KR20190036796A - Apparatus and method of signature authentication using deep learning - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a signature authentication apparatus using deep learning and a method thereof. The signature authentication apparatus comprises: an input unit receiving a signature; an acceleration sensor measuring acceleration of the signature authentication apparatus; and a control unit extracting feature data from the data inputted through the input unit and acceleration data measured through an acceleration sensor and performing the signature authentication by inputting the extracted feature data to a learning model, wherein the learning model is generated by learning data for signature registration.

Description

딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF SIGNATURE AUTHENTICATION USING DEEP LEARNING}[0001] APPARATUS AND METHOD OF SIGNATURE AUTHENTICATION USING DEEP LEARNING [0002]

본 발명은 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딥러닝을 이용하여 동적서명을 인증하는 서명 인증 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a signature authentication apparatus and method using deep learning, and more particularly, to a signature authentication apparatus and method for authenticating a dynamic signature using deep learning.

최근 들어, 스마트폰이나 스마트패드와 같은 모바일기기의 보급이 증가함에 따라, 이러한 기기에서의 생체 인증에 관한 연구ㅇ개발이 많이 이루어지고 있다.Recently, as the spread of mobile devices such as smart phones and smart pads has increased, researches on biometric authentication in these devices have been developed.

이러한 인증 수단으로 가장 많이 사용되고 있는 것은 지문이다. 그러나 지문, 목소리, 얼굴 등 정적인 바이오 정보를 이용한 인증에서는 3D프린터로 만들어진 지문, 녹음된 목소리, 사진 등을 이용한 위조가 가능하며, 해당 데이터 등이 한번 노출되면 변경할 수 없다는 문제점이 존재한다.The fingerprint is the most widely used authentication method. However, in authentication using static bio information such as fingerprints, voices, and faces, forgery can be performed using fingerprints, recorded voices, and photographs made with a 3D printer, and the data can not be changed once exposed.

이에 따라, 걸음걸이인식, 제스처인식 등 쉽게 흉내 내기 어려운 동적행위를 기반으로 한 인증에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 동적행위 중 스마트폰에서의 동적서명은 사용자가 쉽게 할 수 있고, 직관적이며, 노출이 되더라도 자유롭게 변경이 가능하고, 추가적인 장치를 필요로 하지 않는다는 장점이 존재한다.As a result, studies on authentication based on dynamic behaviors that are difficult to imitate easily, such as recognition of gait recognition and gesture recognition, have been actively carried out. Among these dynamic behaviors, dynamic signature in a smartphone can be easily performed by a user, There is an advantage that it can be freely changed even when exposed, and no additional device is required.

다만 동적서명에서도 어깨너머 훔쳐보기(Shoulder surfing)나, 서명의 자국을 따라 글씨를 본뜨는 얼룩공격(Smudge Attack) 등과 같은 위조서명(Skilled forgery)을 가려내는 것이 중요한 이슈이다.However, it is an important issue to identify skilled forgery such as shoulder surfing in the dynamic signature, Smudge Attack in the sign of the signature, and so on.

이러한 위조서명을 구분하기 위해서는 서명이 이뤄지는 동적인 행위에 대한 특징 정보가 많이 필요하며, 종래에는 스타일러스 펜을 이용한 서명 인증에 관련된 연구가 주를 이루었기에, 서명의 모양, 펜 압력, 펜 각도 등을 특징 정보로 활용하는 방안이 제안되었다. 그러나 이러한 방식은 손을 이용하는 핑거서명에는 적용될 수 없다는 문제점이 존재한다.In order to distinguish such falsification signatures, a lot of characteristic information about a dynamic action in which a signature is performed is required. In the past, studies related to signature authentication using a stylus pen have been mainly made, so that the signature shape, pen pressure, A method to utilize it as feature information has been proposed. However, there is a problem that this method can not be applied to a finger signature using a hand.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2012-0047973호 (2012.05.14)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2012-0047973 (2012.05.14).

본 발명은 상기와 같은 종래 서명 인증 장치 및 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 정확한 위조 서명 구분을 가능하게 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide a signature authentication apparatus and method using deep learning that enables more precise signature classification.

본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치는 서명을 입력받는 입력부; 서명 인증 장치의 가속도를 측정하는 가속도센서; 및 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 특징 데이터를 추출하고, 상기 추출된 특징 데이터를 학습 모델에 입력하여 서명 인증을 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 학습 모델은 서명 등록을 위한 데이터를 학습하여 생성된 것을 특징으로 한다.A signature authentication apparatus using deep learning according to the present invention includes an input unit for receiving a signature; An acceleration sensor for measuring the acceleration of the signature authentication device; And a controller for extracting feature data from data input through the input unit and acceleration data measured through the acceleration sensor and inputting the extracted feature data to a learning model to perform signature authentication, And is characterized by being generated by learning data for signature registration.

본 발명에서 상기 제어부는 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값 및 해당 시점에서의 3축 가속도값을 CNN(convolutional neural network)에 입력하여 상기 특징 데이터를 추출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller extracts the feature data by inputting the two-axis coordinate values of each signature point sampled according to the set period and the three-axis acceleration values at the corresponding points into the CNN (convolutional neural network).

본 발명에서 상기 학습 모델은 오토인코더(autoencoder) 방식의 모델인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the learning model is a model of an autoencoder system.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 학습 모델에서 출력되는 값 및 상기 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출하고, 상기 산출된 비유사도와 임계값을 비교하여 인증 성공 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit calculates an unillustrated figure based on a value output from the learning model and a value input to the learning model, and compares the calculated unillustrated figure with a threshold value to determine whether or not the authentication is successful. .

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 학습 모델에서 출력되는 값과 상기 학습 모델에 입력한 값의 평균제곱오차(mean squared error)를 상기 비유사도로 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may calculate a mean squared error between a value output from the learning model and a value input to the learning model using the non-inference diagram.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 CNN(convolutional neural network)에 입력할 데이터를 정규화(normalization)하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit may normalize data to be input to the CNN (convolutional neural network).

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 미리 설정된 기준에 따라 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터와 기등록된 서명 데이터를 비교하여 상기 특징 데이터 추출 및 학습 모델을 통한 서명 인증을 수행하거나 인증 실패 처리를 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller extracts a feature vector according to a predetermined reference from data input through the input unit and acceleration data measured through the acceleration sensor, compares the extracted feature vector with previously registered signature data, Signature data is extracted through the feature data extraction and learning model, or authentication failure processing is performed.

본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 방법은 제어부가 입력부를 통해 서명을 입력받는 단계; 상기 제어부가 상기 서명을 입력받는 동안 가속도센서를 통해 서명 인증이 수행되는 장치의 가속도를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 특징 데이터를 추출하는 단계; 상기 제어부가 서명 등록을 위한 데이터를 학습하여 생성된 학습 모델에 상기 추출된 특징 데이터를 입력하여 출력값을 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 출력값 및 상기 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 비유사도와 임계값을 비교하여 인증 성공 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A signature authentication method using deep learning according to the present invention includes: a step in which a control unit receives a signature through an input unit; Measuring the acceleration of the device through which the signature is authenticated through the acceleration sensor while the controller receives the signature; Extracting feature data from the data input through the input unit and the acceleration data measured through the acceleration sensor; Inputting the extracted feature data to a learning model generated by learning data for sign registration, and calculating an output value; Calculating a non-derivation based on the output value and the value input to the learning model; And comparing the calculated non-guide figure with a threshold value to determine whether the authentication is successful.

본 발명의 상기 특징 데이터를 추출하는 단계에서, 상기 제어부는, 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값 및 해당 시점에서의 3축 가속도값을 CNN(convolutional neural network)에 입력하여 상기 특징 데이터를 추출하는 것을 특징으로 한다.In the step of extracting the characteristic data of the present invention, the control unit inputs the two-axis coordinate value of each signature point sampled according to the set period and the three-axis acceleration value at the time point to the CNN (convolutional neural network) And extracts the feature data.

본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 방법은 상기 서명을 입력받는 단계 전에, 상기 제어부가 상기 입력부를 통해 서명 등록을 위한 서명을 입력받는 단계; 상기 제어부가 상기 서명 등록을 위한 서명을 입력받는 동안 상기 가속도센서를 통해 상기 장치의 가속도를 측정하는 단계; 상기 제어부가 서명 등록을 위한 서명 데이터에서 미리 설정된 기준에 따라 특징 벡터를 추출하는 단계; 상기 제어부가 추출된 특징 벡터에 기초하여 입력된 서명 간의 차이를 분석하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 입력된 서명 간의 차이를 분석하는 단계의 분석 결과에 따라 재서명을 요청하거나 상기 학습 모델을 구축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The signature authentication method using deep learning according to the present invention includes the steps of: receiving, by the control unit, a signature for signature registration through the input unit; Measuring acceleration of the apparatus through the acceleration sensor while the control unit receives a signature for sign registration; Extracting a feature vector according to a preset reference in signature data for signature registration; Analyzing a difference between the inputted signatures based on the extracted feature vectors; And a step of requesting re-signature or building the learning model according to an analysis result of the step of analyzing the difference between the inputted signatures.

본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법은 서명의 모양 정보뿐만 아니라, 가속도 정보를 활용하여, 서명의 인식률을 높이고 위조서명의 인식률을 낮춤으로써, 서명 인증의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.The signature authentication apparatus and method using deep learning according to the present invention can improve the accuracy of signature authentication by enhancing the recognition rate of signatures and lowering the recognition rate of falsification signatures using acceleration information as well as shape information of signatures It is effective.

또한 본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법은 위조서명 구분에 효과적인 딥러닝 기법을 사용하며, 딥러닝에 입력될 특징 데이터를 기계 학습을 통해 추출함으로써, 서명 인증의 속도 및 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
Further, the apparatus and method for signature authentication using deep learning according to the present invention uses an effective deep learning technique for distinguishing falsification signatures and extracts feature data to be input for deep learning through machine learning, thereby improving the speed and accuracy of signature authentication It is possible to make it possible to make it possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 수행되는 서명의 2축 좌표값과 3축 가속도값 사이의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 입력부를 통해 입력된 데이터를 정규화하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치의 학습 모델을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 사용되는 CNN(convolutional neural network)을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 방법에서 수행되는 서명 등록 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 방법에서 수행되는 서명 인증 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram illustrating a configuration of a signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a relationship between a two-axis coordinate value and a three-axis acceleration value of a signature performed in the signature authentication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 and 4 are exemplary diagrams for illustrating normalization of data input through an input unit in a signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating a learning model of a signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a CNN (convolutional neural network) used in a signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 is a flowchart illustrating a signature registration process performed in the signature authentication method according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a signature authentication process performed in the signature authentication method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a signature authentication apparatus and method using deep learning according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 수행되는 서명의 2축 좌표값과 3축 가속도값 사이의 관계를 설명하기 위한 예시도이며, 도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 입력부를 통해 입력된 데이터를 정규화하는 것을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치의 학습 모델을 설명하기 위한 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치에서 사용되는 CNN(convolutional neural network)을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 서명 인증 장치를 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a signature authentication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a signature verification apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the normalization of data input through the input unit in the signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the relationship between values FIG. 6 is an exemplary diagram for explaining a CNN (convolutional neural network) used in a signature authentication apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. The signature authentication apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the following.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 장치는 제어부(100), 입력부(110), 가속도센서(120) 및 저장부(130)를 포함한다.1, a signature authentication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a control unit 100, an input unit 110, an acceleration sensor 120, and a storage unit 130.

입력부(110)는 사용자로부터 서명을 입력받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)는 터치스크린의 형태로 구성되어 사용자가 입력하는 서명을 입력받을 수 있다. 즉, 사용자가 손가락 등을 통해 입력부(110)에 서명을 입력하면, 터치되는 위치의 좌표값이 입력부(110)를 통해 파악될 수 있다.The input unit 110 may receive a signature from a user. For example, the input unit 110 may be configured in the form of a touch screen to receive a signature input by the user. That is, when the user inputs a signature to the input unit 110 through a finger or the like, the coordinate value of the touched position can be grasped through the input unit 110. [

제어부(100)는 이러한 좌표 데이터를 이용하여 서명의 등록 및 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는 입력부(110)을 통해 입력되는 서명을 설정주기(예: 32ms)에 따라 샘플링한 각 서명 포인트(도 2에 점으로 표시됨)의 2축(x축, y축) 좌표값을 사용하여 서명의 인증 및 등록을 수행할 수 있다. 즉, 이러한 좌표 데이터는 서명의 모양에 관련된 데이터이며, 이와 같이 주기적으로 샘플링한 데이터를 사용한다면, 시간 정보를 따로 사용하지 않더라도, 서명의 속도 정보를 활용하는 것과 동등한 효과를 얻을 수 있다.The control unit 100 can perform registration and authentication of signatures using such coordinate data. 2) of each signature point (indicated by a dotted line in FIG. 2) sampled according to a setting period (for example, 32 ms) by a signature inputted through the input unit 110, ) Coordinate values can be used to authenticate and register the signature. That is, this coordinate data is data related to the shape of the signature. Using the data periodically sampled in this way, even if the time information is not used separately, the same effect as using the signature speed information can be obtained.

가속도센서(120)는 서명 인증 장치의 가속도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 서명 인증 장치가 스마트폰일 경우, 스마트폰에 내장된 센서를 활용하여 서명이 수행되는 동안의 가속도를 측정할 수 있으며, 이러한 가속도 정보는 3축(x축, y축, z축)에 대해 측정될 수 있다.The acceleration sensor 120 can measure the acceleration of the signature authentication device. For example, when the signature authentication apparatus according to the present embodiment is a smart phone, it is possible to measure the acceleration during signing using the sensor built in the smart phone. The acceleration information includes three axes (x axis, y Axis, z-axis).

즉, 본 실시예에서는 서명이 수행되는 서명 인증 장치의 가속도 정보를 동적 행위에 대한 특징 정보로 활용하여 서명 인증의 정확성을 향상시킬 수 있도록 한다.That is, in the present embodiment, the accuracy of the signature authentication can be improved by using the acceleration information of the signature authentication device in which the signature is performed as the feature information about the dynamic behavior.

구체적으로, 도 2에서 볼 수 있듯이, 사용자가 서명을 입력할 때, 그 방향을 변경하면 서명 인증 장치의 가속도에 급격한 변화가 발생하게 되며, 서명의 모양, 속도, 서명자의 습관 등에 따라 그 구체적인 가속도 값이 결정된다. 따라서 이러한 가속도 값은 위조서명을 구분하기 위한 특징 정보로 활용될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2, when the user inputs a signature, if the direction is changed, a rapid change occurs in the acceleration of the signature authentication device. Depending on the signature shape, speed, signer's habit, Value is determined. Therefore, the acceleration value can be used as feature information for distinguishing the forged signature.

한편 도 3 및 도 4에서 볼 수 있듯이, 제어부(100)는 등록된 서명에 대한 데이터와 입력되는 서명을 비교ㅇ분석하기 위해, 입력부(110)를 통해 입력된 데이터나 측정된 가속도 데이터를 가공하여 최척화 할 수 있다. 구체적으로 시작점을 일치시키기 위해 좌표값이나 가속도값에서 그 초기값을 차감할 수 있으며, 서명의 크기를 맞추기 위한 데이터 정규화(normalization)를 수행할 수 있다.3 and 4, the control unit 100 processes the input data or the measured acceleration data through the input unit 110 to analyze the signature data and the input signature data It can be optimized. Specifically, the initial value may be subtracted from the coordinate value or the acceleration value to match the starting point, and data normalization may be performed to match the size of the signature.

저장부(130)에는 인증 데이터 즉, 서명 등록을 위해 입력된 서명에 관련된 데이터가 저장되어 있을 수 있다.The storage unit 130 may store authentication data, that is, data related to a signature input for signature registration.

다시 말해, 제어부(100)는 서명의 인증이 수행되기 전에, 서명의 등록을 먼저 수행할 수 있으며, 예를 들어, 제어부(100)는 서명 등록을 위한 데이터를 학습하여 학습 모델을 생성하고 이를 저장부(130)에 저장할 수 있다.For example, the control unit 100 learns data for signature registration to generate a learning model, and stores the signature in the form of a signature (130). ≪ / RTI >

즉, 제어부는 딥러닝 기법을 이용하여 서명 인증을 수행할 수 있으며, 구체적으로 제어부(100)는 등록을 위한 서명을 학습하여, 오토인코더(autoencoder, AE) 방식의 모델을 구축할 수 있다.That is, the control unit can perform signature authentication using the deep learning technique. Specifically, the control unit 100 can learn a signature for registration and construct a model of an autoencoder (AE) method.

이러한 AE는 도 4에 도시된 것과 같은 구조를 가지며, FNN(Feedforward Neural Network)의 한 종류로 데이터의 내재된 특성을 학습하는 신경망이다. 구체적으로 AE는 입력되는 값에 유사한 출력값을 생성하도록 학습되는 학습 모델로, 학습된 데이터와 비슷한 입력값에 대해서는 높은 유사도를 갖는 출력값을 생성하지만, 그렇지 않은 입력값에 대한 출력값은 낮은 유사도를 갖게 된다.The AE has a structure as shown in FIG. 4 and is a type of FNN (Feedforward Neural Network), which is a neural network that learns the inherent characteristics of data. Specifically, AE is a learning model that is learned to generate similar output values to the input values, and generates output values with high similarity for input values similar to the learned data, while output values for input values that do not have low similarity .

Figure pat00001
Figure pat00001

이러한 AE의 학습 방식은 상기 수학식 1을 통해 설명될 수 있으며, 상기 수학식 1에서 h는 서명 데이터 x로부터 AE를 통해 인코딩(encoding)된 결과이고, z는 h를 디코딩(decoding)한 결과이며,

Figure pat00002
는 활성화 함수이고, L은 손실 함수(loss function)이다. 이러한 관계식에서의 AE의 학습 과정은 손실함수를 최소화하는 W와 W'를 찾는 과정이며, 유사한 데이터의 입력이 반복되면 해당 데이터의 특성에 대응하는 W와 W'를 산출할 수 있다.The learning method of the AE can be described by Equation (1), where h is the result of encoding from signature data x through AE, z is the result of decoding h, ,
Figure pat00002
Is an activation function, and L is a loss function. The learning process of AE in this relation is a process of finding W and W 'that minimizes the loss function, and if input of similar data is repeated, W and W' corresponding to the characteristic of the data can be calculated.

즉, 이러한 AE는, 복수개의 유사성 있는 데이터를 입력하여 학습을 수행하면, 학습된 데이터와 비슷한 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 높은 데이터를 출력하지만, 그렇지 않은 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 낮은 즉, 비유사도가 높은 데이터를 출력한다.That is, when learning is performed by inputting a plurality of similar data, such an AE outputs data having a similarity degree between the input value and the output value with respect to the input value similar to the learned data. And outputs data having a low degree of similarity to the output value, that is, having a high degree of similarity.

따라서 제어부(100)는 이러한 AE를 이용하여 정상 서명과 위조 서명을 구별할 수 있다.Accordingly, the control unit 100 can distinguish the normal signature from the fake signature by using the AE.

다만 제어부(100)는 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값 및 해당 시점에서의 3축 가속도값 전체를 AE에 입력하는 것이 아니라, 해당 데이터에서 특징 데이터를 추출하고, 추출된 특징 데이터를 AE에 입력하도록 구성될 수 있다.However, the control unit 100 extracts the feature data from the corresponding data instead of inputting the two-axis coordinate values of the sampled signature points and the three-axis acceleration values at the time point to the AE, And may be configured to input data to the AE.

즉, AE에 입력되는 데이터의 양이 많을수록 그 정확도는 증가하나, 처리 속도는 저하되므로, 제어부(100)는 특징 데이터를 추출하여 AE에 입력하는 것을 통해 데이터의 양을 줄임으로써 그 처리 속도를 향상시키되, 임의의 데이터를 추출하거나 샘플링 레이트를 낮춰 데이터의 양을 줄이는 것이 아니라, 특징 데이터를 추출함으로써 서명 인증의 정확도를 오히려 증가시킬 수 있다.That is, as the amount of data input to the AE increases, the accuracy increases but the processing speed decreases. Therefore, the control unit 100 increases the processing speed by extracting the characteristic data and inputting the data to the AE, However, rather than extracting arbitrary data or lowering the sampling rate to reduce the amount of data, it is possible to increase the accuracy of signature authentication by extracting the feature data.

예를 들어, 제어부(100)는 이미지 인식 분야에서 주로 사용되는 CNN(convolutional neural network)을 이용하여 서명 데이터로부터 특징 데이터를 추출할 수 있다.For example, the control unit 100 may extract feature data from signature data using a CNN (convolutional neural network) that is mainly used in the field of image recognition.

구체적으로, 도 6에서 볼 수 있듯이, 컨볼루션 계층(convolutional layer) 및 풀링 계층(pooling layer)을 적어도 1회 이상 반복함으로써, 입력된 데이터에서 특징적인 데이터를 출력함과 더불어 데이터의 양을 줄일 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 6, by repeating the convolutional layer and the pooling layer at least once, characteristic data can be output from the input data and the amount of data can be reduced have.

다만 본 발명에서 사용되는 CNN(convolutional neural network)은 일반적인 이미지 분석에서 사용되는 것과는 달리 시계열적으로 배열된 1차원 데이터 이므로, 아래의 수학식 2와 같은, 1D 신호에 대한 컨볼루션을 이용할 수 있다.However, since the CNN (convolutional neural network) used in the present invention is one-dimensional data arranged in a time-series manner, unlike that used in general image analysis, convolution for a 1D signal can be used as shown in Equation 2 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

즉, 컨볼류션 계층의 계산 결과인 F는 상술한 수학식 2를 이용하여 도출될 수 있으며, 여기서 f는 입력벡터(입력 데이터), g는 커널(필터)이며, u와 n은 입력벡터와 커널의 길이이다. 여기서 필터는 학습의 시작 시점에 임의로 생성될 수 있다.That is, the calculation result F of the convolution layer can be derived using Equation 2, where f is the input vector (input data), g is the kernel (filter), u and n are the input vector The length of the kernel. Here, the filter can be arbitrarily generated at the beginning of the learning.

컨볼루션 계층을 통과한 출력값은 비선형성을 갖는 활성함수를 통해 특징맵을 만들게 되며 이는 아래의 수학식 3과 같이 정의 된다. 수학식 3의 ReLU(Rectified Linear Unit)는 활성화 함수를 의미한다. The output value passed through the convolution layer is made a characteristic map through an activation function having nonlinearity, which is defined as Equation (3) below. The ReLU (Rectified Linear Unit) in Equation (3) means an activation function.

Figure pat00004
Figure pat00004

컨볼루션 계층을 통해서 어느 정도 특징이 추출되었으면, 이 모든 특징을 가지고 판단을 할 필요가 없으므로, 데이터의 길이(양)를 줄이는 작업을 하게 되며, 풀링 기법을 사용할 수 있다.If a feature has been extracted to some extent through the convolution layer, it is not necessary to make a judgment with all of the features. Therefore, it is possible to reduce the length (amount) of data and use a pooling technique.

예를 들어, 다음의 수학식 4와 같은 맥스 풀링 기법을 사용할 수 있으며, 특징맵인 F에서 스트라이드(stride)를 2로 하여 맥스 풀링을 할 수 있다.For example, the Max-Pulling technique as shown in Equation (4) below can be used, and the Max-Pulling can be performed by setting the stride to 2 in the characteristic map F. [

Figure pat00005
Figure pat00005

이렇게 추출된 데이터는 Fully Connected layer에서 신경망에 입력될 수 있는 일련의 데이터로 배열될 수 있으며, 제어부(100)는 이렇게 추출된 서명 데이터의 특징 데이터를 AE에 입력함으로써, 학습 모델을 구축할 수 있다.The extracted data can be arranged as a series of data that can be input to the neural network in the Fully Connected layer, and the control unit 100 can construct the learning model by inputting the feature data of the signature data thus extracted to the AE .

한편 서명 인증 과정에서 제어부(100)는 이렇게 구축된 학습 모델에 인증 과정에서 입력되는 서명에서 CNN을 통해 추출되는 특징 데이터를 입력하여 출력값을 산출하고, 상기 학습 모델에서 출력되는 값 및 상기 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출함으로써, 위조서명을 판별할 수 있다.Meanwhile, in the sign authentication process, the control unit 100 inputs feature data extracted through the CNN in the signature input in the authentication process, calculates the output value, and outputs the value output from the learning model and the learning model By calculating the non-derivation based on the input value, a fake signature can be determined.

예를 들어 제어부(100)는 학습 모델에서 출력되는 값과 학습 모델에 입력한 값의 평균제곱오차(mean squared error)를 상술한 비유사도로서 산출할 수 있으며, 이러한 비유사도가 임계값보다 작을 경우 서명 인증에 성공한 것으로 판단할 수 있다.For example, the controller 100 may calculate a mean squared error between a value output from the learning model and a value input to the learning model as the non-inference. If the non-inference is smaller than the threshold It can be determined that the signature authentication is successful.

제어부(100)가 사용하는 이러한 학습 모델은, 입력된 데이터를 대상(subject)과 비대상(others)으로 구분하는 2 클래스(class) 방식이 아니라, 1 클래스 방식이기 때문에, 위조서명의 구분에 좀 더 효과적일 수 있다. 즉, 2 클래스 방법에서는 위조서명이 subject class에 더 가깝게 분류되므로, 보안을 위한 인증에는 1 클래스 방식이 보다 적합하다고 할 수 있다.This learning model used by the control unit 100 is not a two-class method for dividing input data into a subject and a non-object, and is a one-class method. Therefore, Can be more effective. That is, in the two-class method, the fake signature is classified closer to the subject class, so the one class method is more suitable for authentication for security.

다만 본 발명에서 사용하는 학습 모델은 AE 방식의 모델에 한정되는 것은 아니므로, 학습된 데이터와 비슷한 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 높은 데이터를 출력하지만, 그렇지 않은 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 낮은 데이터를 출력하는 다양한 방식의 학습 모델이 채용될 수 있다.However, since the learning model used in the present invention is not limited to the model of the AE system, data having high similarity between the input value and the output value is output for an input value similar to the learned data. However, And a method of outputting data with a low degree of similarity between output values can be employed.

또한 제어부(100)는 각 서명 포인트 간의 거리를 CNN 또는 학습 모델에 더 입력하여 서명 인증을 수행할 수도 있으며, 이렇게 특징 정보를 더 많이 사용할수록 인증의 정확도는 향상될 수 있다.In addition, the control unit 100 may further perform signature authentication by inputting the distance between each signature point to the CNN or the learning model. The more the feature information is used, the more accurate the authentication can be.

한편 이러한 서명 인증 장치는 휴대전화, 스마트폰, 스마트패드 PMP(Portable Media Player), PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 게임기, 디지털 카메라, 전자책(e-book) 리더 등의 모바일 기기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로, 다양한 기기가 서명 인증 장치로 채용될 수 있다.Meanwhile, the signature authentication device may be a mobile device such as a mobile phone, a smart phone, a smart pad PMP (Portable Media Player), a PDA (Personal Digital Assistant), a portable game machine, a digital camera, an e-book reader, The present invention is not limited to this, and various devices can be employed as signature authentication devices.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 방법에서 수행되는 서명 등록 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서명 인증 방법에서 수행되는 서명 인증 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 서명 인증 방법을 설명하면 다음과 같다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a signature registration process performed in the signature authentication method according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 illustrates a signature authentication process performed in the signature authentication method according to an embodiment of the present invention. A signature authentication method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

도 7에서 확인할 수 있듯이, 제어부(100)는 서명 등록 과정을 먼저 수행할 수 있다.As shown in FIG. 7, the control unit 100 may perform the signature registration process first.

구체적으로 제어부(100)는 입력부(110)를 통해 서명 등록을 위한 서명을 입력받는다(S200). 이때 제어부(100)는 가속도센서(120)를 통해 서명 인증 장치의 가속도를 측정할 수 있으며, 이렇게 입력 또는 측정된 데이터를 서명 등록을 위한 데이터로 사용할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는 서명의 모양을 나타내는 데이터인 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값, 서명 시의 장치의 가속도를 나타내는 데이터인 설정주기에 따라 샘플링된 3축 가속도값을 서명 데이터로 사용할 수 있으며, 각 서명 포인트 간의 거리를 추가적으로 활용할 수도 있다.Specifically, the control unit 100 receives a signature for signature registration through the input unit 110 (S200). At this time, the controller 100 can measure the acceleration of the signature authentication device through the acceleration sensor 120, and can use the input or measured data as signature registration data. For example, the control unit 100 determines whether the three-axis acceleration value sampled according to the setting period, which is the data indicating the two-axis coordinate value of each signature point sampled according to the setting period, Value can be used as signature data, and the distance between each signature point can be further utilized.

이어서 제어부(100)는 서명 등록을 위한 서명 데이터에서 미리 설정된 기준에 따라 특징 벡터를 추출한다(S210). 즉, 여기서 제어부(100)는 설정된 기준(예: 가속도의 변곡점, 극대점, 극소점, x좌표의 값이 최대 또는 최소인 점, y좌표의 값이 최대 또는 최소인 점 등)에 따라 특징 벡터를 추출할 수 있다.Then, the control unit 100 extracts the feature vector from the signature data for signature registration according to a preset reference (S210). That is, the control unit 100 sets the feature vector according to the set reference (for example, the inflection point of the acceleration, the maximum point, the minimum point, the maximum or minimum value of the x coordinate, the maximum or minimum value of the y coordinate, etc.) Can be extracted.

또한 제어부(100)는 서명 데이터의 중앙값을 산출하고, 산출된 중앙값을 기준으로 특징 벡터의 편차를 분석한다(S220). 예를 들어, 제어부(100)는 산출된 중앙값을 기준으로 x좌표의 값이 최대가 되는 점의 편차(예: 표준편차)를 계산할 수 있다. 이때 중앙값은 서명 데이터의 각 항목(x좌표, y좌표, x축 가속도, y축 가속도, z축 가속도)마다 산출될 수 있으며, x좌표에 관한 특징을 이용하는 경우에 x좌표에 대한 중앙값이 분석의 기준으로 활용될 수 있다. 또한 본 실시예에서는 중앙값을 기준으로 편차를 분석하는 것으로 설명하였으나, 중앙값이 아닌 다른 대푯값이 편차를 분석하기 위해 사용될 수 있다.In addition, the control unit 100 calculates a median value of the signature data, and analyzes the deviation of the feature vector on the basis of the calculated median value (S220). For example, the control unit 100 may calculate a deviation (e.g., standard deviation) of a point at which the value of the x-coordinate becomes the maximum based on the calculated median value. At this time, the median value can be calculated for each item (x coordinate, y coordinate, x axis acceleration, y axis acceleration, z axis acceleration) of the signature data, and when the feature relating to the x coordinate is used, It can be used as a standard. Also, in the present embodiment, it has been described that the deviation is analyzed on the basis of the median, but other representative values other than the median can be used to analyze the deviation.

이어서 제어부(100)는 입력된 서명 간의 차이가 기준치 이상인지 판단한다(S230). 즉, 본 실시예에 따른 서명 등록 과정에서는 적어도 2회 이상의 서명 입력이 이루어질 수 있으며, 이렇게 입력된 서명별로 산출된 편차의 차이가 기준치 이상이면, 서명 등록(학습)이 정확하게 이루어지기 어려우므로, 제어부(100)는 재서명 요청을 한다(S240).Then, the control unit 100 determines whether the difference between the input signatures is equal to or greater than a reference value (S230). That is, in the signature registration process according to the present embodiment, at least two times of signatures can be inputted. If the difference between the deviations calculated for each signature thus inputted is larger than the reference value, sign registration (learning) The server 100 requests a re-signature (S240).

반면, 제어부(100)는 입력된 서명별 편차가 크지 않으면, 입력된 서명 데이터를 최적화하고(S250), 최적화된 서명 데이터를 CNN에 입력하여 특징 데이터를 추출한다(S260).On the other hand, if the input signature deviation is not large, the controller 100 optimizes the inputted signature data (S250), inputs the optimized signature data to the CNN, and extracts the feature data (S260).

이후 제어부(100)는 추출된 데이터를 학습하여 학습 모델을 구축한다(S270). 즉, 제어부는 딥러닝 기법을 이용하여 서명 인증을 수행할 수 있도록 서명을 학습하며, 예를 들어 오토인코더(autoencoder, AE) 방식의 모델을 구축할 수 있다.Thereafter, the control unit 100 constructs a learning model by learning the extracted data (S270). That is, the controller learns signatures so as to perform signature authentication using a deep learning technique, and can construct a model of an autoencoder (AE) method, for example.

한편 도 8에서 볼 수 있듯이, 서명 인증을 위해 제어부(100)는 먼저 입력부(110)를 통해 서명을 입력받는다(S300). 상술한 단계(S200)와 마찬가지로 제어부(100)는 가속도센서(120)를 통해 서명 인증 장치의 가속도를 측정하여 서명 데이터로 활용할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 8, in order to authenticate a signature, the control unit 100 first receives a signature through the input unit 110 (S300). Like the above-described step S200, the controller 100 can measure the acceleration of the signature authentication device through the acceleration sensor 120 and utilize it as signature data.

이어서 제어부(100)는 입력된 서명 데이터에서 특징 벡터를 추출하고(S310), 추출된 특징 벡터와 기 등록된 서명 데이터 간의 차이를 비교한다(S320). 즉 제어부(100)는 상술한 서명 등록 과정에서 사용한 것과 같은 전처리를 수행하여, CNN-AE를 통한 서명 인증을 수행하기 전에 등록된 서명과 차이가 큰 서명을 필터링할 수 있다.Then, the control unit 100 extracts a feature vector from the input signature data (S310), and compares the difference between the extracted feature vector and the previously registered signature data (S320). That is, the control unit 100 performs the same pre-processing as that used in the signature registration process described above, and can filter a signature having a large difference from the registered signature before performing the signature authentication through the CNN-AE.

이어서 제어부(100)는 입력된 서명 데이터를 최적화하고(S330), 최적화된 서명 데이터를 CNN에 입력하여 특징 데이터를 추출하며(S340), 추출된 특징 데이터를 학습 모델에 입력하여 출력값을 산출하고(S350), 학습 모델이 입력된 데이터와 학습 모델에서 출력값에 기초하여 비유사도를 산출한다(S360). 즉, 상술한 것과 같이 AE는 학습된 데이터와 비슷한 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 높은 데이터를 출력하지만, 그렇지 않은 입력값에 대해서는 입력값과 출력값의 유사도가 낮은 즉, 비유사도가 높은 데이터를 출력하므로, 제어부(100)는 학습 모델에서 출력되는 값 및 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출함으로써, 위조서명을 판별할 수 있다.Then, the control unit 100 optimizes the inputted signature data (S330), inputs the optimized signature data to the CNN to extract the feature data (S340), inputs the extracted feature data to the learning model, calculates the output value S350), the learning model is calculated based on the input data and the output value in the learning model (S360). That is, as described above, the AE outputs data having similarity between the input value and the output value with respect to the input value similar to the learned data. However, with respect to the input value other than the input value, the similarity between the input value and the output value is low The control unit 100 can determine the fake signature by calculating the non-derivation based on the value output from the learning model and the value input to the learning model.

상기 단계(S360)에서 산출된 비유사도가 임계값보다 작으면, 제어부(100)는 인증이 성공한 것으로 처리하고, 이와 달리 산출된 비유사도가 임계값 이상이면, 제어부(100)는 인증이 실패한 것으로 처리한다(S370~S390). 예를 들어, 제어부(100)는 학습 모델에서 출력되는 값과 학습 모델에 입력한 값의 평균제곱오차(mean squared error)를 비유사도로서 산출할 수 있으며, 이러한 경우 비유사도가 작으면 학습된 데이터와 유사한 데이터가 입력된 것이므로, 제어부(100)는 서명이 올바른 것으로 처리할 수 있고, 반대의 경우에는 위조된 서명 등인 것으로 판단하여 인증 실패 처리를 수행할 수 있다.If the calculated non-default value is less than the threshold value, the control unit 100 determines that the authentication is successful. Otherwise, if the calculated non-default value is greater than or equal to the threshold value, the control unit 100 determines that the authentication fails (S370 to S390). For example, the controller 100 may calculate a mean squared error between a value output from the learning model and a value input to the learning model as a non-dioptric value. In this case, if the non- The control unit 100 can determine that the signature is correct, and in the opposite case, the control unit 100 determines that the signature is a forged signature or the like, and can perform the authentication failure process.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치 및 방법은 서명의 모양 정보뿐만 아니라, 가속도 정보를 활용하여, 서명의 인식률을 높이고 위조서명의 인식률을 낮추며, 위조서명 구분에 효과적인 딥러닝 기법을 사용하고, 딥러닝에 입력될 특징 데이터를 기계 학습을 통해 추출함으로써, 서명 인증의 속도 및 정확성을 향상시킬 수 있도록 한다.As described above, the signature authentication apparatus and method using deep learning according to the embodiment of the present invention can increase the recognition rate of signatures and lower the recognition rate of falsification signatures by utilizing acceleration information as well as shape information of signatures, Learning method, and extracts feature data to be input to the deep learning through machine learning, thereby improving the speed and accuracy of signature authentication.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
110: 입력부
120: 가속도센서
130: 저장부
100:
110: input unit
120: Accelerometer
130:

Claims (10)

서명을 입력받는 입력부;
서명 인증 장치의 가속도를 측정하는 가속도센서; 및
상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 특징 데이터를 추출하고, 상기 추출된 특징 데이터를 학습 모델에 입력하여 서명 인증을 수행하는 제어부를 포함하고,
상기 학습 모델은 서명 등록을 위한 데이터를 학습하여 생성된 것인 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
An input unit for inputting a signature;
An acceleration sensor for measuring the acceleration of the signature authentication device; And
A controller for extracting feature data from data input through the input unit and acceleration data measured through the acceleration sensor and inputting the extracted feature data into a learning model to perform signature authentication,
Wherein the learning model is generated by learning data for signature registration.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값 및 해당 시점에서의 3축 가속도값을 CNN(convolutional neural network)에 입력하여 상기 특징 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller extracts the feature data by inputting the two-axis coordinate values of each signature point sampled according to the set period and the three-axis acceleration value at the corresponding point into the CNN (convolutional neural network) Signature authentication device.
제1항에 있어서,
상기 학습 모델은 오토인코더(autoencoder) 방식의 모델인 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the learning model is a model of an autoencoder system.
제3항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 학습 모델에서 출력되는 값 및 상기 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출하고, 상기 산출된 비유사도와 임계값을 비교하여 인증 성공 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
The method of claim 3,
Wherein the control unit calculates an unillustrated figure based on a value output from the learning model and a value input to the learning model and compares the calculated unillustrated figure with a threshold value to determine whether or not the authentication is successful. Signature authentication device using learning.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 학습 모델에서 출력되는 값과 상기 학습 모델에 입력한 값의 평균제곱오차(mean squared error)를 상기 비유사도로 산출하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the control unit calculates a mean squared error between a value output from the learning model and a value input to the learning model using the non-inference diagram.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 CNN(convolutional neural network)에 입력할 데이터를 정규화(normalization)하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit normalizes data to be input to the CNN (convolutional neural network).
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 미리 설정된 기준에 따라 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터와 기 등록된 서명 데이터를 비교하여 상기 특징 데이터 추출 및 학습 모델을 통한 서명 인증을 수행하거나 인증 실패 처리를 하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 장치.
The method according to claim 1,
The control unit extracts a feature vector according to a predetermined reference from data input through the input unit and acceleration data measured through the acceleration sensor, compares the extracted feature vector with previously registered signature data, And a sign authentication through a learning model or an authentication failure process.
제어부가 입력부를 통해 서명을 입력받는 단계;
상기 제어부가 상기 서명을 입력받는 동안 가속도센서를 통해 서명 인증이 수행되는 장치의 가속도를 측정하는 단계;
상기 제어부가 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터 및 상기 가속도센서를 통해 측정되는 가속도 데이터에서 특징 데이터를 추출하는 단계;
상기 제어부가 서명 등록을 위한 데이터를 학습하여 생성된 학습 모델에 상기 추출된 특징 데이터를 입력하여 출력값을 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 출력값 및 상기 학습 모델에 입력한 값에 기초하여 비유사도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 비유사도와 임계값을 비교하여 인증 성공 여부를 판단하는 단계를 포함하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 방법.
The control unit receiving the signature through the input unit;
Measuring the acceleration of the device through which the signature is authenticated through the acceleration sensor while the controller receives the signature;
Extracting feature data from the data input through the input unit and the acceleration data measured through the acceleration sensor;
Inputting the extracted feature data to a learning model generated by learning data for sign registration, and calculating an output value;
Calculating a non-derivation based on the output value and the value input to the learning model; And
And comparing the calculated non-default value with a threshold value to determine whether authentication is successful.
제8항에 있어서,
상기 특징 데이터를 추출하는 단계에서, 상기 제어부는, 설정주기에 따라 샘플링된 각 서명 포인트의 2축 좌표값 및 해당 시점에서의 3축 가속도값을 CNN(convolutional neural network)에 입력하여 상기 특징 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 방법.
9. The method of claim 8,
In the step of extracting the feature data, the control unit inputs the two-axis coordinate values of the sampled signature points and the three-axis acceleration values at the corresponding points in the CNN (convolutional neural network) according to the set period, And extracting the signature from the signature.
제8항에 있어서,
상기 서명을 입력받는 단계 전에,
상기 제어부가 상기 입력부를 통해 서명 등록을 위한 서명을 입력받는 단계;
상기 제어부가 상기 서명 등록을 위한 서명을 입력받는 동안 상기 가속도센서를 통해 상기 장치의 가속도를 측정하는 단계;
상기 제어부가 서명 등록을 위한 서명 데이터에서 미리 설정된 기준에 따라 특징 벡터를 추출하는 단계;
상기 제어부가 추출된 특징 벡터에 기초하여 입력된 서명 간의 차이를 분석하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 입력된 서명 간의 차이를 분석하는 단계의 분석 결과에 따라 재서명을 요청하거나 상기 학습 모델을 구축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥러닝을 이용한 서명 인증 방법.
9. The method of claim 8,
Before receiving the signature,
Receiving, by the control unit, a signature for signature registration through the input unit;
Measuring acceleration of the apparatus through the acceleration sensor while the control unit receives a signature for sign registration;
Extracting a feature vector according to a preset reference in signature data for signature registration;
Analyzing a difference between the inputted signatures based on the extracted feature vectors; And
Further comprising the step of requesting re-signature or building the learning model according to an analysis result of the step of analyzing the difference between the inputted signatures.
KR1020170126128A 2017-09-28 2017-09-28 Apparatus and method of signature authentication using deep learning KR101972231B1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200124447A (en) * 2019-04-24 2020-11-03 넷마블 주식회사 A computer program for performing drawing-based security authentication
KR20210079161A (en) * 2019-12-19 2021-06-29 이향룡 System and method for detecting object data for learning and applying ai

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003271967A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Fujitsu Prime Software Technologies Ltd Program, method and device for authentication of hand- written signature

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003271967A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Fujitsu Prime Software Technologies Ltd Program, method and device for authentication of hand- written signature

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200124447A (en) * 2019-04-24 2020-11-03 넷마블 주식회사 A computer program for performing drawing-based security authentication
US11358061B2 (en) 2019-04-24 2022-06-14 Netmarble Corporation Computer program for performing drawing-based security authentication
US11654366B2 (en) 2019-04-24 2023-05-23 Netmarble Corporation Computer program for performing drawing-based security authentication
KR20210079161A (en) * 2019-12-19 2021-06-29 이향룡 System and method for detecting object data for learning and applying ai

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