基于小波变换的手写签名特征提取及身份认证方法研究

摘要

随着计算机与通讯技术的飞速发展，信息安全问题受到了前所未有的挑战，对人类自身身份的认证也提出了更高的要求。基于生物特征的身份识别克服了传统认证方式的很多缺陷而得到越来越广泛的应用。手写签名认证是生物特征识别的重要研究领域之一，与其他生物认证方法相比，它是一种非侵入式的、便于使用而且更容易被人们所接受的认证方式。本文在签名获取设备F-Tablet手写平台基础上，通过分析已有的手写签名认证方法，提出了一种基于小波变换提取特征的在线手写签名认证算法，并讨论了多种手写签名认证算法的融合。论文的主要内容有： 介绍了生物特征识别与手写签名认证技术的相关研究背景和发展现状。在分析和比较目前常用的手写信息获取设备的基础上，重点介绍了签名采集设备F-Tablet平台的原理及它所能获取的信息，并构建了基于F-Tablet平台的签名数据库。讨论了对签名样本的预处理。 提出了一种基于小波变换提取特征点的在线签名认证算法，实验表明该方法不但能够有效地提取表征签名的特征点，减少签名数据量，缩短认证时间，而且增加了认证过程的有效性。 研究了信息融合技术在生物特征识别中的应用，提出一种基于支持向量数据描述(SVDD)方法的在线手写签名认证融合算法，并采用该算法对基于小波变换提取特征的认证算法与改进DTW分段签名认证算法进行了融合实验，实验结果表明该融合算法改善了系统性能。最后，编程实现了基于该算法的在线签名认证系统。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1基于生物特征的身份认证

1.2手写签名认证概述

1.2.1手写签名认证原理

1.2.2手写签名认证的类型

1.2.3手写签名认证系统的结构

1.2.4手写签名认证系统的性能评估

1.3在线签名认证的研究动态及方法综述

1.3.1在线签名认证的研究动态

1.3.2在线签名认证的方法综述

1.4论文的研究意义和主要内容

1.4.1论文的研究意义

1.4.2论文的主要内容及结构安排

第2章数据采集及预处理

2.1常用的在线手写信息获取方法与输入设备

2.2基于多维力传感器的手写板F-Tablet

2.3基于F-Tablet的在线手写签名数据库的构建

2.3.1 SVC2004签名竞赛数据库

2.3.2基于F-Tablet的签名数据库构建

2.4签名预处理

2.4.1签名时间序列噪声滤除

2.4.2签名大小归一化

2.4.3处理签名中笔画不连续的部分

2.5本章小节

第3章基于小波变换的在线签名认证

3.1小波变换及其在在线签名认证中的应用

3.1.1小波变换的发展及其意义

3.1.2小波变换的基本理论

3.1.3小波变换在签名认证中的应用

3.2基于小波变换的在线签名认证

3.2.1基于小波变换的特征点提取

3.2.2基于DTW的特征序列匹配

3.2.3模板生成及阈值选取

3.2.4融合决策

3.3实验结果及分析

3.4本章小节

第4章基于信息融合的在线签名认证

4.1信息融合及其在生物特征识别中的应用

4.1.1信息融合的概念

4.1.2多源信息融合的层次与方法

4.1.3生物特征识别中的信息融合

4.2基于信息融合的在线签名认证

4.2.1在线签名认证算法介绍

4.2.2基于SVDD的算法融合

4.2.3实验结果与分析

4.3在线签名认证系统实现

4.3.1在线签名认证系统总体结构

4.3.2认证系统软件实现的关键技术

4.4本章小节

第5章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢