生物特征认证制造技术

公开了一种用于认证电子设备的用户的方法。所述方法包括：响应于检测到指示与所述电子设备的用户交互的触发事件，生成音频探测信号以通过所述电子设备的音频换能器播放；接收第一音频信号，所述第一音频信号包括所述用户耳朵对所述音频探测信号的响应；接收第二音频信号，所述第二音频信号包括所述用户的语音；以及向所述第一音频信号应用人耳生物特征算法以及向所述第二音频信号应用语音生物特征算法，以将所述用户认证为授权用户。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物特征认证
本公开的实施例涉及生物特征认证，并且具体地涉及用于基于人耳生物特征数据来认证用户的方法、装置和计算机可读介质。
技术介绍
众所周知，用户耳朵(无论是外部部分(称为耳翼或耳廓)、耳道还是这两者)的声性质在个体之间存在很大差异，且因此可用作识别用户的生物特征。位于耳朵附近或耳朵内的一个或多个扬声器或类似换能器生成刺激，并且类似地位于耳朵附近或耳朵内的一个或多个麦克风检测耳朵对刺激的响应。可从响应信号中提取一个或多个特征，并使用该一个或多个特征来表征个体。例如，耳道是谐振系统，因此可从响应信号中所提取的一个特征是耳道的谐振频率。如果所测量的谐振频率(即，响应信号中的谐振频率)与用户的所存储谐振频率不同，则被耦合来接收和分析响应信号的生物特征算法可返回负结果。可类似地提取响应信号的其他特征，并使用这些特征来表征个体。例如，这些特征可包含一个或多个梅尔频率倒谱系数。更一般地，可确定刺激和所测量的响应信号之间的传递函数(或传递函数的特征)，并将其与作为用户特性的所存储传递函数(或传递函数的所存储特征)进行比较。用户耳朵的其他声性质包括耳声发射，无论是自发的(即，由耳朵在无外部刺激的情况下生成)还是诱发的(即，由人耳响应于诸如一个或多个纯音、猝发音等刺激信号生成)。此类耳声发射也可能在个体之间存在差异，因此可用来区分个体或识别特定个体。生物特征算法面临的一个问题是需要在两个方面实现可接受的性能。首先，算法应提供可接受的安全性，以便不会将未授权用户错误地识别为授权用户。算法将接受未授权用户的访问尝试的可能性称为错误接受率(FAR)，如果算法要提供合理的安全性，则应保持低的错误接受率。其次，算法应可靠地工作，以便不会将授权用户作为未授权用户错误地拒绝。算法将拒绝授权用户的访问尝试的可能性称为错误拒绝率(FRR)，并且如果算法不会让寻求认证的授权用户感到沮丧，则应保持低的错误拒绝率。问题是这两个性能要求相互冲突。通过放宽用户实现认证的要求，可实现低的FRR。然而，这也将导致FAR增加。相反，通过使用户实现认证的要求更加严格，可实现低的FAR。然而，这将导致FRR增加。一种降低FAR和FRR两者的方法是提高生物特征算法本身的有效性。然而，将算法设计为实现高性能是困难的。此外，有效性可能取决于设计师无法控制的因素。例如，算法的有效性可取决于生物特征数据的质量(例如，噪声水平等)，或生物特征本身的有差别的性质。一种已知的用于提高认证有效性的技术是将多个认证过程组合(或“融合”)在一起，无论是否是生物特征的。例如，除了提供语音输入(例如，用于进行语音生物特征认证)之外，用户可能还被要求输入安全密码或pin号码。可使用分值值级融合或结果级融合来组合认证过程。在前一种情况下，针对每个认证过程获得单独的分值，指示用户是授权用户的可能性。然后将那些分值组合并与阈值进行比较，以确定用户是否应被认证为授权用户。在后一种情况下，针对每个认证过程获得单独的结果(例如，通过将每个分值与对应的阈值进行单独的比较)，然后进行组合。例如，只有在各个认证结果都是肯定的时，才可认证用户。通过以这种方式融合多个认证过程，组合的认证过程的FAR值和FRR值可远低于与各个认证过程相关联的FAR值和FRR值。然而，提供多个输入作为认证过程的一部分可能既耗时又不方便。用户通常希望认证既可靠又安全，同时占用尽可能少的时间。优选地，认证过程甚至应该对用户不可见，使得他们在甚至没有意识到认证过程已发生的情况下得到认证。
技术实现思路
本公开的实施例试图解决这些和其他问题。例如，在一个方面，本公开提供了一种用于认证电子设备的用户的方法。该方法包括：响应于检测到指示与电子设备的用户交互的触发事件，生成音频探测信号以通过电子设备的音频换能器播放；接收第一音频信号，该第一音频信号包括用户耳朵对音频探测信号的响应；接收第二音频信号，该第二音频信号包括用户的语音；以及向第一音频信号应用人耳生物特征算法以及向第二音频信号应用语音生物特征算法，以将用户认证为授权用户。在一个实施例中，触发事件包括用户所说的预定关键字或关键词。在此实施例中，该方法还可包括另外向预定关键字或关键词(其也可包括在第二音频信号内)应用语音生物特征算法来将用户认证为授权用户。本公开的另一方面提供了一种用于认证电子设备的用户的认证设备。该认证设备包括：音频信号生成模块，该音频信号生成模块用于响应于检测到指示与电子设备的用户交互的触发事件而生成音频探测信号以通过电子设备的音频换能器播放；一个或多个输入端，该一个或多个输入端用于接收第一音频信号和第二音频信号，该第一音频信号包括用户耳朵对音频探测信号的响应，该第二音频信号包括用户的语音；以及生物特征认证模块，该生物特征认证模块用于对第一音频信号利用人耳生物特征算法以及对第二音频信号利用语音生物特征算法来将用户认证为授权用户。在一个实施例中，触发事件包括用户所说的预定关键字或关键词。在此实施例中，生物特征认证模块进一步用于对预定关键字或关键词利用语音生物特征算法来将用户认证为授权用户。本公开的另一个方面提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的认证设备。该电子设备可以是便携式的和/或电池供电的，诸如智能电话、音频播放器、移动或蜂窝电话或手持机。附图说明为了更好地理解本公开的示例，并且为了更清楚地示出示例如何生效，现在将仅以示例方式参考以下附图，附图中：图1a示出了根据一种配置的个人音频设备；图1b示出了根据另一种配置的个人音频设备；图2是根据本公开的实施例的方法的流程图；图3是根据本公开的另外的实施例的方法的流程图；并且图4是根据本公开的实施例的生物特征认证系统的示意图。具体实施方式如上面所指出的，可通过生成声刺激(其可为可听见的，也可为不可听见的，例如超声波)以及检测耳朵对声刺激的声响应来获取人耳生物特征数据。可从响应信号中提取一个或多个特征，并使用该一个或多个特征来表征个体。耳朵的声响应可能与耳朵的声传递函数和/或来自耳朵的耳声发射有关。替代地或另外，耳声发射可以是自发的，并且可在不需要任何声刺激的情况下被检测到。可使用个人音频设备来获取人耳生物特征数据。如本文所用，术语“个人音频设备”是适合于或可配置为基本上仅向单个用户提供音频回放的任何电子设备。在图1a和图1b中示出合适的个人音频设备的一些示例。图1a示出了电子设备装置100在用户耳朵上的应用，其中装置100包括个人音频设备150(在所示的实施例中，入耳式耳机或听筒、插入式耳机或耳塞)和主机设备160(在所示的实施例中，智能电话)。在此实施例中，下面讨论的功能可仅仅在个人音频设备150中提供、仅仅在主机设备160中提供或者在这两个设备之间分割(即，每个设备执行不同的方面)。图1b示出了个人音频设备170(在所示的实施例中，智能电话)在用户耳朵上的应用。因此，在该示例中，不存在单独的主机设备，并且以下讨论的功能在个人音频设备本身中执本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于认证电子设备的用户的方法，所述方法包括：/n响应于检测到指示与所述电子设备的用户交互的触发事件，生成音频探测信号以通过所述电子设备的音频换能器播放；/n接收第一音频信号，所述第一音频信号包括所述用户耳朵对所述音频探测信号的响应；/n接收第二音频信号，所述第二音频信号包括所述用户的语音；以及/n向所述第一音频信号应用人耳生物特征算法以及向所述第二音频信号应用语音生物特征算法，以将所述用户认证为授权用户。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180831 US 16/118,9501.一种用于认证电子设备的用户的方法，所述方法包括：
响应于检测到指示与所述电子设备的用户交互的触发事件，生成音频探测信号以通过所述电子设备的音频换能器播放；
接收第一音频信号，所述第一音频信号包括所述用户耳朵对所述音频探测信号的响应；
接收第二音频信号，所述第二音频信号包括所述用户的语音；以及
向所述第一音频信号应用人耳生物特征算法以及向所述第二音频信号应用语音生物特征算法，以将所述用户认证为授权用户。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述音频探测信号包括提示所述用户讲话的提示，并且其中响应于所述提示而接收所述第二音频信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述人耳生物特征算法包括基于所述比较生成人耳生物特征分值，并且语音生物特征算法包括基于所述比较生成语音生物特征分值。


4.根据权利要求3所述的方法，其中将所述人耳生物特征分值和所述语音生物特征分值融合以生成组合的生物特征分值，并且其中将所述组合的生物特征分值与一个或多个阈值进行比较以生成组合的生物特征结果。


5.根据权利要求3所述的方法，其中将所述人耳生物特征分值与第一阈值进行比较以生成人耳生物特征结果，其中将所述语音生物特征分值与第二阈值进行比较以生成语音生物特征结果，并且其中将所述人耳生物特征结果与语音生物特征结果组合以生成组合的生物特征结果。


6.一种用于认证电子设备的用户的认证设备，所述认证设备包括：
音频信号生成模块，所述音频信号生成模块用于响应于检测到指示与所述电子设备的用户交互的触发事件而生成音频探测信号以通过所述电子设备的音频换能器播放；
一个或多个输入端，所述一个或多个输入端用于接收第一音频信号和第二音频信号，所述第一音频信号包括所述用户耳朵对所述音频探测信号的响应，所述第二音频信号包括所述用户的语音；以及
生物特征认证模块，所述生物特征认证模块用于对所述第一音频信号利用人耳生物特征算法以及对所述第二音频信号利用语音生物特征算法来将所述用户认证为授权用户。


7.根据权利要求6所述的认证设备，其中所述音频探测信号包括提示所述用户讲话的提示，并且其中响应于所述提示而接收所述第二音频信号。


8.根据权利要求6所述的认证设备，其中所述人耳生物特征算法包括基...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·莱索，
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