JPH02268373A - 署名照合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は署名照合方法、特にＤＰマツチングを用いて登
録パターンと入力パターン間の時間軸歪関数を求め、入
力パターンの真偽を高い確度で判定することのできる署
名照合方法に関するものである。

［従来の技術］ 本人確認の手段として署名が広く用いられ、特に西欧に
おいては文書の承認から小切手、クレジットカードの承
認まで幅広く署名が用いられ、近年においては、わが国
でもこのような署名によって本人確認を行う場合が増加
している。

従って、このような署名の真偽を正確に判定することが
必要であり、従来の目視による判定のみでなく、署名を
電気的な信号としてパターン入力し、これを予め記憶さ
れている登録パターンと比較して電気的に署名真への判
定を可能としている。

従って、このようなパターン認識による真偽判定によれ
ば、署名による本人確認の正確性を著しく向上させ、そ
の利用範囲を拡大するために資するところが大きい。

このような署名照合は、従来において、特開昭６２−２
８７３８７号において手書き文字のオンライン認識の一
部として公知であり、この従来方法によれば、ＤＰマツ
チングを用いて登録パターンと署名入力パターンとの歪
関数が求められ、更に登録パターン及び署名入力パター
ンとして座標情報ばかりでなく、筆圧情報を用いる方法
が開示されている。

従って、この従来方法によれば、認識精度の高い署名照
合が可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来において、この種の署名照合は登録
パターンと入力パターンとの間の座標と筆圧の相違度の
みを用いているが、ＤＰマツチングではパターンの変動
をより吸収するようなマツチングを図ることを基本原理
としているため、本人受諾率及び他人拒否率を同時に高
めることができないという問題があった。

もちろん、署名照合において、署名パターンがある分散
をもって分布しているために、真署名分布と偽署名分布
とはどうしても重なりを持つこととなり、両者を満足さ
せることは極めて困難であるが、従来において、単なる
座標と筆圧の形状相違度のみではどうしても実用に耐え
る照合率を得ることが困難であった。

署名盗窃者は署名の形状を偽造することは可能であるが
、署名者の筆記運動、筆圧を偽造することは不可能であ
る。しかしながら、前記従来の方式では、主として形状
のみの相違度を比較しているため、盗作署名に対して十
分な排除を行うことができず、完全に形状のみを真似し
た盗作署名を本人署名として見逃してしまうという問題
があった。

更に、従来において、前記真署名分布と偽署名分布との
重なり部分においては、従来においてこれを無理矢理真
又は偽のいずれかに判定していたため、実際の署名照合
時において、他人拒否率を重視せざるを得ない場合など
、本人が自署したにも拘らず本人が拒否されるというト
ラブルが発生する。例えば金融関係における署名照合に
おいて、その実用化が困難であるという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、本人受諾率及び他人拒否率を同時に満足させ
易い登録パターンと入力パターンとの新規な比較照合方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、盗作署名を排除することのできる
署名照合方法の提供にある。

本発明の更に他の目的は、本人照合分布と他人拒否分布
との重なり領域において、真偽判断に灰色領域を設定し
、両分重重なり領域におけるトラブルを未然に防止可能
な照合方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、従来における形
状の相違度を第１相違度とし、これに加えて登録パター
ンと入力パターンとの時間歪関数に関する非線形性の度
合の累積値を運動の相違度を示す第２相違度として求め
、前記両相違度の二次元的配置から真正署名と偽署名と
を識別することを特徴とする。

本発明は、更に、前記二次元相違度の領域が登録パター
ンとごく近似する領域を盗作署名領域とし、登録パター
ンから二次元的に前記盗作署名領域を越えて所定領域ま
で離れた領域を真正署名領域とし、その他を偽署名領域
とする少な（とも３種類の判定領域を有することを特徴
とする。

本発明は更に、前記偽署名領域が真正及び偽署名の混在
する境界領域を含み、この境界領域に対しては、本人−
成度を出力することを特徴とする。

［作用］ 従って、本発明によれば、署名の形状と筆記運動の両相
違度から二次元的に真偽判定を行うので、署名の形状そ
のものを真似することができても筆記運動そのものを真
似することはできないために、本人照合率及び他人拒否
率を著しく改善することが可能となる。

また、本発明によれば、登録パターンを盗作した盗作署
名に対しても確実にこれを排除することが可能となる。

更に、本発明によれば、本人照合分布と他人拒否分布と
の重なり領域において、本人一致度を出力可能であるた
め、両分布の重なる領域にて生じるトラブルを未然に防
止可能である。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には本発明に係る署名照合方法の各ステップが実
施例として示されており、以下にその全体を概略的に説
明する。

ステップ１１は登録パターンの呼び出しであり、登録パ
ターンは予め本人が署名を行い、署名パターンの座標値
及び筆圧値を等時間間隔でサンプリングした三次元的時
系列データとして取り込み、位置及び大きさの正規化を
施されたパターンを電気的に記録した登録パターンであ
る。

ステップ１２は署名人力であり、署名照合が必要な都度
、署名者の入力パターンを前記登録パターンと同様に座
標情報及び筆圧情報の三次元的時系列情報として電気的
に取り込む。

ステップ１３及び１４は、予備正規化であり、ステップ
１３において、入力パターンのデータ点数を同一化し、
これによって登録パターンと人カバターンとのサンプリ
ング数を揃える。また、ステップ１４では、署５名の都
度異なる人力ボード内での位置あるいは大きさを正規化
するステップであり、前記データ点数の同一化とこの位
置及び大きさの正規化によって入力パターンを登録パタ
ーンと比較するのに適したデータに変換することができ
る。

ステップ１５は登録パターンと入力パターンとの歪関数
演算であり、ＤＰマツチングを用いて登録パターンと入
力パターンの累積相違度が最小となるような時間歪関数
が求められる。

ステップ１６は登録パターンと入力パターンとの形状の
相違度を第１相違度として算出するステップであり、本
発明において、入力パターンの時間を前記歪関数によっ
て補正し、パターン間の誤差を最小とした入力パターン
と登録パターンとの相違度が形状の相違度を示す第１相
違度として求められる。

ステップ１７が本発明において特徴的な第２相違度の算
出ステップであり、前記歪関数自体の累積度を筆記に関
する運動の相違度を示す第２相違度として算出する。

そして、ステップ１８において、前記形状の第１相違度
と運動の第２相違度の両者から予め定められたマツプそ
の他により二次元判別関数として真正署名と偽署名とが
識別される。

従って、前記ステップ１６による形状の第１相違度によ
って登録パターンと入力パターンとの時間軸に対する座
標及び筆圧の累積誤差を最小とするような正規化が施さ
れた後の署名形状の相違度が比較される。

そして、前記ステップ１７の本発明における特徴的な運
動の第２相違度によって歪関数より求められた筆記運動
に対する相違度が比較される。

従って、本発明によれば、前記両相違度の二次元分布か
ら本人受諾率及び他人拒否率の高い照合作用が可能とな
る。

以下に、本実施例の前記各ステップを更に詳細に説明す
る。

ステップ１１で呼び出される登録パターンは予め真正署
名者が自署名として登録したパターンであり、座標ｚ−
（ｘ、ｙ）及び筆圧ｐを署名中連続的に電気信号として
取り込み、これを登録パターンとするが、この座標及び
筆圧情報を複数回の署名から平均化したものが望ましい
。この登録パターンはサンプル点をＬとし、前記座標情
報２と筆圧ｔａ報ｐとの三次元的時系列データとして以
下の如く示される。

（Ｚ　　　ｌ）、Ｐ　　　（ｉ）） ｒ　　　　　　　ｒ　　　　　　、ｉ！、１以上のよう
にして、署名者本人の登録パターンが呼び出されるが、
必要に応じてこの登録パターンは適当な時間経過毎に更
新され、本人署名の変化と共に登録パターンを変化させ
ることが好適である。

ステップ１２における署名人力は、照合を求める署名者
により行われた署名の電気的な入力にて形成され、一定
時間間隔でサンプリングした時系列データ （ｘ　（ｎ）、　　ｙ　（ｎ）、　　ｐ　（ｎ））なる
座標情報と筆圧情報の両者を含んだデータとして表わさ
れ、ここでｎは１からＮまでのサンプル点数を示す。

以下に、入力パターンの正規化を座標及び筆圧データの
それぞれに対して複素式で示す。

前記時間軸あるいは弧長軸に沿った三次元時系列情報は
、次に入力パターンの位置と大きさが正規化される。

まず座標データに対しては、ｘ、ｙを複素座標系列にて
表し、更に適当なデータ補間によってサンプル点数Ｎを
Ｌに規格化することによってｚ　（Ｊ）＝ｘ　（Ｊり＋
ｉｙ　（Ｊ）Ｊ−１，２，・・・ル をつくる。ただしｉｍＦマロである。ここで、予備的正
規化のために新たな複素座標系列を定める。

但し、ここで２　は入力パターンの重心であり、と定義
する。また記号１１・１１は複素系列のノルムを表し、 である。ここで、署名は左から右へ向かって書くことが
多いなど、時間経過と共にある方向に座標値が増加する
傾向がある。

この固定した動きは、照合の観点からは無いほうが好ま
しく、座標データから等速運筆成分を除去することが望
ましい。

等速運筆成分は、 として定義される。

等速運筆成分を除去した座標系列２＊は、＊ ｚ　　（ｊり　−ｚ　ｔ　　（Ｊり　−２２（、りｌ−
１，・・・・・・、Ｌ であり、ξ、ηは、Ｉｆ　ｚ＊（Ｊり　Ｉｔを最小とす
る値を選択する。従って、 η−−ξ／２ として定義できる。このような処理によって得られた複
素系列ｚ”　　（ｊりが正規化複素座標系列（以下座標
系列という）を示す。

同様に、筆圧情報に関してもその大きさは次のごとく正
規化される。

次に、登録パターンと入力パターンとをＤＰマツチング
を用いて累積誤差を最小とする時間歪関数を与え、時間
軸に対する正規化を行い、正規化されたパターン同志の
比較によって相違度が求められる。すなわち、まずステ
ップ１５で登録パターンと入力パターンとの時間歪関数
が求められ、ステップ１６で前記時間歪関数にて両パタ
ーンを正規化し、パターン全体の累積誤差を最小とする
パターンマツチングにより相違度が求められる。

この歪み関数はＤＰマツチングにより多段決定プロセス
の最適化手法として署名照合のマツチングに用いたもの
である。

本実施例によれば、このＤＰマツチングは座標情報と筆
圧情報の両者を所定の重み付けにて同時に処理する。

第２図において、登録パターンＸ　のｉ番目の点と入力
パターンｘ本のｊ番目の点の間の相違度ｄを前記予備的
正規化によって得られた座標系列及び筆圧系列を用いて
以下のごとく示す。

ｄ２（１，ｊ）　”（１−Ｗ　）　ｌ　ｚ　　（１）　
　Ｚ本（ｊ）Ｉ２ｒ ＋Ｗ　　ｌｐ　　（１）−ｐ＊（ｊ）　　Ｉ２ｒ ｘ、ｊ−１，・・・ル ここで、ｗ、（０≦Ｗ、≦１）は筆圧系列に関する重み
であり、一方、（１−ｗ　　）は座標系列に関する重み
である。

従って、筆圧に関する重みｗｍＱのときは関数ｄは筆圧
系列に不感でペンの座標のみに依存することから、署名
パターンを１筆書きとして扱うことに相当する。また、
一方、ｗ　　−１では関数ｄは単に筆圧のみに依存する
関数となるから、認識に対して署名の形状を全く考慮し
ないことを意味する。

従って、本実施例によれば、前記重み付は係数を特定の
値に設定し、これによって座標系列と筆圧系列の両者に
対して共通の演算式によりＤＰマツチングを施すことが
可能となる。

ここで、ＤＰマツチングにおいてパターンＡ（登録パタ
ーン）、Ｂ（入力パターン）の時間軸間の非線形な変換
を考え、その誤差をＤＰマツチングの考えに基づき、 ｄ　ｓ　２（Ａ　、　Ｂ）　− Δｊ！　（ｋ）−１１（ｋ）−１（ｋ−１）　　ｌ　＋
　ｌ　ｊ（ｋ）−ｊ（ｋ−１）とする。時間軸の非線形
な伸縮によって、前記式の最適値が得られるが、この変
換を示す時間軸歪み関数（ｉ　（ｋ）、ｊ　　（ｋ）ｌ
　には次のような条件が設定される。

（１）単調性、すなわち署名の筆順には変化がないので
、時間歪関数は単調増加関数となることである。

１（ｋ−１）≦１（ｋ）　　、　　ｊ（ｋ−１）≦ｊ（
ｋ）（２）連続性、すなわち、ストローク間での座標及
び筆圧は連続的な変化に関し、時間歪関数も連続関数と
ならなければならない。

１（ｋ）−１（ｋ−１）　Ｉ≦１　、　　ｌ　ｊ（ｋ）
−ｊ（ｋ−１）　　ｌ≦■（３）境界条件、すなわち本
実施例においては、署名の起点と終点が固定され、この
ためには境界条件を以下のように設定する。

１（１）＝ｊ（１）−１、Ｉ（に）−ｊ（Ｋ）−Ｌ第３
図は前述したＤＰマツチングにより得られた時間歪関数
の一例を示しており、両パターンが完全に一致した場合
においては、各サンプリング点は誤差がなくなるので、
時間歪関数自体は傾き１の直線すなわち第３図の対角線
に一致するが、通常の場合、各パターン間には時間軸方
向の非線形な誤差があり、これをＤＰマツチングによっ
て整合化すると、時間軸変換の非線形性に応じて歪関数
が求められ、第３図のごとく各サンプリング点において
対角線から外れた特性を表す。

以上のようにして、時間歪関数が求められると、登録パ
ターンと人カバターンとを時間軸に対して補正された座
標及び筆圧の累積誤差を最小化するパターンマツチング
が行われ、相違度が求められる。

ステップ１６において、前記登録パターンと入力パター
ンの相違度ｄｓ　（Ａ、　　Ｂ）を筆圧情報を含む署名
形状の相違性を示す第１相違度として求められる。

以上のようにして、形状の相違度が第１相違度ｄｓとし
て求められると、次に、ステップ１７１；おいて、本発
明において特徴的な筆記運動の相違性を示す第２相違度
ｄｍが求められる。

この第２相違度ｄｍは時間歪関数の対角線からのずれの
度合によって定義されるものであり、例えば ｄｍ−１ｆ　ｉ　（ｋ）　−ｊ　　（ｋ）　Ｉｔ　ｋ−
１ である。

すなわち、この第２相違度ｄｍは時間軸に対する補正の
度合を示しており、筆記運動に対する相違度を示してい
る。

もちろん、本発明において、前記第２相違度は時間歪関
数の対角線からのずれによることなく、他の手法によっ
て求めることも可能である。

例えば、偽署名の場合、時間歪関数は前述した対角線に
対して左右に大きく振れる傾向があり、この振れが第４
図の対角線１００に対する時間歪関数２００の振れとし
て示される。

従って、この振れ度合により筆記運動の相違度ｄｍを定
義することも可能である。

第４図には２種類の異なる時間歪関数が符号２００及び
２０１として示されており、対角線１００に対して時間
歪関数２０１は振れ度合が小さく、一方、２００で示さ
れる関数はこの振れ具合が大きいことが明らかである。

すなわち、特性２０１では署名のＢき始めにおいて変動
が生じているが、署名中に関する変動は少なく、一方に
おいて、特性２００の筆記は全体的に変動があることを
示す。従って、通常の場合は偽署名は特性２００で示さ
れるような左右に大きく振れる特性となり、これによっ
て筆記運動の相違度を特徴付けることが可能である。

以上のようにして、第１及び第２相違度が求められると
、次にステップ１８において前記両相違度が予め定めら
れた基準値に対していかなる領域に属するかが判定され
、これによって署名が真正署名であるか、偽署名である
かあるいは盗作署名であるかが識別される。実施例にお
いて、この判定領域の設定は第５図に示される如き第１
相違度ｄｓと第２相違度ｄｍとで定められた二次元マツ
プから読み取られる。

第５図において、横軸が本発明における形状の相違度を
示す第１相違度ｄｓであり、一方縦軸が運動の相違度で
ある第２相違度ｄｍを示す。

従って、両軸に沿って相違度が増加するのに従い真署名
が減少し、偽署名が増加することが理解される。

第５図において、この二次元マツプは適当な判別関数に
よって４個の領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに区分けされている。

Ａは本人と確認する真正署名領域であり、前述した判定
によって求められた両相違度がこの領域にある場合には
これを本人の自署名と判定する。

領域Ｃは偽署名領域であり、前記両相違度の少なくとも
一方が十分に大きい場合、これを偽署名として判定する
。

従って、本発明によれば、両相違度の二次元空間におけ
る配置から真正署名と偽署名とを判定するので、従来に
比して著しく本人照合率及び他人拒否率を増加させるこ
とが可能となった。

本発明において、更に、真正署名領域より更に相違度の
低い領域、すなわち両軸に近接した領域りが盗作署名領
域として定められ、このような登録ハターンに余りにも
近似し、特に、一方のみの相違度が近似する署名は通常
ありえず、このような署名に対しては、これを盗作署名
領域として排除しており、これによって、従来の特に登
録パターンを模倣した盗作署名に対して十分な安全性を
確保している。

本発明において、更に前記真正署名領域りと為署名領域
Ｃとの間に境界領域Ｂが設定されていることが重要であ
り、この境界領域・Ｂでは必ずしもシステムが真正署名
か偽署名かの判定を行うことができないので、前記両相
違度ｄｓ、ｄｍの少なくとも一方、好ましくは両者から
演算された相違度を本人−政変として出力する。

この出力は、例えば判定結果表示用のデイスプレィに表
示してもあるいは音声、警報で表示してもよ（、これに
よって、本人でありながら署名の変形によって拒否され
た場合等にこのときの一致度を本人か否かの目安として
用いることができ、無用なトラブル発生を防止すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、署名入力パター
ンを本人の登録パターンと比較する際に署名形状と筆記
運動の両相違度にて署名真偽の判定を行うので、本人照
合率及び他人拒否率を著しく改逓することが可能である
。

また、本発明によれば、形状と運動の二種の相違関数に
て真偽判定するときに真正署名領域と偽署名領域ばかり
でなく盗作署名領域を設定し、これによって登録パター
ンを模倣した盗作署名を確実に排除することが可能とな
る。

更に、本発明によれば、真正署名領域と偽署名領域との
間の境界領域に対して本人−成度を出力することによっ
て真偽の目安を与えることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る署名照合方法の好適な実施例を示
すフローチャート図、 第２図は本実施例における登録パターンと入力パターン
の一例を示す説明図、 第３図は本実施例における時間歪関数の一例を示す説明
図、 第４図は本発明に係る時間歪関数の他の例を示す説明図
、 第５図は本実施例における相違度の二次元分布を示した
説明図である。 ｄｓ・・・　形状の相違度を示す第１相違度ｄｍ　　・
・・　運動の相違度を示す第２相違度Ａ　・・・　真正
署名領域 Ｂ　・・・　境界領域 Ｃ・・・　偽署名領域 り 盗作署名領域 出願人　株式会社　キャディックス 代理人　弁理士　吉田研二［Ｄ−１２］（外２名） 咋７ｖＩ盃関牧 第３図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の登録パターンと署名入力パターンとを比較
   して真正署名と偽署名との識別を行う署名照合方法にお
   いて、 登録パターンと入力パターンとの時間歪関数をＤＰマッ
   チング手法によって求め、 入力パターンを前記時間歪関数によって補正し、時間に
   関する歪を最小とした整合後入力パターンと登録パター
   ンとの形状に関する相違性を示す相違度を第１相違度と
   して算出し、 前記時間歪関数の非線形の度合の累積値を運動の相違性
   を示す第２相違度として算出し、 両相違度の二次元的配置から真正署名と偽署名とを識別
   することを特徴とする署名照合方法。
2. （２）請求項（１）の方法において、 二次元相違度の領域が登録パターンと極近似する領域を
   盗作署名領域とし、登録パターンから二次元的前記盗作
   署名領域を越えて所定領域まで離れた領域を真正署名領
   域とし、 その他を偽署名領域とすることを特徴とする署名照合方
   法。
3. （３）請求項（２）記載の方法において、 偽署名領域は真正及び偽署名が混在する境界領域を含み
   、この境界領域に対しては本人一致度を出力することを
   特徴とする署名照合方法。