用于用戶(hù)身份認(rèn)證和密碼校驗(yàn)。
[0049]本發(fā)明的具體技術(shù)實(shí)施為外形可伸縮的環(huán)形分段設(shè)計(jì)，可穿戴在用戶(hù)手腕或者前臂處。在環(huán)形裝置內(nèi)側(cè)緊貼手臂皮膚處，按照前臂控制手指和手腕的主要肌肉位置特性放置多路表皮肌肉電流傳感器。傳感器可能但不限于采用單差分或者雙差分模式，拾取的信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的模擬信號(hào)濾波，放大，模擬信號(hào)數(shù)字化轉(zhuǎn)換等電路，變成信號(hào)處理器或者中央處理單元可處理的連續(xù)的數(shù)字信號(hào)流，實(shí)現(xiàn)兩方面的處理:手勢(shì)識(shí)別處理算法，用于提取各個(gè)手勢(shì)的特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)區(qū)分和識(shí)別；用戶(hù)身份的生物特征提取。基于上述的手勢(shì)識(shí)別和用戶(hù)身體特征提取結(jié)果，通過(guò)和設(shè)備內(nèi)初始化設(shè)置的手勢(shì)序列以及用戶(hù)特征值做比對(duì)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)身份認(rèn)證和密碼校驗(yàn)。
[0050]請(qǐng)參閱圖1，圖1是集成了肌肉電流信號(hào)傳感器的密碼系統(tǒng)100的一種可能的外觀表現(xiàn)形式。裝置表現(xiàn)為一種佩戴在手腕或者手臂處的類(lèi)似手環(huán)的環(huán)形設(shè)備，緊貼在用戶(hù)的手腕或者手臂的皮膚處。
[0051]請(qǐng)參閱圖2，圖2是集成了肌肉電流信號(hào)傳感器的密碼系統(tǒng)100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。密碼系統(tǒng)100被劃分成多個(gè)模塊，其中主機(jī)模塊101包含但不限于以下部件:數(shù)據(jù)處理和控制單元102、數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)單元103、通訊單元103、顯示單元104、按鈕開(kāi)關(guān)輸入單元105、模擬到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器單元106、電池和充電電路單元107等；密碼系統(tǒng)100還包含多個(gè)表面肌肉電流傳感器模塊108，其組成包含但不限于表面肌肉電流拾取電極108a、肌肉電流信號(hào)濾波電路108b，肌肉電流信號(hào)放大電路108c等。
[0052]請(qǐng)參閱圖3，圖3指示的是從手臂皮膚表面而來(lái)的表皮肌肉電流信號(hào)306可能經(jīng)過(guò)的一系列處理環(huán)節(jié)。從差分肌電傳感終端拾取的微弱原始表皮肌肉電流信號(hào)306，峰峰值在+-lmV以?xún)?nèi)，對(duì)檢測(cè)手勢(shì)有用的信號(hào)頻率范圍在0?1000Hz以?xún)?nèi)。原始信號(hào)(表皮肌肉電流信號(hào)306)經(jīng)過(guò)模擬放大器電路301放大成范圍適合后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路303量程的放大信號(hào)307，例如1000倍；再經(jīng)過(guò)濾波電路302去除對(duì)手勢(shì)特征參數(shù)提取無(wú)用的頻率范圍，例如50Hz或者60Hz工頻干擾，以減少對(duì)算法的干擾；放大和濾波后的信號(hào)308按照那奎斯特二倍采樣原理通過(guò)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換電路303轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)309 ;同步的多路肌電數(shù)字信號(hào)309和運(yùn)動(dòng)傳感器310數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中央處理器或者信號(hào)處理單元304進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別算法處理，以提取出手勢(shì)特征參數(shù)305，并最終通過(guò)特征參數(shù)實(shí)現(xiàn)手勢(shì)間的區(qū)分。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，此示意圖只是用于說(shuō)明整個(gè)信號(hào)處理流程的可能實(shí)現(xiàn)框架，實(shí)際實(shí)現(xiàn)中可能但不完全限于此框架。
[0053]實(shí)施例二
[0054]請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明揭示一種密碼系統(tǒng)，所述密碼系統(tǒng)包括:肌電傳感終端10、密碼設(shè)置模塊20、密碼識(shí)別模塊30。
[0055]所述肌電傳感終端10用以采集用戶(hù)人體皮膚表面肌肉電流，并提取肌電信號(hào)特征值。所述密碼設(shè)置模塊20用以根據(jù)所述肌電傳感終端10采集的肌肉電流信號(hào)生成密碼。所述密碼識(shí)別模塊30用以將所述肌電傳感終端10采集的肌肉電流信號(hào)與設(shè)定密碼比對(duì)及匹配分析，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)身份的驗(yàn)證。
[0056]本實(shí)施例中，所述密碼設(shè)置模塊用以記錄設(shè)定用戶(hù)的皮膚表面肌肉電流信號(hào)，從中分析到該肌肉電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)；將一組手勢(shì)動(dòng)作序列作為對(duì)應(yīng)的密碼序列。所述密碼識(shí)別模塊用以識(shí)別肌電傳感終端采集的肌肉電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，經(jīng)過(guò)至少一次識(shí)別后生成手勢(shì)動(dòng)作序列，將該手勢(shì)動(dòng)作序列與設(shè)定密碼序列對(duì)應(yīng)的手勢(shì)動(dòng)作序列進(jìn)行比對(duì)，判斷是否一致或在一定安全范圍內(nèi)。
[0057]所述肌電傳感終端可以為一環(huán)形設(shè)備，包括至少兩個(gè)佩戴單元，至少一個(gè)佩戴單元上設(shè)有肌電傳感器、信號(hào)處理電路，相鄰兩個(gè)佩戴單元之間通過(guò)彈性連接件相連；信號(hào)處理電路提取肌電信號(hào)特征值，并將該值保存、分析、上傳至設(shè)定位置。肌電傳感終端的結(jié)構(gòu)可參閱實(shí)施例八、實(shí)施例九的描述；但其結(jié)構(gòu)也不限于此。
[0058]在環(huán)形設(shè)備緊貼用戶(hù)手臂皮膚面，安放有一路或多路表面肌肉電流信號(hào)傳感器，用于拾取肌電電流信號(hào)。設(shè)備內(nèi)裝置有但不限于肌肉電流信號(hào)濾波、放大、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理和控制單元、數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)模塊、電源模塊、顯示模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊。
[0059]本發(fā)明密碼系統(tǒng)的加解密方法如下:用戶(hù)通過(guò)佩戴肌電采集設(shè)備采集表面肌肉電流(表面肌肉電流包括但不限于人體手臂，手腕，腿部及頸部)，設(shè)備自動(dòng)存儲(chǔ)及分析用戶(hù)的一次或多次特定手勢(shì)/動(dòng)作的肌肉電流信號(hào)特征值(該特征值包括但不限于肌肉電流信號(hào)的功率，電流強(qiáng)度，頻譜特性，持續(xù)時(shí)間，過(guò)零點(diǎn)數(shù)等)，設(shè)備將分析得出的手勢(shì)/動(dòng)作特征值存為一個(gè)特征矩陣，并將此矩陣作為密碼設(shè)定矩陣存儲(chǔ)于設(shè)備或云端服務(wù)器中，當(dāng)用戶(hù)完成此密碼設(shè)置后，再次佩戴設(shè)備進(jìn)行密碼校驗(yàn)時(shí)，需做與密碼設(shè)置同樣的一次或多次特定手勢(shì)/動(dòng)作，設(shè)備將在一定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)用戶(hù)的一次或多次特定手勢(shì)/動(dòng)作進(jìn)行特征值信號(hào)分析，并得出密碼校驗(yàn)矩陣，將密碼校驗(yàn)矩陣與存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)或云端服務(wù)器內(nèi)的密碼設(shè)定矩陣進(jìn)行概率密度比較，超過(guò)一定閾值則認(rèn)為密碼匹配成功，從而用藍(lán)牙/WIFI等無(wú)線(xiàn)通訊進(jìn)行解鎖。
[0060]具體應(yīng)用描述如下:用戶(hù)佩戴肌電采集手環(huán)設(shè)備解鎖手機(jī)屏幕。
[0061]首先用戶(hù)通過(guò)佩戴肌電采集手環(huán)設(shè)備設(shè)置解鎖密碼，比如用戶(hù)握拳兩次表示解鎖密碼，手環(huán)設(shè)備自動(dòng)存儲(chǔ)及分析用戶(hù)這兩次特定手勢(shì)的肌肉電流信號(hào)特征值，并將這兩次手勢(shì)特征值存為一個(gè)特征矩陣，手環(huán)設(shè)備將此特征矩陣作為密碼設(shè)定矩陣存儲(chǔ)于手環(huán)設(shè)備存儲(chǔ)器中，此時(shí)用戶(hù)完成此密碼設(shè)置。當(dāng)用戶(hù)再次佩戴手環(huán)設(shè)備進(jìn)行密碼校驗(yàn)時(shí)，需做與密碼設(shè)置同樣兩次握拳手勢(shì)，手環(huán)設(shè)備將在2秒時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)用戶(hù)的兩次握拳手勢(shì)進(jìn)行特征值信號(hào)分析，并得出密碼校驗(yàn)矩陣，將密碼校驗(yàn)矩陣與存儲(chǔ)在手環(huán)設(shè)備內(nèi)的密碼設(shè)定矩陣進(jìn)行概率密度比較，超過(guò)80%概率相似度則認(rèn)為密碼匹配成功，從而用藍(lán)牙通訊對(duì)手機(jī)屏幕進(jìn)行解鎖。
[0062]實(shí)施例三
[0063]本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，所述密碼設(shè)置模塊用以根據(jù)設(shè)定用戶(hù)特有的肌肉電流信號(hào)生成對(duì)應(yīng)的密碼。
[0064]所述密碼識(shí)別模塊用以識(shí)別肌電傳感終端采集的肌肉電流信號(hào)與設(shè)定過(guò)密碼中肌肉電流信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，判斷是否一致或在一定安全范圍內(nèi)。
[0065]實(shí)施例四
[0066]本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，所述密碼設(shè)置模塊用以記錄設(shè)定用戶(hù)特有的皮膚表面肌肉電流信號(hào)，從中分析到該特有的肌肉電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)；將一組手勢(shì)動(dòng)作序列作為對(duì)應(yīng)的密碼序列。
[0067]所述密碼識(shí)別模塊用以識(shí)別肌電傳感終端采集的特有的肌肉電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，經(jīng)過(guò)至少一次識(shí)別后生成手勢(shì)動(dòng)作序列，將該手勢(shì)動(dòng)作序列與設(shè)定密碼對(duì)應(yīng)的手勢(shì)動(dòng)作序列進(jìn)行比對(duì)，判斷是否一致或在一定安全范圍內(nèi)。
[0068]實(shí)施例五
[0069]本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，所述肌電傳感終端為環(huán)形設(shè)備，設(shè)置于用戶(hù)手臂，用戶(hù)做出手勢(shì)動(dòng)作能產(chǎn)生表面肌肉電流信號(hào)，手勢(shì)動(dòng)作作為密碼序列，產(chǎn)生肌肉電流信號(hào)序列。
[0070]系統(tǒng)在對(duì)肌肉電流信號(hào)序列進(jìn)行特征提取和解碼的過(guò)程中，除了對(duì)手勢(shì)序列做用戶(hù)密碼匹配判斷外，同時(shí)從肌電信號(hào)中提取出用戶(hù)的身份特征信息，進(jìn)行用戶(hù)身份匹配，實(shí)現(xiàn)身份和密碼序列的雙重認(rèn)證機(jī)制。
[0071]實(shí)施例六
[0072]本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，用戶(hù)的身份特征信息和手勢(shì)動(dòng)作序列信息作為密碼，以加密形式存儲(chǔ)在所述環(huán)形設(shè)備內(nèi)。
[0073]當(dāng)用戶(hù)所做的手勢(shì)動(dòng)作序列符合所存儲(chǔ)的手勢(shì)動(dòng)作序列信息，并且從中提取的用戶(hù)身份特征信息也匹配時(shí)，環(huán)形設(shè)備將認(rèn)證通過(guò)的指令，以加密通訊形式發(fā)往需要密碼解鎖的受控端。
[0074]加密通訊的密匙在用戶(hù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化配置時(shí)指定；身份特征信息和手勢(shì)動(dòng)作序列信息，在用戶(hù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化配置時(shí)，通過(guò)做手勢(shì)動(dòng)作序列，由環(huán)形設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)算產(chǎn)生，并加密存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)。
[0075]實(shí)施例七
[0076]本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，用戶(hù)的身份特征信息和手勢(shì)動(dòng)作序列信息作為密碼，以加密形式，存儲(chǔ)在受控端，或服務(wù)器，或云存儲(chǔ)設(shè)備中。
[0077]用戶(hù)在做身份和密碼認(rèn)證時(shí)，做出相應(yīng)的預(yù)定義的手勢(shì)序列，由所述環(huán)形設(shè)備獲取用戶(hù)的手臂肌電信號(hào)，并提取出多種特征值參數(shù)，以加密通訊形式發(fā)往需要密碼解鎖的受控端，或服務(wù)器，或云存儲(chǔ)設(shè)備，由這些系統(tǒng)在收到特征值參數(shù)后，進(jìn)行運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)身份和密碼比較和匹配工作，并將認(rèn)證通過(guò)或者失敗的信息以加密形式發(fā)往受控端；加密通訊的密匙在用戶(hù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化配置時(shí)指定。
[0078]身份特征信息和手勢(shì)動(dòng)作序列信