JP3808639B2

JP3808639B2 - 署名照合方法及び装置

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Publication number: JP3808639B2
Application number: JP29066798A
Authority: JP
Inventors: 聡典河村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP2000123170A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手書き署名データに対して、本人の署名であるか否かという真偽を高精度に判定するのに好適な署名照合方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タブレットなどの座標入力装置から入力される手書き署名の筆跡情報（座標値、筆圧等の時系列情報）を、予め登録してある筆跡情報と比較することにより、本人の署名であるか否かという真偽を判定する署名照合装置が開発され、その照合手法についても従来より様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、特公平８−７７８８号公報には、入力署名と登録署名（基準署名）をＤＰマッチングにより精度良く照合する方法について記載されている。この照合方法では、入力署名に対して１つだけ登録されている署名との照合が行われる。
【０００４】
さて、手書き署名の筆跡は、たとえ本人であっても、毎回変動する。この変動を考慮するために、従来の署名照合方法（手書き署名照合方法）には、筆記者に複数回、署名（サンプル署名）を筆記させて、その平均パターンを基準署名として登録しておき、それと入力署名の照合一致度（不一致度）を照合評価値として真偽を判定する方法（以下、平均法と称する）を適用するものがあった。また、サンプル署名のそれぞれを基準署名として登録し、各基準署名と入力署名を照合し、最も大きな一致度（最も小さい不一致度）を照合評価値として真偽を判定する方法（以下、選択法と称する）を適用する署名照合方法もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の署名照合方法では、手書き署名の筆跡の変動を考慮した平均法、或いは選択法が適用されていた。
しかし平均法では、平均化の過程で、必ずしも本人署名の個人性が保存されるとは限らず、真偽判定の信頼性に問題がある。
【０００６】
一方、選択法では、ある１つのサンプル署名と高い照合評価値が得られたとしても、残りのサンプル署名との照合評価値が低い場合もあり得るので、一番高い照合評価値だけを用いるのは乱暴である。
【０００７】
また、最初から非常にたくさんのサンプル署名が得られる場合には、統計的に信頼性の高い基準署名を作成することが可能であるが、実際の署名照合の運用では、前もって本人に何十、何百という署名を筆記させるのは非現実的である。日々の運用の中で何度も照合を行っていくうちに、よりよい基準署名に自動的に更新され、照合精度が高まっていくことが望まれる。
【０００８】
また、署名は時間がたつにつれ形等が徐々に変化していく可能性がある。このような場合でも、再度、基準署名の登録を強制するのではなく、日々の運用の中で何度も照合を行っていくうちに、署名の経時変化に対応したよりよい基準署名に自動的に更新され、照合精度が高まっていくことが望まれる。
【０００９】
本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、複数のサンプル署名を基準署名として登録し、入力署名とそれぞれの基準署名の間の照合値を計算し、各照合値の張る空間上における入力署名の位置を基に真偽を判定することにより、高精度な署名照合が行える署名照合方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、日々の運用の中で何度も照合を行っていくうちに、署名の経時変化に対応したよりよい基準署名に自動的に更新でき、照合精度の向上が図れる署名照合方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データを予め登録しておき、手書き署名の筆跡情報である署名データが入力された場合には、その入力署名データと上記Ｎ個の基準署名データの各々とを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、上記Ｎ個の基準署名データに対応する各相違度をそれぞれ座標軸とするＮ次元空間における入力署名データの座標位置を、上記算出した入力署名データとＮ個の基準署名データとの間の各相違度に基づいて求め、上記Ｎ次元空間の各軸から第１の距離内の領域と原点から第２の距離以上離れた領域を偽署名領域とすると共に、それ以外の領域を真署名領域とした場合に、上記求めた座標位置が真署名領域、或いは偽署名領域のいずれに属するかにより、入力署名データの示す入力署名が、真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
このように本発明においては、Ｎ（Ｎ≧２）個の基準署名との相違度の張るＮ次元空間における入力署名の座標位置を基に、入力署名の真偽を判定する構成とすることにより、即ち複数の基準署名との相違度を考慮することにより、基準署名が１つしか無い場合や、基準署名が複数存在してもその最小相違度だけで判定する従来の手法に比べて、真偽判定性能を向上させ、高精度な照合が可能になる。
【００１３】
また本発明は、署名データが入力された場合に、その入力署名データと、その時点において登録されているＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データとを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、この算出したＮ個の相違度に基づいて、入力署名が真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定し、入力署名が真署名であると判定した場合には、その時点において登録されているＮ個の基準署名データのうち、最も古い時刻に登録された基準署名データを入力署名データに置き換えるようにしたことをも特徴とする。
【００１４】
このように、真署名と判定された入力署名をその都度、一番古い基準署名と置き換えていくことにより、明に基準署名の更新を指示する手間なしに、署名の経時変化に対応することが可能となる。
【００１５】
また本発明は、署名データが入力された場合に、その入力署名データと、その時点において登録されているＮ個（Ｎは１以上の整数）の基準署名データとを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、この算出したＮ個の相違度に基づいて、入力署名が真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定し、入力署名が真署名であると判定した場合には、その時点において登録されているＮ個の基準署名データのうち、入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データである最近基準署名データを、入力署名データと当該最近基準署名データとの荷重平均をとることにより作成される新たな基準署名データに置き換えるようにしたことをも特徴とする。
【００１６】
このように、入力署名との相違度が最も小さい基準署名を、入力署名と当該基準署名との荷重平均で置き換えることにより、署名回数が増すにつれて、基準署名の統計的信頼性が増し、照合性能の向上が図れる。
【００１７】
ここで、上記荷重平均の重みパラメータを、入力署名が真署名であると判定された回数を基に制御することにより、一層きめ細かな基準署名更新が可能になる。
【００１８】
また本発明は、その時点において登録されているＮ個の基準署名データが入力された場合に、その入力署名データと、その時点において登録されているＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データとを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、この算出したＮ個の相違度に基づいて、入力署名が真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定し、入力署名が真署名であると判定した場合には、Ｎ個の基準署名データのうち、入力署名データとの相違度が最も大きい基準署名データを、当該入力署名データに置き換えるようにしたことをも特徴とする。
【００１９】
このように、経時変化する署名から最も遠い基準署名を、最新の入力署名に置き換えることにより、署名の経時変化に強い照合が可能となる。
また本発明は、署名データが入力された場合に、その入力署名データと、その時点において登録されているＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データとを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、この算出したＮ個の相違度に基づいて、入力署名が真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定し、入力署名が真署名であると判定した場合には、各基準署名データにそれぞれ対応して記憶される照合貢献度、即ち入力署名が真署名と判定された最近Ｍ回（Ｍは１以上の整数）の照合のうち、入力署名データと当該基準署名データとの相違度が、入力署名データと他の基準署名データとの相違度より小さかった回数を示すための照合貢献度のうち、今回算出した入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データに対応する照合貢献度を更新し、入力署名が真署名と判定された回数がＭ回となる毎に、上記Ｎ個の基準署名データのうち、対応する照合貢献度が最も小さい基準署名データを、入力署名データに置き換えると共に、上記各照合貢献度を初期化するようにしたことをも特徴とする。
【００２０】
このように、署名の経時変化に対応していない基準署名を最新の入力署名に置き換えることにより、署名の経時変化に強い照合が可能となる。
また本発明は、署名データが入力された場合に、その入力署名データと、その時点において登録されているＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データとを比較して、入力署名データとＮ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出し、この算出したＮ個の相違度に基づいて、入力署名が真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定し、入力署名が真署名であると判定した場合には、対応する入力署名データを記憶し、入力署名が真署名と判定された回数がＭ回（Ｍは１以上の整数）となる毎に、つまりＭ回の真署名毎に、上記Ｎ個の基準署名データ、及びその時点において記憶されているＭ個の入力署名データに基づいて新たなＮ個の基準署名データを作成し、現在のＮ個の基準署名データを当該新たなＮ個の基準署名データに置き換えるようにしたことをも特徴とする。ここで、Ｎ個の基準署名データとＭ個の入力署名データから新たなＮ個の基準署名データを作成するには、クラスタリングの手法を用いればよい。
【００２１】
このように、Ｍ回の真署名毎に、その真署名と判定されたＭ個の入力署名とＮ個の基準署名とから新たなＮ個の基準署名を作成して、それを新規署名とし、署名の経時変化に対応しなくなったそれまでのＮ個の基準署名を捨てることにより、署名の経時変化に強い照合が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
同図において、ステップＡ１は、基準署名ファイル（基準署名記憶部）１０からメモリ上の作業領域（図示せず）への基準署名データの読み込みである。基準署名データは、予め本人がＮ回署名を行い基準署名ファイル１０に登録されたＮ個の署名のデータである（但しＮはＮ≧２を満足する整数）。本実施形態における署名データとは、タブレット等の座標入力装置を用いて筆記入力された筆跡情報であり、ペンがタブレットに触れている間に一定時間間隔でサンプリングされた２次元座標情報と筆圧の時系列データを指す。なお、以下の説明では、署名データを単に署名と称することもある。
【００２４】
ステップＡ２は、真偽を判定したい署名を入力する署名入力ステップである。このステップＡ２で入力される署名は、基準署名の登録と同形式である。
ステップＡ３は、入力署名の正規化である。ここでは、入力署名のサンプリング点数を基準署名データのそれに合わせ、大きさ、位置の正規化を行う。
【００２５】
ステップＡ４は、相違度計算ステップである。ここでは、入力署名とＮ個の基準署名のそれぞれの間の相違度（照合評価値、照合値）を個々に計算する。
ステップＡ５は、真偽判定ステップである。ここでは、ステップＡ４で求められたＮ個の相違度を基に、入力署名が本人の署名である（真）か、そうではない（偽）かを判定する。
【００２６】
以下、各ステップを詳細に説明する。
ステップＡ１で基準署名ファイル１０から作業領域に読み出される基準署名データは、予め本人がＮ回署名を行い登録されたＮ個の署名（サンプル署名）であり、ペンがタブレットに触れている間に一定時間間隔でサンプリングされた２次元座標情報と筆圧の時系列データを指す。
【００２７】
各基準署名データのサンプリング点数をＳ個、ｉ番目の基準署名データのｊ番目のサンプリング点の２次元座標情報をｘ_ij，ｙ_ij、ｉ番目の基準署名データのｊ番目のサンプリング点の筆圧情報をｐijとすると、ｉ番目の基準署名データ（基準署名）Ｒ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）は次式
Ｒ_i ＝｛ｘ_ij，ｙ_ij，ｐ_ij｜ｊ＝１，…，Ｓ｝
で表現される。
【００２８】
同様に、ステップＡ２で入力される署名データＨについても、サンプリング点数をＴ個、ｊ番目のサンプリング点の２次元座標情報をｘ_j ，ｙ_j 、ｊ番目のサンプリング点の筆圧情報をｐ_j とすると、次式。
【００２９】
Ｈ＝｛ｘ_j ，ｙ_j ，ｐ_j ｜ｊ＝１，…，Ｔ｝
で表現される。
ステップＡ３における正規化処理においては、入力署名のサンプリング点数の正規化、及び位置と大きさの正規化を行う。
【００３０】
ここでは、入力署名のＴ個の点（サンプリング点）を時系列順に線分で結び、各点間の線分上での座標並びに筆圧の３次元情報を、両端点の３次元情報を線形補間したものと考えて、入力署名を３次元時間連続関数として捉える。そこで、３次元時間連続関数として捉えた入力署名（入力署名データ）を、基準署名のサンプリング点数と同じＳ個に等間隔にサンプリングすることで、サンプリング点数の正規化を行う。
【００３１】
次にサンプリング点数の正規化された入力署名について、その外接長方形を求め、外接長方形の所定の角の点、例えば左上角（左上端）の点の座標を原点（０，０）、対角の点の座標、即ち右下角（右下端）の点の座標を（ｘ，ｙ）となるように位置、大きさの正規化を行う。
【００３２】
こうして得られた正規化された入力署名を次式
Ｈ＾＝｛ｘ＾_j ，ｙ＾_j ，ｐ＾_j ｜ｊ＝１，…，Ｓ｝
で表現される。
【００３３】
ステップＡ４では、入力署名と各基準署名の間の相違度を求める。ここでは、正規化された入力署名Ｈ＾とｉ番目の基準署名（第ｉ基準署名）Ｒ_i との相違度Ｄ_i を、次式により計算する。なお、式中のａは、座標系列相違度と筆圧系列の相違度の割り合いを調整するためのパラメータである（但し、０≦ａ≦１）。
【００３４】
【数１】

【００３５】
ステップＡ５では、ステップＡ４で計算したＮ個の相違度Ｄ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）が、その相違度の張るＮ次元空間内で予め定められた真偽判定領域のどちらに属するかにより、入力署名の真偽を判定し、処理を終了する。
【００３６】
本実施形態では、Ｎ個の相違度Ｄ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）の少なくとも１つについて、Ｄ_i ＜ｂの領域、またはΣＤ_i ² ＞ｃ（但し、ΣＤ_i ² はＤ_i ² のｉ＝１からｉ＝Ｎまでの総和）である領域に属する場合に偽署名であると判定し、Ｎ個の相違度Ｄ_i が全てＤi ≧ｂで且つΣＤ_i ² ≦ｃである領域に属する場合に真署名であると判定する。つまり本実施形態では、Ｄ_i ＜ｂの領域、即ちＮ個の相違度Ｄ_i をそれぞれ座標軸とするＮ次元空間において、各軸からある所定の距離ｂ内の領域と、ΣＤ_i ² ＞ｃの領域、即ち当該Ｎ次元空間の原点からある所定の距離ｃ以上離れた領域とを偽署名領域とし、それ以外の領域、即ちＤ_i ≧ｂで且つΣＤ_i ² ≦ｃの領域を真署名領域としている。なお、ｂ，ｃは真偽判定の度合いを調整するパラメータである。
【００３７】
図２はＮ＝２の場合について、この真偽判定領域を図示したものである。図２には、記号×がプロットされた偽書名領域（Ａ），（Ｂ）と、記号○がプロットされた真署名領域（Ｃ）とが示されている。
【００３８】
本実施形態によれば、Ｎ（Ｎ≧２）個の基準署名との相違度の張るＮ次元空間における入力署名の座標位置を基に、入力署名の真偽を判定するので、基準署名（基準パターン）が１つしか無い場合や、基準署名が複数存在してもその最小相違度だけで判定する従来の方法に比べて、真偽判定性能を向上させることが可能になる。
【００３９】
また、上記Ｎ次元空間の各軸から微小な一定距離ｂ内の領域を偽署名領域と定義し、基準署名に極めて近い入力署名、即ち基準署名を故意に模倣したと思われる不自然な署名を、偽署名として判定することにより、本実施形態に係る署名照合方法を適用するシステムをより安全なものとしている。
【００４０】
なお、ステップＡ４における相違度の計算に適用される手法は本実施形態に限るものではなく、例えばＤＰマッチングの手法による相違度計算等、本実施形態で適用した以外の相違度計算手法を用いることも可能である。
【００４１】
また、ステップＡ５における真偽判定に用いられる真偽判定領域の定義についても本実施形態に限るものではなく、その他の定義を用いることも可能である。
［第２の実施形態］
図３は本発明の第２の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
同図において、ステップＢ１は基準署名ファイル１０から作業領域へのＮ個（但しＮはＮ≧２を満足する整数）の基準署名の読み込み、ステップＢ２は署名入力、ステップＢ３は入力署名の正規化である。ステップＢ４は相違度計算、ステップＢ５は真偽判定である。これらステップＢ１〜Ｂ５は、前記第１の実施形態で適用した署名照合方法のステップＡ１〜Ａ５（図１参照）と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００４３】
さて本実施形態では、ステップＢ５において入力署名が偽署名であると判定された場合には処理を終了する。これに対し、真署名であると判定された場合には、以下に述べる基準署名更新のための処理（ステップＢ６〜Ｂ８）を行う。
【００４４】
ステップＢ６は最古基準署名を削除するステップである。本実施形態では、Ｎ個の基準署名Ｒ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）はその登録時刻ｔ_i との組で基準署名ファイル１０内に記憶されている。このＮ個の基準署名Ｒ_i が基準署名ファイル１０から作業領域に読み込まれている状態では、Ｎ個の基準署名Ｒ_i は当該作業領域上でも登録時刻ｔ_i との組で記憶されている。したがってステップＢ６では、この登録時刻ｔ_i に従って、最も古い登録時刻の署名の組を作業領域上で削除する。
【００４５】
ステップＢ７では、上記ステップＢ３で正規化された入力署名を新しい基準署名として、その際の時刻（である登録時刻）と組にして作業領域上で追加する。この時刻は、登録時刻を表すことになる。
【００４６】
以上のステップＢ６，Ｂ７により、作業領域上のＮ個の基準署名Ｒ_i と登録時刻との組のうち、最も古い登録時刻の組が、新たな基準署名（入力署名）と現在時刻を示す登録時刻の組に置き換えられる（更新される）。
【００４７】
ステップＢ８では、作業領域上の更新された基準署名を含むＮ個の基準署名と登録時刻の組を、基準署名ファイル１０（内の元の登録情報に代えて当該基準署名ファイル１０）に登録し、処理を終了する。このようにして、基準署名ファイル１０において基準署名と登録時刻との組の更新が行われ、最も古い登録時刻の組が、新たな基準署名（入力署名）と現在時刻の組に置き換えられる。
【００４８】
一般に、署名は時間経過と共に徐々に変化していくため、基準署名の更新をしないと、照合を繰り返すうちに、本人署名であっても真署名と判定されなくなる虞がある。
【００４９】
しかし本実施形態においては、真署名と判定された入力署名をその都度、一番古い基準署名と置き換えていくことにより、明に基準署名の更新を指示する手間なしに、署名の経時変化に対応することができる。
【００５０】
以上の説明では、置き換えの対象となる最も古い基準署名（基準署名データ）が選択（判別）可能なように、各基準署名を当該署名の登録時刻（の情報）と組にして基準署名ファイル１０に登録するものとしたが、これに限るものではない。例えばＮ個の基準署名を先入れ先出し方式で基準署名ファイル１０に登録するならば、登録時刻（の情報）を持つことなく、最も古い基準署名を選択することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、Ｎが２以上の整数である場合について説明したが、Ｎ＝１の場合にも同様に適用可能である。この場合、入力署名が真署名であると判定される毎に、その時点において基準署名ファイル１０に登録されている唯一の基準署名を、そのまま入力署名に置き換えればよい。ここでは、基準署名の登録時刻は必要ない。
【００５２】
［第３の実施形態］
図４は本発明の第３の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００５３】
同図において、ステップＣ１は基準署名ファイル１０から作業領域へのＮ個の基準署名の読み込み、ステップＣ２は署名入力、ステップＣ３は入力署名の正規化である。ステップＣ４は相違度計算、ステップＣ５は真偽判定である。これらステップＣ１〜Ｃ５は、前記第１の実施形態で適用した署名照合方法のステップＡ１〜Ａ５（図１参照）と同様であり、詳細な説明は省略する。但し、基準署名ファイル１０に登録されている基準署名の数Ｎは、Ｎ≧１を満足する整数である。
【００５４】
さて本実施形態では、ステップＣ５において入力署名が偽署名であると判定された場合には処理を終了する。これに対し、真署名であると判定された場合には、以下に述べる基準署名更新のための処理（ステップＣ６〜Ｃ８）を行う。
【００５５】
ステップＣ６では、正規化された入力署名Ｈ＾と最近基準署名Ｒ_i を基に新しい署名を作成し、基準署名として作業領域上で追加する。最近基準署名とは、ステップＣ４において計算されたＮ個の基準署名との相違度Ｄ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）の中で最も小さい相違度となる基準署名（つまり入力署名に最も近い基準署名）のことである。
【００５６】
ここで、新基準署名を
Ｒ^* ＝｛ｘ^* _j ，ｙ^* _j ，ｐ^* _j ｜ｊ＝１，…，Ｓ｝
で表すと、ｘ^* _j ，ｙ^* _j ，ｐ^* _j は、正規化された入力署名Ｈ＾と、最近基準署名Ｒ_i により、
ｘ^* _j ＝ｗｘ_ij＋（１−ｗ）ｘ＾_j
ｙ^* _j ＝ｗｙ_ij＋（１−ｗ）ｙ＾_j
ｐ^* _j ＝ｗｐ_ij＋（１−ｗ）ｐ＾_j
という荷重平均により作成される。ここで、重み係数ｗは０≦ｗ≦１である。
【００５７】
ステップＣ７では、作業領域上で最近基準署名を削除する。
以上のステップＣ６，Ｃ７により、作業領域上のＮ個の基準署名のうち、最近基準署名が、入力署名と当該最近基準署名を基に新たに作成された基準署名に置き換えられる（更新される）。
【００５８】
ステップＣ８では、作業領域上の更新された基準署名を含むＮ個の基準署名を、基準署名ファイル１０（内の元の登録情報に代えて当該基準署名ファイル１０）に登録し、処理を終了する。このようにして、基準署名ファイル１０において基準署名の更新が行われ、最近基準署名が、入力署名と当該最近基準署名を基に新たに作成された基準署名に置き換えられる。
【００５９】
図５に本実施形態における基準署名更新の概念図を示す。
署名はＳ個の３次元データ系列、即ち３Ｓ次元のベクトルで表現されるが、簡単のため図５に示すような２次元平面上で考える。本実施形態において適用する基準署名更新手法によれば、入力署名５１と最近基準署名５２とを結ぶ線分のｗと（１−ｗ）での内分点が更新後の基準署名（つまり新規署名）５３となる。
【００６０】
明らかなように、重み係数ｗは現基準署名の影響度を表すパラメータであり、ｗの値が大きいほど「保守的」な更新、ｗの値が小さいほど「革新的」な更新となる。ｗ＝１( 最大値）の場合は、基準署名は全く更新されない。ｗ＝０（最小値）の場合は、基準署名は入力署名に置き換えられる。即ち署名の経時変化に敏感な更新方法となる。
【００６１】
本実施形態によれば、真署名と判定された入力署名をその都度、それに一番近い基準署名との荷重平均署名に置き換えていくことにより、照合回数が増すにつれ、多くの署名データの統計を反映した基準署名となり、照合精度が向上する
ここで、重み係数ｗの値は固定である必要はなく、例えば真署名と判定された照合回数（以下、真署名回数と称する）に応じて０≦ｗ≦１の範囲内で可変（決定）するようにしても構わない。このように、重み係数ｗの値を真署名回数に応じて可変するようにした署名照合方法の手順を図１２のフローチャートに示す。
【００６２】
ここでは、基準署名の読み込みステップＧ１、署名入力ステップＧ３、入力署名の正規化ステップＧ４、相違度計算ステップＧ５、真偽判定ステップＧ６、真署名と判定された入力署名と、それに一番近い基準署名（最近基準署名）との荷重平均を新規署名として追加するステップＧ９、最近基準署名の削除ステップＧ１０、及び基準署名ファイル１０への基準署名登録ステップＧ１１は、図４中のそれぞれステップＣ１、ステップＣ２、ステップＣ３、ステップＣ４、ステップＣ５、ステップＣ６、ステップＣ７、及びステップＣ８と同様である。
【００６３】
図１２のフローチャートが図４のフローチャートと異なる点は、真署名回数（真署名の照合回数）Ｔを保持する真署名回数ファイル（真署名回数記憶部）１００から当該真署名回数Ｔを読み込むステップＧ２と、（ステップＧ６で）真署名と判定された場合に、真署名回数Ｔを１インクリメントするステップＧ７と、この１インクリメント後の真署名回数Ｔの値に基づいて重み係数ｗを決定するステップＧ８と、真署名回数ファイル１００の内容を上記１インクリメント後の真署名回数Ｔの値に更新するステップＧ１２が追加されていることにある。
【００６４】
このような、処理ステップを図４のフローチャートに追加することで、更に詳細に基準署名更新の制御を行うことができる。
例えばｗを真署名回数と共に漸増していけば、基準署名は収束していき、その更新期間内での平均的な署名となっていく性質がある。したがって、署名照合に慣れておらず、まだ署名が安定していない期間は、ｗを真署名回数と共に漸増していく運用をすれば、徐々に安定した基準署名が得られることになる。
【００６５】
また、署名が安定していても、経時変化が生ずる場合には、あるタイミングでｗの値を小さな値に戻せば、再びその時点での署名に適応した基準署名を得ることができる。
【００６６】
このように、ｗの値を真署名回数と共に変化させるステップを設けることにより、基準署名を更にきめ細かく制御することができる。
［第４の実施形態］
図６は本発明の第４の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００６７】
同図において、ステップＤ１は基準署名ファイル１０から作業領域へのＮ個（Ｎ≧２）の基準署名の読み込み、ステップＤ２は署名入力、ステップＤ３は入力署名の正規化である。ステップＤ４は相違度計算、ステップＤ５は真偽判定である。これらステップＤ１〜Ｄ５は、前記第１の実施形態で適用した署名照合方法のステップＡ１〜Ａ５（図１参照）と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００６８】
さて本実施形態では、ステップＤ５において入力署名が偽署名であると判定された場合には処理を終了する。これに対し、真署名であると判定された場合には、以下に述べる基準署名更新のための処理（ステップＤ６〜Ｄ８）を行う。
【００６９】
ステップＤ６では、作業領域上で最遠基準署名を削除する。最遠基準署名とは、ステップＤ４において計算されたＮ個の基準署名との相違度Ｄ_i （ｉ＝１，…，Ｎ）の中で最も大きい相違度となる基準署名（つまり入力署名に最も遠い基準署名）のことである。
【００７０】
ステップＤ７では、正規化された入力署名を新しい基準署名として作業領域上で追加する。
以上のステップＤ６，Ｄ７により、作業領域上のＮ個の基準署名のうち、最遠基準署名が、入力署名に置き換えられる（更新される）。
【００７１】
ステップＤ８では、作業領域上の更新された基準署名を含むＮ個の基準署名を、基準署名ファイル１０（内の元の登録情報に代えて当該基準署名ファイル１０）に登録し、処理を終了する。このようにして、基準署名ファイル１０において基準署名の更新が行われ、最遠基準署名が、新規基準署名としての入力署名に置き換えられる。
【００７２】
以上に述べた本実施形態の効果を、簡単のため２次元空間内での基準署名と入力署名の位置関係を示した図７を参照して説明する。
図７においては、基準署名を符号７１の付された白丸で、入力署名を符号７２の付された黒丸で、そして最遠基準署名を符号７３の付されたハッチングのある丸で、それぞれ示してある。この図７では、署名入力が行われる毎に、その際の入力署名７２が、複数の基準署名７１のうち当該入力署名７２から最も離れた基準署名、即ち最遠基準署名７３に代えて新たな基準署名７１として登録される動作が繰り返される様子が示されている。ここでは、時間経過と共に入力署名７２が左方向に変化していく傾向が見られる例を示している。この図７の例によれば、入力署名７２から一番離れた基準署名７１である最遠基準署名７３に代えて、当該入力署名７２を基準署名７１とすることにより、基準署名を入力署名の変化に追従させることができることが容易に理解できる。
【００７３】
以上に述べたように本実施形態によれば、真署名と判定された入力署名をその都度、それから一番遠い基準署名と置き換えていくことにより、明に基準署名の更新を指示する手間なしに、署名の経時変化に対応することができる。
【００７４】
［第５の実施形態］
図８は本発明の第５の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００７５】
同図において、ステップＥ１では、基準署名ファイル１０から作業領域にＮ個（ＮはＮ≧２を満足する整数）の基準署名を読み込み、ステップＥ２では、照合貢献度ファイル（照合貢献度記憶部）１１０から作業領域に照合貢献度Ｃ［ｉ］を読み込む。照合貢献度Ｃ［ｉ］とは、各基準署名Ｒ_i のそれぞれについて定まる値であり、今まで行われた照合試行の中で真照合と判定された場合において、更に具体的に述べるならば、真署名と判定された最近のＭ回（但しＭはＭ≧１を満足する整数）の照合において、全基準署名の中で、入力署名との相違度が最も小さかった回数が何回あったか、を示す値である。この基準署名Ｒ_i 毎の照合貢献度は照合貢献度ファイル１１０に保存される。
【００７６】
ステップＥ３では、真署名回数ファイル１００から作業領域に真署名回数Ｔを読み込む。この真署名回数Ｔは、前記第３の実施形態で図１２を参照して述べたように、今までに行われた照合試行の中で、入力署名が真署名であると判定された回数を示す値である。
【００７７】
ステップＥ４は署名入力、ステップＥ５は入力署名の正規化、ステップＥ６は相違度計算、ステップＥ７は真偽判定である。これらステップＥ４〜Ｅ７は、前記第１の実施形態で適用した署名照合方法のステップＡ２〜Ａ５（図１参照）と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００７８】
さて本実施形態では、ステップＥ７において入力署名が偽署名であると判定された場合には処理を終了する。これに対し、真署名であると判定された場合には、以下に述べる基準署名更新のための処理（ステップＥ８〜Ｅ１６）を行う。
【００７９】
まずステップＥ８では、作業領域上で真署名回数Ｔを１インクリメントする。ステップＥ９では、ステップＥ６において計算された入力署名とＮ個の基準署名との相違度の中で最も小さい相違度となる基準署名（最小相違度の基準署名）Ｒ_i について、対応する照合貢献度Ｃ［ｉ］を作業領域上で１インクリメントする。
【００８０】
ステップＥ９の後、ステップＥ８でインクリメントされた真署名回数Ｔがチェックされる。もし真署名回数Ｔが、予め定められた基準回数Ｍ（Ｍ≧１）に達しない場合には、ステップＥ１５で、真署名ファイル１００の保持内容を作業領域上の現在の真署名回数Ｔに更新し、ステップＥ１６で、照合貢献度ファイル１１０の保持内容を作業領域上のＮ個の基準署名Ｒ_i の照合貢献度Ｃ［ｉ］に更新して、処理を終了する。
【００８１】
一方、真署名回数Ｔが、上記基準回数Ｍに達した場合には、ステップＥ１０に進む。
このステップＥ１０では、その時点で照合貢献度Ｃ［ｉ］が一番小さい基準署名Ｒ_i を作業領域上で削除する。
【００８２】
ステップＥ１１では、ステップＥ５で正規化された入力署名を、ステップＥ１０で削除された基準署名に代わる新しい基準署名として作業領域上で追加する。つまり、ステップＥ１０，Ｅ１１により、Ｎ個の基準署名のうち、照合貢献度が最小の基準署名が、作業領域上で入力署名に置き換えられる（更新される）。
【００８３】
ステップＥ１２では、作業領域上の真署名回数Ｔを０にクリアし、ステップＥ１３では、作業領域上のＮ個の基準署名Ｒ_i の各照合貢献度Ｃ［ｉ］を全て０にクリアする。
【００８４】
ステップＥ１４では、作業領域上の更新された基準署名を含むＮ個の基準署名を、基準署名ファイル１０（内の元の登録情報に代えて当該基準署名ファイル１０）に登録し、ステップＥ１５に進む。
【００８５】
ステップＥ１５では、前記したように真署名回数ファイル１００の保持内容を作業領域上の現在の真署名回数Ｔに更新する。そしてステップＥ１６で、照合貢献度ファイル１１０の保持内容を作業領域上のＮ個の基準署名Ｒ_i の照合貢献度Ｃ［ｉ］に更新する。
【００８６】
このように本実施形態によれば、Ｍ回の真署名照合毎に（即ち真署名と判定される回数がＭ回となる毎に）、そのＭ回の照合試行の中で照合貢献度の最も小さかった基準署名を、その際の入力署名に置き換える（更新する）ことにより、明に基準署名の更新を指示する手間なしに、署名の経時変化に対応することができる。
【００８７】
［第６の実施形態］
図１０及び図１１は本発明の第６の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００８８】
同図において、ステップＦ１では、基準署名ファイル１０から作業領域にＮ個（但しＮはＮ≧１を満足する整数）の基準署名を読み込み、ステップＦ２では、真署名回数ファイル１００から作業領域に真署名回数Ｔを読み込む。
【００８９】
ステップＦ３は署名入力、ステップＦ４は入力署名の正規化、ステップＦ５は相違度計算、ステップＦ６は真偽判定である。これらステップＦ３〜Ｆ６は、前記第１の実施形態で適用した署名照合方法のステップＡ２〜Ａ５（図１参照）と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００９０】
さて本実施形態では、ステップＦ６において入力署名が偽署名であると判定された場合には処理を終了する。これに対し、真署名であると判定された場合には、以下に述べる基準署名更新のための処理（ステップＦ７〜Ｆ１４）を行う。
【００９１】
まずステップＦ７では、作業領域上で真署名回数Ｔを１インクリメントする。ステップＦ８では、正規化された入力署名を入力署名履歴ファイル（入力署名履歴記憶部）１２０に追加登録する。この入力署名履歴ファイル１２０は、入力署名の履歴を保持しておくのに用いられる。
【００９２】
ステップＦ８の後、ステップＦ７でインクリメントされた真署名回数Ｔがチェックされる。もし真署名回数Ｔが、予め定められた基準回数Ｍ（但しＭはＭ≧１を満足する整数）に達しない場合には、ステップＦ１４で、真署名ファイル１００の保持内容を作業領域上の現在の真署名回数Ｔに更新して処理を終了する。
【００９３】
一方、真署名回数Ｔが、上記基準回数Ｍに達した場合には、ステップＦ９に進む。
このステップＦ９では、入力署名履歴ファイル１２０から作業領域に過去Ｍ回の入力署名の履歴を読み込む。
【００９４】
ステップＦ１０では読み込んだＭ個の入力署名と、作業領域上の現在のＮ個の基準署名の合わせてＭ＋Ｎ個の署名について、各署名をＳ個の３次元系列データ、即ち３Ｓ次元ベクトルデータとして、Ｎ個のクラスタに分割するクラスタリング処理を行い、そのＮ個のクラスタセンターを新しい基準署名とする。クラスタリングの手法としては例えばｋ−ｍｅａｎｓクラスタリングを用いる。このステップＦ１０での処理により生成される新しいＮ個の基準署名は、Ｍ＋Ｎ個の署名の特徴を上手く表現したものとなる。
【００９５】
ステップＦ１１では、Ｍ＋Ｎ個の署名に基づいて新たに生成したＮ個の基準署名を、基準署名ファイル１０（内の元の登録情報に代えて当該基準署名ファイル１０）に登録し、ステップＦ１２に進む。
【００９６】
ステップＦ１２では、入力署名履歴ファイル１２０を空にする、即ち入力署名の履歴を全てクリアする。
ステップＦ１３では、作業領域上の真署名回数Ｔを０にクリアし、ステップＦ１４では、真署名回数ファイル１００の保持内容を作業領域上の現在の真署名回数Ｔに更新し、処理を終了する。
【００９７】
このように本実施形態によれば、Ｍ回の真署名照合毎に（即ち真署名と判定される回数がＭ回となる毎に）、その真署名と判定されたＭ個の入力署名とＮ個の基準署名をＮ個にクラスタリングして、そのクラスタセンターを新規基準署名として更新することにより、明に基準署名の更新を指示する手間なしに、署名の経時変化に対応することができる。
【００９８】
以上に述べた第１乃至第６の実施形態で適用される署名照合方法は、例えば図１３に示すような携帯情報端末２０、即ちペンＰによる手書き入力が可能なタブレット（座標入力部）と表示部とが一体となった表示一体型タブレット２１を備えた携帯情報端末２０に内蔵のＲＯＭ２２に、当該署名照合方法の手順を表す署名照合用プログラムを記録し、当該プログラムを携帯情報端末２０内のＣＰＵにより読み取り実行することにより実現される。なお、このプログラムを実行する機器は、携帯情報端末２０に限るものではなく、手書き入力が可能な入力部を有する、或い接続可能なコンピュータであればよく、汎用のパーソナルコンピュータ、更には署名による本人確認を行うカード読み取り器などでも構わない。また、プログラムを記録する記録媒体もＲＯＭに限るものではなく、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク等の記録媒体であっても構わない。また、このプログラムが、ネットワーク等の通信回線を介してダウンロードされるものであっても構わない。更に、携帯情報端末２０を用いた場合には、上記基準署名ファイル（基準署名記憶部）１０、真署名回数ファイル（真署名回数記憶部）１００、照合貢献度ファイル（照合貢献度記憶部）１１０、入力署名履歴ファイル（入力署名履歴）１２０を、書き換え可能な不揮発性メモリ、例えばフラッシュメモリ上に置くとよい。この他、電池によりバックアップされた書き換え可能メモリに置くことも可能である。また、パーソナルコンピュータ等を用いた場合には、ハードディスク等の不揮発性記憶装置に置くことも可能である。
【００９９】
なお、以上に述べた第１乃至第６の実施形態では署名照合方法について説明したが、当該照合方法は署名照合に限らず、例えば文字認識処理における手書き文字パターンと標準パターンとの照合など、広く照合一般に適用可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、複数の基準署名を持ち、入力署名とそれぞれの基準署名の間の照合値を計算し、各照合値の張る空間上における入力署名の位置を基に真偽を判定するようにしたので、高精度な署名照合が実現できる。
【０１０１】
また本発明によれば、日々の運用の中で何度も照合を行っていくうちに、署名の経時変化に対応したよりよい基準署名に自動的に更新することができるため、照合精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャート。
【図２】同実施形態で適用される真偽判定領域をＮ＝２（基準署名の数が２）の場合について示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャート。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャート。
【図５】同実施形態における基準署名更新の概念図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャート。
【図７】２次元空間内での基準署名と入力署名の位置関係を例に、同実施形態における基準署名の更新を説明するための図。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートの一部を示す図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートの残りを示す図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートの一部を示す図。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る署名照合方法の手順を説明するためのフローチャートの残りを示す図。
【図１２】上記第３の実施形態で適用した署名照合方法の変形例を示すフローチャート。
【図１３】上記各実施形態で適用される署名照合方法の手順を記録したプログラムを読み取り実行するコンピュータとしての携帯情報端末の外観を示す概略図。
【符号の説明】
１０…基準署名ファイル
２０…携帯情報端末
２１…表示一体型タブレット
２２…ＲＯＭ（記録媒体）
１００…真署名回数ファイル
１１０…照合貢献度ファイル
１２０…入力署名履歴ファイル

Claims

個人認証を行う本人のＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データを予め登録する第１のステップと、
手書き署名の筆跡情報である署名データが入力された場合に、その入力署名データと前記Ｎ個の基準署名データの各々とを比較して、前記入力署名データと前記Ｎ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出する第２のステップと、
前記Ｎ個の基準署名データに対応する各相違度をそれぞれ座標軸とするＮ次元空間における前記入力署名データの座標位置を、前記第２のステップで算出された前記入力署名データと前記Ｎ個の基準署名データとの間の各相違度に基づいて求め、前記Ｎ次元空間の各軸から第１の距離内の領域と原点から第２の距離以上離れた領域を偽署名領域とすると共に、それ以外の領域を真署名領域とした場合に、前記求めた座標位置が前記真署名領域、或いは前記偽署名領域のいずれに属するかにより、前記入力署名データの示す入力署名が、真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定する第３のステップとを具備することを特徴とする署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、その時点において登録されている前記Ｎ個の基準署名データのうち、最も古い時刻に登録された基準署名データを前記入力署名データに置き換える第４のステップを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、その時点において登録されている前記Ｎ個の基準署名データのうち、前記入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データである最近基準署名データを、前記入力署名データと当該最近基準署名データとの荷重平均をとることにより作成される新たな基準署名データに置き換える第４のステップを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、その時点において登録されている前記Ｎ個の基準署名データのうち、前記入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データである最近基準署名データを、前記入力署名データと当該最近基準署名データとの荷重平均をとることにより作成される新たな基準署名データに置き換える第４のステップと、
前記第４のステップで使用する前記荷重平均の重みパラメータを、前記入力署名が真署名であると判定された回数を基に制御する第５のステップとを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、その時点において登録されている前記Ｎ個の基準署名データのうち、前記入力署名データとの相違度が最も大きい基準署名データを、当該入力署名データに置き換える第４のステップを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、前記各基準署名データにそれぞれ対応して記憶される照合貢献度であって、前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された最近Ｍ回（Ｍは１以上の整数）の照合のうち、前記入力署名データと当該基準署名データとの相違度が、前記入力署名データと他の基準署名データとの相違度より小さかった回数を示すための照合貢献度のうち、前記第１のステップで算出された前記入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データに対応する照合貢献度を更新する第４のステップと、
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された回数がＭ回となる毎に、前記Ｎ個の基準署名データのうち、対応する前記照合貢献度が最も小さい基準署名データを、前記入力署名データに置き換えると共に、前記各照合貢献度を初期化する第５のステップとを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された場合に、対応する前記入力署名データを記憶する第４のステップと、
前記第３のステップで前記入力署名が真署名と判定された回数がＭ回（Ｍは１以上の整数）となる毎に、前記Ｎ個の基準署名データ、及びその時点において記憶されているＭ個の前記入力署名データに基づいて新たなＮ個の基準署名データを作成し、現在の前記Ｎ個の基準署名データを当該新たなＮ個の基準署名データに置き換える第５のステップとを更に具備することを特徴とする請求項１記載の署名照合方法。
個人認証を行う本人のＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準署名データが予め登録されている基準署名記憶手段と、
手書き署名の筆跡情報である署名データを入力する署名入力手段と、
前記署名入力手段により入力された署名データと前記Ｎ個の基準署名データの各々とを比較して、前記入力署名データと前記Ｎ個の基準署名データとの間のＮ個の相違度を算出する相違度計算手段と、
前記Ｎ個の基準署名データに対応する各相違度をそれぞれ座標軸とするＮ次元空間における前記入力署名データの座標位置を、前記相違度計算手段により算出された前記入力署名データと前記Ｎ個の基準署名データとの間の各相違度に基づいて求め、前記Ｎ次元空間の各軸から第１の距離内の領域と原点から第２の距離以上離れた領域を偽署名領域とすると共に、それ以外の領域を真署名領域とした場合に、前記求めた座標位置が前記真署名領域、或いは前記偽署名領域のいずれに属するかにより、前記入力署名データの示す入力署名が、真署名であるか或いは偽署名であるかの真偽を判定する真偽判定手段とを具備することを特徴とする署名照合装置。
前記真偽判定手段により前記入力署名が真署名と判定された場合に、その時点において前記基準署名記憶手段に登録されている前記Ｎ個の基準署名データのうち、前記入力署名データとの相違度が最も小さい基準署名データである最近基準署名データを、前記入力署名データと当該最近基準署名データとの荷重平均をとることにより作成される新たな基準署名データに置き換える基準署名更新手段を更に具備することを特徴とする請求項８記載の署名照合装置。