动态手写验证和基于手写的用户认证的制作方法
【专利说明】动态手写验证和基于手写的用户认证
【背景技术】
[0001] 电子手写在各种环境中正日益重要。例如，现在常使用电子手写来代替笔和纸，以 获得信用卡交易的信用卡持有者的确认。由于电子手写已经变得更普遍，验证电子手写的 真实性的能力也已经变得更重要。
[0002] U. S.专利No. 6, 487, 310描述了一种用于使签名相互比较的"弹性匹配"方法，包 括在开始书写签名后，创建在不同时间测量的、待比较的两个签名中的相应点之间的映射 的操作，其最大化测量点的局部空间领域之间的相关性，同时最小化与该映射的弹性空间 畸变的曲率，提供映射中的空间相关度和不均匀空间畸变度的定量测量，由此提供签名之 间的类似性的测量。
[0003] 不管现有手写验证技术有什么好处，但它们不具有下述技术和工具的优点。
【发明内容】
[0004] 提供该概述来以简化的形式引入在下文的详细描述中所述的概念的选择。该概述 不打算标明所要求保护的主题的关键特征，也不打算用作帮助确定所要求的主题的范围。
[0005] 在本公开内容的至少一个方面中，手写验证方法包括：获得包含多个可用参数的 手写测试样本，其中，多个可用参数包括几何参数和一个或多个非几何参数；从多个可用参 数提取几何参数；基于几何参数，对手写测试样本中的多个均匀分布的特征点的每一个，得 出包括X位置值和y位置值的几何特征；在手写测试样本的几何特征和参考样本的几何特 征之间执行第一特征匹配；至少部分基于该特征匹配，确定手写验证结果；以及输出手写 验证结果。几何特征可以进一步包括从几何参数，诸如方向和曲率值得出的值。确定手写 验证结果可以进一步基于无链接的特征点的计数。
[0006] 第一特征匹配能包括找出测试样本中的一个或多个均匀分布特征点和参考样本 中的一个或多个均匀分布的特征点之间的映射。该第一特征匹配能包括模拟退火处理。 模拟退火处理能包括选择参考样本中的特征点；生成伪随机值；将伪随机值与常数进行比 较，以及基于该比较，确定从参考样本中的所选点消除链接，还是在参考样本中的所选特征 点和测试样本中的所选特征点之间定义新链接。确定步骤能比消除现有链接更偏向基于常 数值定义新链接。如果定义新链接，能消除与该新链接交叉的任何现有的链接。
[0007] 还能执行第二特征匹配，第二特征匹配可以包括评价非几何参数（例如时间相关 参数，诸如速度或加速度）。手写验证结果能进一步基于第二特征匹配。
[0008] 在另一方面中，手写验证方法包括在手写测试样本的几何特征和参考样本的几何 特征之间执行特征匹配，其中，特征匹配包括在测试样本中的一个或多个均匀分布的特征 点和参考样本中的一个或多个均匀分布的特征点之间定义一个或多个链接；获得测试样本 中的连续未链接特征点的计数；以及输出手写验证结果，其中，手写验证结果至少部分基于 特征匹配和测试样本中的连续未链接特征点的计数。
[0009] 在另一方面中，用户认证方法包括从用户设备接收测试签名数据和用户设备标识 符（ID);搜索与测试签名数据关联的姓名ID ;获得姓名ID ;搜索与姓名ID关联的参考设备 ID ;将参考设备ID与用户设备ID进行比较；以及基于比较，将认证信息（例如认证结果） 提供给用户设备。设备ID可以是例如与笔或触笔（stylus)关联的笔或触笔ID。
[0010] 在另一方面中，用户认证方法包括从用户设备接收测试签名数据（例如加密的测 试签名数据）、设备标识符和服务标识符，其中，服务标识符与在用户设备上执行的服务有 关；将测试签名数据与参考签名数据进行比较；基于比较结果，获得与在用户设备上执行 的服务关联的认证信息（例如用户ID和密码）；以及将认证信息提供给用户设备。如果测 试签名数据与参考签名数据一致，可以将测试签名数据添加到参考签名数据（例如作为用 于未来认证的辅助信息）。
【附图说明】
[0011] 图IA是被配置成验证样本手写数据的真实性的示例性云计算设备的高级图；
[0012] 图IB是示例性手写数据处理部的功能框图；
[0013] 图2A是包括多个笔事件的手写签名的示例；
[0014] 图2B是能对笔设备检测的旋度、高度角和方位角的图；
[0015] 图2C是能用来表示笔事件和这些笔事件的数据序列顺序的示例性数据结构的示 例；
[0016] 图3是可以在手写验证服务器中实现的手写验证服务的功能框图；
[0017] 图4是示例性动态手写验证处理的流程图；
[0018] 图5是沿手写路径的特征点的示例；
[0019] 图6是示例各个特征点的X位置和y位置的示例计算的图；
[0020] 图7A和7B是分别描绘基于在前特征点和后续特征点的X位置和y位置，用于当 前特征点的方向和曲率的计算的示例；
[0021] 图8是通过特征匹配技术，在测试样本和参考样本之间建立的映射的图；
[0022] 图9A是能在手写验证处理中使用的示例性退火处理的流程图；
[0023] 图9B是示例在手写验证处理中使用的退火处理期间，允许能量增加的条件的图；
[0024] 图9C是示例性处理的流程图，通过该处理，能在手写验证处理中使用的退火处理 中，改变链接集合；
[0025] 图9D是在手写验证处理中使用的退火处理期间，链接集合的示例性变化的图；
[0026] 图9E是示例性处理的流程图，通过该处理，能在手写验证处理中重复退火处理；
[0027] 图10是示出来自已经标出链接的特征的比例和用于大量签名的平均链接能量的 测试的结果的图；
[0028] 图11是包括连续未链接特征点的计数的示例性样本匹配处理的流程图；
[0029] 图12A和12B分别是可以根据包括连续未链接特征点的计数的样本匹配处理处理 的测试样本和参考样本的示例；
[0030] 图13A是示例对应于两个手写样本中的特征点的经过时间值的比较结果的图；
[0031] 图13B是示例从签名开始到特征i的压力-时间图的区域的图；
[0032] 图13C是示例与两个手写样本中的特征点对应的压力-时间值的比较结果的图；
[0033] 图14中在做出有关测试样本与参考样本一致还是不一致的确定后能使用的示例 后处理过程的流程图；
[0034] 图15是用于签名的验证真实性的示例计算机系统和处理的图；
[0035] 图16是用来基于一个或多个标识符，查找参考签名的表的示例；
[0036] 图17是在适当构成的计算系统中的示例性基于手写的用户认证处理的图；
[0037] 图18A是能用来基于签名数据查找标识符的表的示例；
[0038] 图18B是能用来基于其他标识符，查找设备标识符的表的示例；
[0039] 图19A是适当构成的计算系统中的另一示例性基于手写的用户认证处理的图；
[0040] 图19B是用在图19A所示的用户认证处理中的数据的表的示例；以及
[0041] 图20是根据本发明的实施例，适合使用的示例性计算设备的方面的框图。
【具体实施方式】
[0042] 本公开内容通常针对用于验证电子签名或其他电子手写的技术和工具。
[0043] 确定签名是否真实提出了许多挑战。一种挑战是由同一人所做的真实签名总是具 有一些可变性程度。另一挑战是真实签名之间的可变性程度将随不同人而改变。以前，通过 将在不同时间采集的若干参考样本组合成能用于验证的模板，进行可变性程度的确定。然 而，在不同时间采集若干参考样本与许多商业处理不好配合。例如，银行传统上存储用于比 较目的的单一参考签名。由此，在使用单一参考的同时，提高验证处理的精度的能力将是有 利的。
[0044] 因此，在所述的实施例中，动态手写验证引擎被配置成将与手写测试样本（例如 签名）关联的手写数据和与参考样本关联的手写数据进行比较来确定测试样本是否真实。 尽管在此所述的一些实施例是指签名的验证，但应理解到，在此所述的实施例能用来验证 所有类型的手写，不限于签名的验证。
[0045] 根据在此所述的实施例，验证过程包括匹配测试样本和参考样本中的几何特征， 同时允许由同一人所做的样本之间的固有不一致性而导致的小差异。除几何特征外，验 证过程还能考虑能由当前手写采集技术生成的更多数据（例如笔划之间的笔的运动、笔压 力、笔角度等等），能提高验证结果的质量。因为不同输入设备能提供不同类型的数据，根据 在此所述的实施例，验证过程能采用由特定设备提供的数据类型。例如，如果测试样本包括 压力信息并且参考样本不包括，则验证过程能省略分析压力信息，而是集中在两个样本共 同的数据的比较上。
[0046] 结合相同的数字表示相同的元件的附图的下述详细描述打算作为所公开的主题 的各种实施例的描述，而不打算表示仅这些实施例。在本公开内容中所述的每一实施例仅 提供为例子或示例，而不应当解释为优于或好于其他实施例。在此所提供的示例性实施例 不打算穷举或将所要求的主题限定到所公开的具体形式。
[0047] 在下述描述中，阐述许多具体的细节，以便提供本公开内容伯示例性实施例的全 面理解。然而，对本领域的技术人员来说，在没有一些或全部具体细节的情况下，也可以实 施本公开内容的许多实施例是显而易见的。在一些实例中，不详