JPS62172479A - 署名確認装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は一般に１文書の署名者を認証するための署名確
認の分野、特に周波数領域における署名特性を利用した
改良された署名確認装置に関する。

この方法は、真正署名として受理される偽造署名（型■
のエラー）及び偽造署名として拒絶される真正署名（型
Ｉのエラー）を減少させる。

Ｂ、従来技術 種々の目的のために個人の同一性を確認する必要性が、
社会には常に存在している。現在の科学技術は、信用の
供与、電子的資金転送の実行、等のために、コンピュー
タ及びそれに関連した機構を広く使用している。小売業
、証券業、銀行業等を含む金融社会の全ての面において
、貨幣、証券及び／又は物が、他者の自称する同一性に
対する個人の信用に基いて、所有者の間で移転されてい
る。種々の暗号装置を含む電子システムは、秘密のＩＤ
番号又はキーを用いである程度の安全性を提供するが、
しかしその安全性の程度は、特別なＩＤキーを安全に保
つ事のできる機密保持の程度によって決定される。明ら
かに、ある個人のキーが他人、おそらくは正当でない人
物に知られてしまうと、その人物は種々の電子的応用に
関して彼の同一性を偽装する事ができる。

手で書かれた署名による自己同一性の確認は昔から知ら
れているが、多くの公知のシステムは種々の欠点を有し
ている。単に２つの署名の外観をマツチングする事は充
分ではない。というのは専門の偽造者は、通常ある個人
の署名の外観をその個人自身と同様に複製できるからで
ある。従って、専門的な偽造者が関与している時は、専
門の文書調査者でさえも、しばしば、署名の偽造された
事を発見する事ができない。

例えば米国特許第３９８３５３５号及び第４１２８８２
９号等に示される、自動的署名確認の分野における最近
の発展は、コンピュータを利用した署名の解析による個
人識別の概念を実用的なもの杷こしている。米国特許第
３９８３５３５号に開示された発明は、スタイラスの加
速度（これは署名者の用いる筋力に比例する）が普段の
署名において特定のストロークを形成する時に所定の不
変の持続時間を有するという発見に基いている。この過
程の性質により、時間軸に種々の歪み、例えば名前の部
分の間での休止、ストロークの省略、等が生じる。従っ
て、信号は、低相関の可変領域によって分離された未知
の長さの高相関の領域によって特長付けられる。従って
、米国特許第３９８３５３５号の発明は領域的相関の方
法を取り扱っており、これは最初スタイラスの接触に基
き次にシフトを不利にするような重みを付けた相関関数
の極大値を見つけるように領域を個々にシフトする事に
基いてそれらの領域を記録する。次にその結果は組み合
され、全体的な確認の判定が行なわれる。

米国特許第３９８３５３５号に開示された署名確認方法
は、署名運動の加速度パラメータだけに基いていたが、
米国特許第４１２８８２９号に開示されているように、
署名を書く時に加えられる圧力のパターンと共に２つの
直交する方向（例えばＸ軸及びＹ軸）の加速度成分を用
い、これらの各パラメータ全てを相関操作に利用すれば
、より一層大きな併別度が確認操作において可能である
。

米国特許第４１２８８２９号に開示された発明は、サン
プル署名及び基準署名をセグメント化し、最大の可能な
相関を得るために一連の連続的なシフトを行なって各セ
グメント対を相関付け、相関に重みを付け、そして最後
に全てのセグメントに関する個々の相関の統計を組み合
せるという概念を提供している。ペン・システムの例は
米国特許第４１４２１７５号に開示されている。このペ
ンは、Ｘ及びＹ　１ｌｉｌｌｌに沿った加速度に比例す
る電気信号並びにＺ軸に沿ったペン・ポイント圧力に比
例する電気信号を発生する。Ｘ軸（Ｙ軸）に沿った加速
度は、加速度成分として知られる。Ｚ軸は本質的にペン
の軸と平行である。筆記装置における最近の発展は、米
国特許第４５１３４３７号に示されている。この特許は
圧力及び加速度の感知装置を開示している。圧力感知素
子は筆記装置中に軸方向に取り付けられ圧力変化率に比
例する電気信号を発生する。加速度計構造は、一端で支
持されたバイモルフ・ピエゾ電気部材より成り、これは
２つの直交する加速度成分Ａｘ及びＡｙを発生するよう
に適切に相互接続されている。

米国特許第４１４２１７５号の手続きに従えば、基準の
加速度信号及び圧力信号は電子計算機のメモリに記憶さ
れる。実際、当業者に明らかなように、加速度及び圧力
信号のディジタル表現が記憶され、署名を書くためにペ
ンを用いた時にペンが発生する加速度及び圧力の信号も
ディジタル化され、従って全ての算術演算処理はディジ
タル的に行なわれる。典型的なシステムでは、顧客が口
座を開く時、コンピュータ端末上の署名取得機構が、顧
客に、自分の名前を数回署名するように促す。

これにより、コンピュータに伝送される署名データが得
られ、コンピュータは記憶する基準信号を選択する。署
名を確認すべき人物がペンをｎｌ＋かす事により生じる
信号及び基準信号の両者は、米国特許第４５５３２５８
号に記載されているように圧力信号がゼロになる事によ
って検出されるペン・リフトの関数としてセグメント化
される。ペン・リフトは署名中の再現可能なタイミング
・マークを表わすので、良好な相関スコアにとって重要
である。ペンからの、セグメント化された加速度及び圧
力の信号は、次に、米国特許第３９８３５３５号に開示
された相関アルゴリズムを用いて、対応する基準加速度
及び圧力信号のセグメントと比較される。

加速度信号のセグメントに関する相関を最大化するセグ
メント・シフト技法は米国特許第４５６２５９２号及び
第４５５３２５９号に開示されている。

署名確認の方法論における最近の進展（米国特許第４１
２８８２９号）は、圧力及び２つの直交する加速度成分
に対して相関を適用する事により従来技術を上回る改善
を示している。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 しかし、そのような方法に伴なって、困難が生じる。真
の署名同様に良い偽造署名は、しきい値に近いスコアを
生じる。これは真の署名の相当部分に匹敵するものであ
る。同様に、真の署名は、それらの偽造署名に比較しう
るスコアを生じる事もある。従って、良好な偽造署名が
真正の署名として受理され、真の署名が拒絶されること
がある。

従って、特に相関法が相関しきい値に近いスコアを生じ
る時に真正署名と偽造署名とを区別できる、より信頼性
の高い署名確認手段が必要である。

Ｄ１問題点を解決するための手段 従って、本発明の目的は、特に、受理に関する相関しき
い値に近い相関スコアを署名が生じる時に、サンプル署
名の正当性を判定するためのより信頼性の高いテストを
提供する事である。

従って、本発明は署名者のサンプル署名を確認する改良
された手段を提供する。これは、多数の基本的手段から
成っている。第１の手段は、複数のセグメントにわたる
少なくとも１つのサンプル署名を筆記面上に筆記する間
に筆記器具に伝達される圧力の変化率を測定する手段で
ある。この測定は圧力信号の変化率を生じる。以降、圧
力信号という用語は圧力信号の変化率を示すものとする
。

第２の手段は、複数のセグメントにわたる少なくとも１
つの署名を筆記面上に書く間に署名者の手の運動により
生じる筆記器具の運動の加速度を測定する手段である。

この測定は加速度信号を生じる。第３の手段は、サンプ
ル及び基準の圧力信号のセグメント並びにサンプル及び
基準の加速度信号のセグメントに対してコヒーレンス演
算を行ない、それによって各々圧力及び加速度のコヒー
レンス・スコアを得る手段である６ 最後の手段は、トータル・コヒーレンス・スコアを計算
し、署名の正当性を判定するためにコヒーレンスしきい
値と比較する手段である。このコヒーレンス・スコアは
本質的に、周波数領域における圧力信号及び加速度信号
の解析の結果である。

コヒーレンス・スコアを計算する方法は以下の明細書中
で詳細に説明する。

要約すると、周波数領域における動的な署名特性を用い
た改良された署名確認手段が本発明により提供される。

周波数領域における署名の解析は。

時間領域の解析が真正署名と偽造署名とを適切に区別で
きない時に用いられる。測定される良好な署名特性はペ
ンの２つの加速度成分及びペンに対する軸方向圧力の変
化率である。より具体的には、サンプル及び基準署名に
対する相関関数が相関スコアを発生する。もしトータル
相関スコアが選択された区間中にあれば、上記の測定さ
れた特性が周波数領域において大きさ２乗コヒーレンス
関数を用いて解析される。

Ｅ、実施例 図面、特に第１図を参照すると、筆記器具１０゜筆記面
１５及びサンプル署名１８が示されている。

また筆記器具の軸１４にほぼ平行な方向に圧力１３が表
示されている。２つの加速度成分１１及び１２は、互い
にほぼ直交しており、ペンの軸１４にほぼ直交する面１
６中に存在する。筆記器具１０の一部として、ピエゾ電
圧トランスデユーサ１９及び１対の加速度計１７が含ま
れている。これらは各々軸方向の圧力の変化率及び加速
度の２成分を」り定する。軸方向圧力の変化率は筆記器
具１０の軸１４にほぼ平行な方向を向いている。ケーブ
ル２０はペンをデータ取得端末装置に接続する。

良好な実施例で使用し得る筆記器具１０は米国特許第４
５１３４３７号に記載されている。

第２図は筆記器具から得られた圧力信号及び加速度信号
を示す。筆記器具１０の内部のピエゾ電気圧カドランス
デューサ及び関連電子回路は圧力変化率を測定し電気信
号２５を発生する。その大きさは軸方向圧力の変化率を
表わしている。圧力は署名者の手により筆記器具１０へ
伝達される。

軸方向圧力の変化率を表わす信号２５は圧力信号と呼ば
れる。以下説明するように圧力信号及び加速度信号はア
ナログ形式からディジタル形式に変換される。圧力信号
及び加速度信号という用語はいずれの形式の信号も指す
ものとする。基準署名が書かれた結果として圧力信号が
伝送されると、それらの信号は基準圧力信号と呼ばれる
。サンプル署名が書かれた結果として圧力信号が伝送さ
れると、それらの信号はサンプル圧力信号と呼ばれる。

第２図には、加速度信号２７及び２９も示されている。

加速度計は、署名者の手が署名を書く間に運動する事に
より生じる筆記器具の運動を表わす電気信号を発生する
。この電気信号は加速度信号と呼ばれる。第１図の方向
１１の筆記器具の加速度はＸ加速度信号と呼ばれる。同
様に第１図の方向１２の筆記器具の加速度はＸ加速度信
号と呼ばれる。圧力信号と同様に、サンプル及び基準の
Ｘ加速度（Ｘ加速度）信号という用語は、各々サンプル
及び基準信号の筆記中に生成されるＸ加速度（Ｘ加速度
）を意味する。

第２図の圧力信号は典型的な署名がいくつかの線セグメ
ントから成っている事を示す。セグメントは、ペンが筆
記面と接触している単一の期間として定義される。（ペ
ン・ダウンからペン・アップまで。）セグメントは我々
の比較技術にとって基本的に重要である。というのはペ
ン・ダウン期間中は署名の再現性は明らかであり、一方
、ペン・アップ期間は大きな可変性を示すからである。

セグメントは、ペン先端上の圧力の時間導関数である信
号を解析する事によって決定される。第２図の圧力信号
を参照すると、ペン・リフト（ペン・アップからペン・
ダウンまで）を区別する特性は明白である。即ちペンが
持ち上げられその後紙上に下される時の急激な圧力の変
化から生じる独得の「ピーク」によって囲まれた、静止
部と呼ばれる、長い平坦なゼロに近い部分である。これ
らの特徴部分を見い出すアルゴリズムは開発済みであり
周知である。それは米国特許第４５５３２５８号に記載
されている。

セグメント整合度ＭＩＺは、サンプル及び基準のセグメ
ント長がどの程度良く一致するかを示す数値を与える。

署名対のセグメントの類似度（整合度）は次式により評
価される。

但しＮ５ＥＧＳは署名対のセグメントの総数であり、ｓ
ｅｇｌｒ、及びｓｅｇｌｓ　、は各々基準署名及びすン
プル署名中の対応するセグメントの長さく単位はサンプ
ル点の数）である。ＭＩＺ（又はＭ工）はセグメント長
が同一の時にゼロである。明らかに。

ＭＩＺ（又はＭ工）は署名が同数のセグメントを有して
いる時にしか評価できない。典型的な場合、与えられた
サンプルは基準署名と同じ数のセグメントを有しない。

これは署名が自然に変化する可能性及びセグメント検出
アルゴリズムの不完全さによる。従って、セグメント数
の相違が、セグメント整合度の計算の前に調停されなけ
ればならない。セグメントの数が少ない署名には、人偽
的なペン・リフトが、他の署名に関してそれが失なわれ
たと思われる場所に挿入される。これを行なうためのア
ルゴリズムは周知であり、Ｔ、Ｊ。

Ｃｈａｉｎｅｒ、　ｓ、　ｃ、　Ｇｕｎｄａｒｓｅｎ　
ａｎｄ　Ｔ、　Ｋ。

Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ、　ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ　ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖｏｌ
、　２７、Ｎα８、ｐ、４６５２　（１９８５）に記載
されている。セグメントの妥当な整合に関する検査が、
次に行なわれる。この手続きに関するアルゴリズムは、
周知であり、Ｔ、　Ｊ。

Ｃｈａｉｎｅｒ、　ｓ、　ｃ、　Ｇｕｎｄｅｒｓｅｎ　
ａｎｄ　Ｔ、　Ｋ。

Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ、　ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ　ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖｏｌ
、　２７、Ｎａ　８、ｐ、４６５５　（１９８５）に記
載されている。相関の計算に進む前にセグメントの最終
的な操作が必要である。これは大きなセグメントを複数
のより小さなセグメントに分割する事である。これは、
署名データ中に生じる変動が長期間のセグメントに関し
て増加するので、必要である。従って、４５点、即ち０
．５６秒以上の長さのセグメントが検出される時、それ
及び比較される署名中の対応するセグメントは、新たに
作られるセグメントが４５点の長さを越えないように必
要な最小数のセグメントに分割される。さらに、相関計
算における開始位置合せを指示するフラグが保持される
。この技術は公知であり、Ｔ、　Ｊ、　Ｃｈａｉｎｅｒ
、　Ｓ、　Ｃ，Ｇｕｎｄａｒｓｅｎ　ａｎｄ　Ｔ、　Ｋ
。

Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ、　　ＩＢＭ　　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　　ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、　
Ｖｏｌ、２７．　Ｎαｐ、　ｐ、　４６４５　（１９８
５）に記載されている。

領域相関関数はＨｅｒｂｓｔ及びしｉｕにより開発され
。

米国特許第４１２８８２９号に記載されている。

これは圧力相関度ｐｓｃｏｒｅ及び加速度相関度ａｓｃ
ｏｒｅを形成するのに使用される。これら２つの量は組
み合されて単一の量になる。

５ｃｏｒｅ＝　１　／　３　ｐｓｃｏｒｅ＋　２　／　
３　ａｓｃｏｒｅこれはサンプル署名を真の署名として
受理するか否かの判定プロセスで使用される。これらの
関数は波形が時間領域においてどの程度類似しているか
についての情報を提供する。圧力領域相関関数はサンプ
ル署名及び基準署名の圧力信号のセグメント対に作用す
る。基準及びサンプル署名のｉ番目のセグメントに対す
る演算により次式の量が生成される。

但しｐｓｃｏｒｅ　、は許される時間遅延τに関して見
い出された最大値であり、Ｓ’　（ｔ）はサンプル署名
のｉ番目のセグメントの圧力信号であり、Ｒ”　（ｔ）
は基準署名に関するそれである。使用さρ れる時間遅延は初期の整合位置に依存し、これはセグメ
ントの原点に依存する。もしセグメントの左又は右の部
分が真のペン・リフトに対応すれば。

セグメントは各々左又は右に揃えられる。この位置合せ
は周知であり、　ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓ
ｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖｏｌ、　２７　
、　Ｈａ　８、ｐ、４６４５　（１９８５）に記載され
ている。大きなセグメントを分割する事により人工的に
作られたセグメントは元のセグメントの中央部にその原
点を有するかもしれす、各々の中心に関して位置合せさ
れる。最大のシフト又は時間遅延は、圧力相関に関して
は、長い方のセグメントのトータル時間の１５％である
。次にｐｓｃｏｒｅは次式により重み付けられた和とし
て計算される。

５ＥＧＳ ｐｓｃｏｒｅ　”　　　Σ　　ｏｌａｐｐｉ、　　Ｘ　
ｐｓｃｏｒｅ。

１＝１１１ 但し重み因子ｏ１ａｐρ、は２つのセグメントの重なり
合う時間を基準のペン・ダウン時間の統計で割ったもの
である。重み因子は大きなシフトを必要とするセグメン
トの寄与を効果的に減少させる。

セグメンテーションは偽造署名よりも真正署名に関して
より首尾一貫しているので、大きなシフトは真正署名に
関してはよりありそうもない。そこで重なり因子は領域
相関関数の弁別性を強化する手段とみなすことができる
。これは、真正署名分布と偽造署名の分布を分離するの
に有利なように。

測定量の絶対値を減少させるケースの例である。

領域的加速度相関関数は、ペン軸の回りの回転に独立な
ように計算される。これはＸ及びＹ加速度信号を下記の
複素数の対の形に組み合せる事により行なわれる。

Ｒａ（ｔ）　＝Ｒｘ　（ｔ）　＋　　ｉ　　Ｒｙ　（ｔ
）Ｓａ　（ｔ）　＝Ｓｘ　（ｔ）　十ｉ　Ｓｙ　（ｔ）
但し５ｘ（ｔ）はサンプル署名の加速度のＸ成分であり
、５ｙ（ｔ）は加速度のＹ成分である。Ｒｘ（ｔ）及び
Ｒｙ（ｔ）は基準署名のそれらの量である。

領域的加速度相関関数は加速度信号のセグメント対に作
用し、次のように表わされる。

但し「１１」記号は複素量の大きさを表わす。

ａｓｃｏｒｅ　、基準及びサンプル署名のｉ番目のセグ
メントに関する許された時間遅延τに関して見い出され
た最大値である。許される最大の時間遅延は±１点であ
る。ペン軸の回りの回転は位相因子を生じるが、これは
各セグメントに付き複素相関の和の大きさを用いる事に
よって消去される。加速度相関関数に関するシフトの量
は、圧力相関関数を評価する時に見い出された最終的な
整合位置から±１点に制限される。というのは米国特許
第４５６２５９２号及び第４５５３２５９号に記載され
ているように加速度信号は圧力信号に「位相ロック」さ
れているからである。次に領域的加速度相関スコアａｓ
ｃｏｒｅは次式により求められる。

５ＥＧＳ ａｓｃｏｒｅ　＝　　　Σ　　ｏｌａｐａ、　　Ｘ　ａ
ｓｃｏｒｅ。

ｉ・１　　　１　　　　１ 相関関数という用語は、領域的圧力相関又は領域的加速
度相関のいずれも示すものとする。

次にトータル相関スコアは次式により計算される。

５ｃｏｒｃ＝　１　／　３　　ｐｓｃｏｒｅ　　＋　　
２　／　３　　ａｓｃｏｒｅ上述のように、以前の署名
確認アルゴリズムは、受理するか又は拒絶するかの判定
の概拠を、圧力及び加速度に関する相関関数に対する判
定に基づかせている。しかし、良好な偽造の試みは、真
正署名のかなりの部分によって得られるスコアに匹敵す
る相関スコアを生じる。スコアが真正署名のスコアに匹
敵する、この選択された領域は灰色領域として知られて
いる。

多数の署名によって得られるトータル相関スコアの正規
化されたヒストグラムが第４図に示されている。右側の
曲線４５は真正署名を表わし、左側の曲線４７は偽造署
名を表わしている。中間の灰色領域４８も示されている
。ある署名の相関スコアがこの灰色領域４８に入ると、
後述するようにコヒーレンス・スコアがコヒーレンスし
きい値と比較される。ある署名の相関スコアが灰色領域
４８の右側に入ると、その署名は正当なものとして受理
される。ある署名の相関スコアが灰色領域４８の左側へ
入ると、その署名は偽造署名として拒絶される。

上記の状況において使用される技術は灰色領域の署名に
関して付加的なテストを行なう事である。

付加的なテストは、以下単にコヒーレンス関数と呼ぶ、
離散的な大きさ２乗コヒーレンス関数γ２（ｆ）を用い
て、周波数領域で基準署名とサンプル署名との比較を行
なう事である。この関数は次のように定義される。

但しｆは周波数、（Ｇｒｓ（ｆ）は基準信号とサンプル
信号との間の交差（ｃｒｏｓｓ）スペクトル密度関数で
あり、Ｇｒｒ（ｆ）及びＧ５５（ｆ）は各々基準信号及
びサンプル信号の自己（ａｕｔｏ）スペクトル密度であ
る。γ２（ｆ）は周波数ｆの信号中に含まれる相対的パ
ワーについての情報を与える。

コヒーレンス関数は通常、線型の２ポート・システムの
入力信号と出力信号との間の比較のために使用される。

１の値は１周波数ｆにおける２つの信号の周波数内容が
同一である事を示す。１より小さい値は、出力信号がラ
ンダム・ノイズ及び／又はシステムの非線型性の影響を
受けている事を示す１本発明のシステムでは、基準信号
を入力信号として、サンプル信号を出力信号として、そ
してシステムをユーザの可変性及びハードウェアに固有
のノイズ源として解釈する。

コヒーレンス関数から意味のある結果を得るために、入
力波形から疑似署名を構成する必要がある。これは３つ
の目的に役立つ。

領域相関関数を最大化する時間遅延を用いる事により、
基準及びサンプル中のセグメント対の各々を時間的に揃
える。

切断又はゼロの付加により、各セグメントを疑似署名の
Ｎ点のセグメントにする。

波形の切断によって導入された人為的な高周波数のフー
リエ成分を除去するために疑似調・名のセグメントをテ
ーパー化する。

Ｎに関して２のべき乗を選択する事は、効率的な高速フ
ーリエ変換のアルゴリズムを使用する事による周波数領
域への信号の変換の準備になる。

３２点のセグメントという選択は、セグメントの端部に
おいて最小限のデータの損失で信頼性のあるスペクトル
の評価を確立するための適当な数のセグメントを与える
。さらに詳しく述べると、８０Ｈｚのサンプリング・レ
ートは、領域相関スコアの劣化を伴なわない最小限のサ
ンプリング・レートである事が観察されている。２．５
１（ｚという周波数分解能の選択は、署名データに関し
て８０）１ｚのサンプリング・レートを使用し且つ計算
効率のために２のべき乗に等しい長さのセグメントを要
求するという拘束条件の下で最適の選択である事が示さ
れている。これは偽似著名のために３２点のセグメント
を使用する事に等しい。１６点のセグメントという選択
は５Ｈｚの粗すぎる周波数分解能を与える、これは２．
５〜１５）１ｚという興味のある範囲において３つの測
定点しか与えない。また６４点のセグメントという選択
は、１．２５８ｚの高い分解能を与えるのが、疑似署名
中のセグメントの数を２の因子だけ減少させ、従ってス
ペクトル密度の精度を減少させる。実験によれば、３２
点のセグメントで最適の性能が得られる事が示されてい
る。長さが３２点以外のセグメントはゼロをパッディン
グするか又は切断する事により３２点の長さを得る。こ
れらの疑似署名セグメントは端部のテーパー化は下記の
ウィンドウ関数を各セグメントに乗算する事により行な
われる。

但しＮＰＴＳはセグメント中の点の数である。

スペクトル密度は、疑似署名のＮ点セグメントを時間平
均化するＷｅｌｃｈ法により計算される。

Ｗｅｌｃｈ法は公知であり、Ｐ、　Ｄ、　Ｗｅｌｃｈ、
ＩＥＥＥ　ＴｒａｎｓＡｕｄｉｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏａｃ
ｏｕｓｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、　ＡＵ　−１５、ｐ、７０
　（１９７０）に記載されている。ゼロからＮｙｑｕｉ
ｓｔカットオフの４０Ｈｚまで２．５Ｈｚの周波数分解
能を与えるため３２点の高速フーリエ変換カ用イられた
。交差パワー・スペクトル密度は次式で与えられる。

但しＮ５ＥＧＳは基準及びサンプルの疑似署名中のセグ
メン１へ対の総数であり、ｇ　はセグメンＳ ト対ｉからの寄与であり次式により与えられる。

ｇ”　（ｆ）＝Ｓ’（ｆ）　Ｘ　Ｒ’（ｆ）ｒｓ　　　
　　　　ｆ　　　　　　　　ｆ但しＳ”（ｆ）及びＲ”
（ｆ）はサンプル及び基準の疑ｆ　　　　　　　　　ｆ 似著名のフーリエ係数である。

圧力コヒーレンス・スコアはコヒーレンス関数から次式
により計算される。

但し基本周波数ｆは２．５Ｈｚである。スペクトル密度
は、圧力信号及び加速度信号の殆んど全てのパワーが１
５）＋ｚ以下である事を示しており、データ取得ハード
ウェアはこの事を考慮して設計されている。従って圧力
コヒーレンス・スコアｃｐｓｃｏｒｅは２．５〜１２．
５）１ｚの範囲内においてコヒーレンス関数の平均を取
る事によって形成される。但し３２点フーリエ変換は２
．５Ｈｚの周波数分解能を与える６ 加速度信号は、コヒーレンス関数に回転不変性を与える
複素加速度信号を使用する事を除けば、圧力信号と同様
に取り扱われる。回転不変性は２つの直交する加速度信
号を組み合せて複素数の対対にする事により達成される
。

ｒ（ｔ）＝ｒ　　（ｔ）　＋　ｉ　ｒ　（ｔ）　　　　
ｙ ｓ（ｔ）＝ｓ　　（ｔ）　＋　ｉ　ｓ　（ｔ）ｘ　　　
　　　　　　　　　　ｙ 但しｒ　（ｔ）及びｒ　（ｔ）は各々基準署名に関する
Ｘｘ　　　　　　　　　ｙ 加速度計及びｙ加速度計からの信号を表わし。

ｓ（し）及びｓ　（ｔ）はサンプル署名に関する同じ量
をｘ　　　　　　　　　　ｙ 表わす。上記の定義を用いれば、圧力信号に関して概略
を説明した上記手続きが加速度信号に同様に適用される
。

従って加速度コヒーレンス・スコアは次のように計算さ
れる。

但しこの場合、和は周波数範囲５〜１２．５Ｈｚにわた
る。

次にトータル・コヒーレンス・スコアは次式に従って計
算される。

ｃｓｃｏｒｅ　＝±ｃｐｓｃｏｒｅ　＋　−Ｌ　ｃａｓ
ｃｏｒｅこれは判定プロセスで使用される量である。コ
ヒーレンス・スコアの正規化されたヒストグラムが第５
図に示されている。右側の曲線５５は真正署名を表わし
、左側の曲線５７は偽造署名を表わす。受理−拒絶の判
定プロセスは以下説明する。

第６図に示す各量の意味は次の通りである。

５ＣＯＲＥ　　−トータル相関スコア Ｃ３ＣＯＲＥ−トータル・コヒーレンス・スコアＡＳＣ
ＯＲＥ−加速度相関スコア ＰＳＣＯＲＥ−圧力相関スコア ＭＩＺ　　　　−セグメンテーション度ＰＣＵＴ　　　
−高圧力スコアに関する迅速受理しきい値ＡＣＵＴ　　
　−高加速度スコアに関する迅速受理しきい値ＴＨＲＥ
Ｓ　　−相関しきい値 ＣＴＨＲＥＳ−コヒーレンスしきい値 ＭＩＺＴＨ−セグメンテーション度のしきい値ＷＩＮＬ
Ｏ−相関の灰色領域の下端 ＷＩＮＨＩ　　−相関の灰色領域の上端相関しきい値及
びコヒーレンスしきい値は登録時に決定される。登録署
名の組は互いに比較され、平均の相関スコアから０．１
を引いたものが、ユーザの相関しきい値ＴＨＲＥＳをセ
ットするために使われる。同様に、平均コヒーレンス・
スコアから０．１を引いたものがユーザのコヒーレンス
しきい値ＣＴＨＲＥＳとして使用される。これらのしき
い値の両者は許容可能な範囲に限定される。

相関しきい値ＴＨＲＥＳに関する範囲は０．６２〜０．
６６であり、コヒーレンスしきい値に関する範囲は０．
３５〜０．５０である。判定プロセスに関係する残りの
パラメータの値は次の通りである。

ＰＣＵＴ　　＝０．７８ ＡＣＵＴ　　＝０．７８ ＭＩＺＴＨ＝０．１ ＷＩＮＬＯ＝０．０５ ＷＩＮＨＩ＝０．０３ 第６図は１つの基準署名に対する判定を表わしている。

拒絶された場合、第２の基準署名に対して、その手続き
が実行される。

署名者のサンプル署名の確認のための流れ図が第６図に
示されており、以下これを説明する。最初にサンプル署
名は上述のセグメンテーション類似度テストを受ける。

量ＭＩＺは上述のものである。

判定ブロック１０１で、ＭＩＺが最小しきい値ＭＩＺＴ
Ｈよりも大きければ、サンプル署名は偽造として拒絶さ
れる。もしそうでなければ、確認プロセスが続行する。

サンプル署名がセグメンテーション・テストを通過する
と、圧力相関スコア（ＰＳＣＯＲＥ）がサンプル署名に
関して計算される。次に判定ブロック１０２に示すよう
に、圧力相関スコアは迅速受理圧力しきい値ＰＣＵＴと
比較される。もしＰＣＵＴを越えれば、署名は受理され
る。もしそうでなければ、加速度相関スコアが計算され
、判定ブロック１０３に示すように、迅速受理加速度し
きい値ＡＣＵＴと比較される。

もしＡＣＵＴを越えると、署名は有効なものとして受理
される。もしそうでなければ、トータル相関スコア（Ｓ
ＣＯＲＥ）が計算され、それがＴＨＲＥＳ−ＷＩＮＬＯ
からＴＨＲＥＳ十ＷＩＮＨＩの区間内にあるか否かの判
定が行なわれる。もしトータル相関スコアがＴＨＲＥ　
Ｓ　＋Ｗ　Ｉ　ＮＨＩよりも大きければ１判定ブロック
１０５に示すように、署名は有効なものとして受理され
る。もしトータル相関スコアがＴＨＲＥＳ−ＷＩＮＬＯ
よりも小さければ署名は拒絶される。一方スコアが、選
択された区間内にあれば、（ブロック１０５及び１０６
参照）判定ブロック１０８に示すように、コヒーレンス
・スコアがコヒーレンスしきい値（ＣＴＨＲＥＳ）と比
較される。もしコヒーレンスしきい値を越えると、署名
は有効なものとして受理される。そうでなければ、署名
は拒絶される。

Ｆ１発明の効果 本明細書に記載した署名確認手段は従来技術を上回る改
善された性能を提供する。本明細書で述べた改良された
署名確認手段に伴なう性能の改善は型Ｉ及び型■のエラ
ー率を用いて要約できる。

型■のエラー率はシステムにより拒絶される真正署名の
百分率として定義され、型■のエラー率はシステムによ
り受理される偽造署名の百分率として定義される。ＩＢ
Ｍ　　システム・リサーチ・インステイチュートにおい
て１９８３年９月１５日から１９８３年１１月１８日ま
でに８６名の人物から収集された２１１９個の真正署名
及び３１６５個の偽造署名より成るデータは、型■のエ
ラー率の４７％の減少及び同時に型■のエラー率の４０
％の減少を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される筆記装置の概略図、第２Ａ
図〜第２Ｃ図はサンプル又は基準の署名により形成され
る加速度及び圧力変化率の例を示す図、 第３Ａ図〜第３Ｆ図はゼロのパッディング又は切断によ
り３２点セグメントを形成する過程を説明する図、 第４図はトータル相関スコアの正規化されたヒストグラ
ム、 第５図はトータル・コヒーレンス・スコアの正規化され
たヒストグラム、 第６図は署名確認過程の流れ図である。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
、・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） ＦＩＧ、２Ａ 時向 ＦＩＧ、　２Ｂ ＦＩＧ、２Ｃ Ｏｔｏｏ　　　２００　　３００　　４００　　５００
時内 ＦＩＧ、３Ａ ＦＩＧ、３Ｂ ＦＩＧ、３Ｃ ＦＩＧ、３Ｄ υ１υどｌｌ５０４０５０ ＦＩＧ、３Ｅ ＦＩＧ、３Ｆ ｗＰ　　梼　尊 Ｏ：　　　呂　　　：　　　０ 〜．　　　　　　　　　Ｃ％Ｊ　　　　　　　　　−Φ Ｌ　　　　　　−−静

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 署名者が少なくとも１つのサンプル署名を筆記面上に書
   く時に署名者の手から筆記器具に伝達された圧力の変化
   率を測定し、複数のセグメントにわたるサンプル圧力信
   号を得る手段と、 署名者が少なくとも１つのサンプル署名を筆記面上に書
   く時に署名者の手の運動により生成される筆記器具の運
   動の加速度を測定し、複数のセグメントにわたるサンプ
   ル加速度信号を得る手段と、既知の署名者の署名を表わ
   す基準圧力信号及び基準加速度信号を記憶する手段と、 サンプル圧力信号及び基準圧力信号のセグメント並びに
   サンプル加速度信号及び基準加速度信号のセグメントに
   対してコヒーレンス関数を作用させる事によりサンプル
   署名に関するコヒーレンス・スコアを計算する手段と、 上記コヒーレンス・スコアをコヒーレンスしきい値と比
   較する手段とを有する 署名確認装置。