基于电子签名的笔迹彩色图表征方法、设备、介质及方法

1.本发明涉及电子签名鉴定领域，尤其涉及基于电子签名的笔迹彩色图表征方法、设备、介质及方法。


背景技术：

2.随着办公网络化及电子商务的发展，电子签名在行政、财务、商业、司法文件的使用越来越频繁。当发生争议事实进入诉讼程序，这些文件通常会成为重要的证据材料，而其中留有的相关人员的笔迹通常会成为非常重要的证据问题
‑‑
笔迹的真伪问题。因此，电子签名鉴别成为了一个具有现实应用场景的任务，通常，电子签名图片数据是比较稀疏的，除了签名笔痕，大部分区域都是背景，如何从稀疏的笔痕像素部分提取有效信息是电子签名认证任务的关键点。另外，越来越多的设备如数字笔、数字手写板或者触摸屏支持电子签名的压力值的采样存储，因此，有效利用笔痕及笔压的多渠道特征完成认证任务也是提升其准确率的有效方式。
3.目前，队对于电子签名的处理方式，主要涉及电子签名笔迹与普通签名笔迹的特征比较、电子签名笔迹量化检验的可行性和电子签名笔迹中电子数据的excel表格分析法等，并未对电子签名的特征与色彩进行结合，缺乏考虑实际运用的直观性、便利性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于电子签名的笔迹彩色图表征方法，其能解决目前电子签名的处理方法，主要涉及电子签名笔迹与普通签名笔迹的特征比较、电子签名笔迹量化检验的可行性和电子签名笔迹中电子数据的excel表格分析法等，并未对电子签名的特征与色彩进行结合，缺乏考虑实际运用的直观性、便利性的问题。
5.本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能解决目前电子签名的处理方法，主要涉及电子签名笔迹与普通签名笔迹的特征比较、电子签名笔迹量化检验的可行性和电子签名笔迹中电子数据的excel表格分析法等，并未对电子签名的特征与色彩进行结合，缺乏考虑实际运用的直观性、便利性的问题。
6.本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决目前电子签名的处理方法，主要涉及电子签名笔迹与普通签名笔迹的特征比较、电子签名笔迹量化检验的可行性和电子签名笔迹中电子数据的excel表格分析法等，并未对电子签名的特征与色彩进行结合，缺乏考虑实际运用的直观性、便利性的问题。
7.本发明的目的之四在于提供一种计算机程序产品，其能解决目前电子签名的处理方法，主要涉及电子签名笔迹与普通签名笔迹的特征比较、电子签名笔迹量化检验的可行性和电子签名笔迹中电子数据的excel表格分析法等，并未对电子签名的特征与色彩进行结合，缺乏考虑实际运用的直观性、便利性的问题。
8.本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
9.基于电子签名的笔迹彩色图表征方法，包括以下步骤：
10.接收电子笔迹数据，接收与目标电子签名对应的电子笔迹数据，所述电子笔迹数据包括位置坐标数据；
11.数据导入，将所述位置坐标数据导入预设二维坐标轴中，得到与所述目标电子签名对应的电子签名笔痕图像；
12.生成运笔方向彩色图，根据预设八方向sobel算子模板提取所述电子签名笔痕图像中笔迹对应的运笔方向特征，将每个方向的sobel算子模板对应的预设颜色赋值在对应的运笔方向特征上，得到与所述目标电子签名对应的运笔方向彩色图。
13.进一步地，所述预设八方向sobel算子模板包括8个不同角度方向的sobel算子模板，所述根据预设八方向sobel算子模板提取所述电子签名笔痕图像中笔迹对应的运笔方向特征具体为：根据预设八方向sobel算子模板对所述电子签名笔痕图像中每个笔痕点均进行8个方向的卷积运算，得到对应的8个卷积图以及对应的卷积数值，将每个笔痕点在8个卷积图中对应卷积数值最小的卷积图对应的sobel算子模板方向作为运笔方向。
14.进一步地，设定水平方向为0
°
或180
°
，竖直方向为90，逆时针方向每22.5
°
进行一次方向提取，则所述预设八方向sobel算子模板包括0
°
方向sobel算子模板、22.5
°
方向sobel算子模板、45
°
方向sobel算子模板、67.5
°
方向sobel算子模板、90
°
方向sobel算子模板、112.5
°
方向sobel算子模板、135
°
方向sobel算子模板以及157.5
°
方向sobel算子模板。
15.进一步地，所述位置坐标数据包括x轴坐标以及y轴坐标，所述电子笔迹数据还包括压力值数据和时间数据，所述压力值数据为撰写目标电子签名时作用在电子设备上的压力值大小，还包括以下步骤：
16.计算速度值，根据所述x轴坐标、所述时间数据计算所述目标电子签名中每个笔痕点对应的x轴坐标变化速度值，根据所述y轴坐标、所述时间数据计算所述目标电子签名中每个笔痕点对应的y轴坐标变化速度值，根据所述压力值数据和时间数据计算所述目标电子签名中每个笔痕点对应的压力变化速度值，根据所述x轴坐标、y轴坐标以及所述时间数据计算所述目标电子签名中每个笔痕点对应的坐标点变化速度值；
17.生成笔痕彩色图，根据预设颜色赋值规则、所述x轴坐标变化速度值、所述y轴坐标变化速度值、所述压力变化速度值以及所述坐标点变化速度值对所述目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表示不同笔痕点的x轴坐标变化的第一笔痕彩色图、用于表示不同笔痕点的y轴坐标变化的第二笔痕彩色图、用于表示不同笔痕点的压力变化的第三笔痕彩色图以及用于表示不同笔痕点的坐标点变化的第四笔痕彩色图。
18.进一步地，所述预设颜色赋值规则为若变化速度值为0，则对应颜色为绿色；若变化速度值大于0，则对应颜色为红色；若变化速度值小于0，则对应颜色为蓝色。
19.进一步地，还包括建立变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以x轴坐标为纵坐标的x轴坐标变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以y轴坐标为纵坐标的y轴坐标变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以压力值数据为纵坐标的压力变化趋势图。
20.进一步地，所述压力值数据为从1200级压感的电子设备中采集得到。
21.本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
22.一种电子设备，包括：处理器；
23.存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器
执行，所述程序包括用于执行本技术中任意一项所述的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
24.本发明的目的之三采用以下技术方案实现：
25.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本技术中所述的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
26.本发明的目的之四采用以下技术方案实现：
27.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本技术中所述的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
28.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本技术中的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法，包括接收与目标电子签名对应的电子笔迹数据，电子笔迹数据包括位置坐标数据；将位置坐标数据导入预设二维坐标轴中，得到与目标电子签名对应的电子签名笔痕图像；根据预设八方向sobel算子模板提取电子签名笔痕图像中笔迹对应的运笔方向特征，将每个方向的sobel算子模板对应的预设颜色赋值在对应的运笔方向特征上，得到与目标电子签名对应的运笔方向彩色图，通过将电子签名中的运笔方向作为比较对象，且将运笔方向与颜色进行结合，得到与目标电子签名对应的运笔方向彩色图，从而可以更加直观的对电子签名进行比较，提高了电子签名的识别精准度。
29.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
30.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
31.图1为本发明的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法的流程示意图；
32.图2为本发明的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法中电子签名笔痕图像的示意图；
33.图3为本发明的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法中sobel算子模板的示意图。
具体实施方式
34.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
35.如图1所示，本技术中的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法，具体包括以下步骤：
36.接收电子笔迹数据，接收与目标电子签名对应的电子笔迹数据，电子笔迹数据包括位置坐标数据。在本实施例中用户在电子设备上进行目标电子签名，在进行电子签名时，电子设备本身会记录电子签名的相关信息，即电子笔迹数据，电子笔迹数据包括位置坐标数据、压力值数据以及时间数据，压力值数据为撰写目标电子签名时作用在电子设备上的压力值大小，时间数据为用户在电子设备上进行目标签名所对应的时间点。
37.数据导入，将位置坐标数据导入预设二维坐标轴中，得到与目标电子签名对应的电子签名笔痕图像。在本实施例中，目标电子签名为签名笔迹，签名笔迹有若干个笔痕点组成，因此上述位置坐标数据包括每个笔痕点对应的x轴坐标和y轴坐标，将位置坐标数据导入预设二维坐标轴中，即在二维坐标轴中根据位置坐标数据中每组x轴坐标和y轴坐标确定对应笔痕点的位置，具体如图2所示为电子签名笔痕图像，本实施例中以签名“丁繁洪”为例。
38.生成运笔方向彩色图，根据预设八方向sobel算子(sobel算子是一个离散微分算子(discrete differentiation operator)，它结合了高斯平滑和微分求导，用来计算图像灰度函数的近似梯度)模板提取电子签名笔痕图像中笔迹对应的运笔方向特征，将每个方向的sobel算子模板对应的预设颜色赋值在对应的运笔方向特征上，得到与目标电子签名对应的运笔方向彩色图。在本实施例中，预设八方向sobel算子模板包括8个不同角度方向的sobel算子模板，如图3所示，分别为0
°
方向sobel算子模板、22.5
°
方向sobel算子模板、45
°
方向sobel算子模板、67.5
°
方向sobel算子模板、90
°
方向sobel算子模板、112.5
°
方向sobel算子模板、135
°
方向sobel算子模板以及157.5
°
方向sobel算子模板；根据预设八方向sobel算子模板对电子签名笔痕图像中每个笔痕点均进行8个方向的卷积运算，得到对应的8个卷积图以及对应的卷积数值，将每个笔痕点在8个卷积图中对应卷积数值最小的卷积图对应的sobel算子模板方向作为运笔方向，在本实施例中每个卷积图去掉边缘的4个像素；本实施例中设定水平方向为0
°
或180
°
，竖直方向为90，逆时针方向每22.5
°
进行一次方向提取。在本实施例中，将0
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为红色，将22.5
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为绿色，将45
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为蓝色，将67.5
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为黄色，将90
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为玫红色，将112.5
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为青色，将135
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为蓝紫色，将157.5
°
方向sobel算子模板对应的预设颜色设定为黑色，运笔方向彩色图的背景色为白色，因此运笔方向色彩图表示了目标电子签名中每个笔痕点的运笔方向，并对不同运笔方向赋值了对应的颜色，用于从运笔方向色彩图中快速了解到目标电子签名的运笔方向。
39.计算速度值，根据x轴坐标、时间数据计算目标电子签名中每个笔痕点对应的x轴坐标变化速度值(v
x
)，根据y轴坐标、时间数据计算目标电子签名中每个笔痕点对应的y轴坐标变化速度值(vy)，根据压力值数据和时间数据计算目标电子签名中每个笔痕点对应的压力变化速度值(v
p
)，根据x轴坐标、y轴坐标以及时间数据计算目标电子签名中每个笔痕点对应的坐标点变化速度值(v
xy
)。在本实施例中x轴坐标变化速度值＝x轴坐标差值/时间差值，y轴坐标变化速度值＝y轴坐标差值/时间差值，压力变化速度值＝压力坐标差值/时间差值，
40.生成笔痕彩色图，根据预设颜色赋值规则对目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表示不同笔痕点的x轴坐标变化的第一笔痕彩色图、用于表示不同笔痕点的y轴坐标变化的第二笔痕彩色图、用于表示不同笔痕点的压力变化的第三笔痕彩色图以及用于表示不同笔痕点的坐标点变化的第四笔痕彩色图。具体为：根据预设颜色赋值规则以及x轴坐标变化速度值对目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表
示不同笔痕点的x轴坐标变化的第一笔痕彩色图；根据预设颜色赋值规则以及y轴坐标变化速度值对目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表示不同笔痕点的y轴坐标变化的第二笔痕彩色图；根据预设颜色赋值规则以及压力变化速度值对目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表示不同笔痕点的压力变化的第三笔痕彩色图；根据预设颜色赋值规则以及坐标点变化速度值对目标电子签名中不同笔痕点进行颜色赋值处理，得到用于表示不同笔痕点的坐标点的第四笔痕彩色图。在本实施例中，预设颜色赋值规则为若变化速度值为0，则对应颜色为绿色；若变化速度值大于0，则对应颜色为红色；若变化速度值小于0，则对应颜色为蓝色，且在上述范围区域内，数值的大小最终以颜色深浅来表示。通过上述笔痕彩色图可以更加直观的反映出目标电子签名的书写速度，书写压力以及书写时间的变化规律。
41.建立变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以x轴坐标为纵坐标的x轴坐标变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以y轴坐标为纵坐标的y轴坐标变化趋势图，建立以时间数据为横坐标、以压力值数据为纵坐标的压力变化趋势图。
42.本发明还提供了一种电子设备，包括：处理器；
43.存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行本技术中任意一项的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
44.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本技术中的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
45.本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本技术中的基于电子签名的笔迹色图彩创建方法。
46.本技术中的基于电子签名的笔迹彩色图表征方法，包括接收与目标电子签名对应的电子笔迹数据，电子笔迹数据包括位置坐标数据；将位置坐标数据导入预设二维坐标轴中，得到与目标电子签名对应的电子签名笔痕图像；根据预设八方向sobel算子模板提取电子签名笔痕图像中笔迹对应的运笔方向特征，将每个方向的sobel算子模板对应的预设颜色赋值在对应的运笔方向特征上，得到与目标电子签名对应的运笔方向彩色图，通过将电子签名中的运笔方向作为比较对象，且将运笔方向与颜色进行结合，得到与目标电子签名对应的运笔方向彩色图，从而可以更加直观的对电子签名进行比较，提高了电子签名的识别精准度；且通过笔痕彩色图、变化趋势图可以了解到目标电子签名的书写时间、书写压力、书写速度等变化规律，将所述位置坐标、笔压随时间变化的快慢进行量化，用不同颜色以及颜色值的深浅表示运笔速度的加减速及其快慢，用不同颜色以及颜色值的深浅表示运笔力度的轻重缓急等笔迹的动态特征；从而便于鉴定人对其进行更深入、客观的分析与检验，减少人工干预，在节约司法鉴定人力资源的同时，不仅增强笔迹特征判断的客观性与准确性，而且能降低鉴定难度、减少鉴定错误率，从而提高笔迹同一认定的正确率，为诉讼和审判提供强有力证据，以最终达到司法公正的目的。
47.以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的
保护范围之内。