用于电子设备中的生物测定认证的方法和装置制造方法及图纸

本公开内容的实施方案提供了将作为生物测定认证算法的结果所生成的生物测定认证分数与阈值进行比较的方法和装置，该阈值可以根据要求动态地变化以提供可变的安全水平。例如，该阈值可以根据语音信号的语义内容和/或获取语音信号的环境而变化。可以与话语识别并行地启动信号的认证，使得仅在认证已经开始之后才确定适当的阈值。

Methods and devices for biometric authentication in electronic devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电子设备中的生物测定认证的方法和装置
本公开内容的实施例涉及用于电子设备中的生物测定认证的方法和装置，具体地涉及用于认证电子设备的用户的语音(voice)的方法和装置。
技术介绍
在行业中对用于移动设备的更安全、更可靠和更方便的用户认证解决方案的不断增长的需求被接受并被宣传。预期生物测定学(biometrics)将取代密码，特别是在移动平台上，因为长密码难以记忆并且难以在这样的设备上打字。例如，为了改善用户体验，许多移动电话制造商已经在它们的最近的设备中嵌入了指纹传感器，且预期用户将越来越多地采用生物测定学来访问他们的设备和/或设备上的特定功能。其他类型的生物测定认证包括虹膜识别和语音识别。可以组合多种不同类型的认证(例如，密码、指纹/虹膜/语音识别等)，以增加特定操作的安全性。在行业中理解生物测定认证的两个障碍是认证过程应提供高安全水平同时仍然易于使用的要求。例如，诸如智能电话等的电子设备的用户要求他们的设备反复正确操作。在生物测定认证领域，这以这样一种期望显露：如果用户确实是设备的授权用户，则该设备不应拒绝生物测定认证的尝试，即，该设备不应错误地拒绝授权用户。每次错误拒绝只会激怒用户，因此生物测定认证过程的错误拒绝率(FRR)应低。相反，生物测定认证通常被用来保护设备内要求某种水平的授权并且不允许未授权用户对其进行访问的进程或功能。例如，可以采用生物测定认证来控制对设备的访问(即，将设备从锁定状态解锁)，或为由电子设备启动的金融交易提供授权。因此，生物测定认证不应对不是设备的授权用户的用户进行认证；错误接受率(FAR)也应低。问题是这些要求相互冲突。生物测定认证涉及生物测定输入数据(例如，话语(speech)、指纹图像数据、虹膜图像数据等)的一个或多个方面与所存储的授权用户(例如，已经经历设备登记过程的用户)所特有的生物测定数据的对应方面的比较。生物测定认证算法的输出是指示输入数据和存储数据之间的类似性水平的分数。所使用的精确值可以任何方式定义；然而，为了方便起见，我们在本文中假设分数可以在值0(以指示生物测定输入不来源于授权用户的绝对置信度)和1(以指示生物测定输入数据和存储数据之间的完全类似性)之间变化。实际上，即使生物测定输入数据来源于授权用户，生物测定输入数据也很少或永远不会达到值范围的极限。因此，生物测定认证过程的设计者通常指派预定阈值(其低于1)，在该预定阈值以上的分数被用来指示生物测定输入数据来自授权用户。为了提高可靠性(即，低FRR)，设计者可能希望将此阈值设定得相对低，以使得真正的用户不被错误地拒绝。然而，低阈值增加了未授权用户将被错误地认证的可能性，即FAR将相对高。图1是示出了当阈值变化时FRR和FAR之间的此典型关系的示意图。注意，所例示的关系是近似的，且仅意在例示所涉及的基本原理。随着FAR降低，FRR增加，反之亦然。通过更改阈值来选择FAR-FRR关系上的特定操作点。相对高的阈值导致相对低的FAR但相对高的FRR；相对低的阈值导致相对低的FRR但相对高的FAR。图1还示出了当认证算法的功效由于操作条件改变(例如，因为生物测定输入信号中的噪声增加，或用户和捕获生物测定输入的输入设备之间的距离增加)而降低时FAR-FRR关系的变化。将实线看作起始点。随着认证过程的性能变差，该关系在箭头的方向上向外朝向虚线移动。对于给定的阈值，FAR和FRR二者都增加。
技术实现思路
常规地，可靠性和安全性之间的冲突要求已经通过对于特定且固定的FAR配置生物测定认证系统得以解决，以实现指定的(高)安全水平。然而，不同的命令和用户操作可能对安全性具有不同的要求。所要求的安全水平也可能受其他环境信息(诸如，用户所处的环境或境况)影响。例如，在汽车内，声学条件(非常高的噪声水平)可能损害可靠性，而所要求的安全性可能相对良好(因为汽车是私人环境)。在该情境下，可能适当的是，以降低的安全性和增强的可靠性的操作点执行认证，以实现对用户有用的可靠性水平。根据本公开的一个方面，提供了一种执行说话人的生物测定认证的方法，该方法包括：接收语音数据信号，该语音数据信号包括对应于该说话人的语音的数据；对该语音数据信号执行生物测定认证算法，该生物测定认证算法包括该语音数据信号中的一个或多个特征与对应于授权用户的语音的一个或多个存储模板的比较，且该生物测定认证算法被配置为生成生物测定认证分数；接收控制信号，该控制信号包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示；基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个来确定一个或多个阈值；以及，将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较，以确定该说话人是否对应于该授权用户。本专利技术的另一方面提供了一种用于认证说话人的生物测定认证系统，包括：一个生物测定信号处理器，该生物测定信号处理器被配置为对语音数据信号执行生物测定认证算法，该语音数据信号包括对应于该说话人的语音的数据，该生物测定认证算法包括该语音数据信号中的一个或多个特征与对应于授权用户的语音的一个或多个存储模板的比较，且该生物测定认证算法被配置为生成生物测定认证分数；一个输入，被配置为接收控制信号，该控制信号包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示；逻辑电路，被配置为基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个来确定一个或多个阈值；以及，比较逻辑，用于将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较，以确定该说话人是否对应于该授权用户。还提供了一种包括上文所描述的生物测定认证系统的电子设备。本专利技术的又一方面提供了一种电子设备中的方法，包括：获取对应于该电子设备的用户的语音的语音数据信号；启动话语识别算法，以确定该语音数据信号的内容；确定与该语音数据信号的内容相关联的安全水平；确定当获取该语音数据信号时该电子设备的环境；以及，向生物测定认证系统提供对一个或多个阈值的指示，用于在确定该用户是否为该电子设备的授权用户时使用，其中根据与该内容相关联的安全水平以及当获取该语音数据信号时该电子设备的环境来确定对一个或多个阈值的指示，其中根据以下中的一个或多个来确定该环境：该电子设备的地理位置；该电子设备的速度；该电子设备的加速度；该语音数据信号中的噪声水平；与该电子设备连接的一个或多个外围设备；以及，与该电子设备连接的一个或多个网络。在另一方面，提供了一种在电子设备中使用的信号处理器，该信号处理器包括：一个输入，被配置为接收对应于该电子设备的用户的语音的语音数据信号；一个话语识别接口，用于启动话语识别算法，以确定该语音数据信号的内容；逻辑电路，用于确定与该语音数据信号的内容相关联的安全水平，且用于确定当获取该语音数据信号时该电子设备的环境；以及，一个输出接口，用于向生物测定认证系统提供对一个或多个阈值的指示，用于在确定该用户是否为该电子设备的授权用户时使用，其中根据与该内容相关联的安全水平以及当获取该语音数据信号时该电子设备的环境来确定对一个或多个阈值的指示，且其中根据以下中的一个或多个来确定该环境：该电子设备的地理位置；该电子设备的速度；该电子设备的加速度；该语音数据信号中的噪声水平；与该电子设备连接的一个或多个外围设备；以及，与该电子设备连接的一个或多个网络。还提供了一种包括上文所描述的信号处理器的电子设备。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种执行说话人的生物测定认证的方法，该方法包括：接收语音数据信号，该语音数据信号包括对应于该说话人的语音的数据；对该语音数据信号执行生物测定认证算法，该生物测定认证算法包括该语音数据信号中的一个或多个特征与对应于授权用户的语音的一个或多个存储模板的比较，且该生物测定认证算法被配置为生成生物测定认证分数；接收控制信号，该控制信号包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示；基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个来确定一个或多个阈值；以及将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较，以确定该说话人是否对应于该授权用户。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.20 GB 1621721.8;2016.11.07 US 62/418,4531.一种执行说话人的生物测定认证的方法，该方法包括：接收语音数据信号，该语音数据信号包括对应于该说话人的语音的数据；对该语音数据信号执行生物测定认证算法，该生物测定认证算法包括该语音数据信号中的一个或多个特征与对应于授权用户的语音的一个或多个存储模板的比较，且该生物测定认证算法被配置为生成生物测定认证分数；接收控制信号，该控制信号包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示；基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个来确定一个或多个阈值；以及将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较，以确定该说话人是否对应于该授权用户。2.根据权利要求1所述的方法，其中对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示基于该语音数据信号内的内容。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：对该语音数据信号启动话语识别算法，以确定该语音数据信号的语义内容。4.根据权利要求3所述的方法，其中同时执行该话语识别算法和该生物测定认证算法。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将该生物测定认证分数存储在缓冲存储器中；以及在将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较的步骤之前，从该缓冲存储器读出该生物测定认证分数。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个以及该语音数据信号中的噪声水平的量度来确定所述一个或多个阈值。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示基于获取该语音数据信号的环境。8.根据权利要求7所述的方法，其中该环境包括以下中的一个或多个：获取该语音数据信号的电子设备的位置；该电子设备的速度；该电子设备的加速度；该语音数据信号中的噪声水平；与该电子设备连接的一个或多个外围设备；以及，与该电子设备连接的一个或多个网络。9.一种用于认证说话人的生物测定认证系统，包括：一个生物测定信号处理器，被配置为对语音数据信号执行生物测定认证算法，该语音数据信号包括对应于该说话人的语音的数据，该生物测定认证算法包括将该语音数据信号中的一个或多个特征与对应于授权用户的语音的一个或多个存储模板的比较，且该生物测定认证算法被配置为生成生物测定认证分数；一个输入，被配置为接收控制信号，该控制信号包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示；逻辑电路，被配置为基于错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个来确定一个或多个阈值；以及比较逻辑，用于将该生物测定认证分数与所述一个或多个阈值进行比较，以确定该说话人是否对应于该授权用户。10.根据权利要求9所述的生物测定认证系统，其中所述一个或多个阈值基于该语音数据信号内的内容。11.根据权利要求9至10中任一项所述的生物测定认证系统，其中该生物测定认证系统还被配置为对该语音数据信号启动话语识别算法。12.根据权利要求11所述的生物测定认证系统，其中同时执行该话语识别算法和该生物测定认证算法。13.根据权利要求9至12中任一项所述的生物测定认证系统，还包括一个缓冲存储器，用于存储该生物测定认证分数。14.根据权利要求9至13中任一项所述的生物测定认证系统，其中该逻辑电路还被配置为基于该语音数据信号中的噪声水平的量度来确定所述一个或多个阈值。15.根据权利要求9至14中任一项所述的生物测定认证系统，其中对一个或多个阈值的指示基于获取该语音数据信号的环境。16.根据权利要求15所述的生物测定认证系统，其中该环境包括以下中的一个或多个：该生物测定认证系统的位置；该生物测定认证系统的速度；该生物测定认证系统的加速度；该语音数据信号中的噪声水平；与该生物测定认证系统连接的一个或多个外围设备；以及，与该生物测定认证系统连接的一个或多个网络。17.一种电子设备，包括：根据权利要求9至16中任一项所述的生物测定认证系统。18.根据权利要求17所述的电子设备，还包括：一个应用处理器，被耦合到该生物测定认证系统。19.根据权利要求18所述的电子设备，其中该应用处理器被配置为生成包括对错误接受率和错误拒绝率中的一个或多个的指示的控制信号。20.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·佩奇，R·罗伯茨，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB