《离线手写中文签名鉴别技术的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离线手写中文签名鉴别技术的研究（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘摘 要要 签名作为身份鉴定的一种手段被用于很多领域，如银行票据、各种协议、各国之间文件等。如果签名被模仿或伪造，会造成严重的社会后果或巨大的经济损失，甚至破坏整个金融秩序或社会治安，因此展开对离线中文签名鉴别技术的研究具有十分重要的理论意义和实用价值。 结合汉字字符特有的结构特征和比较现有的细化算法的优劣，设计了一个基于汉字笔画结构特征的签名图像细化算法。说明了算法的基本设计思想，描述了算法的工作流程，给出了基于该算法的实验结果，并与基于 Zhang 细化算法的细化结果进行了比较。此外，通过
2、借鉴笔画提取方面已有的研究成果，同时结合签名鉴别本身的特点，探索性地提出了一种具有较高鲁棒性和较低时空开销的签名分段方法。该方法对每个分段提取位置、轨迹和笔画浓度三组特征，有效地克服了网格化分段和特征提取方法的不足。与此同时，围绕同一组签名的鉴别，给出了一个计算签名相似度的方法。 基于一个改进的 DHMM（Discrete Hidden Markov Model）模型，借助仿真实验，展示了所研究的离线手写中文签名鉴别方法的鉴别效果。实验结果表明，所给出的细化算法更好地保留了签名的笔画结构信息，减少了笔画相交处的畸变和毛刺，提高了鉴别的准确率，无论对于随机伪签名还是简单模仿伪签名的鉴别率和错误率
3、均可达到达到可接受的范围内。 关键词：关键词：离线签名鉴别，签名细化，签名分段，特征提取，隐马尔科夫模型华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract As a means of identity verification, signature is used in many fields，for example bank notes, all kinds of documents and various agreement between countries. Signature imitation will cause
4、 serious social consequences or huge economic losses. Therefore the research of off-line Chinese signature verification technology has important theoretical significance and practical value. Combined with Chinese characters unique structural features and comparison of the existing algorithms, the th
5、esis gives a signature thinning algorithm based on the Chinese stroke structure characteristics. First it explains the basic design ideas of the algorithm, then it gives the results of the algorithm, and compare with the results of Zhang thinning algorithm. In addition, through reference stroke extr
6、action in the existing research results, and combining the characteristics of signature verification, the thesis proposes an effective signature segmentation method with higher robustness and low time and space overhead, which extracts each signature segmentations location track and strokes gray val
7、ue and effectively overcomes the shorts of grid segmentation and features extraction method. Meanwhile, it gives an identification method of similarity calculation for the same signature. Based on an improved DHMM, the thesis shows the research verification results by a simulation experiment. Experi
8、mental results show that the algorithm retained the signature of the structure of information, reduced the strokes of the distortion and strokes intersect, improved the accuracy of the identification. The verification results can accept for the random pseudo signatures and simple imitation pseudo si
9、gnatures. Key Words: off-line signature verification, signature thinning algorithm, features extraction, hidden markov model独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权
10、使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保 密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 本论文属于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪言绪言 1.1 课题
11、研究的背景课题研究的背景 随着计算机技术、信息技术、数字化技术的不断发展，信息安全技术得到了长足的发展。人们的生活越来越数字化，信息安全在人们的学习、工作、生活中所占的比重越来越大。目前信息安全领域个人身份识别与认证的方法一般是密码、口令以及访问卡，但这些方法并不是很可靠，因为它们很容易被忘记或丢失，而且对于没有授权的用户在一个相同的环境中也使用这些方法则没有进一步的限制。在这种情况下，生物特征认证技术应运而生。所谓生物特征认证技术就是利用人的生理特征或行为特征对个人身份进行识别或鉴定的技术。相较于传统的身份鉴定方法生物特征认证的特点主要体现在1-3： （1）不会遗忘或丢失； （2）不易伪造和
12、盗用； （3）随身携带，随时随地可用； （4）天然绑定性，具有一定程度的不可否认性。其实生物特征认证并不是一个全新的概念，在某些领域，通过人类专家对人的生物特征进行鉴别来判定人的身份已经有相当长的历史。自动生物特征认证技术是指通过计算机对获取的数据进行特征提取并和事先保存的模板进行匹配运算来完成对身份进行认证的过程2。 一般来说如果一个特征满足下面几个条件： （1）普遍性； （2）唯一性； （3）稳定性； （4）可采集性，就可以作为生物特征用于身份认证。尽管生物认证技术只有短短几十年的发展，但是其已经在刑事、民事等法律领域和军用系统中得到较为广泛的应用。最近几年，民用系统中也可以见到生物认证技
13、术的应用，如：门禁系统、员工考勤系统、银行和金融系统等。 目前正在研究使用的生物特征主要包括：指纹4、脸相5、手型6、掌纹7、虹膜8、声音9、签名10-11和击键习惯12等。这些技术各有优劣，表 1.1 是它们之间的部分性能参数的对比4。除目前已展开广泛的研究，而且部分已经得到大规模应用的技术外，此外还有其它的一些正在发展中的生物认证技术，如利用静脉图像、身体气味13、汗毛孔等进行生物认证。随着深入研究解决困扰生物认证技术的难题，部华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 分生物认证技术将更加主流化，今天发展中的生物认证技术必将成为明天
14、的主流选择14。 表 1.1 性能参数对比 生物特性 普遍性 独特性 稳定性 可采集性 性能 可接受性 防欺骗性 脸相 高 低 中 高 低 高 低 指纹 中 高 高 中 高 中 高 手形 中 中 中 高 中 中 中 虹膜 高 高 高 中 高 低 高 视网膜 高 高 中 低 高 低 高 签名 低 低 低 高 低 高 低 声音 中 低 低 中 低 高 低 随着社会经济的发展和国际交往的日益频繁，在法律界、金融界和政府界，各种各样的法令、支票、合同、和协议书等都需要当事人的签名。因此，如果签名被模仿或伪造，就极有可能会造成严重的社会后果或巨大的经济损失，甚至破坏整个社会的金融秩序或社会的治安团结。签
15、名鉴别技术与其他生物测定技术相比，具有足够的动态信息、难模仿、区分性较高、尊重隐私权和信息获取高效性等优势，在签名特征的可搜集性、人体伤害可接受程度和鲁棒性方面都是非常突出的，有广阔的应用前景和应用价值。因此，对签名进行有效、可靠、快速的鉴定具有重要的社会价值和实用意义。 1.2 签名签名鉴别鉴别的发展现状的发展现状 签名作为人的一种行为特征，与其它生物特征相比，具有稳定、可采集、获取的非侵犯、易为人所接受等特点。然而书写签名是一个动态的过程，它受书写者健康状况和情绪波动等的影响非常大；有些书写者的书写笔迹变化很大，即使同一书写者在同一时间的书写笔迹也存在很大的差别；而且如果经过专门的模仿训练
16、，伪造的签名笔迹也可以达到以假乱真的程度。尽管人类笔迹专家可以鉴别出笔迹的真伪，但是用计算机来描述笔迹的特征、自动鉴别笔迹还是个非常困难的问题。 根据签名鉴别的应用领域，在不同的领域有不同的鉴别方法15。在司法和刑侦华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 部门，主要是通过人类笔迹学专家来鉴定笔迹的真伪。其目的就是要通过研究笔迹中反映的书写动作、习惯特征、文字布局和书面的语言特征，用以分析笔迹的真伪情况，为诉讼提供线索和证据。然而在需要大批量鉴别而且要求不是那么严格的情况下，如考试系统中检测考生在考试中是否存在替考等，就需要用计算机来辅助鉴别，筛选出一部分可疑的考生，然后再由专门的审核人员来判定，这样可以减少工作量提高效率。 根据签名获取的时间不同，签名鉴别通常分为离线（off-line）签名鉴别和在线
