基于视觉刺激的脑电身份识别方法技术

本公开提供一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，包括：用户模板库构建部分以及身份识别部分，用户模板库构建部分包括：呈现视觉刺激图像并采集用户受到该视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号，利用脑电信号生成与该用户对应的脑电信号模板；身份识别部分包括：采集被试者受到视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号并将被试者的脑电信号与用户模板库中的脑电信号模板进行匹配，根据匹配结果，识别被试者是否为用户模板库中的用户。本公开提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法基于视觉刺激图像实现，对于被试者的行为要求较低，且用时很短，被试者只需要静坐于屏幕前注视显示屏即可快速识别出结果。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉刺激的脑电身份识别方法
本公开涉及身份识别
，尤其涉及一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法。
技术介绍
随着人们对于安全性的需求日益增加，基于生物特征的身份识别系统备受关注并广泛得到应用，传统的识别方式如指纹、虹膜、人脸、声音等虽然已经应用到实际产品中，但也存在着一定的不足。其中之一就是这些识别方式可以被盗用，例如：指纹可以通过硅胶复制，虹膜也可以通过类似技术复制成隐形眼镜。另外，这些识别方式无法保证用户的不可胁迫性，即如果用户被胁迫使用自己的生物特征，如指纹，识别结果仍然会通过。活体检测是解决上述不足的一种方法，即检测生物特征的同时获取用户的生理状态。脑电信号的复杂度高，人脑结构复杂，几乎不可复制。另外，脑电信号与用户的状态密切相关，正常状态与受胁迫状态的脑电信号有显著差异，从而使非法识别无效化。同时，脑电信号的产生机制也保证了活体检测。脑电信号的上述优势增强了识别系统的安全性和可靠性，为提高身份识别系统的安全性探索了新的方向。然而，在实现本公开的过程中，本申请专利技术人发现，现有的脑电身份识别系统多基于主动认知任务、自发脑电及想象运动等，其优势在于其任务简单，但是为了保证识别正确率，上述脑电识别方式单次识别需要耗费1分钟以上，无法满足实际应用的需求。公开内容(一)要解决的技术问题基于上述技术问题，本公开提供一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，以缓解现有技术中的脑电身份识别方法耗时长的技术问题。(二)技术方案本公开提供一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，包括：用户模板库构建部分，包括：步骤A：呈现视觉刺激图像；步骤B：采集用户受到该视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；以及步骤C：利用所述脑电信号生成与该用户对应的脑电信号模板；以及身份识别部分，包括：步骤100：采集被试者受到所述视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；步骤200：将被试者的脑电信号与用户模板库中的脑电信号模板进行匹配；步骤300：根据匹配结果，识别被试者是否为用户模板库中的用户。在本公开的一些实施例中，所述步骤A和所述步骤100中的所述视觉刺激图像为依据特定顺序生成的黑白交替闪烁刺激图像。在本公开的一些实施例中，依据63帧M序列编码生成所述黑白交替闪烁刺激图像；其中，M序列中“0”对应黑色，“1”对应白色。在本公开的一些实施例中，所述黑白交替闪烁刺激图像的闪烁刺激周期介于0.8s至1.5s之间。在本公开的一些实施例中，其中：所述步骤B和所述步骤100中：对每个用户或被试者进行至少一次所述视觉刺激图像刺激；和/或脑电信号采集位置包括：视觉皮层对应的枕部区域中Pz，PO5，PO3，POz，PO4，PO6，O1，Oz，O2位置；所述步骤B中：采集用户处于其标准生理状态下的脑电信号。在本公开的一些实施例中，所述步骤C包括：步骤C1：将采集到的脑电信号进行降采样处理；步骤C2：利用滤波器组将处理采样后的脑电信号截取出多个频段；步骤C3：对每个频段的脑电信号利用事件相关成分分析算法构建该用户的空间滤波器；步骤C4：对每个频段的脑电信号进行时域的叠加平均，再通过所述空间滤波器进行滤波处理，得到该用户的脑电信号模板；以及步骤C5：将得到的每个用户的所述空间滤波器和所述脑电信号模板形成用户模板库。在本公开的一些实施例中，其中：所述步骤200包括：步骤201：将采集的单次刺激图像下的被试者的脑电信号直接或多次刺激图像下的脑电信号叠加平均后，与所述用户模板库中所有空间滤波器和脑电信号模板进行算法匹配，得到一个匹配度最高的模板；以及步骤202：对多个所述频段的脑电信号分别得到的匹配结果进行加权平均，得到总体的匹配结果；所述步骤300包括：将匹配度与匹配阈值相比较，若匹配度高于匹配阈值，被试者获得用户权限；若匹配度低于匹配阈值，则拒绝识别。在本公开的一些实施例中，所述步骤200中：根据被试者提供的用户信息，将采集的被试者的脑电信号与该用户信息的脑电信号模板进行匹配。在本公开的一些实施例中，其中：所述步骤200包括：步骤210：提取出所述用户模板库中被试者提供的用户信息所对应的所述空间滤波器和所述脑电信号模板；步骤220：将采集的单次刺激图像下的被试者的脑电信号直接或多次刺激图像下的脑电信号叠加平均后，通过所述步骤210中提取的所述空间滤波器进行空间滤波，再与所述步骤210中提取的所述脑电信号模板进行算法匹配；以及步骤230：对多个所述频段的脑电信号分别得到的匹配结果进行加权平均，得到总体的匹配结果；所述步骤300包括：将匹配度与匹配阈值相比较，若匹配度高于匹配阈值，被试者获得用户权限；若匹配度低于匹配阈值，则拒绝识别。在本公开的一些实施例中，其中：所述步骤C1中：将原始数据从1000Hz降采样至250Hz；所述步骤C2中：截取6至18Hz，14至26Hz，22至34Hz，30至42H和38至50Hz五个频段；所述步骤300中：所述加权值为1.25，0.6704，0.5033，0.4268，0.3837时，匹配阈值为1.1。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法具有以下有益效果：(1)本身份识别方法基于视觉刺激图像实现，对于被试者的行为要求较低，且用时很短，被试者只需要静坐于屏幕前注视显示屏即可快速识别出结果；(2)相比于现有的视觉刺激脑电识别方法，本身份识别方法采用了编码视觉刺激的方式，提高了脑电信号信噪比，从而使得识别正确率较高；(3)通过在用户模板库构建部分中采集用户标准生理状态下的脑电信号，从而能够保证用户身份识别过程中的不可胁迫性；(4)结合滤波器组的事件相关成分分析算法空间滤波方法有效提高了用户间信号差异性，且计算量小，对于实现实时在线系统有重要意义。附图说明图1为本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法的工作过程示意图。图2为本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法的另一种工作过程示意图。图3为本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法中视觉刺激图像的编码示意图。具体实施方式本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法根据用户受到视觉刺激的脑电信号进行识别，采用特定序列视觉编码的刺激方式，并结合滤波器组的空间滤波和模板匹配算法，提高了诱发脑电信号的信噪比和用户之间脑电信号的差异，有效提高了识别的速度和准确率。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。图1为本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法的工作过程示意图。图2为本公开实施例提供的基于视觉刺激的脑电身份识别方法的另一种工作过程示意图。本公开实施例提供一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，如图1至图2所示，包括：用户模板库构建部分，包括：步骤A：呈现视觉刺激图像；步骤B：采集用户受到该视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；以及步骤C：利用脑电信号生成与该用户对应的脑电信号模板；以及身份识别部分，包括：步骤100：采集被试者受到所述视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；步骤200：将被试者的脑电信号与用户模板库中的脑电信号模板进行匹配；步骤300：根据匹配结果，识别被试者是否为用户模板库中的用户。本公开实施例提供的基于视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，包括：用户模板库构建部分，包括：步骤A：呈现视觉刺激图像；步骤B：采集用户受到该视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；以及步骤C：利用所述脑电信号生成与该用户对应的脑电信号模板；以及身份识别部分，包括：步骤100：采集被试者受到所述视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；步骤200：将被试者的脑电信号与用户模板库中的脑电信号模板进行匹配；步骤300：根据匹配结果，识别被试者是否为用户模板库中的用户。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉刺激的脑电身份识别方法，包括：用户模板库构建部分，包括：步骤A：呈现视觉刺激图像；步骤B：采集用户受到该视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；以及步骤C：利用所述脑电信号生成与该用户对应的脑电信号模板；以及身份识别部分，包括：步骤100：采集被试者受到所述视觉刺激图像刺激时视觉皮层产生的脑电信号；步骤200：将被试者的脑电信号与用户模板库中的脑电信号模板进行匹配；步骤300：根据匹配结果，识别被试者是否为用户模板库中的用户。2.根据权利要求1所述的基于视觉刺激的脑电身份识别方法，所述步骤A和所述步骤100中的所述视觉刺激图像为依据特定顺序生成的黑白交替闪烁刺激图像。3.根据权利要求2所述的基于视觉刺激的脑电身份识别方法，依据63帧M序列编码生成所述黑白交替闪烁刺激图像；其中，M序列中“0”对应黑色，“1”对应白色。4.根据权利要求3所述的基于视觉刺激的脑电身份识别方法，所述黑白交替闪烁刺激图像的闪烁刺激周期介于0.8s至1.5s之间。5.根据权利要求1所述的基于视觉刺激的脑电身份识别方法，其中：所述步骤B和所述步骤100中：对每个用户或被试者进行至少一次所述视觉刺激图像刺激；和/或脑电信号采集位置包括：视觉皮层对应的枕部区域中Pz，PO5，PO3，POz，PO4，PO6，O1，Oz，O2位置；所述步骤B中：采集用户处于其标准生理状态下的脑电信号。6.根据权利要求1所述的基于视觉刺激的脑电身份识别方法，所述步骤C包括：步骤C1：将采集到的脑电信号进行降采样处理；步骤C2：利用滤波器组将处理采样后的脑电信号截取出多个频段；步骤C3：对每个频段的脑电信号利用事件相关成分分析算法构建该用户的空间滤波器；步骤C4：对每个频段的脑电信号进行时域的叠加平均，再通过所述空间滤波器进行滤波处理，得到该用户的脑电信号模板；以及步骤C5：将得到的每个用户的所述空间滤波器和所述脑电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅军，赵宏泽，裴为华，陈弘达，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京,11