1.一种在线签名验证方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:获取局部时序特征Fos;所述局部时序特征Fos包括:利用传感器设备输出的原始三元组时间序列数据(xn,yn,pn),其中xn表示点的横坐标,yn表示纵坐标,pn表示压力值;
步骤二:以所述局部时序特征Fos作为输入特征,运用BILSTM提取签名时序数据的动态特征Flstm;
步骤三:以所述局部时序特征Fos作为输入特征,运用CNN提取全局编码特征Fcnn;
步骤四:将所述动态特征Flstm和全局编码特征Fcnn融合,得到语义特征Fsd;
步骤五:根据局部时序特征Fos,利用全局特征描述算子提取全局统计特征Fg,并同语义特征Fsd连接得到高判别特征Fh;
步骤六:对待验证笔迹Sver和参考笔迹Sref分别通过步骤一到步骤五分别提取高判别特征Fh_ver和Fh_ref;
步骤七:连接Fh_ver和Fh_ref并进行二层卷积后,进行二层全连接,最后通过sfotmax输出是真实签名还是伪造签名。
2.根据权利要求1所述的在线签名验证方法,其特征在于,所述局部时序特征Fos包括:横坐标xn、纵坐标yn、压力值pn、路径角θn、路径加速度vn、曲线半径ρn、总加速值an、5窗口最小最大速度比: 连续样本角αn、正弦sn、余弦cn、五样本窗口上的笔划长宽比 7样本窗口上的笔划长宽比 以及横坐标xn、纵坐标yn、压力值pn、路径角θn、路径加速度vn、曲线半径ρn和总加速值an的一阶导数特征。
3.根据权利要求2所述的在线签名验证方法,其特征在于,在步骤二、步骤三之前,先对所述局部时序特征Fos利用如下公式进行归一化处理:X'=(X‑μ)/σ
其中,μ和σ分别表示原始序列的均值和方差,X表示输入序列。
4.根据权利要求1所述的在线签名验证方法,其特征在于,步骤二中包括:步骤21:将所述BILSTM的前向LSTM和后向LSTM的输出连接到同一个输出层,得到L×H的特征矩阵Fm;L是序列的长度,H是BILSTM隐藏层的大小;
步骤22:利用注意力模型将所述特征矩阵Fm学习成为一个H维的特征向量Flstm,该H维的特征向量Flstm即为所述动态特征Flstm;
其中, 表示BILSTM输出特征矩阵的转置, 是矩阵点乘操作,W和U是可学习的权重。
5.根据权利要求4所述的在线签名验证方法,其特征在于,所述前向LSTM的隐藏层大小为64;所述后向LSTM的隐藏层大小为32。
6.根据权利要求1所述的在线签名验证方法,其特征在于,步骤三中所述CNN的建立包括:
步骤31:利用3个一维卷积层建立级联的卷积层,在每个所述一维卷积层后连接有批量标准化层和Relu激活函数;
步骤32:在所述级联的卷积层后接全局平均层,通过所述全局平均层得到输出的局编码特征Fcnn。
7.根据权利要求1所述的在线签名验证方法,其特征在于,所述步骤五中提取全局统计特征Fg包括采用以下公式进行提取:其中,1≤i≤L是签名采样点下标,角度序列 和 的值域是(‑π,π);将值域等间隔划分为8个区间并分别对 和 进行直方图统计,得到16个角度全局统计特征;
模值 和 只被考虑[0,μ+3σ]范围内的值,即大于μ+3σ被截断,其中μ和σ分别表示对应序列的均值和标准差;同样将区间[0,μ+3σ]等间隔分为8个区间统并分别对 和进行直方图统计,得到16个模统计特征。
8.根据权利要求1所述的在线签名验证方法,其特征在于,所述步骤七中,所述二层卷积为:采用两个1d‑CNN层,其中卷积核大小为3,卷积核数量为16,并且在每层CNN后紧接一个最大池化层;所述二层全连接包括:两个全连接层的节点个数依次为64个节点和2个节点。
9.一种在线签名验证系统,其特征在于,包括特征提取模块和判别模块;
所述特征提取模块用于提取待验证笔迹Sver和参考笔迹Sref的高判别特征Fh_ver和Fh_ref;
所述判别模块用于根据高判别特征Fh_ver和Fh_ref来鉴别签名的真伪;
所述特征提取模块包括:
局部时序特征Fos获取单元,所述局部时序特征Fos的获取包括:利用传感器设备输出的原始三元组时间序列数据(xn,yn,pn),其中xn表示点的横坐标,yn表示纵坐标,pn表示压力值;
动态特征Flstm获取单元,用于以所述局部时序特征Fos作为输入特征,运用BILSTM提取签名时序数据的动态特征Flstm;
全局编码特征Fcnn获取单元,用于以所述局部时序特征Fos作为输入特征,运用CNN提取全局编码特征Fcnn;
融合单元,用于将所述动态特征Flstm和全局编码特征Fcnn融合,得到语义特征Fsd;
高判别特征Fh获取单元,用于根据局部时序特征Fos,利用全局特征描述算子提取全局统计特征Fg,并同语义特征Fsd连接得到高判别特征Fh;
高判别特征笔迹获取单元,用于对待验证笔迹Sver和参考笔迹Sref分别通过步骤一到步骤五分别提取高判别特征Fh_ver和Fh_ref。
10.根据权利要求9所述的在线签名验证系统,其特征在于,所述判别模块包括:依次连接的:两个1d‑CNN层、Flatten函数单元、两个全连接层、sfotmax函数单元;
其中,两个1d‑CNN层的卷积核大小为3,卷积核数量为16,并且在每层CNN后紧接一个最大池化层;两个全连接层的节点个数依次为64个节点和2个节点。