[发明专利]基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法

说明书

本发明涉及信息安全安全身份认证领域，公开了一种基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法，包括如下步骤：收集笔迹样本并分析出各种特征在人群中的分布情况，随机挑选若干个汉字，要求注册用户书写并提交若干注册样本，计算各特征在注册样本上的统计值及在人群中的观测概率，接受概率小于阈值的注册笔迹，再从注册成功的汉字中随机挑选若干个满足要求的汉字，要求待认证用户提交与之对应的测试笔迹，在测试笔迹中搜索特征，计算观测概率并给出判别。本发明基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法，通过对笔迹特征特殊性和稳定性的分析，提升笔迹认证系统处理上述两类问题的能力和手段，提高在线笔迹认证系统安全性。

技术领域

本发明涉及信息安全身份认证领域，具体涉及一种基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法。

背景技术

在线笔迹认证是指利用专门输入设备在线获取用户的手写笔迹，经比较其中所蕰涵的个性化特征从而实现用户身份鉴别的一项技术。

众所周知，笔迹认证的基础是特征的特殊性和稳定性。特殊性实现笔迹与身份的绑定，是笔迹认证的根本。稳定性是前提，没有稳定性支撑的特殊性无法体现，难以达到绑定的目的；而失去特殊性，即使再稳定的特征也毫无价值。两者相互依存，缺一不可。若某个特征在人群中少有出现，但稳定性不够；或者即使非常稳定，但特征在人群中非常普遍；上述两种特征都不具有高鉴别价值，高鉴别价值的特征应是既稳定又特殊的特征。

一个高置信系统需要对特征进行特殊性和稳定性分析。然而，目前被广泛使用的由学者Anil K.Jain等人在文献《On-line Signature Verification》(PatternRecognition，2002)中提出的笔迹注册和认证两层认证框架难以进行有效的特殊性和稳定性分析。这是因为：1) 无法为分析提供大量的笔迹样本。笔迹的内在特性决定了对笔迹特征进行特殊性和稳定性分析需要建立在大量的笔迹样本基础之上。在现有两层框架下，考虑到便利性约束，用户至多愿意提供3至5 个注册样本。2)由于目前系统认证所使用的笔迹是与书写内容相关的，这导致为收集大量笔迹样本所付出的成本是巨大的。例如，目前常使用与用户姓名相关的签名笔迹进行认证。为了分析特殊性，需要收集大量其他用户书写的特定用户签名笔迹进行比对。更糟的是，由于特征与笔迹内容相关，在特定用户上得到的分析结果难以推广到其它用户的签名笔迹上。这将严重阻碍笔迹认证系统的大范围应用。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现在技术的不足，提供一种基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法，通过引入预训练步骤以及不限于特定内容的认证笔迹，实现对笔迹特征特殊性和稳定性的定量分析，选取稳定且特殊的笔迹特征进行判别，从而达到提高在线笔迹认证系统准确性和泛化能力的目的。

为实现上述目的，本发明所设计的基于特征稳定性和特殊性分析的在线笔迹认证方法，包括如下步骤：

步骤100)笔迹特征预学习：收集人群关于标准汉字库中各种标准汉字的大量手写笔迹样本，对具有相同书写内容、各种个性化书写方式以及表现形式的手写笔迹样本集合，事先分析出各种笔迹特征在人群中的统计分布特征，对于其中的离散型笔迹特征，获得特征值分布律，对于其中的连续型笔迹特征，获得联合概率密度函数；所述标准汉字是目前已被广泛使用的具有标准书写样式和表现形式的汉字；