【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法
本专利技术涉及生物认证和无线
,尤其涉及一种基于毫米波(millimeterwave,mmWave)感知的非接触式声纹生物认证方法。
技术介绍
声纹是一种混合生理特征和行为特征的生物特征,像指纹一样被认为是每个人都独一无二的生物特征。由于声控设备和服务的发展,基于声音的用户认证技术流行起来。亚马逊的Echo和GoogleHome等商用声控设备都配备了语音认证功能来保证用户的信息安全。然而基于声纹的生物认证技术有很大的隐患。声纹认证是基于无向感知的方式,由于这个本质的弱点,声纹认证极易遭受重放攻击的威胁。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的问题,本专利技术提供了一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法,通过对毫米波探针收集到的调频连续波(FMCW)进行特征提取和分类后实现用户身份的认证本专利技术采用的技术方案:一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法包括以下步骤步骤一:声音震动的毫米波感知:使用一个高精度的毫米波探针感知喉咙的震动,这种感知是非接触式的,对用户的喉咙区域发射调频连续波(FMCW),然后接收用户喉咙区域反射的带有声音震动信息的调频连续波;毫米波探针将接收的调频连续波的周期性线性调频信号转化为中频(IF)信号,通过计算得到多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果,并计算声音的震动位移信息;步骤二:杂波抑制处理:将步骤一中多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果进行第二次快速傅里叶变 ...
【技术保护点】
1.一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤一:声音震动的毫米波感知:使用毫米波探针感知喉咙的震动,对用户的喉咙区域发射调频连续波,然后接收用户喉咙区域反射的带有声音震动信息的调频连续波;毫米波探针将接收的调频连续波的周期性线性调频信号转化为中频信号,通过计算得到多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果,并计算声音的震动位移信息;/n步骤二:杂波抑制处理:将步骤一中多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果进行第二次快速傅里叶变换得到距离多普勒矩阵,通过更新距离多普勒矩阵完成背景杂波的分离和动态杂波的去除;/n步骤三:从步骤二去除杂波后的距离多普勒矩阵中提取声源特征和声轨特征;/n步骤四:用户识别:构建细粒度认证模型,将步骤三中提取的声源特征和声轨特征输入细粒度认证模型中得到用户的分类结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:声音震动的毫米波感知:使用毫米波探针感知喉咙的震动,对用户的喉咙区域发射调频连续波,然后接收用户喉咙区域反射的带有声音震动信息的调频连续波;毫米波探针将接收的调频连续波的周期性线性调频信号转化为中频信号,通过计算得到多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果,并计算声音的震动位移信息;
步骤二:杂波抑制处理:将步骤一中多个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果进行第二次快速傅里叶变换得到距离多普勒矩阵,通过更新距离多普勒矩阵完成背景杂波的分离和动态杂波的去除;
步骤三:从步骤二去除杂波后的距离多普勒矩阵中提取声源特征和声轨特征;
步骤四:用户识别:构建细粒度认证模型,将步骤三中提取的声源特征和声轨特征输入细粒度认证模型中得到用户的分类结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波感知的非接触式声纹生物认证方法,其特征在于,所述步骤一中的根据中频信号计算声音震动位移的具体过程为:
1.1)设一个线性调频周期为Tr,根据中频信号获得第m个线性调频周期的震动位移d(mTr)的计算公式为:
其中,m为线性调频周期的编号,m=0,1,2…,M-1;M为线性调频周期的数量;f0是载波频率;Δψm是对第m个线性调频周期的中频信号进行快速傅里叶变换后的结果;
从而根据第m个线性调频周期的液晶屏幕位移d(mTr)得到M个线性调频周期的震动位移。
1.2)为了避免身体的随机运动对步骤1.1)结果的干扰,通过平移变化对步骤1.1)获得的M个线性调频周期的震动位移进行身体运动补偿:
定义Sm(l)为获取的第m个线性调频周期的距离信息,的值为第m个线性调频周期校准后的距离信息;其中,l=0,1,2,..,L-1,L为第m个线性调频周期内采样点的数量,l为采样点的编号;
定义第m个线性调频周期的相对距离信息为Qm(l),具体为:
其中,Qm-1(l)为第m-1个线性调频周期的相对距离信息;
定义Xm为Sm(l)的平移距离,为最优平移距离,根据相对距离信息Qm(l)计算最优平移距离最优平移距离通过最大化下列公式得到:
其中,Sm-1(l-Xm)表示第m-1个线性调频周期平移后的距离信息;
第m个线性调频周期校准后的距离信息为:
其中,j为单位复数,Δ是向量[0,1,…,L-1];
第m个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果为第m个线性调频周期校准后的距离信息;
根据第m个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果得到M个线性调频周期的中频信号快速傅里叶变换后的结果,通过M个线性调频周期的中频信号快速傅...
【专利技术属性】
技术研发人员:许文曜,林峰,李勤,李正雄,陈百成,
申请(专利权)人:杭州环木信息科技有限责任公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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