DE2446585C2 - System zum Prüfen von Unterschriften - Google Patents

Description

16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Paare von Richtungssignalec (A. B, C, D) quadrantenmäßig benachbarter Photozellen (46, 47, 48, 50) bzw. Zellenquadranten in vier Addierer (54, 56, 58, 60) addiert und die addierten Richtungssignale zweier Addierer (54, 58) in einem Subtrahierglied (62) und die addierten Richtungssignale zweier anderer Addierer (56, 60) in einem anderen Subtrahierglied (64) subtrahiert und die Ausgangssignale (X. Y) der Subtrahierglieder (62, 64) der Divisionsschaltung (66) zugeführt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Prüfen von Unterschriften, bei dem eine Unterschrift mittels eines Schreibwerkzeuges geleistet wird, nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

Auf die Schaffung von Systemen zur selbsttätigen und möglichst unfehlbaren Unterschriftsprüfung ist bereits viel Mühe aufgewendet worden. Dabei ist bereits ein System der genannten Gattung bekannt (US-PS 79 186, DE-AS 11 70 179), bei der handschriftliche Schriftzeichen analysiert werden. Dabei ist es auch schon bekannt, die geschriebene Unterschrift mit einer Musterunterschrift desselben Unterschriftsleistenden zu vergleichen. Als Vergleichswert wird der Druck

verwendet, mit dem der Schreibende das Schreibwerkzeug auf die zur Unterschriftsleistung dienende Unterlage entlangführt In Abhängigkeit von diesem Schreibdruck werden Kurven aufgezeichnet, so daß bei größtem Schreibdruck die größten Amplituden und bei geringstem Schreibdruck die kleinsten Amplituden einer solchen »Druckkurve« auftreten. Transducer dienen als Mittel zum Umsetzen des Schreibdrucks in elektrische Signale. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Schrdbdruckvergleich oft unrichtig zu einer Einreihung an sich echter Unterschriften in die Gruppe von Falsifikaten führt, wenn der Schreibdruck des Unterschriftsleistenden beispielsweise aufgrund eines gestörten physischen Zustands relativ stark von der Musterunterschrift abweicht Um kehrt ist es für Fälscher bei Kenntnis der Musterunterschrift nicht allzu schwierig, die Druckschwerpunkte an der richtigen Stelle zu setzen und so Unterschriften zu fälschen.

Bei einem enderen System dieser Gattung findet eine phototechnische Abtastung der geschriebenen dunkleren Schriftzüge auf dem helleren Hintergrund statt Der Nachteil dieses Systems besteht vor allem darin, daß im Falle einer Unterschrittsleistung im Dunnlen oder im Falle zu geringen Kontrasts zwischen der Unterschrift und der Unterschriftsunterlage Fehler auftreten, und daß vor allem auch örtliche Verschmutzungen des Unterlagepapiers die Fehlerhäufigkeit vergrößern.

Schließlich ist auch ein Unterschriftsprüfsystem bekannt (DE-AS 15 49 729), das die charakteristische Schräglage von Buchstaben der Unterochrift mit Musterunterschriften vergleicht Dieses System ist vor allem insofern höchst unbefriedigend, da sich die Schräglage beim Unterschreiben oft ändert je nachdem, welche Bezugsstellung der Unterschriftsleistende zu der Unterlage im Moment des Schreibens einnimmt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem System zum Prüfen von Unterschriften der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art die Erkennungssicherheit zu verbessern.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und weitere Ausbildungen und Verbesserungen derselben sind in Unteransprüchen beansprucht

Bei der Erfindung werden im Unterschied zum Schreibdruck die Schreibsignale als zeitabhängige Richtungssignale in zeitlicher Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Schreibwerkzeuges beim Schreiben der Unterschrift gebracht und erzeugt e^;n Taktgeber Taktsignale, die zur Steuerung der Vergleichseinrichtung dienen. Dadurch, daß als Parameter für die Unterschriftenprüfung die Beziehung zwischen der Schreibrichtung und der Zeit verwendet wird, werden personencharakteristischere Momente erfaßt und mit Hilfe des Taktgebers bzw. der von diesem erzeugten Taktsignale so verarbeitet, daß eine genauere Zuordnung von Echt-Unterschriften und Falsch-Unterschriften auch noch dann möglich ist, wenn der Unterschriftsleistende die neue Unterschrift langsamer schreibt als die Musterunterschrift, die insbesondere zu einem viel früheren Zeitpunkt geschrieben worden war.

Diese neue gemeinsame Auswertung der Schreibrichtung und der Zeit als Parameter für die Unterschriftenprüfung ist daher höchst vorteilhaft.

Gemäß der Erfindung wird die Beziehung zwischen Schreibrichtung und Zeit als Parameter für die Unterschriftenprüfung benutzt. Eine Person, deren Unterschrift geprüft werden soll, führt zunächst eine Unterschriftenprobe mit einem Spezialstift oder einer Spezialfeder aus, die Signale erzeugt, die für die Momentanrichtungen repräsentativ sind, in denen das Schreibwerkzeug im Verlauf der Ausführung der Unterschrift bewegt wird.

Die Schreibrichtung wird von den Vertikal- und Horizontalkomponenten Y und X der Richtungen abgeleitet, indem Vdurch .Yinsb. dividiert wird und für den Quotienten die Funktion arc tg ermittelt wird. Der Quotient der Division wird einem Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) zugeführt. Der A/D-Umsetzer

ίο ist derart zeitgesteuert, daß in taktmäßigen Zeitabschnitten Digitalwerte geliefert werden, die eine Funktion tg Φ darstellen, worin Φ die Richtung angibt, in der der Schreibstift zu einem bestimmten Zeitpunkt geführt wird. Eine weitere Schaltung wandelt diese Digitalzahlen, die den tg <? darstellen, in Digitalzahlen Φ um.

Die während der Ausführung der Unterschriftenprobe erzeugte Folge von Digitalzahrlen entsprechend den Φ-Werten wird im Speicher eines Computers oder einer Datenvorarbeitungsmaschine unter einer bestimmten Adresse gespeichert Die Per-.^i, die soeben ihre Unterschriftenprobe geleistet hat, ehält diese Adressen. Die Form, in der sie diese Adresse erhält hängt vom Typ des Eingabeteils der Maschine ab. Handelt es sich um eine Maschine mit einem Tasteneingabesystem, das dazu benutzt werden kann, dem Speicher für die Ausgabe eine Adresse zu liefern, kann die Adresse der Person mündlich mitgeteilt werden. Wenn die Adresseneingabe zur Maschine auf einer Lochkarte oder einer magnetisch codierten Karte aufgezeichnet ist, so wird diese übergeben.

Für die nachfolgende Prüfung einer Unterschrift gibt die Person die Adresse ihrer Unterschrift in die Datenverarbeitungsmaschine ein und leistet dann mit der Spezialfeder ihre Unterschrift Die diesmal geschriebene Unterschrift wird von der Datenverarbeitungsmaschine in der oben für die Originalunterschrift angegebenen Weise verarbeitet, mit der Ausnahme, daß sie diesmal nicht im Speicher gespeichert, sondern in die Maschine in der Form einer Folge von Digitalsignalen eingegeben wird, die für die Werte von Φ bei jedem Zeitintervall repräsentativ sind. Da die Ausführung der zweiten Unterschrift innerhalb des gleichen Zeitraumes wie die der Unterschriftenprobe nahezu unmöglich ist, wird die soeben ausgeführte Unterschrift von der Datenverarbeitungsmaschine normalisiert. Diese verteilt nämlich die Φ-Proben über den gleichen Zeitraum, der bei der Originalunterschrift verwendet wurde und der, zusammen mit der Unterschriftenprobe, ebenfalls in digitaler Form im Speicher aufgezeichnet wurde. Das normalisierte Signal wird dann mit den vom Speicher ausgegebenen Φ- Proben verglichen, und wenn s^;e in einem vertretbaren Niaß entsprechen, zeigt die Maschine .r. daß die Unterschrift einwandfrei ist Anderenfalls zeigt sie an, daß die Unterschrift nicht entspricht.

Es liegt fernei im Rahmen des Erfindungsgedankens, die zeitabhängigen X- und/oder V-Funktionssignale allein oder im Verein mit den Φ-Signalen in der oben für Φ als Funktion von der Zeit beschriebenen Wrise für die Unterschriftenerkennung zu benutzen. Diese Komponenten gelten ebenfalls als Anzeige für die von dem Schreibstift in jedem Augenblick der Ausführung der Unterschrift eingeschlagenen »Richtung«.
Die Erfindung bezieht sich also auf ein System, das eine automatische Erkennung bzw. Prüfung einer handgeschriebenen Unterschrift ermöglicht Zum Schreiben einer Unterschriftenprobe wird ein Spezialschreibwerkzeug verwendet, das Ausgangssignale ent-

sprechend der Richtung liefert, in der das Schreibwerkzeug bei Ausführung der Unterschriftenprobe bewegt wird. Diese Nachricht wird in zeitabhängige Richtungssignale (Richtung je Zeiteinheit) umgewandelt, und diese werden unter einer bestimmten Adresse in dem Speicher einer Datenverarbeitungsmaschine gespeichert. Zur Überprüfung einer Unterschrift gibt die betreffende Person die Adresse, an der ihre Unterschrift in dem Speicher gespeichert ist, in beliebiger geeigneter Weise in die Maschine ein und schreibt abermals mit dem Schreibwerkzeug ihre Unterschrift. Die diesmal gelieferte Nachricht über die Richtung in jedem Zeitabschnitt wird mit der von dem Speicher ausgegebenen Nachricht über die Schreibrichtung in jedem Zeitabschnitt verglichen. Bei ausreichender Übereinstimmung zeigt die Maschine an, daß die Unterschrift einwandfrei ist. Anderenfalls gibt sie an, daß die Unterschrift nicht entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt und in der die Φ-Werte mit θ bezeichnet sind.

F i g. 1 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung des äußeren Aussehens eines Schreibwerkzeugs zur Verwendung gemäß der Erfindung;

Fig.2 ist ein Schnitt durch den Schreib- und Signalerzeugungsteil des Schreibwerkzeugs, in größerem Maßstab;

Fiig.3 ist ein Blockschema der Eingangsschaltungen einer Datenverarbeitungsmaschine zur Verwendung gemäß der Erfindung;

F i g. 4 ist ein Blockschema als Beispiel einer Schaltung für eine Datenverarbeitungsmaschine zur Verwendung bei der Unterschriftenprüfung auf Echtheit;

F i g. 5 veranschaulicht fünf Kurven für Φ als Funktion der Zeit für fünf Unterschriften, von denen zwei gefälscht sind;

F i g. 6 zeigt drei Kurven für Φ als Funktion der Zeit für drei Unterschriften, von denen eine gefälscht ist: und

F i g. 7 zeigt drei Kurven für X als Funktion der Zeit, und drei Kurven für Y als Funktion der Zeit für die Unterschriften gemäß F i g. 6.

F i g. 1 zeigt ein Schreibwerkzeug 10 zur Verwendung gemäß der Erfindung. Die dargestellte Anordnung ist nicht als beschränkend aufzufassen. Worauf es bei dem gemäß der Erfindung zu verwendenden Schreibwerkzeug ankommt ist. daß es beim Erfassen derart gehalten werden muß, daß es Vertikal- und Horizontalsignale erzeugt, wenn es entsprechend vertikal (gegen den Schreiber oder von ihm fort) bzw. horizontal (nach links oder rechts) bewegt wird. Dies wird in geeigneter Weise durch die in F i g. 1 gezeigte Anordnung gewährleistet. Der Schreibteil 11 des Schreibwerkzeugs steht vertikal, und der Teil 12, der beim Schreiben mit der Hand gefaßt werden soll, schließt sich an den Schreibteil 11 unter einem geeigneten Winkel an, der für die Einzelperson einstellbar ist, obwohl die Achse des Teiles 12 vorzugsweise durch die Schreibspitze hindurchgeht Vom oberen Teil des Schreibteils 11 erstrecken sich innerhalb des Schaftes Leitungen 14 zu den im folgenden zu beschreibenden Einrichtungen.

F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den vertikalen Teil oder Schreibteil des Schreibwerkzeugs. Dieser weist eine Kugelschreiberfarbpatrone als Schreibstift 16 auf, die sich aus einem Gehäuse 18 heraus erstreckt und zum Schreiben dient In einem geeigneten Abstand vom Kugelspitzenende befindet sich ein Universalgelenk 20, mittels dessen die Kugelschreiberpatrone derart gehalten werden kann, daß sie in einer durch die Bewegung der Schreibfeder beim Schreiben bestimmten Richtung in begrenztem Maß frei schwenkbar ist.

Das Schwenkgelenk 20 ist zentral auf einem horizontalen Träger 22 gelagert, der am einen Ende einer Feder 24 angebracht ist, so daß der Träger 22 des Schwenkgelenkes 20 beim Andrücken des Schreibwerkzeugs 10 an das Papier beim Schreiben im Sinne des Zusammendrückens der Feder 24 frei bewegbar ist. Das andere Ende der Feder 24 ist an einem ortsfesten Träger 26 befestigt, und wenn das Schreibwerkzeug 10 beim Schreiben gegen die Schreibfläche angedrückt wird, dient der ortsfeste Träger 26 zum Begrenzen der Aufwärtsbewegung des beweglichen Trägers 22.

Der bewegliche Träger 22 enthält einen Kontakt 28. Wenn der bewegliche Träger 22 nach oben bewegt wird, wird er von dem ortsfesten Träger 26 bei seiner Bewegung zum Stillstand gebracht, und im diesem Zeitpunkt gelangen die Kontakte 28 und 30 zur Berührung. Der Kontakt 28 ist mit dem einen Pol einer Stromzuleitung 32 und mit der einen Seite einer lichtemittierenden Diode 34 verbunden. Die andere Seite der Diode 34 ist mit dem anderen Pol der Zuleitung 32 verbunden. Zwischen die erste Seite der Diode 34 und den zweiten Pol der Leitung 32 ist ein Potentiometer 36 eingeschaltet. Wenn die Kontakte 28 und JO schließen, wird daher ein Spannungssignal geliefert, das anzeigt, daß der Schreibstift zum Schreiben an das Papier angedrückt worden ist. Dieses Signal wird an einem Abgriff an dem Potentiometer 36 abgenommen und ist als Taktgeber-Einschaltsignal bezeichnet. Die lichtemittierende Diode 34 ist an dem der Schreibspitze gegenüberliegenden Ende der Kugelschreiberpatrone bzw. des Schreibstiftes 16 gehalten. Dementsprechend erhält die lichtemittierende Diode 34. wenn der Stift zum Schreiben an das Papier angedrückt ist, hinreichend Strom, so daß sie Licht emittiert, und an dem Potentiometer 36 tritt eine Spannung auf, die im folgenden als Taktgebereinschaltsignal bezeichnet wird.

Im oberen Ende des Gehäuses 18 sind vier

Photodioden 46, 47, 48 und 50 quadrantenweise angeordnet. Die Leitungen von diesen Photodioden sind mit A. B, Cund D bezeichnet und sind für die von ihnen abgeleiteten Quadrantensignale A, B, C bzw. D repräsentativ. Obwohl vier getrennte Photodioden dargestellt sind, kann eine einzige Photozelle vom »Quadrantentyp« verwendet werden. Dies ist eine Photozelle, deren empfindliche Fläche in vier Quadranten unterteilt ist, von denen vier getrennte Signale abgeleitet werden können. Dies ist schematisch in F i g. 3 dargestellt.
Wenn der Schreibstift zum Schreiben einer Unterschrift verwendet wird und die Farbpatrone des Schreibstiftes 16 den Schreibbewegungen entsprechend geschwenkt wird, werden die Photodioden entsprechend dem Winkel, den die Farbpatrone je nach Schreibbewegung einnimmt, beleuchtet

F i g. 3 ist ein Blockschema einer Eingabevorrichtung zur Verwendung gemäß der Erfindung zum Erzeugen von X- und V-Signalen, die in Φ-Signale umgewandelt werden. Diese können dazu benutzt werden, eine fließend geschriebene Unterschrift zu repräsentieren.

Die vier Photozellen bzw. Signalgeber 46,47,48 und 50 (F i g. 2) sind zu einer einziger, Quadranten-Photozelle 52 vereinigt Die Quadranten der Photozelle 52 sind entsprechend den Leitungen A, B, C und D (F i g. 2)

ebenfalls mit A. B, C und D bezeichnet. Sie können als diejenigen Quadrantenbereiche angesehen werden, die bei Beleuchtung durch die lichtemittierende Diode 34 Ausgangssigr.-ile A, B. C und D liefern. Man kann sich also die Photozelle 52 so vorstellen, daß vier Photozellen die Bereiche einer Draufsicht auf das Gehäuse 18 verdecken.

Das Signal A aus der Diode 34 oder Photozelle 48 wird den Addierern (Additionsschaltungen) 54 und 56 zugeführt. Das Signal B von der Photodiode 46 wird Addierern 58 und 56 zugeführt. Das vor der Photodiode 50 abgeleitete Signal D wird Addierern 58 und 60 zugeführt. Das von der vierten Photodiode abgeleitete C-Signal wird Addierern 54 und 60 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Addier s 58 (B + D) wird einem Subtrahierglied (Subtraktionsschaltung) 62 zugeführt, in dem das Ausgangssignal (A + Qdes Addierers 54 subtrahiert wird. Das Ausgangssignal des SubtrahierglipHps fi2 ist pin Signal, rlas für flip Bewegung in Hpr X-Richtung repräsentativ ist.

Das Ausgangssignal (A + B) des Addierers 56 wird einem Subtrahierglied 64 zugeführt, dem auch das Ausgangssignal (C + D) des Addierers 60 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Subtrahiergliedes 64 ist für die Bewegung in der V-Richtung repräsentativ.

Die Ausgangssignale der Subtrahierglieder bzw. Subtraktionsschaltungen 62 und 64 werden einer Divisionsschaltung 66 zugeführt, deren Ausgangssignal (Y/X) der Tangens des Winkels Φ ist. Dieses Ausgangssignal wird einem Analog-Digital-Konverter 68 zugeführt, der den Analogwert des tg Φ in einen Digitalwert umwandelt. Dieser A/D-Konverter 68 wird zur Probenahme der Ausgangssignale der Divisionsschaltung 66 nur dann angesteuert, wenn er von einer taktgebenden Impulsquelle, dem Taktgeber 70, über ein UND-Gatter 71 Taktimpulse empfängt. Das UND-Gatter 71 wird bei Vorhandensein eines Taktgeberansteuersignals vom Potentiometer 36 angesteuert. Die Taktimpulsquelle ist nur dann angesteuert, wenn sie vom Ausgang einer Flip-Flop-Schaltung 72 ein Anschaltsignal erhält. Das Taktgeber-Ansteuersignal schaltet die Flip-Flop-Schaltung 72 an. Das Taktgeber-Ansteuersignal schaltet auch eine Flip-Flop-Schaltung 73 an. Diese Flip-Flop-Schaltung 73 bleibt angeschaltet, bis das Taktgeberansteuersignal unterbrochen wird, indem der Schreibstift vom Papier abgehoben wird. Wenn dies geschieht, wird das Ausgangssignal eines Negators 75 »hoch« und wird an ein UND-Gatter 77 angelegt. Der nächste Taktimpuls, der ebenfalls an das UND-Gatter 77 angelegt wird, schaltet die Flip-Flop-Schaltung 73 zurück. Das Signal der zurückgeschalteten Flip-Flop-Schaltung 73 wird einer Verzögerungsschaltung 79 zugeführt

Die Dauer der so geschaffenen Verzögerung sollte eben ausreichen, um ein Abheben des Schreibstiftes beim Ausführen eines t-Querstriches oder eines i-Punktes zu gestatten. Diese Zeitspanne kann in der Größenordnung eines Bruchteils einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden liegen. Während des Intervalls des Abhebens des Schreibstiftes werden keine Φ-Proben genommen und Nullen in das System eingeführt. Es kann erwünscht sein, das Zählen während dieser »Abhebeintervalle« zu unterbrechen. In diesem Falle kann der Zähler 74 auch von dem Ausgangssignal des Gatters 71 anstatt, wie dargestellt, direkt vom Taktgeber 70 angetrieben werden. Wenn das Taktgeberansteuersignal vor Beendigung der Verzögerungszeit auftritt, wird die Flip-Flop-Schaltung 73 abermals angeschaltet und es geschieht weiter nichts. Wenn jedoch vor Beendigung der Verzögerungszeit kein Taktgeber-Ansteuersignal auftritt, wird das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 79 einem UND-Gatter 81 zugeführt. Das Ansteuersignal für dieses UND-Gatter ist das Ausgangssignal des Negators 75, wenn an dessen Eingang kein Taktgeberansteuersignal angelegt ist.

Dies hat eiii Ausgangssignal aus dem UND-Gatter 81

ίο zur Folge, durch das die Flip-Flop-Schaltung 72 zurückgeschaltet wird. Wenn der Taktgeber 70 von der Flip-Flop-Schaltung 72 angeschaltet ist, wird ihr Ausgangssignal nicht nur dem A/D-Konverter 68 zugeführt, so daß dieser dem Ausgang der Divisions-

Ii schaltung 66 während der Taktimpulsintervalle Proben entnimmt, sondern das Ausgangssignal wird auch einem Zähler 74 zugeführt. Die Funktion des Zählers 74 besteht darin, die Anzahl der entnommenen Proben zu zählen, indem die Anzahl der Taktimpuise gezahlt wird, die während des gesamten Intervalles oder der Dauer der Ausführung der zu identifizierenden oder zu prüfenden Unterschrift auftreten. Wenn am Ende dieses Intervalles das Taktgeberansteuersignal an dem Widerstand 44 aufhört, wird die Flip-Flop-Schaltung 72 in der oben beschriebenen Weise zurückgeschaltet. Das Ausgangssignal der zurückgeschalteten Flip-Flop-Schaltung 72 steuert eine Mehrzahl von Gattern 76 an, so daß diese zu diesem Zeitpunkt den Zählwert des Zählers 74 in eine geeignete Pufferspeicherschaltung im Datenverarbeitungsteil gemäß der Erfindung übertragen können. Innerhalb eines geeigneten Verzögerungsintervalls, das für die Übertragung dieses Zählwertes ausreicht, bringt das Ausgangssignal aus einer Verzögerungsschaltung 78, der das Ausgangssignal der zurückgeschalteten Flip-Flop-Schaltung 72 zugeführt wird, den Zähler 74 in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Das Ausgangssignal des A/D-Konverters 68 und die X- und V-Signale werden einer Wandlereinrichtung 80 zugeführt, die diese Digitalzahlen, die den tg Φ darstellen, in eine Digitalzahl, die den Winkel Φ darstellt, umwandp't. Das Ausgangssignal dieser tg/arc tg-Schaltung wird dem Datenverarbeitungsteil gemäß der Erfindung zugeführt. Die Wandlereinrichtung 80 kann von einer der bekannten Festspeichertypen sein, wie sie bei Rechnern zum Umwandeln von Daten in der Form einer für den tg Φ kennzeichnenden Zahl in eine für Φ kennzeichnende Zahl verwendet werden.

Vor dem Schreiben einer zu prüfenden Unterschrift gibt die Person, die die Prüfung ihrer Unterschrift wünscht, eine Adressenzahl auf. Dies kann entweder über eine Tastatur 82 erfolgen, die dann dazu benutzt wird, den Adressencode dem Datenverarbeitungsteil der Maschine zuzuführen, oder die Person ist im Besitz einer Loch- oder Magnetkarte, die dann in einen Kartenleser 84 eingeführt wird. In diesem Falle wird der Adressencode dem Datenverarbeitungsteil der Erfindung durch den Kartenleser 84 zugeführt

Fig.4 ist ein Blockschema des Datenverarbeitungsteils gemäß der Erfindung. In einem Speichersystem, das ein beliebiger bekannter Speicher 86 mit adressierbarem Inhalt sein kann, wurden vorher Φ-Proben, die in der soeben beschriebenen Weise erhalten wurden, zusammen mit einer Zahl gespeichert, die für die Ausgangssignale eines Zählers 74 repräsentativ ist und die Anzahl der entnommenen Φ-Proben anzeigt Diese Φ-Proben und die ihnen zugeordneten Zählwerte werden an Stellen im Speicher 86 gespeichert, deren Adresse der betreffenden Person, die die Prüfune ihrer

Unterschrift wünscht, gegeben wird. Die Adresse, die entweder über ein Tastenschaltwerk oder über einen Kartenleser eingegeben wurde, wird in das Speicheradressensystem 88 des Speichers 86 eingegeben, worauf die Φ-Proben und die zugeordnete Anzahl von der •dressierten Stelle in einen Ausgabespeicher 90 ausgegeben wird, der ein beliebiger bekannter Pufferspeicher sein kann. Die Information wird dann in dem Speicher wiederhergestellt, wenn dieser wie ein Magnetkernspeicher von dem Typ ist, bei dem eine soeben ausgegebene Information, wenn sie gespeichert bleiben soll, von neuem geschrieben werden muß. Die Φ-Daten werden auch aus dem Ausgabezwischenspeicher in ein Φ-Schieberegister 92 übertragen. Der zugeordnete Zählwert wird ebenfalls in ein Taktregister 94 übertragen. Das Ausgangssignal der tg/arc-Wandlereinrichtung 80 wird in ein Φ-Schieberegister 96 eingegeben. Signale aus der Taktimpulsquelle 70 werden einem »Schieberegister-Eingebetaktgenerator« 98 zugeführt, der die Übertragung dieser Proben in ein Φ-Schieberegister 96 ermöglicht.

Die Ausgangssignale der Gatter 76 werden in einen Pufferspeicher 100 eingegeben. Dies repräsentiert die Anzahl der entnommenen Φ-Proben.

Das verzögerte Signal aus der zurückgeschalteten Flip-Flop-Schaltung 72 wird einem ODER-Gatter 102 zugeführt, dessen Ausgangssignale einem Zähler 104 zugeführt werden. Entsprechend den Ausgangssignalen des ODER-Gatters 102 wird der Zähler 104 in seinen Zählzustand »1« gebracht.

Das Ausgangssignal des Pufferspeichers 100, das eine für die Anzahl der Φ-Proben in den Schieberegistern 96 repräsentative Digitalzahl ist, wird durch den D/A-Umsetzer 106 in einen Analogwert umgewandelt. Das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 106 wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 108 zugeführt. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators, das aus einer Folge vor. Signsien besteht, deren Frequenz durch den aus dem Zähler 74 erhaltenen Zählwert bestimmt ist, wird durch einen »Schieberegister-Ausgabetaktgenerator« 110 in Schiebeimpulse umgewandelt. Die Funktion dieses »Ausgabetaktgenerators« 110 besteht darin, die Φ-Proben aus der gleichen Endstufe des Schieberegisters 96, über die sie eingegeben wurden, über den gleichen Zeitraum, der für die Eingabe dieser Φ-Proben verwendet wurde, auszuschieben. Mit anderen Worten, das Schieberegister 96 ist ein reversibles Schieberegister bekannten Typs, das das Ein- und Ausgeben an der gleichen Stufe am einen Ende des Schieberegisters ermöglicht. Der »Ausgabetaktgenerator« 110 wird als Folge des Zählwertes »1« des Zählers 104 in Tätigkeit gesetzt

Eine »Einschiebetakt«-Schaltung 112 wird ebenfalls als Folge des Zählwertes »1« des Zählers 104 in Tätigkeit gesetzt Diese Schaltung liefert Schiebetaktimpulse an ein »Schieberegister normalisierter Φ-Werte«, der Normalisierungseinrichtung 114. Die Frequenz der zugeführten Schiebetaktimpulse wird durch die Zahl bestimmt die in dem Taktregister 94 gespeichert wurde und, wie erinnerlich, für die Zahl der beim Schreiben der ursprünglichen Unterschriftenprobe entnommenen Φ-Proben repräsentativ isU Das Ausgangssignal des Taktregisters 94 wird einem Digital-Analog-Umsetzer 116 zugeführt Der Ausgang dieses D/A-Umsetzers, der eine für diese Zahl repräsentative Spannung hat, wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 118 zugeführt Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators wird der »Einschiebetakt«-Schaltung 112 zugeführt, die das Eingangssignal in eine Folge von Schiebetaktimpulsen umwandelt, deren Frequenz durch die in dem Taktregister gespeicherte Zahl bestimmt ist.

Mit den Stufen des Φ-Schieberegisters % sind Nullfühlgatter 120 verbunden. Wenn diese Nullfühlgatter entsprechend dem Zählwert »1« des Zählers 104 feststellen, daß das Φ-Schieberegister % leer ist oder den Nullzustand erreicht hat, liefern die Gatter ein Ausgangssignal, das dem ODER-Gatter 102 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 102 rückt dann den Zähler 104 in seinen zweiten Zählzustand.

Nullfühlgatter sind in der Technik bekannt und können beispielsweise lediglich aus einem UND-Gatter für jede Stufe des Schieberegisters bestehen. Die Ausgangssignale aller dieser UND-Gatter sind mit einem einzigen UND-Gatter oder mit einer Kaskade von UND-Gattern, die bis zu einem einzigen UND-Gatter abnimmt, verbunden, und dieses eine UND-Gatter liefert ein Ausgangssignal nur dann, wenn sämtliche vorgcsuiiaiieicii UND-Gäiicr leitend äiiid. Es gibt natürlich Alternativen für die Bestimmung des Zeitpunktes, in dem das Schieberegister entleert ist. Beispielsweise kann ein Zähler verwendet werden und festgestellt werden, wann sein Zählwert der Anzahl der Proben in dem Register entspricht. Das beschriebene System ist daher lediglich als beispielhaft und nicht als beschränkend aufzufassen.

Aus der obigen Beschreibung ist zu entnehmen, daß der Inhalt des Φ-Schieberegisters % im gleichen Takt

jo überführt wird, mit dem er eingeführt worden ist. Das Schieberegister normalisierter Φ-Werte, d. h. die Normalisiereinrichtung 114, liefert diese Proben jedoch im gleichen Takt und mit der gleichen Anzahl von Taktimpulsen, wie sie bei der in dem Speicher

j5 gespeicherten Originalunterschrift verwendet wurden. Nimmt man also an, daß die zu prüfende Unterschrift schneller geschrieben wurde als die Originalunterschrift, wird eine Anzahl der aus dem Schieberegister % kommenden Φ-Proben in das Schieberegister 114 wiederholt eingeführt. Die kürzere zweite Unterschrift wird also in wirksamer Weise auf das gleiche Intervall auseinandergezogen oder verteilt wie die (zeitlich) längere ursprüngliche Unterschriftprobe. Wird in beiden Fällen eine ausreichende Anzahl von Proben entnommen, so hat dies die Wirkung, daß die Φ-Proben interpoliert werden.

Wenn die Unterschriftenprobe oder Vergleichsunterschrift in einem kürzeren Zeitraum geschrieben wurde als die zu prüfende Unterschrift, wird eine Anzahl von Proben aus der zu prüfenden Unterschrift fortgelassen. Auch dies ist, wenn in erster Linie eine ausreichende Anzahl von Proben entnommen wird, ohne Bedeutung. Wirkungsmäßig wird also durch das soeben beschriebene Vorgehen die zu prüfende Unterschrift normalisiert, so daß sie die gleiche Anzahl von Proben hat wie die der Prüfung zugrundezulegende Unterschriftenprobe.

Es ist jedoch zu bemerken, daß bei einer allzugroßen Abweichung zwischen den Zeitintervallen für das Schreiben einer Originalunterschrift und einer zu prüfenden Unterschrift die beschriebene Normalisierungsmaßnahme zu der Feststellung führt daß die zu prüfende Unterschrift nicht echt ist

Wenn der Nullwertfühler 120 den Zähler 104 am Ende des Normalisierungsintervalls in seinen zweiten Zählzustand bringt, wird die »Einschiebetakt«-Schaitung 112 ausgeschaltet und die »Ausschiebetakte-Schaltung 122 eingeschaltet Die Ausgangssignalfrequenz der »Ausschiebetakt«-Schaltung 122 wird durch das Ausgangs-

s'gna! des spannungsgesteuerten Oszillators 118 bestimmt, das bei einer Frequenz auftritt, die durch di-j in dem Taktregister 94 gespeicherte Zahl bestimmt ist. Das Ausgar.gssignal der »Ausschiebetaktci-Schaltung 122 wird dem Φ-Schieberegister 92, das die ursprünglichen Φ-Proben enthält, sowie dem Schieberegister, d. h. der Normalisierungseinrichtiing 114, der normalisierten Φ-Werte zugeführt. Die Inhalte beider Schieberegister werden in der Richtung ausgeschoben, die der Einschieberichtung entgegengesetzt ist. Die Ausgangssignale der beiden Schieberegister werden in eine digitale Subtrahierschaltung 124 eingeführt, deren Ausgangssignale Zahlen bilden, deren Werte einzeln angeben, wie eng die Beziehung ist, in der einander zugeordnete Φ-Proben stehen. D'~ aufeinanderfolgenden Ausgangssignale aus der Subirahierschaltung 124 werden in eine Quadrierschaltung 126 geleitet. Die aufeinanderfolgenden Ausgangssignale der Quadrierschaltung 126 werden einer Summierschaltung 128 zugeführt, die sämtliche eingehenden Signale addiert. Diese Suinmierschaltung 128 bildet die Summe sämtlicher Eiügangssignale und liefert diese Summe an ein Gatter 130. Diese Gatter sind angeschaltet, wenn der Zähler 104 seinen Zählwert »3« erreicht, bei dem deren Ausgangssignale einer weiteren Subtrahierschaltung 133 zugeführt werden, in der von jenen eine Zahl subtrahiert wird, die für eine vertretbare Übereinstimmung repräsentativ ist. Diese Zahl wird von einer Normalzahlquelle 134 geliefert. Diese kann ein Register sein, das eine Normalzahl · nthält, die der Subtrahier-Schaltung 133 zugeführt wird.

Wenn die zu prüfende Unterschrift annehmbar ist, ist das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 133 eine negative, sonst eine positive Zahl. Dieses Ausgangssignal wird einer Anzeigevorrichtung 136 zugeführt, die das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 133 zur Darstellung bringt und anzeigt, ob die zu prüfende Unterschrift anzunehmen oder zurückzuweisen ist.

Mittels Nullfühlgattern 132 wird festgestellt, wann das Φ-Schieberegister den Nullzustand erreicht hat oder sein gesamter Inhalt übertragen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal der Nullfühlgatter 132 dem ODER-Gatter 102 zugeführt, dessen Ausgangssignal dann den Zähler 104 veranlaßt, seinen Zählzustand »3« einzunehmen. Hierdurch wird der Pufferspeicher 100 in den Ausgangszustand zurückgeführt. Dieser Zählwert kann auch dazu benutzt werden, irgendwelche andere Schaltungen, die einer Rückstellung bedürfen, zurückzustellen.

Es ist zu bemerken, daß jede dieser Φ-Proben eine aus mehreren Bits bestehende Digitalzahl sein kann. Dementsprechend stellen die in Fig.4 gezeigten Schieberegister zum parallelen Speichern und Verarbeiten der Bits aus mehreren Bits bestehende Probenummern erforderliche Parallelschieberegister dar.

Es ist ferner zu bemerken, daß das hier gezeigte Verfahren der Unterschriftenprüfung mit einem entsprechend programmierten Allzweckcomputer ausgeführt werden kann.

Obwohl bei dem bisher beschriebenen System Φ-Proben entnommen und für die Prüfung verwendet werden, muß darauf hingewiesen werden, daß es durchaus im Rahmen des Erfindungsgedankens liegt, zur Unterschriftenprüfung X- und/oder V-Proben zu verwenden. Die hier beschriebene Konstruktion für den Vergleich von Φ-Proben kann auch für den Vergleich von X- und y-Proben verwendet werden mit der Ausnahme, daß in diesem Falle die Divisionsschaltung 66 und der tg/arc-Generator, d. h. die Wandlereiiirichtung 80, gemäß F i g. 3 entfallen können. Es kann entweder das X-Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 62 oder das V-Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 64 dem Analog-Digital-Konverter 68 zugeführt werden. Das Ausgangssignal desse'ben wird dem Pufferspeicher 96 zugeführt. Je nach dem, ob X- oder K-Proben benutzt werden, speichert der Speicher 86 die betreffenden Proben zuzüglich der Taktzeiten einer Originalunterschrift.

Wenn für die Prüfung X-, Y- und Φ-Proben in irgendeiner Kombination verwendet werden sollen, muß, je nach der Anzahl der benutzten Veränderlichen oder deren Zeitanteilen die Einrichtung zweifach oder dreifach vorgesehen sein. Es sei bemerkt, daß unter der Richtung einer Linie der Unterschrift Φ, AOder Köder eine Kombination dieser Größen zu verstehen ist. Im Falle langer Unterschriften kann zur Verminderung des Umfanges der erforderlichen Einrichtung die Unterschrift in aus mehreren Buchstaben bestehende Teile unterteilt werden und die Prüfung an den einzelnen Teilen der Unterschrift nacheinander vorgenommen werden.

F i g. 3 zeigt, wie trotz Ähnlichkeit der Unterschrift Fälschungen anhand des Φ-Vergleichs entdeckt werden können. Fig.5 zeigt drei Schriftzüge des Namens »Rob«, so wie sie von der Person dieses Namens geschrieben wurde, sowie zwei Fälschungen dieser Unterschrift. Die erste Unterschrift wurde als Unterschriftenprobe gespeichert. Die zweite und dritte, von »Rob« geleistete Unterschrift entsprach der Originalunterschrift mit Werten von 0,89 bzw. 0,83. Die Fälschungen stimmten nur zu 0,44 bzw. 0,40 mit der Unterschriftenprobe überein. Die fünf Diagramme neben den Unterschriften sind Aufzeichnungen der Φ- Proben als Funktion der Zeit. Die dargestellten Unterschriften wurden alle normalisiert. Bei flacher Aufsicht auf die Zeichnung ist zu erkennen, daß die von »Rob« geleisteten Unterschriften einander äußerst ähnlich sind, obwohl einige zeitliche Abweichungen vorhanden sind. Es ist jedoch auch zu bemerken, daß, obwohl die beiden Fälschungen dem Original im Aufbau sehr ähnlich sind, dennoch große Zeitintervallabweichungen vorhanden sind, wie man schon t'-s der Lage der sprunghaften Richtungswechsel erkennen kann. Durch Normalisierung würde dieser Mangel nicht beseitigt

F i g. 6 zeigt eine weitere Originalunterschrift sowie ein echtes und ein gefälschtes Exemplar der Unterschrift »Rob« sowie die daraus abgeleiteten Kurven Λ-. Tund F für Φ mit der Zeitachse als Abszisse. Die beiden echten Unterschriften »Rob« entsprechen einander mit einem Wert von 0,61 gegenüber den Werten 0,89 bzw, 0,83 im vorigen Beispiel. Bei Betrachtung der Zeichnung unter kleinem Blickwinkel ist zu erkennen, daß diese verhältnismäßig geringe Übereinstimmung der zu prüfenden Unterschrift von inneren Abweichungen in der Schreibgeschwindigkeit bei den beiden Proben herrühren, obwohl sich diese Unterschriften im übrigen recht ähnlich sind. Die Fälschung entspricht hingegen mit einem Maximalwert von 0,49. Es ist zu bemerken, daß die Fälschung im Aufbau dem Original ziemlich ähnlich ist, jedoch größere Abweichungen der »inneren« Geschwindigkeit als die echte Unterschrift aufweist

Es wurden auch Vergleichswerte für die Unterschriften für X und Y entlang der Koordinatenachsen in F i g. 6 entnommen. Es ist interessant festzustellen, daß

die Übereinstimmung zwischen der Unterschriftprobe und der zu prüfenden Unterschrift vod 0,63 für Φ auf 0,80 steigt, wenn X oder Y allein betrachtet werden, und daß die Übereinstimmung von 0,49 auf 0,40 für Xbzw. Y absinkt, wenn die gefälschte Unterschrift mit dem Original verglichen wird. Da Φ = arc tg (Y/X) ist, kann eine komplexe Wechselwirkung zwischen diesen Größen erwartet werden.

Fig.7 zeigt Kurven der betreffenden X- und Y-Signale als Funktion der Zeit für die in Fig.6 gezeigten Unterschriften M (Unterschriftenprobe), T (echt) und F(Fälschung). Vergleicht man die Kurven für M, Tund Fanhand von X zum Zeitpunkt 7\ und dann für Y, so bemerkt man, daß zwischen M, Fund Tfür X eine größere Übereinstimmung besteht als für Y. Der Punkt Ti entspricht einer Schriftzugspitze in dem Buchstaben

»R« der Originalunterschrift. Dies scheint anzudeuten, daß die Übereinstimmung hinsichtlich V auf Zeitabweichungen von entlang der Y-Achse ausgerichteten Schriftzugspitzen empfindlicher ist als die Übereinstimmung hinsichtlich X

Zum Zeitpunkt Ti hingegen weichen die X-Werte der Unterschriftenproben M und Γ weit mehr voneinander ab, während die Y-Werte annähernd gleich sind. Anders als bei Γι ist die Übereinstimmung hinsichtlich Y geringer als diejenige hinsichtlich X. So kann es vorzuziehen sein, im Interesse optimaler Echtheitsprüfung zusätzlich zu Φ sowohl XaIs auch Yzu verwenden.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein neues und nützliches System zur Echtheitsprüfung von Unterschriften geschaffen wurde.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. System zum Prüfen von Unterschriften, bei dem eine Unterschrift mittels eines Schreibwerkzeuges geleistet, ein Signalgeber Schreibsignale in Abhängigkeit von der Schreibbewegung erzeugt, eine Signalaufbereitungs- und Vergleichseinrichtung die Signale mit Mustersignalen einer schon vorher geschriebenen Unterschrift vergleicht und Ausgangssignale in Abhängigkeit von Signalunterschieden zwischen den Schreibsignalen und den Mustersignalen erzeugt, eine Entscheidungseinrichtung Signalunterschiede innerhalb von solchen außerhalb eines wählbaren Normbereiches feststellt und eine Anzeigeeinrichtung die innerhalb des Normbereiches befindlichen Signalunterschiede als Echtheitssignale und die außerhalb des Normbereichs befindlichen Signalunterschiede als Fälschungssignale anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (46,47,48,50) die Schreibsigaale als leitabhü. .gige Richtungssignale in zeitlicher Abhängigkeit von der Richtung der Bewegung des Schreibwerkzeuges (10) beim Schreiben der Ünterichrift und ein Taktgeber (70) Taktsignale erzeugt, die zur Steuerung der Signalaufbereitungs- und Vergleichseinrichtung (68, 80, 124, 126, 128, 130) dienen.

2. System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (124) mit einer Normalisierungseinrichtung (114) zum Normalisieren auf ein gleiches Zeitintervall wie die vorher geschriebei« und kodiert gespeicherte Unterschrift zusammenwirkt und unter der Steuerung durch die Taktsigndle die zu prüfence Unterschrift mit einer etwa gleich großen AiizrJil von Signalproben wie die Mustersignale vergleicht.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (46,47, 48,50, $2) Richtungssignale (X) für die Bewegung des Schreibwerkzeugs (10) in einer Richtung und andere Richtungssignale (Y) für die Bewegung des Schreibwerkzeugs (10) in einer davon abweichenden Richtung erzeugt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungen orthogonal zueinander stehen.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von tg Φ-Signa-Ie eine Divisionsschaltung (66) die einen Richtungssignale (Y) durch die anderen Richtungssignale (X) dividiert und eine Wandlereinrichtung (80) die tg Φ-Signale in Φ-Signale umformt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Divisionsschaltung (66) und die Wandlereinrichtung (80) ein Analog-Digital-Konverter (68) eingeschaltet ist.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber von Photozellen (46,47,48,50) gebildet ist, die quadrantenweise im Gehäuse (18) des Schreibwerk· zeugs (10) angeordnet sind, an dessen mit der Schreibbewegung schwenkbarem Schreibstift (16) sich eine lichtemittierende Diode (34) befindet.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Photozellen zu einer einzigen Photozelle (52) vom Quadrantentyp zusammengefaßt sind, deren photoempfindliche Fläche in vier Quadranten (A, B, C. D) unterteilt sind, von denen jeweils getrennte Signale ableitbar sind.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibstift (16) um ein Gelenk (20) schwenkbar ist, das an einem Träger (22) gelagert ist, welcher bei i^hreibdruck gegen die Vorspannung einer Feder (24) aus einer Ruhelage in eine Schreiblage verstellbar ist, in der ein Kontakt (28) des Trägers (22) mit einem gehäusefesten kontakt (30) in Berührung gelangt, der die lichtemittierende Diode (34) einschaltet

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (28) des Trägers (22) in der Schreiblage ein Einschaltsignal für den Taktgeber (70) auslöst

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Taktgeber (70) eine Verzögerungsschaltung (79) vorgeschaltet ist

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß an den Taktgeber (70) ein Zähler (74) zum Zählen der Taktimpulse angeschlossen ist

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß ein Speicher (86) die vom Zähler (74) bei der schon vorher geschriebenen Unterschrift gezählten Taktimpulse sowie von den Richtungssignalen bei dieser vorherigen Unterschriftsleistung abgeleitete Werte als Musterwerte speichert

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Speicher (86) eine dem betreffenden Unterschriftsleistenden zugeordnete Adresse speichert

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (86) mit einem Schieberegister (92) in Verbindung steht, das ebenso wie ein mit dem Ausgang der Wandlereinrichtung (80) in Verbindung stehendes und der Normierungseinrichtung (114) vorgeschaltetes Schieberegister (96) der Vergleichsschaltung (124,126,128,130) vorgeschaltet ist