Устройство идентификации личности

Полезная модель предназначена для идентификации личности по индивидуальным биометрическим динамическим характеристикам почерка при воспроизведении пользователем заранее известной парольной фразы/слова или подписи.

Задача полезной модели - повышение достоверности идентификации личности за счет более полного использования исходной информации.

Пользователь устройством 1 в виде пишущего инструмента воспроизводит парольную фразу/слово или подпись. Датчики 2-4 в устройстве 1 преобразуют неэлектрические величины (деформацию растяжения-сжатия, давление, ускорение на три оси) в электрические сигналы. После обработки сигналов устройствами 5, 6, 7 первичного преобразования и электронным вычислительным устройством 9 сигналы передаются в запоминающее устройство 10, где обрабатываются с формированием вектора биометрических информативных параметров и биометрического эталона/образца личности, который поступает в базу данных.

В режиме идентификации вектор контролируемых биометрических параметров, полученный из предъявленного образа почерка, формируется и сравнивается с биометрическим эталоном из базы данных в устройстве сбора информации. Программа верификации выдает процент сходства вектора с эталоном. Результатом сравнения предъявленного образца с эталоном является вывод об успешно/неуспешно пройденной процедуре.

Полезная модель относится к вычислительной технике и предназначена для идентификации личности по индивидуальным биометрическим динамическим характеристикам почерка, выявляемым при воспроизведении пользователем заранее известной парольной фразы/слова или подписи.

Известен "Способ сдвига для сигнатурного контроля" по патенту США N 4562592, МКИ4 G06К 9/22, НКИ 382-2, УДК 681.362. Публикация 851231 Т.1061 N 5 (ВИНИПИ 111-10-86). По этому способу получают данные ускорения и данные сжатия и осуществляют сравнение их с эталонами (ускорения и сжатия). При этом осуществляют сдвиг сжатых сигналов (предъявленного и эталонного), находят точку максимума функции корреляции и запоминают сдвиг, соответствующий максимуму. Далее именно для этого сдвига контролируют значение корреляции пар данных ускорений (предъявленного и эталонного). Этот способ, с одной стороны, позволяет частично исключить неопределенность положения и масштаба подписи, однако он не дает возможность точной коррекции масштабов времени и амплитуды подписи. В целом этот способ не позволяет осуществить идентификацию личности с достаточно высокой достоверностью.

Последний недостаток частично компенсируется "Способом сравнения ручной записи с эталонной записью и применений способа" по патенту Швейцарии N 665915, МКИ4 G06К 9/62, УДК 621.327. Публикация 880615 N 11 (ВИНИПИ 117-03-89). По этому способу эталонный и предъявленный сигналы делят на отдельные фрагменты (например, фрагменты равной длины) и каждый из этих фрагментов отдельно совмещают с соответствующим эталоном, а также индивидуально масштабируют по времени. Последнее улучшает вероятность правильного решения, но все же не позволяет получить достаточно высокой достоверности.

Известен также "Способ и устройство идентификации почерка" по патенту Швейцарии N 659531, МКИ4 G06K 9/62, G06D 7/00, УДК 681.327.12, публикации 870130 N 2. По этому патенту используется максимальный объем исходной информации, анализируется кривая колебания пера по одной оси - Y(t), анализируется кривая колебания пера по второй оси - X(t), анализируется кривая колебания давления пера на подложку - P(t). Три сигнала оцифровываются, вводятся в ЭВМ или микропроцессор и сравниваются с эталонами. Основным недостатком этого технического решения является недостаточно высокая вероятность правильного принятия решения идентификации.

Все перечисленные выше способы далеко не полностью используют получаемую информацию в виде кривых колебаний пера и давления, что приводит к недостаточно высокой достоверности принятия решения. Наиболее близким к заявляемому является устройство для осуществления способа идентификации личности по особенностям подписи по патенту RU 2148274, G06K 9/22, G06K 9/62, G06F 15/18, опубл. 27.04.2000 (прототип).

Сущность известного изобретения заключается в том, что вводят в вычислитель преобразованные в цифровую форму колебания пера, воспроизводящего подпись идентифицируемой личности, и его давление на графический планшет с последующим определением начала и конца подписи идентифицируемой личности, фрагментируют упомянутую подпись, масштабируют каждый фрагмент этой подписи, вычисляют дифференциальные и интегральные параметры фрагментов упомянутой подписи, а также вычисляют временные интервалы фрагментов этой подписи, принимают решение об идентификации личности путем сравнения упомянутых вычисленных параметров и временных интервалов с их эталонными значениями, после определения упомянутых дифференциальных и интегральных параметров осуществляют повторное масштабирование упомянутых вычисленных параметров и временных интервалов минимизируя среднее отклонение упомянутых вычисленных параметров и временных интервалов от их эталонных значений, дополнительно вычисляют коэффициенты корреляции этих вычисленных параметров и временных интервалов, а также вычисляют оценки указанных коэффициентов корреляции, при упомянутом принятии решения сравнивают эти оценки коэффициентов корреляции с их эталонными значениями.

Задачей полезной модели является повышение достоверности идентификации личности по биометрическим динамическим характеристикам почерка за счет более полного использования исходной информации.

Поставленная задача решается тем, что в отличие от известного устройства идентификации личности по особенностям подписи путем преобразования первичных физических величин в биометрические параметры, содержащего первичные преобразователи физических величин, приборную часть, согласно полезной модели заявляемое устройство отличается тем, что выполнено в виде пишущего инструмента, в котором размещены первичные преобразователи физических величин, приборная часть содержит датчик давления, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, датчик ускорения, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, датчик положения, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, устройство ввода-вывода, электронное вычислительное устройство, запоминающее устройство для сохранения сигналов первичных преобразователей физических величин, при этом вектор биометрических параметров вычисляют по формуле:

,

где v_i, - предъявленные параметры;

- дискретный спектр частот.

Технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, заключается в более полном использовании исходной информации, повышении точности изменения исходных контролируемых параметров и в увеличении общего числа контролируемых параметров за счет привлечения вторичных контролируемых параметров, получаемых из первичных параметров за счет новой совокупности признаков, что позволяет отнести предложенную полезную модель к техническим решениям, отвечающим условию патентоспособности «новизна».

Полезная модель поясняется схематическими изображениями: на фиг.1 приведена структурная схема биометрической системы идентификации пользователя по динамике воспроизведения почерка; на фиг.2 - параметры, измеряемые в процессе воспроизведения почерка.

Устройство идентификации личности по биометрическим динамическим характеристикам почерка содержит: устройство 1 сбора информации в виде пишущего инструмента; размещенные в устройстве 1 сбора информации, датчик 2 давления, датчик 3 ускорения, датчик 4 положения; устройства 5, 6, 7 первичного преобразования физических величин, устройство 8 ввода-вывода; электронное вычислительное устройство 9; запоминающее устройство 10; устройство 11 питания системы.

Устройство работает следующим образом.

Пользователь с помощью устройства 1 сбора информации воспроизводит почерк (посредством заранее известной парольной фразы/слова или подписи). При этом датчики 2, 3, 4, размещенные в устройстве сбора информации, преобразуют неэлектрические величины в электрические сигналы. Датчик 2 давления преобразует деформации растяжения-сжатия по длине в частотный сигнал. Датчик 3 ускорения регистрирует проекции ускорения на три оси X, Y, Z. Датчик 4 положения предназначен для измерения угла поворота и углов наклона устройства сбора информации, поскольку пользователь при повторных вводах парольной фразы/слова или подписи может повернуть устройство сбора информации, что приведет к изменению ориентации осей датчика ускорения. Поступающие с датчиков 2-4 сигналы обрабатываются при помощи устройств 5, 6, 7 первичного преобразования физических величин и электронного вычислительного устройства 9 и передаются в запоминающее устройство 10. В электронном вычислительном устройстве 9 производится обработка данных, формирование вектора биометрических информативных параметров и биометрического эталона/образца личности. Биометрический эталон/образец личности может быть передан на внешние устройства через устройство 8 ввода-вывода. При регистрации пользователя в системе формируется биометрический эталон личности. Так как динамические образы человека обладают существенной изменчивостью, для формирования биометрического эталона требуется несколько примеров реализаций одного и того же образца. Формирование биометрического эталона осуществляется на электронном вычислительном устройстве 9, сформированный эталон храниться в базе данных устройства 1 сбора информации. При вводе пользователем заранее известной парольной фразы/слова или подписи индивидуальные биометрические динамические характеристики почерка отражаются в частотной структуре функций давления, угла наклона, ориентации и ускорения, и задача биометрического анализа сводится к извлечению этой информации.

Полученные дискретные сигналы биометрических параметров, при помощи дискретного преобразования Фурье преобразуются в дискретный спектр частот по формуле:

Дальнейшая обработка информации производится путем перехода от спектра сигнала к энергетическому спектру реализации.

Энергетический спектр реализации вычисляется по формуле:

Полученный спектр рассматривается как N-мерный вектор информативных биометрических параметров, формирующих вектор биометрических параметров:

Вектор V является исходным для последующей процедуры идентификации/аутентификации.

В режиме идентификации вектор контролируемых биометрических параметров, полученный из предъявленного образа, формируется и сравнивается с биометрическим эталоном из базы данных в устройстве сбора информации. Программа верификации (сравнения) выдает процент сходства вектора с эталоном. Результатом сравнения предъявленного образца с эталоном является вывод об успешно/неуспешно пройденной процедуре. Данная система предназначена для идентификации личности.

Промышленная применимость предложенного устройства обеспечивается известными технологиями в вычислительной технике.

Устройство идентификации личности по биометрическим динамическим характеристикам почерка путем преобразования первичных физических величин в биометрические параметры, содержащее первичные преобразователи физических величин, приборную часть, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде пишущего инструмента, в котором размещены первичные преобразователи физических величин, приборная часть содержит датчик давления, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, датчик ускорения, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, датчик положения, связанный с устройством первичного преобразования физической величины, устройство ввода-вывода, электронное вычислительное устройство, запоминающее устройство для сохранения сигналов первичных преобразователей физических величин, при этом вектор биометрических параметров вычисляют по формуле:

где v_i, - предъявленные параметры;

- дискретный спектр частот.