專利名稱：一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)的分析和可視化技術(shù)，尤其涉及一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān) 的漢字筆跡可視化鑒定方法。
背景技術(shù)：
可視化是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖形或圖像在 屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)圖形 學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，成為研究數(shù)據(jù)表示、 數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)?？茖W(xué)計(jì)算可視化能夠把科學(xué)數(shù) 據(jù)，包括測量獲得的數(shù)值、圖像或是計(jì)算中涉及、產(chǎn)生的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、 以圖形圖像信息表示的、隨時(shí)間或空間變化的物理現(xiàn)象或物理量呈現(xiàn)在研究者 面前，是他們能夠觀察、模擬和計(jì)算。在可視化方法方面，與本發(fā)明最相關(guān)的
是Petra Neumann在《可視化個(gè)性化的打字過程》(Keystrokes: Personalizing Typed Text with Visualization) —文中提出了將用戶打字的個(gè)性化特征可視化出來的方 法在用戶每次擊打鍵盤按鍵的過程中，跟蹤記錄按下兩個(gè)按鍵之間的時(shí)間間 隔和按鍵位置，以及某一按鍵被刪除、重新?lián)舸蚧蛘叽娴拇螖?shù)。并行坐標(biāo)系 是一種可視化過程中最常用到的方法，Huamin Qu在《香港空氣污染的可視化 分析》 一文中使用并行坐標(biāo)系來分析空氣中的污染元素，以及污染元素之間的 線性關(guān)系。
到目前為止，筆跡鑒定都是通過比較筆跡的形狀實(shí)現(xiàn)的，但是這種方法的 缺陷是形狀或者手寫風(fēng)格都是易于模仿的，甚至可以通過算法模仿，在鑒定不 同用戶的書法作品時(shí)還存在書寫內(nèi)容會變化的可能，這樣就會大大降低筆跡鑒 定的準(zhǔn)確性，另一方面，用戶的書寫習(xí)慣幾乎不可能模仿，因此可以輔助形狀 比較來實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的筆跡鑒定。這也是發(fā)明本方法的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢 字筆跡可視化鑒定方法。
一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法，其特征在于包括如
下步驟
1)在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔Tj^秒采集并保存 手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力；2) 用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對手寫 板壓力的分布信息，并將分布信息可視化；
3) 用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將每個(gè)類別的信 息可視化；
4) 通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 所述的在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔Tj^秒采集并保 存手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力的步驟-
(a) 在用戶手寫過程在，每隔Tjtep秒采集一次手寫筆的筆尖移動速度大 小、方向，和筆尖對手寫板壓力；
(b) 將每次采集到的手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫 板壓力數(shù)據(jù)，以分組的方式fKl,^^tow,，;^^^J，順序保存在文件中，其中v,表 示t時(shí)刻的筆尖移動速度矢量，&>^"/0 ,表示t時(shí)刻筆尖移動的方向，； r^wre,表 示t時(shí)刻筆尖對手寫板的壓力。
所述的用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對 手寫板壓力的分布信息，并將分布信息可視化的步驟
(C)將從0到v^的區(qū)間等分成w個(gè)子區(qū)間，v^表示書寫過程中筆尖移動
的最大速度，根據(jù)公式《=^, "(0,"]，計(jì)算用戶書寫速度的大小屬于第i個(gè)
L固
子區(qū)間時(shí)的百分比，C,。,。,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，C;表 示速度大小屬于第i個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；
(d)統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖移動的方向的分布信息，將0到360等分成
m個(gè)子區(qū)間，根據(jù)公式《^'°"=^~， ye(O，附]計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖移動的方向
在第j個(gè)區(qū)間的百分比，C,。,。,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)， 表示筆尖移動的方向?qū)儆诘趈個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目； (e )統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布信息，將0到
等分成/個(gè)子區(qū)間，pre^"^^表示在寫字過程中筆尖對手寫板壓力的最大值，根
據(jù)公式Wf自r、^!!:， &e(0,/]，計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖對手寫板的壓力在第&個(gè)
"她/
區(qū)間的百分比，C,。,。,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，C廣"""表 示筆尖對手寫板的壓力屬于第t個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；
(f)通過花朵圖來可視化用戶手寫時(shí)筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對手寫板的壓力的分布信息，花朵由花瓣、花蕊和花萼三個(gè)部分組成；
(g) 用花瓣來可視化用戶手寫過程中筆尖移動速度大小的分布信息，二維 直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，花瓣的數(shù)目為步驟(c)中描述的《， 從;c +軸開始，過O作射線將二維坐標(biāo)系等分成w個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍 是[(z-l).360/"，/.360/")"'e(0，"]， 每個(gè)子區(qū)間表示的速度區(qū)間是 bW .(卜l)/w)，v^ e (O,n]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)過O作兩條相交的圓弧來表示花瓣 的輪廓，花瓣面積的大小與用戶手寫過程中速度大小在該子區(qū)間的百分比成正 比；
(h) 用花蕊來可視化用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布，花蕊的 數(shù)目為步驟(e)中描述的/，每個(gè)花蕊都是過坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓弧，從x +軸開始， 過0作射線將二維坐標(biāo)系等分成/個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是 [(A:-l).360〃，A:.360〃),A:e(0，/]， 每個(gè)子區(qū)間表示的壓力區(qū)間是 [FeMwe國.(it-l)〃)，/ re^^鵬.A:〃)，t e (0,/]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，過O作一條圓心角 是120度的圓弧，圓弧的長度與用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力在該子區(qū) 間的百分比成正比；
(i) 長度最長的花蕊的末端^是花萼的中心，花萼用來可視化用戶手寫過 程中筆尖移動的方向的分布，以^為原點(diǎn)建立一個(gè)二維直角坐標(biāo)系04,從04的 ;c+軸開始，過^作射線將04等分成w個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是 [(卜1).360/附，,360/附)，/e(0，附]，每個(gè)子區(qū)間表示的用戶在手寫過程中筆尖移動的 方向區(qū)間是[(y'-l).360/附,/.360/w),ye(0,m]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以4為端點(diǎn)作一段
線段^4" ^,.的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比 成正比，再用二次樣條曲線將^js(0，附]連接起來形成花萼的輪廓。
所述的用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將每個(gè)類別 的信息可視化的步驟
(j)根據(jù)在數(shù)據(jù)采集的時(shí)刻對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分類的方法是，所 有的漢字都由橫、豎、撇、捺、點(diǎn)五種筆劃組成，所有寫筆劃"橫"時(shí)采集到 的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"豎"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"撇" 時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"捺"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有 寫筆劃"點(diǎn)"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類；
(k)使用五瓣花的花朵圖形對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，二維坐標(biāo)系 的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，五瓣花由五個(gè)花瓣和連接花瓣中心與坐標(biāo)原點(diǎn)O的 線段組成，每個(gè)花瓣用來描述用戶書寫一類筆劃時(shí)筆尖移動速度的分布信息，每條鏈接花瓣中心和花朵中心的線段用來描述書寫一類筆劃時(shí)筆尖對手寫板壓 力的分布信息；
(1)以0為端點(diǎn)作第《(^[1,5])條線段，每條線段與;c+軸的夾角為(q-l).72
度，線段長度為Z，每條線段的另一個(gè)端點(diǎn)是&，也是每個(gè)花瓣的中心；
(m)按照步驟(C)計(jì)算用戶手寫一種筆劃的過程中筆尖移動速度的分布 信息，以&為中心建立直角坐標(biāo)系0^，從0^的;c +軸開始，過&作射線將(9&等 分成"個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是[(i-l).360/n,360/"),!'e(0,w]，每個(gè)子區(qū)間 表示的用戶在手寫過程中筆尖移動速度大小的子區(qū)間是 [v隨.(卜l)/"),; .〃"),' e (O，"]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以^為端點(diǎn)作一段線段SA,. ， S^,. 的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比成正比，再用 二次樣條曲線將&,《e [1,5],; e (O,n]連接起來形成第^個(gè)花瓣的輪廓；
(n)連接花朵中心0和花瓣中心^的寬度為w的直線用來描述用戶手寫一 類筆劃時(shí)筆尖對手寫板的壓力的分布情況，直線o&上的紋理的顏色恒定不變， 通過紋理的亮度的變化來描述壓力的分布，按照步驟(e)計(jì)算用戶在寫一類筆 劃是筆尖對手寫板的壓力的分布，直線OS。被分成/段，每一段的亮度根據(jù)公式 /妙加^ J》，皿^^ 計(jì)算得到，每 一 段的長度根據(jù)公式
所述的通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)蔚牟襟E (0)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟2)中生成的可視化結(jié)果的形 狀和己知的根據(jù)步驟2)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)危?(p)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟3)中生成的可視化結(jié)果的形狀和 已知的根據(jù)步驟3)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 本發(fā)明的有益效果是，通過采集用戶手寫過程在筆尖移動的速度和筆尖對 手寫板的壓力，分析用戶的手寫習(xí)慣并將手寫習(xí)慣可視化結(jié)果用于筆跡鑒定。 傳統(tǒng)的筆跡鑒定的方法是根據(jù)筆跡的形狀來鑒定筆跡的真?zhèn)?，這種方法的缺點(diǎn) 是，筆跡的形狀和書寫風(fēng)格是可以模仿的，而且用戶手寫的內(nèi)容也可能變化， 但是，由于一個(gè)人的手寫習(xí)慣是相對穩(wěn)定和難于模仿的，通過手寫習(xí)慣來進(jìn)行 筆跡鑒定是一種更加可靠和穩(wěn)定的筆跡鑒定方法。


圖l是花朵圖實(shí)例；
圖2是花朵圖中花瓣的設(shè)計(jì)圖；圖3是花朵圖中花蕊的設(shè)計(jì)圖； 圖4是花朵圖中花萼的設(shè)計(jì)圖； 圖5是花萼實(shí)例； 圖6是五瓣花實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的和書寫內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法，結(jié)合附圖其詳 細(xì)說明如下
本發(fā)明包括以下步驟
1. 在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔T^^秒采集并保存手 寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力的步驟
(a) 在用戶手寫過程在，每隔T jep秒采集一次手寫筆的筆尖移動速度大 小、方向，和筆尖對手寫板壓力；
(b) 將每次采集到的手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫 板壓力數(shù)據(jù)，以分組的方式K^^/tow,，;^m^j，順序保存在文件中，其中v,表 示t時(shí)刻的筆尖移動速度矢量，c^"rt^表示t時(shí)刻筆尖移動的方向，；^^^,表 示t時(shí)刻筆尖對手寫板的壓力，為了便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，文件的格式采用了 arff文件的標(biāo)準(zhǔn)格式；。
2. 用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對手寫板 壓力的分布信息，并將分布信息可視化的步驟
(c) 將從0到i;的區(qū)間等分成w個(gè)子區(qū)間，v^表示書寫過程中筆尖移動
的最大速度，根據(jù)公式及;=^-， /"0，n]，計(jì)算用戶書寫速度的大小屬于第i個(gè)
子區(qū)間時(shí)的百分比，c,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，c;表 示速度大小屬于第i個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；
(d) 統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖移動的方向的分布信息，將0到360等分成 附個(gè)子區(qū)間，根據(jù)公式及，""。"=^~一， j'e(0，附]計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖移動的方向 在第j個(gè)區(qū)間的百分比，Cg是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，
cf"表示筆尖移動的方向?qū)儆诘趈個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；(e) 統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布信息，將0到i^^/re^ 等分成/個(gè)子區(qū)間，；^m^^表示在寫字過程中筆尖對手寫板壓力的最大值，根
據(jù)公式^"胃=^:， *e(0,/]，計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖對手寫板的壓力在第A個(gè)
區(qū)間的百分比，C,。,。,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，表
示筆尖對手寫板的壓力屬于第A個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；
(f) 通過花朵圖來可視化用戶手寫時(shí)筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對 手寫板的壓力的分布信息，花朵由花瓣、花蕊和花萼三個(gè)部分組成，花朵圖的 實(shí)例如圖l所示；
(g) 用花瓣來可視化用戶手寫過程中筆尖移動速度大小的分布信息，二維 直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，花瓣的數(shù)目為步驟(C)中描述的"， 從;c+軸開始，過0作射線將二維坐標(biāo)系等分成/7個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍 是[(i-1).360/ v'.360/"),/e(0，"]，每個(gè)子區(qū)間表示的速度區(qū)間是
.(/-1)/w),v^ .,7"),/ e (0, ]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)過O作兩條相交的圓弧來表示花瓣
的輪廓，如圖2所示，圓弧a4、一和圓弧a4氣^相交的區(qū)域代表一個(gè)花瓣，花
瓣面積的大小與用戶手寫過程中速度大小在該子區(qū)間的百分比成正比；
(h) 用花蕊來可視化用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布，花蕊的 數(shù)目為步驟(e)中描述的/,每個(gè)花蕊都是過坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓弧，從;c +軸開始， 過0作射線將二維坐標(biāo)系等分成/個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是
1).360〃,A:.360〃)，A:e(0，/]， 每個(gè)子區(qū)間表示的壓力區(qū)間是 [F咖wre鵬1)〃),FeMwre鵬J〃),A: e (0，/]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，過O作一條圓心角 是120度的圓弧，圓弧的長度與用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力在該子區(qū) 間的百分比成正比，繪制花蕊的原理圖如圖3所示，圓弧Og和圓弧(^都表示 花蕊；
(i) 長度最長的花蕊的末端^是花萼的中心，花萼用來可視化用戶手寫過 程中筆尖移動的方向的分布，以^為原點(diǎn)建立一個(gè)二維直角坐標(biāo)系04，從04的 ;c+軸開始，過」作射線將04等分成附個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是 [C/-1).360/加，,360/m)Je(0，m]，每個(gè)子區(qū)間表示的用戶在手寫過程中筆尖移動的 方向區(qū)間是[(_/ -1) 360/ w，_/. 360/ w),e (0，m]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以^為端點(diǎn)作一段 線段^" ^;的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比成正比，再用二次樣條曲線將^js(0,w]連接起來形成花萼的輪廓，如圖4所示， 花萼是的實(shí)例如圖5所示。
3.用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將每個(gè)類別的信息 可視化的步驟
(j)根據(jù)在數(shù)據(jù)采集的時(shí)刻對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分類的方法是，所 有的漢字都由橫、豎、撇、捺、點(diǎn)五種筆劃組成，所有寫筆劃"橫"時(shí)采集到 的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"豎"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"撇" 時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"捺"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有 寫筆劃"點(diǎn)"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，對筆劃上的點(diǎn)進(jìn)行分類的方法是，根 據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的速度方向確定數(shù)據(jù)點(diǎn)屬于哪一種筆劃上的點(diǎn)，首先根據(jù)公式 tan(")」，〈i計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的方向角度"，如果《 e (-0^)則當(dāng)前數(shù)據(jù) 點(diǎn)是"rf^fe劃上的點(diǎn)，如果"s(90-^，90 + O則當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)屬于"豎"筆劃 上的點(diǎn)，如果"(45-《,，45 + ^)，則當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)屬于"撇"筆劃上的點(diǎn)，如果 e(135-4，135 +《)，貝U當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)屬于"捺"筆劃上的點(diǎn)，其余的不屬于任何 筆劃的點(diǎn)則被視為屬于"點(diǎn)"筆劃的點(diǎn)；
(k)使用五瓣花的花朵圖形對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，二維坐標(biāo)系 的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，五瓣花由五個(gè)花瓣和連接花瓣中心與坐標(biāo)原點(diǎn)O的 線段組成，每個(gè)花瓣用來描述用戶書寫一類筆劃時(shí)筆尖移動速度的分布信息， 每條鏈接花瓣中心和花朵中心的線段用來描述書寫一類筆劃時(shí)筆尖對手寫板壓 力的分布信息，五瓣花的實(shí)例如圖6所示；
(1)以0為端點(diǎn)作第《(^[1,5])條線段，每條線段與;c+軸的夾角為(《-l)-72 度，線段長度為I，每條線段的另一個(gè)端點(diǎn)是&，也是每個(gè)花瓣的中心；
(m)按照步驟(c)計(jì)算用戶手寫一種筆劃的過程中筆尖移動速度的分布 信息，以&為中心建立直角坐標(biāo)系0&，從0^的;c +軸開始，過&作射線將0^等 分成"個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是[(/-1).360/","60/"),!^(0,"]，每個(gè)子區(qū)間 表示的用戶在手寫過程中筆尖移動速度大小的子區(qū)間是
Kax.(卜l)/")，V隨.〃")，^(0,"]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以&為端點(diǎn)作一段線段&^，
的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比成正比，再用
二次樣條曲線將&,《e[l,5],^(0,n]連接起來形成第《個(gè)花瓣的輪廓；
(n)連接花朵中心0和花瓣中心&的寬度為w的直線用來捕述用戶手寫一
類筆劃時(shí)筆尖對手寫板的壓力的分布情況，直線o^上的紋理的顏色恒定不變，
通過紋理的亮度的變化來描述壓力的分布，按照步驟(e)計(jì)算用戶在寫一類筆劃是筆尖對手寫板的壓力的分布，直線0&被分成/段，每一段的亮度根據(jù)公式
/妙加^=L()，wy_ _ 計(jì)算得到，每 一 段的長度根據(jù)公式
/e"g^ =丄.^ 確定。
4.通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)蔚牟襟E (o)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟2)中生成的可視化結(jié)果的形 狀和已知的根據(jù)步驟2)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)危?br> (p)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟3)中生成的可視化結(jié)果的形 狀和已知的根據(jù)步驟3)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 權(quán)利要求
1. 一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法，其特征在于包括如下步驟1)在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔T_step秒采集并保存手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力；2)用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對手寫板壓力的分布信息，并將分布信息可視化；3)用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將每個(gè)類別的信息可視化；4)通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定 方法，其特征在于所述的在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔Tj^ 秒采集并保存手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力的步 驟(a) 在用戶手寫過程在，每隔T秒采集一次手寫筆的筆尖移動速度大 小、方向，和筆尖對手寫板壓力；(b) 將每次采集到的手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫 板壓力數(shù)據(jù)，以分組的方式^| ^^ ,,;^^^,}，順序保存在文件中，其中v,表 不t時(shí)亥!j的筆尖禾多動速度矢量，cfe"e"/on,表不t時(shí)亥!j筆尖移動的方向，； mwwe, 表 示t時(shí)刻筆尖對手寫板的壓力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定 方法，其特征在于所述的用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、 方向和筆尖對手寫板壓力的分布信息，并將分布信息可視化的步驟(C)將從0到v,^的區(qū)間等分成n個(gè)子區(qū)間，v,表示書寫過程中筆尖移動的最大速度，根據(jù)公式《=^, i"0,"]，計(jì)算用戶書寫速度的大小屬于第i個(gè)C雄/子區(qū)間時(shí)的百分比，Cg是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，C^表 示速度大小屬于第i個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；(d)統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖移動的方向的分布信息，將0到360等分成m個(gè)子區(qū)間，根據(jù)公式W"-^^， ys(O,附]計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖移動的方向在第j個(gè)區(qū)間的百分比，q。,。,是在用戶書寫過程中釆集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，Cf表示筆尖移動的方向?qū)儆诘趈個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；(e) 統(tǒng)計(jì)用戶書寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布信息,將0到pw^ 等分成/個(gè)子區(qū)間，,"《^_表示在寫字過程中筆尖對手寫板壓力的最大值，根據(jù)公式^-、^^， *"0,/]，計(jì)算用戶書寫時(shí)筆尖對手寫板的壓力在第*個(gè)L論/區(qū)間的百分比，c,。,。,是在用戶書寫過程中采集到的在的數(shù)據(jù)組的總數(shù)，c廣，表示筆尖對手寫板的壓力屬于第/t個(gè)子區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目；(f) 通過花朵圖來可視化用戶手寫時(shí)筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對 手寫板的壓力的分布信息，花朵由花瓣、花蕊和花萼三個(gè)部分組成；(g) 用花瓣來可視化用戶手寫過程中筆尖移動速度大小的分布信息，二維 直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，花瓣的數(shù)目為步驟(c)中描述的《， 從x+軸開始，過O作射線將二維坐標(biāo)系等分成"個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍 是[(i-l).360/w,!'.360/w)，fe(0,M]，每個(gè)子區(qū)間表示的速度區(qū)間是 〃"),/e(0,"]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)過O作兩條相交的圓弧來表示花瓣 的輪廓，花瓣面積的大小與用戶手寫過程中速度大小在該子區(qū)間的百分比成正 比；(h) 用花蕊來可視化用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力的分布，花蕊的 數(shù)目為步驟(e)中描述的/，每個(gè)花蕊都是過坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓弧，從;c+軸開始， 過0作射線將二維坐標(biāo)系等分成/個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是 [^-l).360〃，h360〃)，A:e(0,/]， 每個(gè)子區(qū)間表示的壓力區(qū)間是 [pr柳t^顏1)〃),/7mm/re麗j〃)j e (0,/]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，過O作一條圓心角 是120度的圓弧，圓弧的長度與用戶手寫過程中筆尖對手寫板的壓力在該子區(qū) 間的百分比成正比；(i) 長度最長的花蕊的末端J是花萼的中心，花萼用來可視化用戶手寫過 程中筆尖移動的方向的分布，以^為原點(diǎn)建立一個(gè)二維直角坐標(biāo)系04，從04的 x+軸開始，過^作射線將04等分成m個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是 [C/'-l).360/附，,360/m)，ye(0，附]，每個(gè)子區(qū)間表示的用戶在手寫過程中筆尖移動的 方向區(qū)間是[(/-1).360/附,,360/附),_/￡(0,/ ]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以4為端點(diǎn)作一段 線段^lj， "7的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比 成正比，再用二次樣條曲線將J,y' e (0, w]連接起來形成花萼的輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法，其特征在于所述的用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類， 將每個(gè)類別的信息可視化的步驟-(j)根據(jù)在數(shù)據(jù)采集的時(shí)刻對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分類的方法是，所 有的漢字都由橫、豎、撇、捺、點(diǎn)五種筆劃組成，所有寫筆劃"橫"時(shí)采集到 的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"豎"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"撇" 時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有寫筆劃"捺"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類，所有 寫筆劃"點(diǎn)"時(shí)采集到的數(shù)據(jù)歸為一類；(k)使用五瓣花的花朵圖形對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，二維坐標(biāo)系 的坐標(biāo)原點(diǎn)O是花朵的中心，五瓣花由五個(gè)花瓣和連接花瓣中心與坐標(biāo)原點(diǎn)O的 線段組成，每個(gè)花瓣用來描述用戶書寫一類筆劃時(shí)筆尖移動速度的分布信息， 每條鏈接花瓣中心和花朵中心的線段用來描述書寫一類筆劃時(shí)筆尖對手寫板壓 力的分布信息；(1)以0為端點(diǎn)作第《(^[1，5])條線段，每條線段與x+軸的夾角為(《-l).72 度，線段長度為丄，每條線段的另一個(gè)端點(diǎn)是&，也是每個(gè)花瓣的中心；(m)按照步驟(c)計(jì)算用戶手寫一種筆劃的過程中筆尖移動速度的分布 信息，以&為中心建立直角坐標(biāo)系C^，從0&的x +軸開始，過&作射線將OS,等 分成"個(gè)子區(qū)間，每個(gè)子區(qū)間的范圍是[O'-1).360/",^360/"),^(0,"]，每個(gè)子區(qū)間 表示的用戶在手寫過程中筆尖移動速度大小的子區(qū)間是 [v皿 (! -1)/w),v自.〃"V e (O,"]，在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)，以&為端點(diǎn)作一段線段％ ， 的長度與用戶手寫過程中筆尖移動的方向的在該子區(qū)間內(nèi)百分比成正比，再用 二次樣條曲線將.，《e [1,5],/e (O,"]連接起來形成第《個(gè)花瓣的輪廓；(n)連接花朵中心0和花瓣中心^的寬度為w的直線用來抱述用戶手寫一 類筆劃時(shí)筆尖對手寫板的壓力的分布情況，直線C^上的紋理的顏色恒定不變， 通過紋理的亮度的變化來描述壓力的分布，按照步驟(e)計(jì)算用戶在寫一類筆 劃是筆尖對手寫板的壓力的分布，直線0&被分成/段，每一段的亮度根據(jù)公式 J'" ^^,計(jì)算得到，每 一 段的長度根據(jù)公式/ewg^ =丄.及「^"確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定 方法，其特征在于所述的通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)蔚牟?驟(0)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟2)中生成的可視化結(jié)果的形狀和已知的根據(jù)步驟2)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)危?p)用戶手寫過程結(jié)束之后，通過比較步驟3)中生成的可視化結(jié)果的形狀和己知的根據(jù)步驟3)生成的可視化結(jié)果是否相同來鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種和書寫文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法。方法包括1)在用戶使用手寫筆在手寫板上寫字的過程中，每隔T_{_step}秒采集并保存手寫筆的筆尖移動速度的大小、方向，和筆尖對手寫板壓力；2)用戶書寫過程結(jié)束之后，計(jì)算筆尖移動速度的大小、方向和筆尖對手寫板壓力的分布信息，并將分布信息可視化；3)用戶書寫過程結(jié)束之后對所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將每個(gè)類別的信息可視化；4)通過比較可視化結(jié)果的相似度來鑒定筆跡的真?zhèn)?。本發(fā)明公開的與文字內(nèi)容無關(guān)的漢字筆跡可視化鑒定方法，通過分析并可視化用戶的書寫習(xí)慣，然后根據(jù)可視化結(jié)果進(jìn)行筆跡鑒定，可以快速、穩(wěn)定和準(zhǔn)確的鑒定筆跡的真?zhèn)巍?br> 文檔編號G06K11/06GK101430756SQ20081012167
公開日2009年5月13日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者劉智滿, 徐頌華, 楊文霞, 潘云鶴 申請人:浙江大學(xué)