用于声学外耳表征的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于表征外耳１３０的声学特性的方法和设备，该方法包括步骤：向外耳１３０发送第一声信号１２５，从外耳１３０接收第二声信号１５０，并根据第二声信号１５０来表征外耳的声学特性１６５。该方法的特征在于第一声信号１２５包括下列元素中的至少一个：音乐和语音。本发明专利技术还涉及用于根据外耳１３０的声学特性来登记、验证和识别人的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于声学外耳表征的方法和设备本专利技术涉及表征外耳的声学特性的方法，该方法包括步骤向外耳发 送第一声信号，从外耳接收第二声信号，并根据第二声信号来表征外耳的 声学特性。本专利技术还涉及用于表征外耳的声学特性的设备和系统，所述设 备和系统每个都包括发射装置，设置成向外耳发送第一声信号；接收装 置，设置成从外耳接收第二声信号；表征装置，设置成根据第二声信号来 表征外耳的声学特性。在安全应用以及日常生活中，验证和识别人极为重要。许多人每天都 要使用信用卡、ID卡、护照和徽章，但是这些物件经常会被盗和滥用。 结果，就强烈驱使人们开发可靠的生物特征(biometrics),所述生物特征 可以以优选是非侵入且方便的方式获得。然而，比如指紋之类的某些生物 特征有这样的缺点，即它们是人们无意识留下来的，结杲，恶意方比如用 胶粘的指头来成功地伪造指紋。美国专利5， 787， 187公开了一种系统，该系统用于通过将耳道的声学特性 表征成生物特征来核实/辨认个体的身份。为此，源信号被发射入耳道， 该源信号包括例如宽带噪音或者频率音调。然而，其外耳的声学特性被表 征的个体感觉到这样的源信号是打扰的和/或令人不愉快的。根据本专利技术的第 一方面，其目的在于提供一种声学外耳表征的方法， 该方法能够使被表征的个体感到较少的打扰。该目的在开始段落提出的方法中实现，所述方法其特征还在于第一声 信号包括下列元素中的至少一个音乐和语音。使用音乐或者语音来表征外耳的优势在于，被表征的人会发现该表征 过程会比面对(白)噪声或者音调序列时的打扰要小。本方法还有这样的 优势，即可以在对话期间扭J亍,或者在个人听消息和/或音乐时执^f亍。该 方法不引人注意，以至于可以在当事人没有意识到的情形下进行表征。当向人类外耳发送包括音乐和/或语音的第一声信号时，部分信号会 被耳廓(外耳的可见部分)、耳道和耳膜反射。通过用麦克风来获取第二声信号，该信号包括部分反射信号，而反射信号进而包括与外耳结构相关 的信息。第二声信号被用来表征外耳的声学特性。在第 一 实施例中，在第二声信号中出现的谱分量的幅度被建立以表征 声学特性。在一个替换实施例中，为了表征声学特性，根据信源表示和接 收到的第二声信号两者的频域表示来建立传递函数。音乐和/或语音的使用允许使用低成本的消费电子扬声器和麦克风来 进行表征。根据本专利技术的第二方面，表征外耳的声学特性的方法能够通过向在表 征处理过程中使用的音乐和/或语音添加噪声来进一步加强。所添加的噪 声可以包括白噪声或有色噪声。虽然音乐和/或语音允许表征，但是音乐 和/或语音不能包括在可听见频谱中的所有相关的频语分量。可以通过添加至少包括相关的缺失的频谱分量的噪声来改进可靠性。 此外，通过使用比音乐和/或语音的幅度相对较的低幅度的噪声信号，可 以保持音乐和/或语音的较低的打扰特性。根据本专利技术的第三方面，表征外耳的声学特性的方法能够通过使用添 加噪声的特别讲究的方法来进 一 步增强。人类听觉系统是特别敏感的系 统，假设环境是安静的，它能够拾取微小的噪声量。然而，在音乐和/或 语音存在的情况下，人类听觉系统的辨别能力净皮损害。通过利用被称为频谱和时间掩盖的技术，有可能将噪声添加到音频信号而不^皮人们注意。尤其是在乔治亚理工学院1"5年8月11日出版的、 Chris A. Lanciani所著的"(Auditory Perception and the MPEG Audio Standard)听觉和MPEG音频标准，，中，可以发现更多的涉及知觉编码的 信息，这篇文献在此引用作为参考。人类听觉系统的心理声学模型巧妙地用于有损数字音频压缩技术中。 这些技术尤其是利用了在频谱接近的、带有大得多的幅度的频率分量存在 时，人耳难于区分小幅度频率分量这样的事实。结果，有可能对较小的分 量使用粗量化，或者完全丢弃较小的分量以便减小音频表示的大小。在上述例子中，"压缩的"信号是失真的；量化误差和/或丢弃的频率 分量能够被认为是添加到原始信号中的噪声。本专利技术建议根据人类听觉系 统的心理声学模型来添加噪声，以便利用时间和/或频谱掩盖效应，并且 不压缩得到的信号而是添加听不见的噪声，以便对信号的频谱进行整形， 以改进对外耳的表征。根据本专利技术的所有这些方面的方法都能够在用于使用外耳声学特性作为生物特征的用户的生物特征验证或识别的系统中使用。通常，在用于生物特征验证和识别的系统中能够区分两个阶段； --登记阶段，在其间获得参考数据，以及--验证/识别阶段，在其间获得验证/识别数据并且与以前登记的参考 数据比较。在这两个阶段期间，外耳的声学特性被表征。结果，本专利技术能够有利 地在用于生物特征登记、验证和识别的方法中使用，这些方法用外耳的声 学特性作为生物特征。根据本专利技术的另 一个方面，其目的在于提供一种用于声学外耳表征的 设备，它能够使^皮表征的人较少地受到打扰。该目标在开始段落中提出的设备中实现，其特征还在于第一声信号包 括下列元素中的至少一个音乐和语音。在一个实施例中，根据本专利技术的设备包括噪声发生装置，其允许将噪 声添加到包括音乐和/或语音的第一声信号中。在一个替换实施例中，噪 声发生装置与噪声发生控制装置结合使用，所述噪声发生控制装置允许根 据人类听觉系统的心理声学模型来添加噪声。本专利技术还涉及用于登记人外耳的声学特性的设备，其根据本专利技术来表 征人外耳的声学特性，本专利技术还涉及验证设备和识别设备，用于根据本发 明使用表征的声学特性来验证和识别人。根据本专利技术的另一个方面，其目的在于提供一种系统，该系统用于声 学外耳表征，所述表征使被表征的人较少地受到打扰。该目标在开始段落中提出的系统中实现，其特征还在于第 一声信号包 括下列元素中的至少一个音乐和语音。本专利技术还涉及电信系统，该电信系统被配置成经由网络提供电信服务 并远距离验证人。该系统包括两个终端与一方关联的第一终端；由人操 作的第二终端。该系统以这样的方式设置，即根据本专利技术，两个终端联合 表征了该人的外耳声学特性，其中所表征的声学特性由包含在第一终端中 的验证装置使用，该验证装置将表征的该人的外耳声学特性与登记的耳朵 声学特性匹配以便向所述方验证这个人。本专利技术的这些和其它方面将通过实例并结合附图来进一步地阐述，其中附图说明图1是根据本专利技术第一方面用于表征人类外耳的设备的示意表示；图2是描绘了根据本专利技术为三个个体表征的随频率变化的"耳朵传递 函数"的幅度曲线图3是根据本专利技术第二方面用于表征人类外耳的设备的示意表示； 图4是根据本专利技术第二方面用于表征人类外耳的替换设备的示意表示；图5是描绘了根据本专利技术在带添加噪声和不带添加噪声时表征的随 频率变化的"耳朵传输函数"的幅度曲线图6是用于根据表征人类外耳的本专利技术第三方面来验证人的设备的 示意表示；图7是用于根据表征人类外耳的本专利技术第三方面来验证人的替换设 备的示意表示；图8是用于根据外耳的声学特性来识别人的系统的示意表示； 图9是用于使用电信系统来远距离^i正人的系统的示意表示； 在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件，或者表示执行相同 功能的元件。公知的用于身份核实的生物特征方法是基于诸如指紋、虹膜、脸或者 语音之类的生物特征。在此，执行这些测量以获得生物特征数据，也称为 特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表征外耳（１３０）声学特性的方法，该方法包括步骤：　向外耳（１３０）发送第一声信号（１２５），　从外耳（１３０）接收第二声信号（１５０），和　根据第二声信号（１５０）来表征外耳的声学特性（１６５），　其特征在于， 第一声信号（１２５）包括下列元素中的至少一个：　音乐，和　语音。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AHM阿克曼斯，AAML布鲁克斯，V范德利斯特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]