采集一组手写签名视频图像；初始化模块，其利用采集到的手写签名视频图像得到高质量的待检图像；以及特征提取模块，用于提取所述待检图像的特征，以便对其分类并且判断其有效性。本发明专利技术通过融合视频采集、初始化处理和图像特征提取，将这些处理模块嵌入摄像头中，实现了一种成本低廉、使用方便、网络负担小的手写签名鉴定系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。技术背景信息技术的飞速发展在给人们日常生活带来极大便利的同时，也使网 络安全问题受到前所未有的挑战。因此，实时准确的个人身份认证十分重 要。手写签名是人的一种行为特征，利用手写签名进行个人身份认证具有 防伪性好、易携带、不易遗失或遗忘、容易使人接受等特点，是一种重要 的个人身份认证手段。签名鉴定分为离线签名鉴定和在线签名鉴定两种。离线签名鉴定主要 是通过扫描仪、摄像机等输入设备，将原始的手写签名输入到计算机里，然后进行分析与鉴定；在线签名鉴定主要是是通过手写板实时采集书写人 的签名信息，除了可以采集签名位置等静态信息，还可以记录书写时的速 度、运笔压力、握笔倾斜度等动态信息。较离线签名鉴定而言，在线签名 鉴定显然可利用更多的信息量，不易伪造，但是其实现难度也更大，而且 需要特定的签名釆集设备，成本较高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了 一种能解决以上问题的手写 签名鉴定设备及其方法。在第一方面，本专利技术提供了一种手写签名鉴定方法，包括在训 练阶段，利用手写签名图像训练分类器；在检测阶段,采集一组手写 签名视频图像；利用采集到的手写签名视频图像提取图像特征，并通 过网络传送到所述分类器；以及所述分类器根据所述图像特征来判断 签名的有效性。在第二方面，本专利技术提供了一种手写签名鉴定设备，包括视频采集模 块、初始化模块、特征提取模块，其中视频采集模块，用于釆集一组手写签名视频图像；初始化模块，其利用采集到的手写签名视频图像得到高质量的待检图像；以及特征提取模块，用于提取所述待检图像的特征，以 便对其分类并且判断其有效性。在第三方面，本专利技术提供了一种手写签名鉴定系统，其包括分类器， 以及如第二方面中所述的手写签名鉴定设备，所述分类器和所述手写签名 鉴定设备通过网络相互连接。在本专利技术的一个实施例中，所述初始化模块包括用于对图像进行光 照补偿、灰度拉伸、滤波去噪的模块；和/或用于对签名图像进行分割，将 签名从背景中分离出来的模块；和/或用于对分割出来的签名图像进行旋转 校正的模块；和/或用于对签名图像进行尺度归一化处理的模块。在本专利技术的另一个实施例中，所述手写签名鉴定设备还包括编 码模块，用于对所述特征进行编码。在本专利技术的又 一 个实施例中，所述手写签名鉴定设备是摄像头。本专利技术通过融合视频采集、初始化处理和图像特征提取，将这些处理模块嵌入摄像头中，实现了一种成本低廉、使用方便、网络负担小的手写签名鉴定系统。附图说明下面将参照附图对本专利技术的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中图1是根据本专利技术的手写签名鉴定系统的框图。具体实施方式图1是根据本专利技术的手写签名鉴定系统的框图。 如图1所示，该系统包括视频采集模块、初始化模块、特征提取 模块、分类器。所述视频采集模块、初始化模块和特征提取模块可以 嵌入各种网络摄像头/摄像机或其他具有摄像功能的设备之中，以形成 具有手写签名鉴定功能的嵌入式处理设备。视频采集模块用于对用户签名进行拍摄并获取视频流图像。 初始化模块用于对视频流图像进行初始化处理，以得到高质量的待检图像。特征提取模块用于从待检图像中提取特征。分类器用于对提取出来的特征进行分类，以区分真实签名和伪造签名。 具体实现过程包括训练和识别两个阶段，下面分别对这两个阶段 的处理过程进行描述1、 训练阶段分类器，以用于在检测阶段中区分真实签名和伪造签名。首先，收集用户提供的手写签名图像若干，对这些图像进行初始化处 理，提取初始化处理后的所有签名图像的特征。然后，再利用这些特征训 练一个分类器，以区分真实签名和伪造签名。通过训练得出的分类器可以 存储在控制中心之中。控制中心可以通过网络与具有手写签名鉴定功能的 摄像头/摄像机相连接。一般来说，可以根据不同的图像特征来选择不同的分类器。理论上可 以选择任何分类器，比如支持向量机、最近邻分类器、人工神经网络等等。在此，给出两种较好的分类器的具体实现方式其一其一收集一个人的真实签名若千个，分别计算它们的特征 向量。假设这些特征向量服从高斯分布，计算这些特征向量的均值和标 准差，训练一个最近邻分类器，该分类器的分类判别准则定义为与特 征向量均值的距离小于T倍标准差的待检测样本作为真实样本，否则为 伪造签名。其二收集一个人的真实签名M个，再收集伪造签名样本N个，提取 所有样本的特征，然后使用对这些特征进行训练，从而得到一个支持向量 机，用支持向量机来进行分类处理。本专利技术将伪造签名主要分为三类即随机伪造伪签名(伪造者随手写 下的签名)、简单伪造签名(伪造者想模仿签名，但模仿得不熟练)以及 熟练伪造签名(伪造者经过较长时间的练习，模仿签名已经比较熟练)。 无论是哪种伪造签名，根据本专利技术的手写签名鉴定系统都能识别。2、 检测阶段本阶段的主要目的是使用训练阶段得到的分类器对输入的任意一幅待 检的手写签名图像进行分类，判断该图像是真实签名还是伪造签名。首先，视频采集模块对用户签名进行拍摄并获取视频流图像，该模块 可以嵌入到各种具有拍摄并捕获视频流图像功能的网络摄像头中。实际处 理时，可以通过视频采集模块采集一组视频图像，然后将对釆集到的图像 进行初始化处理。初始化处理可以包括对签名图像进行光照补偿、灰度拉伸、滤波去 噪等，其中滤波处理可以采用时域中值滤波、均值滤波等；对签名图像进 行分割，将签名从背景中分离出来；对分割后的签名图像进行旋转校正(釆 集到的签名数字图像可能是倾斜的)；对签名图像进行尺度归一化处理。 这样，通过上述初始化处理对图像进行增强，最后得到一幅高质量的图像 作为输入的待检图像。然后，特征提取模块提取该待检图像的特征。筒言之，就是从该待检 图像中提取出有代表性的维数较低的数据以表示原始输入图像。当然，可以使用多种方法来描述签名图像的特征。本专利技术主要针对中文手写签名给 出几种比较好的特征，主要包括由二阶矩或者高阶矩导出的形状特征、 紋理特征(如Wigner分布、方向直方图等)以及伪动态特征。得出待检图像的特征之后，视频编码模块(未示出)对图像特征进行 编码，然后通过互联网协议(IP)网络传送到控制中心，具体是传送到分类 器。当然，所述网络也可以是其他网络。分类器通过将所述特征与分类器 中的签名特征对比，从而对传送来的特征进行分类，区分出提取出该特征 的手写签名图像是真实图像还是伪造图像。最后，把鉴定结果传回具有手 写签名鉴定功能的嵌入式处理设备。应当指出，在嵌入式处理设备中还有一个鉴定结果指示模块，用于根 据上述鉴定结果给出一个具体的指示。所述指示可以通过多种方法实现， 并且不是本专利技术的重要特征，因此不再赘述。下面，结合信用卡签名鉴定来具体描述本专利技术的方法。在训练阶段，首先需要用户注册到本专利技术的系统，并提供N个真实的 签名。系统接受用户注册之后，根据用户信息随机地构造M个伪造签名。然后，对真实签名和伪造签名的图像一起进行初始化，即对这些签名图像 进行增强，得到一幅高质量的图像作为待检图像，从中提取出特征，利用 提取出来的特征训练出分类器。在检测阶段，注册用户可以在任何配备有专门的签名鉴定功能的摄像头的地方进行信用卡签名鉴定。具体步骤如下1. )利用摄像头拍摄用户签名。2. )对获取的签名图像进行初始化。3. )提取初始化后的签名图像的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手写签名鉴定方法，包括：　在训练阶段，　利用手写签名图像训练分类器；　在检测阶段，　采集一组手写签名视频图像；　利用采集到的手写签名视频图像提取图像特征，并通过网络传送到所述分类器；以及　所述分类器根据所述图像特征来判断签名的有效性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，邓亚峰，黄英，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]