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手写签名识别技术研究,全文40页约24000字论述翔实摘要本文对手写签名识别技术主要是在线手写签名识别技术进行了研究。随着信息技术的发展，包括手写签名在内的生物特征身份识别由于其高度的唯一性与可靠性成为身份识别的研究热点。通过计算机把手写签名的特征信息与真实签名样本进行比对，以识别手写签名真伪的技术，其原理是每个人的签名...
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手写签名识别技术研究
全文40页 约24000字 论述翔实
摘要
本文对手写签名识别技术主要是在线手写签名识别技术进行了研究。
随着信息技术的发展，包括手写签名在内的生物特征身份识别由于其高度的唯一性与可靠性成为身份识别的研究热点。通过计算机把手写签名的特征信息与真实签名样本进行比对，以识别手写签名真伪的技术，其原理是每个人的签名都是独特的并且在一段时期内不随意改变。手写签名具有不遗忘性、自然性、共享性，同时也有着一定的相对不稳定性，因此对识别算法提出较高要求。本文主要研究在线手写签名识别，运用特征值与特征函数相结合的方法。
手写签名识别系统系统必须具有足够的鲁棒性又兼顾系统性能，同时在误拒率和误纳率之间根据实际情况寻找平衡点。成熟的签名识别系统有着广阔的应用前景，如金融、证券与电子商务领域；企业资源管理系统、办公自动化系统与电子政务领域；平板电脑；出入口控制技术等。
签名信息采集之后首先须进行预处理包括起笔处理、合并、去除孤立点与冗余点、虚假抬笔处理、平滑和倾斜校正等，尽可能去除误导识别结果的因素。由于时间弯曲效应，需要寻找笔段之间的最优匹配。这里有三种常见算法：区域相关、动态时间规正和特征树，综合比较之后，本文采用动态时间规正算法法，通过递归过程寻求最优匹配，进而计算各特征向量的“距离”表征两个签名之间的相似程度。关于特征选择，通常肉眼只是根据静态几何特征判断，事实上如压力、速度、加速度等等特征也能反映个人特征且更难模仿。
在建立样本库时，为了避免过多信息的丢失，本文提出保留最大信息量的逐个比较法与采用动态聚类的双模板法，并进行了比较。鉴别时采用两级鉴别法，第一级采用全局特征起筛选作用，第二级采用局部特征进行鉴别。
关键词：手写签名识别、动态时间规正、逐个比较法、双模板法、二级鉴别
ABSTRACT
This paper discusses Handwritten Signature Verification technique and mainly the On-line Handwritten Signature Verification.
With the development of Information Technology, biological identification, including Handwritten Signature Verification is being a heated topic because of the high uniqueness and reliability of biological characters. The principle when we use computer to judge a signature, lies in the theory, that a certain person’s signature is unique and unlikely to change easily. Handwritten signature is unforgetable, natural and can be shared, but also sometimes, however, relatively unsteady, and calls for stronger algorithm. This paper mainly focuses on On-line Handwritten Verification using a combination of Character-Value and Character-Funktion method.
A good Handwritten Signature Verification system shuold be strong enough while at the same time give the performance of the system much consideration. A compromise between FRR and FAR is also necessary. A well-developed syetem has a wide range of appliancation: from E-Commerce to Enterprise Resource Planning and Office Automatization , from the Tablet PC to the Access Control System, etc..
A preprocessing, including stoke-start-process, combination, solitary and redundant points elimination, smoothing, rotation, etc., after the imformation collection is used to filter the interfering faktors that will mislead the judgement. To deal with the Time Wraping Effect, a best matching between two signatures is demanded. There are three popular algorithms: Regional Correlation, Dynamic Time Wraping and Tree Matching. This paper adopts DTW and then calculats the “distance” of different signatures representing the similarity. As for the character selection, besides static ones, dynamic characters like pressure, speed, acceleration etc. also reflect personal characteristics and are much more difficult to imitate.
In order not to lose much information when establishing the database, this paper proposed One-by-one method and Two-model method, which uses Dynamic Clustering algorithm. The verification process is into two stages divided: the first work as a filter using global characters and the second gives judgement using local charaters
Keywords: Handwritten Signature Verification, Dynamic Time Wraping, One-by-one, Dynamic Clustering, Two-Model, Two-Stage Verification
目 录
摘要 1
ABSTRACT 2
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 手写签名识别的特点 2
1.3 签名识别技术面临的困难 3
1.4 手写签名识别的分类 4
1.5 手写签名鉴定与手写体字符识别 5
1.6 通用的性能评估指标 6
1.7 手写签名识别的发展与现状 6
1.8 应用领域 9
1.8.1 金融、证券与电子商务领域 9
1.8.2 企业资源管理系统、办公自动化系统与电子政务领域 10
1.8.3 平板电脑(Tablet PC)— 新一代的手写电脑 10
1.8.4 出入口控制技术(Access Control System) 11
1.9 本文安排 11
第2章 理论基础 12
2.1 信息采集 12
2.2 手写签名识别原理 12
2.3 数学模型 13
2.4 系统算法流程 14
第3章 签名信号处理 16
3.1 信号的采集与表达 16
3.2 预处理 17
3.2.1 起笔处理 17
3.2.2 合并 17
3.2.3 去除孤立点与冗余点 17
3.2.4 虚假抬笔处理 17
3.2.5 平滑 18
3.2.6 倾斜校正 19
3.2.7 归一化 20
3.3 特征提取 21
3.4 特征匹配 22
3.4.1 时间弯曲(Time Wraping)效应 22
3.4.2 几种典型算法 24
3.4.3 动态时间规正 24
3.4.4 笔划合并 27
3.4.5 时间长度归一化 28
3.5 距离计算 29
第4章 签名识别系统 30
4.1 样本库建立 30
4.1.1 样本库数据的采集 30
4.1.2 模板的建立 30
4.2 输入签名鉴别 33
4.2.1 一级鉴别 33
4.2.2 二级鉴别 34
结论 35
参考文献 36
致谢 37
部分参考文献
【8】 李春胜，丁晓青，《基于加权动态匹配方法的在线签名鉴别》，清华大学学报(自然科学版) 1999年09期 P 61-64
【9】 邱德红，陈杲，陈传波，欧阳星明，《基于全程信息和时间弯曲校正的签名认证》，华中科技大学学报(自然科学版) 2002年02期 P108-110
【10】 柯晶，乔谊正，赵宏，《在线自动签名鉴定系统的设计与实现》，计算机与现代化 1998年02期 P5-10
全文40页 约24000字 论述翔实
摘要
本文对手写签名识别技术主要是在线手写签名识别技术进行了研究。
随着信息技术的发展，包括手写签名在内的生物特征身份识别由于其高度的唯一性与可靠性成为身份识别的研究热点。通过计算机把手写签名的特征信息与真实签名样本进行比对，以识别手写签名真伪的技术，其原理是每个人的签名都是独特的并且在一段时期内不随意改变。手写签名具有不遗忘性、自然性、共享性，同时也有着一定的相对不稳定性，因此对识别算法提出较高要求。本文主要研究在线手写签名识别，运用特征值与特征函数相结合的方法。
手写签名识别系统系统必须具有足够的鲁棒性又兼顾系统性能，同时在误拒率和误纳率之间根据实际情况寻找平衡点。成熟的签名识别系统有着广阔的应用前景，如金融、证券与电子商务领域；企业资源管理系统、办公自动化系统与电子政务领域；平板电脑；出入口控制技术等。
签名信息采集之后首先须进行预处理包括起笔处理、合并、去除孤立点与冗余点、虚假抬笔处理、平滑和倾斜校正等，尽可能去除误导识别结果的因素。由于时间弯曲效应，需要寻找笔段之间的最优匹配。这里有三种常见算法：区域相关、动态时间规正和特征树，综合比较之后，本文采用动态时间规正算法法，通过递归过程寻求最优匹配，进而计算各特征向量的“距离”表征两个签名之间的相似程度。关于特征选择，通常肉眼只是根据静态几何特征判断，事实上如压力、速度、加速度等等特征也能反映个人特征且更难模仿。
在建立样本库时，为了避免过多信息的丢失，本文提出保留最大信息量的逐个比较法与采用动态聚类的双模板法，并进行了比较。鉴别时采用两级鉴别法，第一级采用全局特征起筛选作用，第二级采用局部特征进行鉴别。
关键词：手写签名识别、动态时间规正、逐个比较法、双模板法、二级鉴别
ABSTRACT
This paper discusses Handwritten Signature Verification technique and mainly the On-line Handwritten Signature Verification.
With the development of Information Technology, biological identification, including Handwritten Signature Verification is being a heated topic because of the high uniqueness and reliability of biological characters. The principle when we use computer to judge a signature, lies in the theory, that a certain person’s signature is unique and unlikely to change easily. Handwritten signature is unforgetable, natural and can be shared, but also sometimes, however, relatively unsteady, and calls for stronger algorithm. This paper mainly focuses on On-line Handwritten Verification using a combination of Character-Value and Character-Funktion method.
A good Handwritten Signature Verification system shuold be strong enough while at the same time give the performance of the system much consideration. A compromise between FRR and FAR is also necessary. A well-developed syetem has a wide range of appliancation: from E-Commerce to Enterprise Resource Planning and Office Automatization , from the Tablet PC to the Access Control System, etc..
A preprocessing, including stoke-start-process, combination, solitary and redundant points elimination, smoothing, rotation, etc., after the imformation collection is used to filter the interfering faktors that will mislead the judgement. To deal with the Time Wraping Effect, a best matching between two signatures is demanded. There are three popular algorithms: Regional Correlation, Dynamic Time Wraping and Tree Matching. This paper adopts DTW and then calculats the “distance” of different signatures representing the similarity. As for the character selection, besides static ones, dynamic characters like pressure, speed, acceleration etc. also reflect personal characteristics and are much more difficult to imitate.
In order not to lose much information when establishing the database, this paper proposed One-by-one method and Two-model method, which uses Dynamic Clustering algorithm. The verification process is into two stages divided: the first work as a filter using global characters and the second gives judgement using local charaters
Keywords: Handwritten Signature Verification, Dynamic Time Wraping, One-by-one, Dynamic Clustering, Two-Model, Two-Stage Verification
目 录
摘要 1
ABSTRACT 2
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 手写签名识别的特点 2
1.3 签名识别技术面临的困难 3
1.4 手写签名识别的分类 4
1.5 手写签名鉴定与手写体字符识别 5
1.6 通用的性能评估指标 6
1.7 手写签名识别的发展与现状 6
1.8 应用领域 9
1.8.1 金融、证券与电子商务领域 9
1.8.2 企业资源管理系统、办公自动化系统与电子政务领域 10
1.8.3 平板电脑(Tablet PC)— 新一代的手写电脑 10
1.8.4 出入口控制技术(Access Control System) 11
1.9 本文安排 11
第2章 理论基础 12
2.1 信息采集 12
2.2 手写签名识别原理 12
2.3 数学模型 13
2.4 系统算法流程 14
第3章 签名信号处理 16
3.1 信号的采集与表达 16
3.2 预处理 17
3.2.1 起笔处理 17
3.2.2 合并 17
3.2.3 去除孤立点与冗余点 17
3.2.4 虚假抬笔处理 17
3.2.5 平滑 18
3.2.6 倾斜校正 19
3.2.7 归一化 20
3.3 特征提取 21
3.4 特征匹配 22
3.4.1 时间弯曲(Time Wraping)效应 22
3.4.2 几种典型算法 24
3.4.3 动态时间规正 24
3.4.4 笔划合并 27
3.4.5 时间长度归一化 28
3.5 距离计算 29
第4章 签名识别系统 30
4.1 样本库建立 30
4.1.1 样本库数据的采集 30
4.1.2 模板的建立 30
4.2 输入签名鉴别 33
4.2.1 一级鉴别 33
4.2.2 二级鉴别 34
结论 35
参考文献 36
致谢 37
部分参考文献
【8】 李春胜，丁晓青，《基于加权动态匹配方法的在线签名鉴别》，清华大学学报(自然科学版) 1999年09期 P 61-64
【9】 邱德红，陈杲，陈传波，欧阳星明，《基于全程信息和时间弯曲校正的签名认证》，华中科技大学学报(自然科学版) 2002年02期 P108-110
【10】 柯晶，乔谊正，赵宏，《在线自动签名鉴定系统的设计与实现》，计算机与现代化 1998年02期 P5-10
