使用心电信号进行身份认证的方法及设备技术

提供一种使用心电信号进行身份认证的方法及设备。所述方法包括：(A)采集待认证用户的心电信号；(B)计算采集的心电信号与当前的参考模板集合中的每个参考模板的相似度值；(C)确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值；(D)根据计算得到的相似度值和认证阈值确定采集的心电信号是否通过认证。根据所述方法及设备，能够提高心电身份认证的识别效果。

Method and device for identity authentication using ECG signal

The invention provides a method and device for identity authentication using ECG signals. The methods include: (A) collecting the ECG signals of the authenticated user; (B) calculating the similarity between the collected ECG signals and each reference template in the current set of reference templates; (C) determining the authentication threshold corresponding to the current set of reference templates; (D) determine the heart of the collection based on the calculated similarity value and the authentication threshold. Whether the electrical signal is authenticated. According to the method and equipment, the recognition effect of ECG authentication can be improved.

【技术实现步骤摘要】
使用心电信号进行身份认证的方法及设备
本专利技术总体说来涉及心电身份认证领域，更具体地讲，涉及一种使用心电信号进行身份认证的方法及设备。
技术介绍
目前，基于心电(ECG)信号的身份认证技术，通常是用户首次使用时注册心电信号作为参考模板，之后使用时比较采集到的心电信号与参考模板之间的相似度，以确定是否通过认证。图1示出同一用户在不同状态下的心电信号的示例，如图1所示，不同时期采集到的同一用户的心电信号可能会由于生理状态或心理状态的不同而发生变化，并且这种变化是无法预测的。这使得在使用心电信号进行身份认证初期，注册用户的状态未有明显改变时，基于心电信号的身份认证技术具有较高的识别率，而随着时间的推移，由于同一用户会具有多种差异较大的心电信号，基于心电信号的身份认证技术的识别效果就会明显下降。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供一种使用心电信号进行身份认证的方法及设备，其能够提高心电身份认证的识别效果。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种使用心电信号进行身份认证的方法，包括：(A)采集待认证用户的心电信号；(B)计算采集的心电信号与当前的参考模板集合中的每个参考模板的相似度值；(C)确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值；(D)根据计算得到的相似度值和认证阈值确定采集的心电信号是否通过认证。可选地，当前的参考模板集合对应的认证阈值与当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量和/或当前的参考模板集合所包括的参考模板的多样性程度成正相关。可选地，步骤(D)包括：当计算得到的相似度值之中的最大相似度值大于认证阈值时，确定采集的心电信号通过认证；当计算得到的相似度值之中的最大相似度值小于等于认证阈值时，确定采集的心电信号未通过认证。可选地，所述方法还包括：基于采集的心电信号对参考模板集合进行无监督更新，其中，基于采集的心电信号对参考模板集合进行无监督更新的步骤包括：当采集的心电信号通过认证时，确定计算得到的相似度值之中的最大相似度值是否大于模板更新阈值，其中，模板更新阈值大于认证阈值；当大于模板更新阈值时，基于本次通过认证的心电信号更新参考模板集合。可选地，所述方法还包括：基于采集的心电信号对参考模板集合进行有监督更新，其中，基于采集的心电信号对参考模板集合进行有监督更新的步骤包括：当采集的心电信号未通过认证时，通过心电身份认证之外的身份认证方法对待认证用户进行认证；当确定待认证用户通过所述心电身份认证之外的身份认证方法的认证时，基于本次未通过认证的心电信号更新参考模板集合。可选地，当采集的心电信号未通过认证时，检测已对参考模板集合进行有监督更新的次数是否达到预定次数；当未达到预定次数时，通过心电身份认证之外的身份认证方法对待认证用户进行认证。可选地，基于本次通过认证的心电信号更新参考模板集合的步骤包括：当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量未达到预定数量时，将本次通过认证的心电信号直接作为参考模板添加到参考模板集合；当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量已达到预定数量时，将当前的参考模板集合之中的与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板和本次通过认证的心电信号进行融合。可选地，基于本次未通过认证的心电信号更新参考模板集合的步骤包括：当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量未达到预定数量时，将本次未通过认证的心电信号作为参考模板添加到参考模板集合；当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量已达到预定数量时，计算当前的参考模板集合中的每一参考模板与其他参考模板之间的相似度值的和，将与最大的相似度值的和对应的参考模板删除，并将本次未通过认证的心电信号作为参考模板添加到参考模板集合。可选地，基于当前的参考模板集合之中的与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板的权值和本次通过认证的心电信号的权值，将与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板和本次通过认证的心电信号进行融合。可选地，本次通过认证的心电信号的权值为第一预定权值；通过无监督更新直接添加到参考模板集合的参考模板的权值为第一预定权值；通过有监督更新添加到参考模板集合的参考模板的权值为第二预定权值；通过无监督更新中的融合处理得到的参考模板的权值是基于被执行融合处理的对象的权值计算得到的；初始注册的参考模板的权值为第三预定权值，其中，第二预定权值和第三预定权值大于第一预定权值。可选地，通过下式计算通过融合处理得到的参考模板Z和参考模板Z的权值c：Z＝(X×a+Y×b)/(a+b)，c＝(a2+b2)/(a+b)其中，X指示本次通过认证的心电信号，Y指示与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板，a指示本次通过认证的心电信号的权值，b指示参考模板Y的权值。可选地，步骤(C)包括：确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值模型；将当前的参考模板集合的特征向量输入到对应的认证阈值模型，以获取认证阈值。可选地，在步骤(C)中，当当前的参考模板集合已进行有监督更新的次数达到预定次数时，确定对应的认证阈值模型为第一认证阈值模型；当当前的参考模板集合已进行有监督更新的次数未达到预定次数，且所包括的参考模板的数量达到预定数量时，确定对应的认证阈值模型为第二认证阈值模型；当当前的参考模板集合已进行有监督更新的次数未达到预定次数，且所包括的参考模板的数量未达到预定数量时，确定对应的认证阈值模型为第三认证阈值模型。可选地，第一认证阈值模型是基于第一训练样本集训练得到的，其中，第一训练样本集包括：多个已进行有监督更新的次数达到预定次数的参考模板集合的特征向量以及每一特征向量对应的认证阈值；第二认证阈值模型是基于第二训练样本集训练得到的，其中，第二训练样本集包括：多个已进行有监督更新的次数未达到预定次数且所包括的参考模板的数量达到预定数量的参考模板集合的特征向量以及每一特征向量对应的认证阈值；第三认证阈值模型是基于第三训练样本集训练得到的，其中，第三训练样本集包括：多个已进行有监督更新的次数未达到预定次数且所包括的参考模板的数量未达到预定数量的参考模板集合的特征向量以及每一特征向量对应的认证阈值；其中，每一特征向量对应的认证阈值是所述每一特征向量所对应的参考模板集合在错误拒绝率为预设值时对应的认证阈值。可选地，参考模板集合的特征向量表征参考模板集合的以下特征之中的至少一个：剩余有监督更新次数、参考模板的数量、有监督更新的参考模板的数量、无监督更新的参考模板的数量、参考模板间的相似度最大值、参考模板间的相似度最小值、参考模板间的相似度平均值、参考模板间的相似度中值、有监督更新的参考模板间的相似度最大值、有监督更新的参考模板间的相似度最小值、有监督更新的参考模板间的相似度平均值、有监督更新的参考模板间的相似度中值、无监督更新的参考模板间的相似度最大值、无监督更新的参考模板间的相似度最小值、无监督更新的参考模板间的相似度平均值、无监督更新的参考模板间的相似度中值，其中，剩余有监督更新次数是从预定次数中减去已进行有监督更新的次数所剩余的次数，有监督更新的参考模板是通过有监督更新得到的参考模板，无监督更新的参考模板是通过无监督更新得到的参考模板。根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种使用心电信号进行身份认证的设备，包括：信号采集单元，采集待认证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用心电信号进行身份认证的方法，包括：(A)采集待认证用户的心电信号；(B)计算采集的心电信号与当前的参考模板集合中的每个参考模板的相似度值；(C)确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值；(D)根据计算得到的相似度值和认证阈值确定采集的心电信号是否通过认证。

【技术特征摘要】
1.一种使用心电信号进行身份认证的方法，包括：(A)采集待认证用户的心电信号；(B)计算采集的心电信号与当前的参考模板集合中的每个参考模板的相似度值；(C)确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值；(D)根据计算得到的相似度值和认证阈值确定采集的心电信号是否通过认证。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当前的参考模板集合对应的认证阈值与当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量和/或当前的参考模板集合所包括的参考模板的多样性程度成正相关。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(D)包括：当计算得到的相似度值之中的最大相似度值大于认证阈值时，确定采集的心电信号通过认证；当计算得到的相似度值之中的最大相似度值小于等于认证阈值时，确定采集的心电信号未通过认证。4.根据权利要求1或3所述的方法，还包括：基于采集的心电信号对参考模板集合进行无监督更新，其中，基于采集的心电信号对参考模板集合进行无监督更新的步骤包括：当采集的心电信号通过认证时，确定计算得到的相似度值之中的最大相似度值是否大于模板更新阈值，其中，模板更新阈值大于认证阈值；当大于模板更新阈值时，基于本次通过认证的心电信号更新参考模板集合。5.根据权利要求1或3所述的方法，还包括：基于采集的心电信号对参考模板集合进行有监督更新，其中，基于采集的心电信号对参考模板集合进行有监督更新的步骤包括：当采集的心电信号未通过认证时，通过心电身份认证之外的身份认证方法对待认证用户进行认证；当确定待认证用户通过所述心电身份认证之外的身份认证方法的认证时，基于本次未通过认证的心电信号更新参考模板集合。6.根据权利要求5所述的方法，其中，当采集的心电信号未通过认证时，检测已对参考模板集合进行有监督更新的次数是否达到预定次数；当未达到预定次数时，通过心电身份认证之外的身份认证方法对待认证用户进行认证。7.根据权利要求4所述的方法，其中，基于本次通过认证的心电信号更新参考模板集合的步骤包括：当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量未达到预定数量时，将本次通过认证的心电信号直接作为参考模板添加到参考模板集合；当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量已达到预定数量时，将当前的参考模板集合之中的与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板和本次通过认证的心电信号进行融合。8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，基于本次未通过认证的心电信号更新参考模板集合的步骤包括：当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量未达到预定数量时，将本次未通过认证的心电信号作为参考模板添加到参考模板集合；当当前的参考模板集合所包括的参考模板的数量已达到预定数量时，计算当前的参考模板集合中的每一参考模板与其他参考模板之间的相似度值的和，将与最大的相似度值的和对应的参考模板删除，并将本次未通过认证的心电信号作为参考模板添加到参考模板集合。9.根据权利要求7所述的方法，其中，基于当前的参考模板集合之中的与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板的权值和本次通过认证的心电信号的权值，将与本次通过认证的心电信号之间的相似度值最大的参考模板和本次通过认证的心电信号进行融合。10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(C)包括：确定与当前的参考模板集合对应的认证阈值模型；将当前的参考模板集合的特征向量输入到对应的认证阈值模型，以获取认证阈值。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘海哮，刘洋，裵致成，金尚骏，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京,11