RO126248B1

RO126248B1 - Sistem şi metodă pentru aprecierea autenticităţii semnăturii olografe dinamice

Info

Publication number: RO126248B1
Application number: ROA200900867A
Authority: RO
Inventors: Mircea-Sorin Rusu; Adrian Dinescu; Ştefan-Stelian Diaconescu
Original assignee: Softwin S.R.L.
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2012-04-30
Also published as: KR20120094935A; EP2494497A2; CA2778595A1; WO2011112113A4; NZ600133A; AU2010347783A1; US8907932B2; RO126248A1; IL219283A0; AU2010347783B2; IL219283A; WO2011112113A3; JP2013508877A; WO2011112113A2; US20120212459A1; JP5740407B2

Description

Invenția descrie un sistem informatic interactiv și o metodă pentru achiziția și procesarea de informații biocinețice asociate semnăturii, în scopul aprecierii autenticității semnăturii olografe dinamice. Invenția are aplicabilitate în domeniul biometriei comportamentale, în situațiile pentru care există interesul utilizatorului de a valida exprimarea voinței proprii prin semnătură olografă.

Este general acceptat faptul că în procedurile de validare a identității declarate a unei persoane, pe lângă metodele și tehnologiile administrative, informatice, biometric-fiziologice, se pot utiliza, ca verigă suplimentară, metode și tehnologii ce aparțin domeniului biometriei comportamentale. Achiziția și recunoașterea elementelor constitutive ale semnăturii olografe constituie o clasă a biometriei comportamentale.

Din brevetele RO 141297 și ΕΡΊ 846868, a căror descriere este inclusă aici prin referință, se cunosc o soluție de achiziție și metodele de procesare în scopul verificării semnăturii olografe, a unui set de informații dinamice - accelerații, asociate efectuării semnăturii. Acestea sunt captate, procesate și comparate de un sistem informatic. Prelevarea semnalelor de accelerație de către senzori de accelerație inerțiali - MEMS, integrați într-un pix electronic și topologia specifică de amplasare a senzorilor, facilitează achiziția de informații cinetice cu caracter spațial, cât și achiziția microvibrațiilor de contact cu hârtia de scris. Prin metodele de procesare asupra semnalelor de accelerație achiziționate, se determină:

- momentele de început și de sfârșit ale semnăturii, metodă realizată prin procesarea algoritmică a datelor ce reprezintă variația în timp a unei distanțe prag față de hârtie, combinată cu variația parametrilor amplitudine și frecvență a microvibrațiilor de contact produse de interacțiunea subiect/pix/hârtie de scris;

- secvențe de invarianți asociate semnalelor inițiale de accelerație, precum și secvențe de invarianți asociate componentelor derivate ale semnalelor inițiale de accelerație;

- distanța între două semnături prin compararea algoritmică a seturilor de secvențe de invarianți prin două metode paralele;

- răspunsul final se determină printr-o metodă de decizie în care participă, prin rezultatele comparațiilor cu semnătura de intrare, specimenele subiectului vizat, precum și specimenele altor subiecți înregistrați în baza de semnături.

Sistemul și metodele din RO 141297 și EP 1846868 tratează fenomene cinetice spațiale, combinate cu microvibrațiile de contact, prin procesarea accelerațiilor captate cu senzorii de accelerație MEMS, dar prezintă dezavantajul că nu includ și captura și procesarea informației de natură grafică, care combinate cu informația cinetică prin fuziune senzorială ar crește acuratețea sistemului și calitatea interacțiunii om-mașină. Invenția de față își propune să înlăture dezavantajele menționate, prin integrarea, alături de senzorii inerțiali de accelerație MEMS, a unui senzor de navigare optică, în condițiile conceptului de fuziune senzorială. Această optimizare este exploatată atât de noile metode de procesare algoritmică multimodală, grafic și cinetic, a semnalelor captate, cât și pentru realizarea unui feedback vizual către utilizator, cu avantaje ce vor fi detaliate în descriere.

Brevetul US 7176906 B2 (Microsoft Corporation) în domeniul interpretării grosimii scrisului folosește metode electronice bazate pe principii balistice. Pentru captura informațiilor se utilizează un pix cu accelerometru/accelerometre. Pentru interpretarea informației se utilizeazăvariația lățimii impulsurilorfurnizate de accelerometru sau înclinarea pixului. Metoda se referă la utilizarea unui pix ce conține accelerometre, dar care nu conține vreun element pentru descrierea directă a traiectoriei grafice a acestuia. Metoda propune, pentru asocierea informației de grosime a scrisului cu traiectoria pixului, utilizarea de dispozitive externe, complexe și scumpe, de tip tabletă grafică. Nu se tratează aspecte specifice verificării semnăturii.

RO 126248 Β1 în contrast cu brevetul amintit, invenția de față conține un modul de captură a 1 semnăturii de tip pix, ce integrează, prin fuziune senzorială, alături de accelerometre și un senzor de navigare optică în scopul captării traiectoriei grafice. Conceptul topologic de 3 integrare a senzorilor în pix este principial definit în scopul asigurării sincronismului spațial al axelor senzorilor de accelerație cu axele celui de navigare optică. Prin intergrare 5 funcțională în pix a ambelor categorii de senzori, se asigură totodată sincronismul în timp al achiziției celor două tipuri de date; accelerații și deplasări autoreferențiale. Sincronismul 7 spațio-temporaral achiziției informațiilor este principiul ce guvernează fuziunea senzorială, a cărei aplicare în prezenta invenție produce o mai bună acuratețe în verificarea autenticității 9 semnăturii. Funcția de interpretare a grosimii scrisului este definită și se bazează pe variația atât a frecvenței microvibrațiilor de contact, cât și pe variația amplitudinii acestora ca efect 11 al presiunii dinamice ce apare între pix și hârtie în fenomenul gestic a! scrierii de mană.

Brevetul US 7433499 B2 (DynaSig Corporation) descrie un sistem de achiziție și 13 autentificare a semnăturii ce conține, în instrumentul descriere, senzori de accelerație și de presiune, iar metoda de autentificare se realizează prin încriptarea datelor și compararea 15 codurilor rezultate, evitând astfel păstrarea în clar a specimenelor. Brevetul nu tratează informații de natură grafică, nici în legătură cu instrumentul de scriere, nici în metoda de 17 autentificare.

Brevetul US 7483018 (Microsoft Corporation) descrie un sistem și o metodă duală 19 de introducere a datelor de natură grafică în computer, de tip pix, în care modelul imprimat de referință analizat de senzorul de imagine integrat este sursa generatoare de coordonate 21 absolute sau relative, în funcție de varianta de realizare și contextul de utilizare. Sistemul generează informații de naturăgrafică sau de poziție, dar nu conține componente și metode 23 pentru autentificarea semnăturii olografe. Lipsa integrării în modulul de captură, în cazul acesta pix, a senzorilor de accelerație diminuează potențialul de aplicare în domeniul 25 autentificării semnăturii.

Brevetul US 7508384 B2 (Data Research Inc.) descrie un sistem și o metodă de 27 achiziție și recunoaștere a mișcării mâinii în contextul scrierii pe o suprafață - Digital Writing System. Captura informațiilor cinetice spațiale se realizează prin utilizarea unui giroscop cu 29 3 axe, a unui accelerometru pe 3 axe integrate în pix și a unui senzor de proximitate față de suprafața de scriere. Brevetul nu descrie senzori de captare a informației de natură grafică 31 și nici metode algoritmice de autentificare a semnăturii. Datele referitoare la traiectoria 3D sunt estimate indirect prin filtrare liniară dinamică bazată pe estimatori (filtre) Kalman. 33

Procedurile pentru care este necesară verificarea semnăturii olografe sunt evidențiate și aplicate prin concepte, principii și cutume ce aparțin domeniilor dedicate ale științelor 35 social-juridice, psihologiei comportamentale și neurofiziologiei umane. Domeniul electronicii și tehnologiei informației contribuie la creșterea siguranței procedurilor de verificare prin 37 metode de achiziție, procesare și recunoaștere a semnalelor și formelor asociate semnăturii .

Ușurința în utilizare, gradul de acomodare și gradul de acceptanță din partea utiliza- 39 torului a procedeului biometric constituie unii din parametrii esențiali, definiți în literatura de specialitate [http://www.biometrics.org], ce participă ca argumente la clasificareatehnologiilor 41 biometrice. Biometria asupra semnăturii olografe este preferată de către majoritatea persoanelor, altor metode biometrice. Semnătura este considerată în primul rând, prin 43 utilitate socială și percepție personală, un mijloc de autoprotecție, exclusiv și personalizat. Justificarea rezidă în natura individualizată a fenomenului motric prin care se efectuează 45 semnătura, de tip reflex dobândit, condiționat de existența propriului interes și a liberei voințe. Faptul că în prezenta invenție se abordează achiziția și procesarea semnalelor 47 specifice psihomotricitătii semnăturii prin menținerea suportului clasic de scriere - hârtia, sau orice suport cu textură similară, determină un grad de acceptanță și acomodare ridicat. 49

RO 126248 Β1

Pe durata efectuării unei semnături, antebrațul utilizatorului stă în sprijin pe cot, pe o masă de scris orizontală, astfel încât numai palma mâinii și degetele ce mânuiesc unealta de scris realizează gestica spațială și dinamica asociată producerii semnăturii. în acest context, un senzor autoreferenți al de navigare optică (ONS), amplasat în pix, cvasiparalel cu planul de scriere și în apropierea vârfului de scriere, are ca repere de navigare elementele cvăsiuniform distribuite ale modelului imprimat pe hârtie/suport. Imaginea dinamică a elementelor model imprimatului este preluată prin intermediul lentilei (L), prin proiecție pe aria fotosensibilă a senzorului de navigare optică. Câmpul vizual al lentilei vizează o arie cvâsiconstântă, ce conține suficiente elemente de model imprimat pentru ca senzorul ONS să determine deplasările relative (raportat la propriile axe x, y, de coordonate) față de un momentanterior. Pe baza diferențelor dintre imagini consecutive, eșantionate intern de ONS din imaginea continuă, senzorul furnizează perechi de deplasări relative dx, dy, cu o perioadicitate fixă de ordinul milisecundelor, controlată și sincronizată de microcontrolIerul din pix, cu captura și conversia analog digitală a semnalelor de accelerație (vezi referința RO 141297 și EP 1846868), prelevate de senzorii MEMS A și de MEMS B. Ca urmare, o reprezentare grafică computerizată a traiectoriei senzorului ONS este asemenea cu grafica realizată de vârful pixului. Diferențele grafice dintre reprezentarea traiectoriei ONS și grafica realizată de mina pixului reprezintă un morfism al aceluiași fenomen motric, determinat de înclinațiile dinamice ale pixului. Morfismul individualizează semnătura în sens biometric. Totodată, datorită sincronismului între grafica realizată pe hârtie și captura traiectoriei prin senzorul ONS, secvențialitatea evenimentelor ce compun cele două reprezentări: urma lăsată pe hârtie cu pixul și cea electronică captată de sistem se poate memora electronic, incluzând traiectoria pasajelor pentru care pixul nu atinge suportul de scriere. Pentru aceste situații în care realizarea semnăturii conține gesturi de ridicare momentană ale pixului de pe hârtia de scris, și amplitudinea acestor ridicări este suficient de mică, de ordinul milimetrilor sau mai mică, senzorul de navigare optică continuă să păstreze focalizarea elementelor de model imprimat tipărite pe hârtia de scriere și să capteze traiectoria. Informațiile produse în cadrul acestor pasaje continuă să fie achiziționate de sistem, deoarece ele contribuie la individualizarea semnăturii. Aceste informații intră în componența semnăturii și sunt tratate de modulul de prelucrare și afișare grafică într-o primă instanță prin vizualizarea lor în scopul realizării percepției gestic-vizuale de către utilizator, iar în instanța finală, de vizualizare caligrafică, sunt tratate ca și segmente ce nu necesită afișare.

Semnătura olografă este un act psihomotric. Psihimotricitatea este definită ca rezultat al integrării funcțiilor motrice și mentale sub efectul maturizării sistemului nervos, ce vizează raportul subiectului cu corpul său. Psihomotricitatea apare astfel atât ca aptitudine, cât și ca funcție complexă de reglare a comportamentului individual, incluzând participarea diferitelor procese și funcții psihomotrice, care asigură atât recepția informațiilor, cât și execuția adecvată a actului de răspuns.

După J. Piaget[Theory of Cognitive Development, 1952], psihicul și motricul nu sunt două categorii distincte supuse, unul gândirii pure și celălalt mecanismelor fizice și fiziologice, ci dimpotrivă, sunt expresia bipolară a unui singur proces, acela al adaptării eficiente, suple, la condițiile externe. între condițiile exterioare ale actului motric și condițiile subiective, efectuarea semnăturii nu este doar un mecanism de execuție, ci un circuit de tip buclă, în care fiecare etapă, fiecare detaliu al operațiilor este expresia imediată a raporturilor stabilite între individ și mediu, respectiv, între voința individului manifestată psihomotric prin gesturi semireflexe (dobândite) și între suportul de proiecție a expresiei voinței, în cazul de față hârtia pe care se efectuează semnătura.

RO 126248 Β1

Faptul că o semnătură se produce prin intermediul uneltei de scris ce face practic 1 corp comun cu subiectul, pe durata actului, a ghidat conceptul inventiv spre principiul captării variabilelor motrice (accelerații și deplasări relative), prin senzori autorefențiali integrați în pix 3 (unealta de scriere), emulând astfel integrarea neintruzivă a senzorilor în subiect. Conceptul autoreferențial transpune în practică necesitatea existenței unei conexiuni strânse 5 între observator (senzorii) și actul psihomotric, captând astfel informațiile din perspectiva senzoriomotorie a subiectului, în contextul în care scopul este observarea și aprecierea 7 individualității actului psihomotric - semnătura respectivului subiect. Hârtia de scris prezintă proprietăți calitative standardizate, relativ constante, de aceea expresia individualității prin 9 actul motric al semnăturii va fi afectată în mică măsură de eventuale diferențe calitative ale hârtiei. 11

Cumulul atributelor traiectoriei, captată de senzorul ONS, împreună cu secvențialitatea și gestica, spațială captată de senzorii MEMS de accelerație, constituie elemente 13 care, realizate prin libera voință a subiectului, individualizează semnătura.

Din punctul de vedere al utilizatorului, rolul integrării în sistem a feedbackului vizual 15 este dual:

- favorizează mecanismele cognitive ale percepției gestice, oferind utilizatorului 17 posibilitatea de dobândire prin antrenare și vizualizare, a unor gesturi complexe, nematerializate pe hârtie, dar care aparțin cineticii semnăturii. Aceste gesturi dobândite pot 19 fi create voit de către utilizator, în scopul individualizării suplimentare a semnăturii,

- ușurează acomodarea utilizatorului cu specificul sistemului, prin mecanismele 21 psihomotricității combinate cu cele ale vizualizării.

Consecvența și complexitatea gesturilor asociate semnăturii, dobândite natural în 23 timp sau prin antrenare, sunt limitate doar de abilitățile motrice și de ingeniozitatea utilizatorului de a compune prin elemente gestice o semnătură cât mai individualizată. 25

Invenția de față se referă la un sistem pentru achiziția și procesarea de informații asociate semnăturii olografe dinamice, realizată pe suport din hârtie de scris sau pe orice suport cu 27 textura similară, ce are tipărit un model imprimat cvasiuniform, sistemul cuprinzând un pix electronic, prevăzut cu două grupuri de senzori inerțiali MEMS de accelerație, pentru 29 captarea informațiilor cinetice și a informațiilor privind microvibrațiile de contact cu suportul, integrat Într-un calculator personal, pentru achiziția și procesarea semnalelor asociate 31 semnăturilor, ce poate fi conectat în rețea, împreună cu alte calculatoare personale ce au conectate ca periferic câte un pix electronic, în care pixul electronic are incluse în 33 componența sa: un senzor autoreferențial de navigare optică, pentru captarea seriei de perechi de date (dx, dy), ca deplasări momentane necesare reconstituirii traiectoriei pixului 35 și care împreună cu informațiile de natură cinetică (ax, ay, bx, by), captate de setul de senzori inerțiali MEMS, constituie informații de intrare în calculatorul personal, pentru 37 procesare prin fuziune senzorială, cât și pentru realizarea condițiilor de prelevare a informațiilor din perspectiva reprezentării psihomotrice și senzoriale a utilizatorului pixului; 39 un LED în infraroșu pentru iluminarea modelului imprimat; o lentilă de focalizare și proiecție a imaginii curente a modelului imprimat pe aria de sensibilitate a unui senzor de navigare 41 optică, poziționată astfel încât proiecția imaginii unei regiuni a modelului imprimat să se realizeze pe aria de sensibilitate a senzorului, condiția de sincronism spațio-temporal 43 necesară achiziției prin fuziune senzorială a celor două categorii de date: dx, dy, de natură grafică și a accelerațiilor ax, ay, bx, by, fiind realizată prin cvasialinierea topologică axială a 45 celor 3 origini ale axelor de coordonate ale senzorilor M EMS și senzorului de navigare optică și a vârfului minei pixului, și prin cvasialinierea topologică planparalelă a axelor de 47 sensibilitate/coordonate, ale celor trei componente senzoriale de la doi senzori M EMS și un

RO 126248 Β1 senzor de navigare optică, cu planul de scriere și, prin eșantionarea informațiilor captate de senzori, cu o periodicitate constantă, cuprinsă în domeniul 1-8 ms, care asigură, prin frecvența ridicată, sincronismul în timp al achiziției detaliilor grafice și cinetice, achiziția fiind controlată de un microcontroller de achiziție care transmite în timp real informațiile la calculatorul personal ce găzduiește metodele algoritmice de vizualizare, de reconstituire a grosimii scrisului și de procesare și comparare; în scopul prelevării informațiilor din perspectiva reprezentării psihomotrice și senzoriale a utilizatorului, setul de senzori MEMS și senzorul de navigare optică, integrați în unealta de scris mânuită de om, captând cele 6 semnale asociate ax, ay, bx, by, dx, dy în sisteme de coordonate autoreferențiale, respectiv, propriile axe x, y de coordonate de sensibilitate; și la metode pentru aprecierea autenticității semnăturii olografe dinamice, care constau dintr-o fază de reconstituire caligrafică și vizualizare a grosimii scrisului și dintr-o fază de aplicare a unor conversii și comparări asupra semnalelor, ax, ay, bx, by, dx, dy, asociate semnăturilor în vederea aprecierii autenticității acestora.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...11, care reprezintă:

- fig. 1, schema bloc funcțională a sistemului;

- fig. 2, modulele fizice ale sistemului;

- fig. 3, schema modului de captură a semnăturii - pix;

- fig. 4, schema funcțională a modului de captură a semnăturii - pix;

- fig. 5, topologia ONS, MEMS A, MEMS B, Mină pix;

- fig. 6, detaliu toplogic din modulul pix;

- fig. 7, reconstituirea traiectoriei totale efectuate de pix;

- fig. 8, reconstituirea traiectoriei grafice în momentele de contact cu hârtia;

- fig. 9, cadrul general de conversie și comparație semnături;

- fig. 10, sinteza algoritmilor de analiză semnătură;

- fig. 11, determinarea diferenței de pantă între două segmente consecutive ale unei curbe plane reprezentată prin puncte,

Sistemul descris în prezenta invenție este alcătuit fizic din modulul pix electronic 1, care integrează ansamblul senzorial de prelevare a informațiilor și un calculator personal de procesare 2, a informațiilor captate de pix, prin metode algoritmice.

Funcțional, sistemul este prezentat in schema bloc din fig. 1. Sistemul realizează captarea fenomenului motric produs de ansamblul mână-pix, asociat semnăturii olografe, prin fuziune senzorială a două categorii de semnale: de accelerație, captate de senzorii MEMS A, MEMS B și de deplasare, captate prin senzorul de navigare optică ONS. Topologia specifică privind amplasarea senzorilor în pixul 1, precum și principiul de eșantionare a semnalelor achiziționate asigură condiția de sincronism spațip-temporal dintre semnalele aceluiași fenomen. Această condiție este necesară pentru realizarea conceptului de fuziune senzorială în scopul procesării algoritmice multimodale.

Invenția tratează captarea autoreferențială a traiectoriei pixului efectuată de un senzor de navigare optică, integrat în modulul de tip pix, cât și metoda de afișare grafică a traiectoriei pixului în primă instațăși, de afișarea caligrafică a traiectoriei pixului pentru acele segmente ale traiectoriei în care pixul este în contact dinamic cu hârtia, pe timpul efectuării semnăturii. în fig. 7 se reprezintă reconstituirea traiectoriei totale efectuate de pix, iar în fig. 8 se reprezintă reconstituirea caligrafică, cu o grosime variabilă asociată momentelor de contact dinamic al minei pixului cu hârtia/suportul de scriere pentru aceeași semnătură. Reprezentarea electronică, pe monitorul calculatorului personal 2, corespunde aproximativ caligrafiei semnăturii produse de mina pixului pe suportul de scriere.

RO 126248 Β1

Metodele de evaluare a autenticității semnăturii, conform invenției, se referă la 1 procesarea și compararea multimodală, grafic și cinetic, a semnalelor asociate semnăturilor, și vor fi descrise detaliat în exemplul de realizare. 3

Semnalele captate și afișate includ, într-o primă fază a vizualizării pe monitorul calculatorului personal 2, și pasajele de semnătură în aer, exemplu: diferențele între fig. 5 7 și fig.8 ce reprezintă o aceeași semnătură. Acestea contribuie, alături de cele provenite din mișcarea pe hârtie, la evaluarea autenticității semnăturii. 7

Manifestările psihomotrice implicate în producerea semnăturii conțin elemente de individualitate, pe care sistemul le determină ca serii de invarianți și vectori de date evaluați 9 automat prin metodele de achiziție/ procesare/comparare. Aceste metode pot fi adăugate celor din brevetele RO 141297 și EP 1846868, a căror descriere este inclusă aici prin 11 referință. Totodată, structura hardware de conectare, procesare și decizie (calculator, server) sau variantele sale descrise în brevetele premergătoare prezentului, (RO 141297 și 13 EP 1846868), conține elementele necesare și suficiente pentru a constitui platforma de rulare a metodelor algoritmice ce funcționează integrat cu modulul de captură de tip pix (1) descris 15 în prezenta invenție.

Noile concepte de captură a semnăturii, conform invenției, materializate în modulul 17 pix electronic și metodele de procesare și comparare sunt descrise unitar și detaliat în continuare. 19

Pentru captura și reconstituirea traiectoriei grafice a pixului, în scopul verificării biometrice și în scopul vizualizării semnăturii , s-a integrat în pix senzorul de navigare optică 21 ONS, în locul senzorului C de evaluare a distanței prag descris în brevetele RO 141297 și EP 1846868. în exemplul de realizare a fost utilizat un senzor de navigare optică din familia 23

ADNS (producător AGI LENT). Funcția de sesizare a distanței prag este preluată de senzorul ONS prin proprietatea acestuia de a genera datele de ieșire doar în contextul în care 25 imaginea captată este focalizată suficient pentru ca senzorul să analizeze modelul imprimat, respectiv, senzorul ONS se află față de hârtia cu model imprimat P la o distanță cuprinsă 27 într-un interval d determinat de proprietățile optice ale lentilei obiectiv L. într-un exemplu de realizare practică, acest interval d este de 5 - 20 mm pentru o lentilă realizată din 29 policarbonat (sticlă organică) cu indice de refracție n=1,5. Senzorul ONS este un senzor autoreferențial, având proprietatea de a genera ca ieșire deplasările relative dx, dy, ale 31 imaginii proiectate de lentila L pe aria sa de sensibilitate, într-un timp bine determinat (perioada de eșantionare). Deplasările dx, dy corespund deplasărilor proiecțiilor imaginii 33 modelului imprimat, imprimat pe hârtie. Imaginea captată la începutul oricărui ciclu de eșantionare constituie referința momentană, pentru o pereche de valori dx, dy. 35

Deplasările dx,dy, sunt estimate față de sistemul de coordonate al propriilor axe x, y, ale senzorului. Senzorul ONS este solidar cu întreaga topologie plan paralelă a axelor 37 senzorilor de accelerație MEMS (MEMS A și MEMS B - vezi RO 141297 și EP 1846868, integrați în pix, conform topologiei din fig. 5. în exemplul de realizare au fost utilizați senzori 39 inerțiali de accelerație cu două axe x,y, cu gama de ieșire +/-2g, cu ieșire analogică, din familia MEMS ADXL (producător Analog Devices). Senzorii MEMS continuă sa aibă același 41 rol ca în brevetul anterior citat ca referință, în plus, prin metoda de procesare ce va fi descrisă, variația amplitudinii semnalului din banda de frecvență de peste 150 Hz, 43 corespunzătoare microvibrațiilor captate în urma contactului cu hârtia va constitui intrare pentru metoda de interpretare/vizualizare caligrafică a traiectoriei efectuate de senzorul ONS 45 integrat în pix.

RO 126248 Β1

Deplasările dx, dy captate de senzorul ONS sunt evaluate de senzor prin procesarea internă a multiple imagini consecutive captate pe parcursul unei perioade de eșantionare, de ordinul milisecundelor - în exemplul de realizare perioada de eșantionare a senzorului ONS este de 2 ms. Imaginile procesate reprezintă proiecția pe aria fotosensibilă a senzorului, prin lentila L, a modelului imprimat P imprimat pe hârtia/suportul de scriere. Topologia prezentatăîn fig. 5 (detaliată în fig. 6) realizează compromisul optim între condiția de aliniere a axelorx, y, de coordonate/sensibilitate, ale celor trei sisteme senzoriale MEMS A, MEMS B și ONS, condiția de neintersectare a vârfului pixului cu câmpul vizual al lentilei și condiția de minimizare a erorilor de navigare datorate înclinărilor dinamice din procesul scrierii. Senzorul ONS prezintă sensibilitate maximă pentru imagini captate în banda infraroșu apropriat. De aceea iluminarea modelului imprimat este realizată prin intermediul LED-ului IR cu emisie în banda infraroșu apropiat, amplasat ca în fig. 5, detaliu în fig. 6.

Declanșarea ciclului de eșantionare, de durată fixă, este comandată de un microcontoller μΟΑ, care gestionează eșantionarea sincronă atât a celor patru semnale de accelerație provenite de la senzorii MEMS, cât și a celor două deplasări dx, dy, generate de senzorul ONS.

La fiecare moment n, în calculatorul 2, se efectuează suma algebrică a elementelor seriilor dx(n), dy(n), aceasta reprezentândaproximarea proiecției traiectoriei senzorului ONS inclus în pixul 1, printr-o curbă plană, pe suportul de scriere, în contextul realizării semnăturii în mod dinamic și cursiv, cu ridicări ale vârfului pixului de pe hârtie/suport ce se încadreză în limitele intervalului (d = 5-20 mm) de menținere a focalizării imaginii modelului imprimat P prin lentila L pe aria fotosensibilă a senzorului ONS.

Setul de semnale de natură grafică dx(n), dy(n), împreună cu setul de semnale de accelerație digitizate ax(n), ay(n), bx(n), by(n), este transmis prin protocol USB prin intermediul microcontroler-ului specializat pC-USB, inclus în pix, spre calculatorul 2, în scopul achiziției, vizualizării, procesării și comparării semnăturii. Setul de date de natură grafică are periodicitate constantă, intrevalele de timp bine determinate asigurând sincronismul fenomenologic cu semnalele de accelerație prelevate prin intermediul senzorilor de accelerație MEMS Ă și MEMS B, acestea având la rândul lor periodicitate constantă, de exemplu: 1 ms. Planul de scriere/hârtia are imprimat un model imprimat P, cu distribuție cvasiuniformă. Rolul acestui model imprimat este acela de a fi sursa reperelor statice necesare senzorului ONS pentru calculul perechii de valori dx, dy, ce exprimă deplasarea relativă a senzorului ONS, efectuată pe durata dintre două citiri succesive. în final, la ieșirea modulului pix 1, unui ciclu de eșantionare îi corespund șase semnale, transmise în protocol USB spre calculatorul 2, respectiv, patru semnale de accelerație: a_x(n) - semnalul digitizat generat de MEMS A pe direcția X a punctului A, a_y(n) - semnalul digitizat generat de M EMS A pe direcția y a punctului A, b_x(n) - semnalul digitizat generat de MEMS B pe direcția x a punctului B, b_y(n) - semnalul digitizat generat de MEMS B pe direcția y a punctului B și două de deplasare: d_x(n) - semnalul generat de ONS pe direcția x , d_y(n) - semnalul generat de ONS pe direcția y. Direcțiile x, y, corespund axelor interne ale senzorilor MEMS și ONS.

Sistemul realizează următoarele funcționalități specifice:

- captarea proiecției traiectoriei dispozitivului de scriere (pix electronic), în contextul efectuării unei semnături pe hârtie de scris sau pe alt suport cu textură similară ce are tipărit un model imprimat difuz P, cu distribuție cvasiuniformă. Această funcție este realizată prin intermediul senzorului de navigare optică ONS autoreferențial, integrat în pixul cu care un subiect realizează semnătura. Utilitatea acestei funcționalități este duală: se generează informația de natură grafică ce este exploatată de sistem în metodele algoritmice de decizie

RO 126248 Β1 asupra autenticității semnăturii cât și producerea de către sistem a feedback-ului vizual, 1 afișat pe monitorul sistemului, necesar utilizatorului în procedura de înregistrare a semnăturii sau de acomodare cu sistemul și validare vizuală de către subiect a unei achiziții ce urmează 3 a fi autentificată;

- detectarea începutului semnăturii și a sfârșitului acesteia prin prelucrarea combinata 5 a două categorii de semnale: cele de deplasare, captate de senzorul ONS, precum și cele corespunzătoare microvibrațiilor captate de senzorii de accelerație MEMS A integrați în pix. 7 Metoda se bazează pe analiza parametrilor amplitudine și frecvență ai microvibrațiilor ce apar, alături de datele privind traiectoria autoreferențială a pixului, la interacțiunea dinamică 9 a elementelor gest-pix-fibrele hârtiei. Aceasta funcționalitate este implementată ca metodă algoritmică, fiind conținută în aplicația sistemului, rezidentă într-un calculator 2; 11

- vizualizarea traiectoriei pixului. Aceasta are loc imediat, practic în timp real, iar în urma procesării sunt afișate și efecte (informații) caligrafice de grosime a traiectoriei 13 asemenea cu grafica urmelor produse de mina de scris pe hârtie. Această funcționalitate are rolul de a oferi subiectului uman feedback-ul vizual necesar acceptării achiziției efectuate de 15 sistem. Modulul algoritmic corespunzător funcționalității de vizualizare este conținut în aplicația sistemului de autentificare a semnăturii , rezidentă într-un calculator, iar vizualizarea 17 are loc pe monitorul calculatorului;

- prelucrarea și compararea multimodală a semnalelor/formelor achiziționate Se 19 realizează prin metodele algoritmice descrise în continuare, având ca elemente de intrare atât semnalele de accelerație captate de senzorii MEMS, câtși semnale/forme prelevate prin21 senzorul ONS. Caracteristicile metodelor algoritmice, de a lucra specific în spații n-dimensionale (2D, 4D, 6D) cu cele 6 semnale achiziționate, precum și tipul semnalelor 23 (grafice și de accelerație), determină caracterul multimodal al metodelor sistemului.

Pixul și metodele prezentei invenții sunt asociate funcțional și unitar, fiind realizate 25 ca modul și set de metode algoritmice conținute în aplicația sistemului de autentificare a semnăturii.27

Metoda de reconstituire caligrafică a grosimii scrisului afișat pe monitorul calculatorului 2 este implementată prin următoarele etape ce se derulează in calculatorul29 personal 2:

într-o primă etapă, pentru reconstituirea caligrafică a grosimii scrisului, se calculează 31 traiectoria prin însumarea algebrică a seriilor de valori ale semnalelor dx, respectiv, dy, obținându-se coordonatele deplasărilor momentane captate de senzorul de navigare optică 33 ONS, traiectorie care este reprodusă grafic pe monitorul calculatorului 2.

A doua etapă constă în filtrarea semnalelor de accelerații a_x și a_y, asociate unei 35 semnături. Semnalele de accelerații digitizate a_x și a_y provenite de la senzorul de accelerație MEMS A se filtrează cu un filtru trece sus cu frecvența de tăiere de 150 Hz 37 obținându-se semnalele c_x și cy. Fiecare dintre semnalele a_x, a_y, c_x, c_y reprezintă de fapt vectori de eșantioane reprezentate sub forma unor numere întregi pozitive. 39 în cadrul etapei trei, se calculează valorile RMS v_x(n) și v_y(n) într-un interval de timp (n-i, n) și rezultatele obținute se vor asocia momentului de timp n corespunzător valorilor 41 instantanee ale semnalelor c_x și c_y astfel:

unde c_x(n) reprezintă eșantionul semnalului c_x la momentul de timp n.

RO 126248 Β1

Mărimea rezultată prin medierea aritmetică a celor două valori efective, v_x(ri) și v_y(n), este cea care conține informația utilizată în reconstituirea grosimii scrisului. în cadrul gamei de valori a semnalului m(n) se consideră intervalul [a, b], unde a și b reprezintă grosimea minimă, respectiv, maximă, asociată scrisului la un moment de timp. Valorile a și b au fost determinate pe cale experimentală.

în etapa patru se determină cazul în care se elimină din reprezentarea grafică inițială segmente de traiectorie pentru care pixul nu este în contact cu suportul de scriere și se realizează asocierea informației de grosime la segmentele de traiectorie neeliminate, realizându-se astfel interpretarea caligrafică. Astfel, dacă oricare din valorile v_x(n), v_y(n) sau v_xW+ v_y(«) _sunț _maj _mi_Cj ₀valoare prag p, determinată experimental, se consideră

1.5 că grosimea asociată scrisului la momentul de timp n este 0. Pentru momentele în care este îndeplinită această condiție, segmentele corespunzătoare traiectoriei (fig.7) captate de pix 1 sunt șterse din reprezentarea grafică inițială (fig. 8) afișată pe monitorul calculatorului 2, rezultând astfel o reprezentare caligrafică asemănătoare cu cea trasată de mina pixului pe suportul de scriere.

Invenția de față furnizează și următoarele metode de recunoaștere a semnăturilor: SRA3, SRA5, SRA7, SRA8 (SRA = System Recognition Algorithm), pentru aprecierea autenticității semnăturii olografe dinamice, vezi fig. 10.

Acestea prelucrează semnalele produse de pix. Pentru a descrie algoritmii de prelucrare, se notează semnalele generate de pix astfel:

- a_x: semnalul generat de MEMS A pe direcția x a punctuluiA;

- a_y: semnalul generat de MEMS A pe direcția y a punctuluiA;

- b_x: semnalul generat de MEMS B pe direcția x a punctuluiB;

- b_y: semnalul generat de MEMS B pe direcția y a punctuluiB;

- d_x: semnalul generat de ONS pe direcția x;

- d_y: semnalul generat de ONS pe direcția y.

Fiecare semnal este de fapt un vector de eșantioane reprezentat sub forma unor numere întregi. Acest vector este o reprezentare numerică a unei forme de undă. Toți vectorii unei semnături date au aceeași lungime (același număr de eșantioane).

Aceste patru metode se bazează pe următoarele principii comune:

Fiecare metodă conține două module (vezi fig. 9).

Modulul de prelucrare a datelor de intrare. Printr-o serie de operații, din datele de intrare se extrag informații reprezentative ce sunt folosite pentru a stoca datele privitoare la semnăturile specimen și pentru a reprezenta datele constituite de semnăturile de intrare (original sau fals) ce urmează a fi recunoscute. Vom numi ansamblul acestor operații Metoda de conversie semnături 3.

Modulul de comparație a două semnături, una specimen și alta de intrare. Vom numi ansamblul acestor operații Metoda de comparație semnături 4.

Ansamblul format de Metoda de conversie și de Metoda de comparație va fi numit Metoda de recunoaștere a semnăturilor.

Conversia semnalelor de intrare (pe care o face modulul de prelucrare a datelor de intrare) la un format utilizabil în procesu de comparare cuprinde următoarele etape:

a) Conversia semnalelor semnăturii în invarianți.

b) Ponderarea secvențelor de invarianți.

RO 126248 Β1

Semnăturile specimen sunt convertite și depozitate în baza de semnături. Ulterior, 1 la apariția unei semnături de intrare (original sau fals), aceasta este convertită și comparată cu semnăturile din baza de semnături, calculându-se distanța dintre semnătura de intrare și 3 semnăturile specimen determinând-se astfel dacă subiectul semnăturii de intrare este subiectul semnăturii specimen. 5

Cele patru metode menționate se bazează pe o metodă generală de conversie a unor curbe (aproximate prin segmente de dreaptă) în secvențe de invarianți adică de elemente 7 care nu variază în raport cu frecvența sau amplitudinea semnalelor (în cazul în care este vorba de accelerații) sau în raport cu scara (în cazul în care este vorba de semnale grafice). 9

Metodele SRA3 și SRA5 lucrează cu curbe reprezentate în plan (2 dimensiuni), metoda SAR7 lucrează cu curbe reprezentate într-un spațiu cu șase dimensiuni iar SRA8 11 lucrează cu curbe reprezentate într-un spațiu cu patru dimensiuni (fig. 10).

Se descrie mai întâi metoda SRA3 de lucru cu curbe în plan. 13

Prima etapă constă în conversia semnalelor în invarianți.

Fie o curbă 5, dată prin puncte în planul XOY conform fig. 11. Această curbă este 15 dată de semnalele d_x, d_y.

Considerăm pe această curbă trei puncte consecutive Τ’, T_i+1, T_i+2 de coordonate, 17 respectiv, (χ, y), (x_i+1, y₍₊₁), (x_i+2, y,_?) unde i = 1,2, ..., n-2 iar n este numărul total de puncte de pe curbă luate în considerare. Valorile x_it x_w, x_j+2 provin din curba dx iar valorile y,, y_w. îs y_i+2 provin din curba d_y.

Determinăm panta p₍ a vectorului TjT_i+1 cu axa OX, de exemplu în felul următor:21

Dacă x_i+1 > X, și y_j+1 = γ, atunci p, = 0.

Dacă x_i+1 > X și y_i+1 > γ atunci p, = atan((y_i+1 - y_;) / (x_i+1 - χ)).23

Dacă x,₊₁ = x„ și y,, > γ atunci Pj = rr/2.

Dacă x_j+1 < X| și y_j+1 > y, atunci p, = n/2 + ațan((Xj - x_iM)/(y_i+1 - Y))·25

Dacă x_i+1 < Xj și y_i+1 = y, atunci p, =n.

Dacă x_i+1 < X, și y_i+1 < y, atunci p, = π + atanțțy - y_i+1) /(x, - x_i+1)).27

Dacă Xj₊₁ = Xj și y₍₊₁ < y₍ atunci Pj = 3 * n/2.

Dacă x_t+1 > x_t și y_t+1 < y_t atunci μ- = 2 * π - atan((y - y_i+1) / (x_i+1 - χ));29

Dacă x_i+i = N și y_i+1 = y atunci pj =0.

(Prin atan() am notat funcția arctangentă.)31

Analog se calculează panta p_i+1 a vectorului T_j+₁T_i+2 cu axa OX.

Considerăm apoi că în punctul T_i+1 avem un nou sistem de coordonate X' T_i+1Y' și 33 determinăm orientarea vectorului T_j+1T_i+2 în acest sistem de coordonate, sau altfel spus calculăm:35 η = lp₂ - p^ I

Determinăm acum două coduri:37 caj = codul de orientare absolută cr, = codul de orientare relativă39

Codul de orientare absolută ca, se obține împărțind în S_a sectoare cercul care ar avea centrul în punctul T_i+1. Se numerotează aceste sectoare începând de la axa orizontală care 41 trece prin T_i+1 și se îndreaptă spre direcția X. Vom avea:

caj = int(p_j+1/ (2*n /S._a))43 (Am notat prin int() partea întreagă.)

Valoarea S_a se determină experimental (de exemplu poate fi S_a = 8).45

Codul de orientare relativă ci; se obține împărțind în S_r sectoare cercul care ar avea centrul în punctul T_i+1. Se numerotază aceste sectoare începând de la axa BX'. Vom avea:47

Dacă p_i+1 >= Pj atunci cr, = ίηΐ(η /(2 * n/ S_r))

RO 126248 Β1

Dacă p₂ < p₁ atunci c_r = S_f -1 - int(p / (2 * n/S_r)) în final se obține un singur cod de invariant c, sub forma:

Ci = CTi * S_a + cai

Valoarea S_r se determină experimental (de exemplu poate fi S_r = 145).

Pornind de la fiecare punct al curbei se determină prin analiza făcută pe câte trei puncte consecutive o secvență de invarianți care codifică curba.

A doua etapă este o etapă de ponderare a invarianților.

Deoarece un invariant este definit pe baza a 3 puncte consecutive de pe curbă T,, T_i+1, T_i+2, se va considera „lungimea invariantului Lj(i = 1,2,..., n-2) ca fiind:

A = ⁺ h+l - ⁺ - y_M)²

Definim l_t ca fiind o lungime totală de referință și o calculăm astfel:

i=n-2 /=1

Se stabilește acum ponderea w₍ a fiecărui invariant ca fiind raportul între lungimea Lj a invariantului și lungimea de referință L_r:

Wi-Lj/L,

Fiecare invariant va fi reprezentat deci prin perechea (q, w_f) care pot fi împachetate într-un singur cod C, sub forma:

O, = Ci + Wi *S_a *S_r

Metoda SRA5 este asemănătoare ca principiu cu metoda SRA3 adicăface tot analiza unei curbe în plan. Vor fi însă două curbe care se analizează ca două componente separate. Prima curbă va fi dată de a_x și a_y iar a doua curbă va fi dată de b_x și b_y. în felul acesta, curba corespunzătoare unei accelerații (în punctul A, respectiv, în punctul B) devine o curbă plană, independentă de timp, dar având o ordine de parcurgere dată de secvența eșantioanelor (deci punctelor de pe curbă) în timp.

Se descrie acum metoda SRA7 de lucru cu curbe într-un spațiu cu șase dimensiuni. Prima etapă constă în conversia semnalelor în invarianți.

Considerăm o curbă dată prin puncte într-un spațiu cu șase dimensiuni (numerotate 0, 1,2, 3, 4, 5) și trei puncte consecutive pe această curbă T,, T_i+1, T_i+2 de coordonate,

respectiv:
T,	(u_hQ, u_l1 , u_iî2, u_ij3, μ₄	’ ^ί δ)
Tj+₄	(^Ui+1,Q > ^Ui+1,14 ^Ui+1,2> ^Ui+1,3’	^UiM4’	^Ui+1,5.
Tf+2	(^Ui+2,0> ^Ui+2,1· ^Ui+2,2· ^Ui+2,3>	Ui+2,4>	^Ui+2,5)

undei = 1, 2,..., n-2, iar n este numărul total de puncte de pe curbă luate în considerare.

Valorile u_{i D}, u_i+1£), u_{j+2 0} provin din curba a_x, valorile u_i4, u_i+u, u_l+21 provin din curba a_y, valorile u_{i 2}, u_j+12, u_i+22 provin din curba b_x, valorile μ ₃, u_i+13, u_i+23 provin din curba b_y, valorile u_i4, u_i+14, u_tt.₂ 4 provin din curba d_x iar valorile u_{i 5}, u_i+15, u _i2;. provin din curba d_y.

Determinăm unghiul p, al vectorului cu vectorul T_i+1T_j+2 după cum urmează: Calculăm mai întăi două valori s_t și s₂ cu formulele:

Si ⁼ (Uj+ι,ρ - u_{i 0}) * (u_{i+2 0} - U_l+10) + (U_l+1j1 - Ui J * (u_i+21 - u_i+11) + (^Ui+1,2^{_ u}i,2) (^Ui+2,2 Ui+v) ⁺ (^Ui+1,3 U_{i 3}) * (U_{i+2 3} - U_{i+1 3}) + (U.- 4 - u_i4) * (U_i+214 - u_i+14) + (^Ui+1,5 ^Ui,s) (^Ui+2,5 ^Ui+1,5)

RO 126248 Β1 :

$2 ⁼ <(^uî+i.o - μ,o)² + Ki.1 - μ,ι)^{2 +} (^UK2 - μ,/ ⁺(^Ui+1,3 ^{U +} (μ+1,4 μ,4) ⁺ (^Ui+1 5 μ,δ) ) ((Ui+2i0 - μ*ί,ό)² + (μ+2,ι - μ₊ι,ι)^{2 +} (Mfr2,2 - μ+1,2)² + (ui+2j3 - u_i+1(3)² + (ui+24 - ui+t4)² + (u ,2.. - u_M5)²)

Dacă s₂ # O și >= O, atunci p.j = arccosțs., / ).

Dacă s₂ # O și ș₄ < O atunci p₁ = π + arccos (s₄ /

Dacă s₂ = 0 atunci p, = 0.

Determinăm acum codul c al invariantului i c, = p, / (2* n/S_r) unde valoarea S_r se determină experimental (de exemplu poate fi S, = 7).

A doua etapă este o etapă de ponderare a invarianților.

Deoarece un invariant este definit pe baza a 3 puncte consecutive de pe curbă T_hT_i+1, T_i+2, se va considera „lungimea invariantului L, (i = 1,2,..., n-2) ca fiind:

A ^_ ^(^Μί+ϊ,0 ^_ ^>,0) ^{+ _} ^,1) ⁺ (^ί+ϊ,2 ^!/ :) ⁺ (^Μή1,3 ^_ Α,ΐ) ⁺ (^Μί+1,4 “ Α,ΐ) ⁺ (^Mî»,5 “ ^Ui,s} ⁺

Definim L_t ca fiind o lungime totală de referință și o calculăm astfel:17 i=n=-2

L,= ΣΤ, /=1

Se stabilește acum ponderea w, a fiecărui invariant ca fiind raportul între lungimea 21 L, a invariantului și lungimea de referință L_r:

W₍ = L/L_r23

Fiecare invariant va fi reprezentat deci prin perechea (c,, w.) care pot fi împachetate într-un singur cod C, sub forma:25

C_i = c_i + w_i*S unde S e o valoare mai mare decât cel mai mare c, (de exemplu se ia S = 32768).27

Metoda SRA8 este analogă cu metoda SRA7 dar lucrează doar în patru dimensiuni date de a_x, a_y, b_x, b_y.29

Prin metodele SRA3, SRA5, SRA7, SRA8, semnalele de intrare se traduc în șiruri de invarianți, fiecare invariant având o anumită pondere (cost). A compara două semnături, în 31 funcție de algoritmul respectiv, înseamnă a afla distanța între două șiruri de simboluri, aparținând celor două semnături care se compară. Pentru a calcula această distanță se 33 consideră că cel mai potrivit algoritm este distanța Levenshtein. în final, dacă rezultatul (distanța Levenshtein) este D, atunci distanța luată în considerare (normată) d va fi: 35 ____D

Σ cosr, + cosz) unde cost, = w,, și cosț = Wj, reprezintă costurile invarianților celor două componente.

Claims

1. Sistem pentru aprecierea autenticității semnăturii ologrăfice dinamice prin achiziția și procesarea de informații asociate semnăturii olografe dinamice, realizată pe suport din hârtie de scris sau pe orice suport cu textura similară, ce are tipărit un model imprimat cvasiuniform, sistemul cuprinzând un pix electronic (1), prevăzut cu două grupuri de senzori inerțiali MEMS (A, B) de accelerație, pentru captarea informațiilor cinetice și a informațiilor privind microvibrațiile de contact cu suportul, integrat într-un calculator personal (2) pentru achiziția și procesarea semnalelor asociate semnăturilor, ce poate fi conectat în rețea, împreună cu alte calculatoare personale (2) ce au conectate ca periferic câte un pix electronic (1), caracterizat prin aceea că pixul electronic (1) are incluse în componența sa:

- un senzor autoreferențial de navigare optică (ONS), pentru captarea seriei de perechi de date (d_x, d_y), ca deplasări momentane necesare reconstituirii traiectoriei pixului, șl care împreună cu Informațiile de natură cinetică (a_x, a_y, b_x, b_y) captate de setul de senzori inerțiali MEMS (A și B) constituie informații de intrare în calculatorul personal (2) pentru procesare prin fuziune senzorială, cât și pentru realizarea condițiilor de prelevare a informațiilor din perspectiva reprezentării psihomotrice și senzoriale a utilizatorului pixului,

- un LED în infraroșu (IR) pentru iluminarea modelului imprimat,

- o lentila (L) de focalizare și proiecție a imaginii curente a modelului imprimat pe aria de sensibilitate a unui senzor de navigare optică (ONS), poziționată astfel încât proiecția imaginii unei regiuni a modelului imprimat să se realizeze pe aria de sensibilitate a senzorului și prin aceea că, condiția de sincronism spațio-temporal, necesară achiziției prin fuziune senzorială a celor două categorii de date: dx, dy, de natură grafică și a accelerațiilor ax, ay, bx, by, este realizată prin:

- cvasialinierea topologică axială a celor 3 origini ale axelor de coordonate ale senzorilor MEMS (A și B) și senzorului de navigare optică (ONS) și a vârfului minei pixului (1), cvasialinierea topologică planparalelă a axelor de sensibilitate/coordonate, ale celor trei componente senzoriale MEMS (A, B) și senzorului de navigare optică (ONS), cu planul de scriere (P) și prin eșantionarea informațiilor captate de senzori, cu o periodicitate constantă, cuprinsă în domeniul 1...8 ms, care asigură, prin frecvența ridicată, sincronismul în timp al achiziției detaliilor grafice și cinetice, achiziția fiind controlată de microcontrolerul de achiziție (μΟΑ) care transmite în timp real informațiile la calculatorul (2) ce găzduiește metodele algoritmice de vizualizare, de reconstituire a grosimii scrisului și de procesare și comparare; și prin aceea că

- în scopul prelevării informațiilor din perspectiva reprezentării psihomotrice și senzoriale a utilizatorului, setul de senzori MEMS (A, B) și senzorul de navigare optică (ONS) integrați în unealta de scris mânuită de om captează cele 6 semnale asociate ax, ay, bx, by, dx, dy în sisteme de coordonate autoreferențiale, respectiv, propriile axe x, y de coordonate de sensibilitate.

2. Metodă pentru aprecierea autenticității semnăturii olografe dinamice, caracterizată prin aceea că aceasta constă dintr-o fază de reconstituire caligrafică și vizualizare a grosimii scrisului și dintr-o fază de aplicare a unor conversii și comparări asupra semnalelor, ax, ay, bx, by, dx, dy, asociate semnăturilor în vederea aprecierii autenticității acestora.

3. Metodă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, într-o primă etapă, pentru reconstituirea caligrafică a grosimii scrisului, se calculează traiectoria prin însumarea algebrică a seriilor de valori ale semnalelor dx, respectiv, dy, obținându-se coordonatele deplasărilor momentane captate de senzorul de navigare optică (ONS), traiectorie care este reprodusă grafic pe monitorul calculatorului (2);

RO 126248 Β1 într-o a doua etapă, semnalele de accelerație digitizate a_x și a_y, provenite de la pix 1 (1), sunt filtrate cu ajutorul unui filtru trece sus cu frecvența de tăiere de 150 Hz obținându-se două semnale c_x și c_y, pentru ale căror valori instantanee ale amplitudinilor; 3 într-o a treia etapă, se calculează valoarea RMS pe un interval [n-i, n] de i valori consecutive stabilit experimental și deplasat incremental cu 1 după fiecare pas de calcul, 5 obținându-se astfel semnalele v_x(n) și v_y(n), care, la rândul lor, sunt mediate aritmetic pentru fiecare pas incremental, rezultând un semnal m(n), proporțional cu grosimea scrisului, 7 urmând ca într-o a patra etapă să se determine cazul în care se elimină din reprezentarea grafică inițială segmente de traiectorie, corespunzătoare grosimii zero, prin verificarea 9 condiției prin care oricare din valorile v_x(n), v_y(n) sau -4——l— să fj_{e ma}j mici decât un prag p determinat experimental, pentru care pixul nu este în contact cu suportul de scriere, 11 realizându-se apoi asocierea informației de grosime la segmentele de traiectorie neeliminate, producând astfel interpretarea caligrafică a scrisului. 13

4. Metodă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, conversia unei curbe plane date prin puncte, într-o secvență de simboluri se realizează astfel Încât fiecare simbol 15 este calculat ca diferențe de pantă a două segmente consecutive și este ponderat cu raportul dintre lungimea sementelor invariantului și lungimea tuturor segmentelor curbei. 17

5. Metodă conform revendicării 4, numită SRA3, caracterizată prin aceea că, cele două coordonate sunt semnalele produse de senzorul de navigare optică (ONS) adică 19 deplasarea pe axa Ox detectată de senzorul de navigare optică (ONS) și deplasarea pe axa

Oy a acestui senzor. 21

6. Metodă conform revendicării 4, numită SRA5, caracterizată prin aceea că, cele două coordonate sunt o dată proiecțiile accelerațiilor senzorului din punctul A pe două axe 23 de coordonate iar altă dată sunt proiecțiile accelerațiilor senzorului din punctul B pe două axe de coordonate. 25

7. Metodă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, conversia unei curbe date prin puncte cu șase coordonate, într-o secvență de simboluri se realizează astfel încât 27 fiecare simbol este calculat ca diferențe de pantă a două segmente consecutive în spațiul cu șase dimensiuni și este ponderat cu raportul dintre lungimea segmentelor invariantului în 29 spațiul cu șase dimensiuni și lungimea tuturor segmentelor curbei în spațiul cu șase dimensiuni. 31

8. Metodă conform revendicării 7, numită SRA7, caracterizată prin aceea că, cele șase coordonate sunt proiecția pe axa Ox a accelerației senzorului din punctul A, proiecția 33 pe axa Oy a accelerației senzorului din punctul A, proiecția pe axa Ox a accelerației senzorului din punctul B, proiecția pe axa OY a accelerației senzorului din punctul B, 35 deplasarea pe axa Ox detectată de senzorul de navigare optică (ONS) și deplasarea pe axa Oy a acestui senzor. 37

9. Metodă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, conversia unei curbe date prin puncte cu patru coordonate, într-o secvență de simboluri se realizează astfel încât 39 fiecare simbol este calculat ca diferențe de pantă a două segmente consecutive în spațiul cu patru dimensiuni și este ponderat cu raportul dintre lungimea segmentelor invariantului 41 în spațiul cu patru dimensiuni și lungimea tuturor segmentelor curbei în spațiul cu patru dimensiuni. 43

10. Metodă conform revendicării 9, numită SRA8, caracterizată prin aceea că, cele patru coordonate sunt proiecția pe axa Ox a accelerației senzorului din punctul A, proiecția 45 pe axa Oy a accelerației senzorului din punctul A, proiecția pe axa Ox a accelerației senzorului din punctul B și proiecția pe axa Oy a accelerației senzorului din punctul B. 47