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発明の名称 署名認識方法および署名装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−160880
公開日 平成7年(1995)6月23日
出願番号 特願平5−305492
出願日 平成5年(1993)12月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中島 司朗
発明者 大坪 鉄郎
要約 目的
署名の偽造を良好に排除できる署名認識方法および署名装置を提供する。

構成
検出手段1は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段2は、検出手段1による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、を実行することを特徴とする署名認識方法。
【請求項2】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、を備えたことを特徴とする署名装置。
【請求項3】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、前記パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する整合性判断ステップと、前記整合性判断ステップにおいて署名が不正なものでないと判断されたときに、前記パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する署名再現ステップと、を実行することを特徴とする署名認識方法。
【請求項4】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、前記パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する整合性判断手段と、前記整合性判断手段により署名が不正なものでないと判断されたときに、前記パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する署名再現手段と、を備えたことを特徴とする署名装置。
【請求項5】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、前記パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する比較判定ステップと、を実行することを特徴とする署名認識方法。
【請求項6】 署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、前記パターンデータ出力手段により生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする署名装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は署名認識方法および署名装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、事務処理の電子化に伴い、本人確認の手段としての署名の重要性が高まってきている。従来、署名照合のための方法として、例えば特開平2−268373号公報に記載されているように、署名入力パターンとして座標情報ばかりではなく筆圧情報をも用いる方法があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の方法では、署名者の署名によってサンプリングされるデータは、時系列デ−タ{X(n),Y(n),P(n)}となる二次元座標情報と筆圧情報とであり、筆記具が署名を行なう面から離れた場合にはデータの連続性が途切れてしまうため、署名のデータが一貫して動的に書かれたものであることを確認することができないという問題点を有していた。
【0004】さらに、筆記具の筆記面に対する寝かせ方の角度などの情報を検出することができないため、偽造が容易であるという問題点を有していた。本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、署名の偽造を良好に排除できる署名認識方法および署名装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、を実行することを特徴としている。
【0006】請求項2の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、を備えたことを特徴としている。請求項3の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する整合性判断ステップと、整合性判断ステップにおいて署名が不正なものでないと判断されたときに、前記パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する署名再現ステップと、を実行することを特徴としている。
【0007】請求項4の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する整合性判断手段と、整合性判断手段により署名が不正なものでないと判断されたときに、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する署名再現手段と、を備えたことを特徴としている。
【0008】請求項5の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力ステップと、パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する比較判定ステップと、を実行することを特徴としている。
【0009】請求項6の発明は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、パターンデータ出力手段により生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する比較判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1の発明においては、検出ステップで、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出し、パターンデータ出力ステップで、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。
【0011】請求項2の発明において、検出手段は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段は、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。請求項3の発明においては、検出ステップで、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出し、パターンデータ出力ステップで、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成し、整合性判断ステップで、パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断し、署名再現ステップで、整合性判断ステップにおいて署名が不正なものでないと判断されたときに、前記パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する。
【0012】請求項4の発明において、検出手段は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段は、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。整合性判断手段は、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する。署名再現手段は、整合性判断手段により署名が不正なものでないと判断されたときに、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する。
【0013】請求項5の発明においては、検出ステップで、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出し、パターンデータ出力ステップで、検出ステップにおける検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成し、比較判定ステップで、パターンデータ出力ステップにおいて生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する。
【0014】請求項6の発明において、検出手段は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段は、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。比較判定手段は、パターンデータ出力手段により生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
(実施例1)図1は本発明の実施例1における署名装置の構成図で、この署名装置は、検出手段1と、パターンデータ出力手段2とを備えている。検出手段1は、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。すなわち検出手段1は、署名者が筆記具を用いて署名を行なう際に、筆記具の例えば2点の検出点の3次元空間における座標位置を検出する。この検出手段1は、例えば、筆記具の先端が触れたときにその位置を2次元的に検出するタブレットなどの周知の位置検出装置と、それぞれ所定の位置に配置された複数のビデオカメラとを組合せ、筆記具の2か所の所定位置に所定の色を塗っておき、筆記具の先端が筆記面を離れたときにもビデオカメラからのビデオ信号を解析して筆記具に塗った色を検出することにより、3次元空間における座標位置の検出手段として具現化できる。また、例えば、複数のビデオカメラを設置する代わりに、筆記具に発振器を取り付けておき、所定の位置に受信器を設置することによっても、検出手段1を実現できる。パターンデータ出力手段2は、検出手段1による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。すなわちパターンデータ出力手段2は、検出手段1により取得される座標データを一定時間間隔毎にサンプリングして、署名時の筆記具の動きを、2組の時系列デ−タ{X(n),Y(n),Z(n)}というパターンデータに変換して出力する。ここでnは1からNまでのサンプル点数を示す。
【0016】上記署名装置の動作について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。署名者が筆記具により署名を行うと、検出手段1が、筆記具の2点の検出点の3次元空間における座標位置を検出し(ステップS1)、座標データをパターンデータ出力手段2に渡す(ステップS2)。これによりパターンデータ出力手段2が、検出手段1からの座標データを一定時間間隔毎にサンプリングして、署名時の筆記具の動きを、2組の時系列デ−タ{X(n),Y(n),Z(n)}というパターンデータに変換して署名データとして出力する(ステップS3)。
【0017】このように、筆記具の先端の2次元的な位置情報のみならず、筆記具の先端が署名を行なう面から離れている間の筆記具の運動情報をも署名データとして取得することができるので、この署名データを利用することにより、署名の偽造を良好に排除することが可能になる。また本実施例のように、筆記具の2か所の検出点の座標を検出すれば、筆記具の傾きも検出できるので、署名の偽造をさらに良好に排除することが可能になる。
(実施例2)図3は本発明の実施例2における署名装置の構成図で、この署名装置は、検出手段11と、パターンデータ出力手段12と、パターンデータ保存手段13と、整合性判断手段14と、署名再現手段15とを備えている。検出手段11は、実施例1における検出手段1と同様の構成であり、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段12は、実施例1におけるパターンデータ出力手段2と同様の構成であり、検出手段11による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。パターンデータ保存手段13は、例えば半導体メモリにより構成されており、パターンデータ出力手段12により生成された署名データを保存する。整合性判断手段14は、パターンデータ出力手段12により生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する。署名再現手段15は、整合性判断手段14により署名が不正なものでないと判断されたときに、パターンデータ出力手段12により生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する。
【0018】上記署名装置の動作について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。署名者が筆記具により署名を行うと、検出手段11が、筆記具の2点の検出点の3次元空間における座標位置を検出し(ステップS11)、座標データをパターンデータ出力手段12に渡す(ステップS12)。これによりパターンデータ出力手段12が、検出手段11からの座標データを一定時間間隔毎にサンプリングして、署名時の筆記具の動きを、2組の時系列デ−タ{X(n),Y(n),Z(n)}というパターンデータに変換して署名データとしてパターンデータ保存手段13に渡す(ステップS13)。これによりパターンデータ保存手段13が、パターンデータ出力手段12からの署名データを保存する(ステップS14)。署名データの確認が必要な場合には、整合性判断手段14が、パターンデータ保存手段13から署名データを読み出し、署名データが偽造されていないか否かを判断し(ステップS15)、署名データが破壊されている場合や、不正データである場合は、エラーを出力する(ステップS16)。すなわち整合性判断手段14は、署名データすなわち時系列データ{X(n),Y(n),Z(n)}に、人間が手で署名をする際には決して起こらないようなデータの不連続点が存在するか否かを判断する。判断方法としては、例えば筆記具が滑らかな動きをした後で、人間の手では再現できないほどの急激な速度で移動を開始していた場合、署名データの不正使用の可能性があるため、不正データであるとみなしてエラーを出力する。署名データが正当なデータであると判断した場合は、整合性判断手段14が、署名再現手段15に署名データを渡す。これにより署名再現手段15が、署名データをCRTディスプレイ上に動的または静的に再現する(ステップS17)。この再現の方式としては、例えば、署名のイメージデータをディスプレイ上に静的に再現する方法や、筆記具の先端の運動を、平面的に軌跡を表示することで表現する方法や、筆記具の3次元的な動きを、2次元平面に投影することにより、立体的な運動を再現する方法などがある。
【0019】このように、署名データをディスプレイ上に再現することにより確認の証を与えることは、例えば特開昭61−249166号公報に開示されているが、本実施例によれば、署名の一連の筆記具の動きに不連続な点が入っていない正常なもののみが表示され、且つ筆記の運動を動的に表示できるため、署名の形だけを真似てゆっくり筆記具を動かした署名データなどは、目視により容易に不正データとして判断することができ、署名の偽造を良好に排除できる。また本実施例のように、筆記具の2か所の検出点の座標を検出すれば、筆記具の傾きも検出できるので、筆記具の先端の座標は殆んど変化していないのに、筆記具の筆記面に対する寝かせ方の角度のみが急激に変化しているというようなことも判断でき、署名の偽造をさらに良好に排除できる。
(実施例3)図5は本発明の実施例3における署名装置の構成図で、この署名装置は、検出手段21と、パターンデータ出力手段22と、比較判定手段23とを備えている。検出手段21は、実施例1における検出手段1と同様の構成であり、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する。パターンデータ出力手段22は、実施例1におけるパターンデータ出力手段2と同様の構成であり、検出手段21による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成する。比較判定手段23は、パターンデータ出力手段22により生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する。
【0020】上記署名装置の動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。署名者が筆記具により署名を行うと、検出手段21が、筆記具の2点の検出点の3次元空間における座標位置を検出し(ステップS21)、座標データをパターンデータ出力手段22に渡す(ステップS22)。これによりパターンデータ出力手段22が、検出手段21からの座標データを一定時間間隔毎にサンプリングして、署名時の筆記具の動きを、2組の時系列デ−タ{X(n),Y(n),Z(n)}というパターンデータに変換して署名データとして比較判定手段23に渡す(ステップS23)。これにより比較判定手段23が、予め登録されている署名者の署名データと、パターンデータ出力手段22からの署名データとを比較して(ステップS24)、署名データのパターンが許容範囲内であれば認証をし(ステップS25)、許容範囲外であれば認証を拒否する(ステップS26)。予め登録されている署名者の署名データは、比較判定手段23にメモリを内蔵して、そのメモリに保存しておくように構成してもよいし、外部のメモリに保存しておいて、それを読み出すように構成してもよい。
【0021】署名データの照合方法については、様々な方法が開示されており、いずれの方法を選択しても良いが、本実施例では特開平4−238582号公報に記載された手法を利用して説明する。図7は手書き入力パターンと座標データ列との関係の説明図で、手書き入力パターンaに対して複数の離散的な座標データ列bを作成する。このような複数の離散的な座標点をストロークと呼び、ストロークの定量的な特徴として、「始点・終点の幾何学的関係」と、「軸方向への正射影の時間的特性」との2つの特性を利用して次のように解析する。
【0022】図7において、始点Sの座標を(x1 ,y1 ,z1 )、終点Eの座標を(x2,y2 ,z2 )として、下記数1で示す4つの特徴量を「始点・終点の幾何学的関係」と呼ぶ。
【0023】
【数1】

【0024】図8はストロークの軸方向への正射影の時間的特性の説明図で、説明を判りやすくするためにxy平面で説明している。図8の(A)はxy平面で描かれた円形のストローク、図8の(B)はこのストロークのx軸方向への正射影、図8の(C)はこのストロークのy軸方向への正射影である。これら軸方向への正射影の時間微分を考えれば、この時間微分を正射影の時間的特性とすることができ、この時間微分の増減のパターンを「軸方向への正射影の時間的特性」と呼ぶ。説明の例としてxy平面で説明したが、同様の方法でz軸方向の「軸方向への正射影の時間的特性」も導出することができる。
【0025】上記のような分析によって、まず正当な使用者の手書きサインによるストロークから、その特徴量が抽出され登録される。その後、署名者の手書きサインが入力されると、予め登録されている特徴量と比較され、その比較結果に基づいて認証が行なわれる。認証の方法としては、「軸方向への正射影の時間的特性」および「始点と終点との幾何学的関係」が、共に正常な誤差の範囲と考えられるしきい値を越えていない場合のみ認証し、否であれば認証しないこととする。
【0026】このように、筆記具の先端の2次元的な位置情報のみならず、筆記具の先端が署名を行なう面から離れている間の筆記具の運動情報をも署名データとして取得することにより、この署名データを利用して、署名の偽造を良好に排除できる。また本実施例のように、筆記具の2か所の検出点の座標を検出すれば、筆記具の傾きも検出できるので、署名の偽造をさらに良好に排除できる。
【0027】なお上記実施例では、筆記具の2か所の検出点の座標を検出して、筆記具の傾きも検出できるように構成したが、必ずしもこのように構成する必要はなく、筆記具の一点、例えば筆記具の先端の座標のみを検出するように構成してもよい。また、筆記具の3か所以上の検出点の座標を検出してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、を備えたので、時間軸的な筆記具の運動を、筆記具が筆記面から離れた場合についても、一連の筆記動作として記録することができることから、署名データを利用する際に、署名の偽造を良好に排除することが可能になる。また、筆記具の傾き情報などの個人に特有な癖を含めた署名筆記時の特徴を記録することが可能であり、このようにすれば、署名の偽造をさらに良好に排除することが可能になる。
【0029】また、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名が不正なものであるか否かを判断する整合性判断手段と、整合性判断手段により署名が不正なものでないと判断されたときに、パターンデータ出力手段により生成された署名データに基づいて署名を再現して表示する署名再現手段と、を備えれば、署名の一連の筆記具の動きに不連続な点が入っていない正常なもののみが表示され、且つ筆記の運動を動的に表示できるため、署名の形だけを真似てゆっくり筆記具を動かした署名データなどは、目視により容易に不正データとして判断することができ、署名の偽造を良好に排除できる。また、筆記具の傾きも検出するように構成すれば、筆記具の先端の座標は殆んど変化していないのに、筆記具の筆記面に対する寝かせ方の角度のみが急激に変化しているというようなことも判断できるので、署名の偽造をさらに良好に排除できる。
【0030】また、署名時の筆記具の動きを3次元的に検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて筆記具の動きの3次元的なパターンデータを署名データとして生成するパターンデータ出力手段と、パターンデータ出力手段により生成された署名データと、予め登録されている署名者の署名データとを比較して署名の真偽を判断する比較判定手段と、を備えれば、筆記具の先端の2次元的な位置情報のみならず、筆記具の先端が署名を行なう面から離れている間の筆記具の運動情報をも署名データとして取得することができるので、この署名データを利用して、署名の偽造を良好に排除した認証を行うことができる。また、筆記具の傾きも検出するように構成すれば、署名の偽造をさらに良好に排除できる。




 

 


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