本發(fā)明涉及一種用戶年齡識(shí)別方法，特別涉及一種基于手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)的用戶年齡識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，智能手機(jī)已經(jīng)開(kāi)始逐步取代傳統(tǒng)PC滲透進(jìn)入了人們娛樂(lè)、生活的各個(gè)方面。為手機(jī)的使用者推薦更符合其年齡段的服務(wù)不僅可以為用戶帶來(lái)更多的方便；在某些關(guān)鍵時(shí)刻，一個(gè)準(zhǔn)確及時(shí)的服務(wù)推薦，能為用戶提供健康方面的提醒，減少用戶安全方面的威脅。除了中青年用戶，老人和小孩等特殊人群對(duì)手機(jī)服務(wù)也有一定的需求，因此識(shí)別用戶的年齡顯得十分重要。

通過(guò)觀察手機(jī)使用者，不難發(fā)現(xiàn)，不同年齡層的用戶在使用手機(jī)時(shí)會(huì)有該年齡層特有的屬性。例如，在手機(jī)應(yīng)用軟件的使用上，老人傾向于使用收音機(jī)功能、聽(tīng)一些傳統(tǒng)的音樂(lè)，小孩偏愛(ài)手機(jī)游戲和動(dòng)畫(huà)片播放的應(yīng)用；在手機(jī)使用習(xí)慣方面，老人喜歡把手機(jī)的音量調(diào)至最大，小孩則是把手機(jī)屏幕的亮度調(diào)的很高，而對(duì)于年齡介于老人和小孩的中青年用戶來(lái)說(shuō)，他們由于工作或?qū)W習(xí)的環(huán)境，有些會(huì)使用振動(dòng)提醒功能。因此不同年齡的用戶對(duì)于手機(jī)的需求各異，識(shí)別用戶年齡層，對(duì)于為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)很有幫助。要想為用戶提供更符合其年齡的服務(wù)，首先需要識(shí)別用戶的年齡。而現(xiàn)在已有一些研究針對(duì)用戶年齡層的識(shí)別。

文獻(xiàn)1“申請(qǐng)公布號(hào)是CN105956571A的中國(guó)發(fā)明專利”公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)DLPCANet模型的人臉圖像的年齡估計(jì)方法。該方法首先對(duì)輸入的人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理，接著對(duì)圖像分塊；利用PCA算法得到卷積核，進(jìn)而進(jìn)行卷積操作；利用二值化，在第二個(gè)卷積層后面進(jìn)行非線性處理；利用直方圖統(tǒng)計(jì)的方法抽取特征；最終將預(yù)測(cè)的用戶年齡與人臉年齡公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)MORPH和FG-NET進(jìn)行對(duì)比，誤差小于4.72歲。

文獻(xiàn)2“申請(qǐng)公布號(hào)是CN1710925A的中國(guó)發(fā)明專利”公開(kāi)了一種利用手機(jī)攝像頭來(lái)確認(rèn)用戶身份的方法。該方法首先利用智能手機(jī)的內(nèi)置攝像頭和閃光燈拍攝需要確認(rèn)身份的用戶的影像；使用者利用手機(jī)直接輸入拍攝到的用戶的身體信息，如年齡、身高和性別等信息；將提取出來(lái)的臉部領(lǐng)域及身體信息以數(shù)據(jù)包的形式傳送到基站；進(jìn)而查找符合條件的候補(bǔ)影像和身體信息；接著將這些信息發(fā)送到使用者手機(jī)中的結(jié)果輸出部，從而使使用者利用手機(jī)畫(huà)面確認(rèn)身份。這些方法主要利用人臉圖像提取特征，進(jìn)而估計(jì)用戶的年齡；然而對(duì)于使用智能手機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)，人臉圖像的拍攝會(huì)過(guò)多地泄露用戶隱私。因此使用拍攝人臉圖像，不僅會(huì)威脅用戶的個(gè)人隱私；從實(shí)驗(yàn)角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集的過(guò)程也比較困難。

文獻(xiàn)3“《Child or Adult？Inferring Smartphone Users’Age Group from Touch Measurements Alone》Human-Computer Interaction.Springer International Publishing,2015:1-9”以用戶與智能手機(jī)的交互為出發(fā)點(diǎn)，提取用戶從接觸屏幕到離開(kāi)屏幕的時(shí)間間隔以及用戶實(shí)際觸屏的位置和目標(biāo)中心位置之間的偏離距離兩個(gè)特征。利用用戶觸屏滑屏的信息區(qū)別其所屬年齡層，進(jìn)而為用戶切換更符合其年齡的應(yīng)用。該方法只是將成人和兒童進(jìn)行區(qū)分，沒(méi)有考慮老人這一特殊人群。同時(shí)，論文只利用用戶與手機(jī)屏幕的交互區(qū)別用戶年齡，特征過(guò)少。

文獻(xiàn)4“Human-centric Computing and Information Sciences2015中的一篇文章《Modeling and discovering human behavior from smartphone sensing life-log data for identification purpose》”識(shí)別用戶時(shí)，結(jié)合了GPS、Wi-Fi、藍(lán)牙、電池使用和當(dāng)前正在使用的應(yīng)用等信息識(shí)別用戶；該方法的一個(gè)不足是：研究需要獲取的信息種類多，且實(shí)驗(yàn)時(shí)間需要一至兩個(gè)月。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有用戶年齡識(shí)別方法實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)的用戶年齡識(shí)別方法。該方法收集用戶使用手機(jī)時(shí)最常見(jiàn)的兩個(gè)場(chǎng)景，即解鎖屏幕和接聽(tīng)電話，利用手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)，提取相應(yīng)的特征，進(jìn)而識(shí)別用戶所屬年齡層。本發(fā)明沒(méi)有通過(guò)手機(jī)攝像頭拍照獲取人臉畫(huà)像，避免了用戶隱私的泄露；同時(shí)從解鎖屏幕和接聽(tīng)電話兩個(gè)過(guò)程，快速的識(shí)別用戶，將識(shí)別時(shí)間由背景技術(shù)的一至兩個(gè)月縮短到一分鐘；從而獲得更快捷的預(yù)測(cè)，可更好的支撐相關(guān)的應(yīng)用研究。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種基于手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)的用戶年齡識(shí)別方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、利用智能手機(jī)中自帶的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器，選擇用戶使用手機(jī)時(shí)最常見(jiàn)的解鎖屏幕和接聽(tīng)電話兩個(gè)場(chǎng)景；采集解鎖屏幕和接聽(tīng)電話兩個(gè)場(chǎng)景下用戶使用手機(jī)時(shí)的加速度傳感器和磁力傳感器計(jì)數(shù)據(jù)；

步驟二、將解鎖屏幕場(chǎng)景分為拿起手機(jī)和滑動(dòng)屏幕兩個(gè)階段；將接聽(tīng)電話場(chǎng)景分段，得到從響鈴到接聽(tīng)成功的反應(yīng)時(shí)間和接電話過(guò)程兩個(gè)階段；

步驟三、解鎖屏幕場(chǎng)景階段；首先，利用滑動(dòng)窗口，找到用戶拿起手機(jī)時(shí)刻。針對(duì)拿起手機(jī)階段，即用戶從拿起手機(jī)到按下手機(jī)電源按鈕的過(guò)程，利用該過(guò)程中得到的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算方向傳感器的數(shù)值；利用均方根值公式計(jì)算得到一軸的方向傳感器的極大值、極小值和均值；其次，針對(duì)滑動(dòng)屏幕，即指從按下手機(jī)電源按鈕到解鎖成功的過(guò)程，計(jì)算該過(guò)程用戶滑屏的起始與終止位置、滑屏的角度、滑動(dòng)的距離、滑屏解鎖時(shí)間和滑屏速率；公式中的x，y分別表示水平軸和垂直軸，z表示垂直屏幕并指向屏幕外部的方向，v表示計(jì)算得到的值，下角標(biāo)s表示加速度傳感器、磁力計(jì)傳感器或方向傳感器；

步驟四、接聽(tīng)電話場(chǎng)景，包括用戶的反應(yīng)時(shí)間和接電話過(guò)程兩個(gè)過(guò)程；針對(duì)反應(yīng)時(shí)間階段，計(jì)算手機(jī)從響鈴到接聽(tīng)成功的時(shí)間；針對(duì)接電話的過(guò)程，根據(jù)得到的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算三軸方向傳感器的數(shù)值；進(jìn)而得到接電話過(guò)程中，用戶保持相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)下方向傳感器數(shù)據(jù)的極大值、極小值和均值；

步驟五、對(duì)解鎖屏幕場(chǎng)景，按照步驟三的方法計(jì)算相應(yīng)特征的數(shù)值；針對(duì)接聽(tīng)電話場(chǎng)景，按照步驟四的方法計(jì)算特征值；將步驟三、步驟四中得到的所有特征的值賦予相應(yīng)的年齡屬性；以用戶在兩個(gè)場(chǎng)景下使用手機(jī)時(shí)，對(duì)應(yīng)傳感器的值為輸入，以設(shè)定的三個(gè)年齡層相應(yīng)各特征值的閾值為根據(jù)，判斷相應(yīng)特征所屬的年齡層，繼而確定用戶的年齡層。

所述用戶的年齡層分為老人、小孩和中青年三類，老人是指年齡超過(guò)65歲的人群，小孩是指5歲到10歲的人群，中青年是指18歲至50歲的人群。

本發(fā)明的有益效果是：該方法收集用戶使用手機(jī)時(shí)最常見(jiàn)的兩個(gè)場(chǎng)景，即解鎖屏幕和接聽(tīng)電話，利用手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)，提取相應(yīng)的特征，進(jìn)而識(shí)別用戶所屬年齡層。本發(fā)明沒(méi)有通過(guò)手機(jī)攝像頭拍照獲取人臉畫(huà)像，避免了用戶隱私的泄露；同時(shí)從解鎖屏幕和接聽(tīng)電話兩個(gè)過(guò)程，快速的識(shí)別用戶，將識(shí)別時(shí)間由背景技術(shù)的一至兩個(gè)月縮短到一分鐘；從而獲得更快捷的預(yù)測(cè)，可更好的支撐相關(guān)的應(yīng)用研究。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)的用戶年齡識(shí)別方法的流程圖。

圖2圖1中手機(jī)兩個(gè)場(chǎng)景中解鎖屏幕場(chǎng)景的詳圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1-2。本發(fā)明基于手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)的用戶年齡識(shí)別方法具體步驟如下：

步驟一、利用智能手機(jī)中自帶的加速度和磁力計(jì)傳感器，選擇用戶使用手機(jī)最常見(jiàn)的兩個(gè)場(chǎng)景：解鎖屏幕和接聽(tīng)電話；采集兩個(gè)場(chǎng)景下用戶使用手機(jī)時(shí)的傳感器數(shù)據(jù)；

步驟二、將解鎖屏幕分為拿起手機(jī)和滑動(dòng)屏幕兩個(gè)階段；而接聽(tīng)電話場(chǎng)景分段，得到從響鈴到接聽(tīng)成功的反應(yīng)時(shí)間和接電話過(guò)程兩個(gè)階段；

步驟三、解鎖屏幕場(chǎng)景，包含拿起手機(jī)與滑動(dòng)屏幕兩個(gè)階段；首先，利用滑動(dòng)窗口，找到用戶拿起手機(jī)時(shí)刻。針對(duì)拿起手機(jī)階段，即用戶從拿起手機(jī)到按下手機(jī)電源按鈕的過(guò)程，利用該過(guò)程中得到的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算方向傳感器的數(shù)值；利用均方根值公式計(jì)算得到一軸的方向傳感器的極大值pick-up-phone-max、極小值pick-up-phone-min和均值pick-up-phone-mean；針對(duì)滑動(dòng)屏幕階段，主要指的是從按下手機(jī)電源按鈕到解鎖成功的過(guò)程，計(jì)算滑動(dòng)屏幕的起始位置coordinates-area-start、終止位置coordinates-area-end、滑屏的角度Sliding angle、滑動(dòng)的距離Sliding distance、滑屏解鎖時(shí)間Sliding duration和滑屏速率Sliding velocity；公式中的x，y分別表示水平軸和垂直軸，z表示垂直屏幕并指向屏幕外部的方向，v表示計(jì)算得到的值，下角標(biāo)s表示加速度傳感器、磁力計(jì)傳感器或方向傳感器；

步驟四、接聽(tīng)電話場(chǎng)景，包括用戶的反應(yīng)時(shí)間和接電話過(guò)程兩個(gè)過(guò)程；針對(duì)反應(yīng)時(shí)間階段，計(jì)算手機(jī)從響鈴到接聽(tīng)成功的時(shí)間；針對(duì)接電話的過(guò)程，根據(jù)得到的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算三軸方向傳感器的數(shù)值；進(jìn)而得到接電話過(guò)程中，用戶保持相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)下方向傳感器數(shù)據(jù)的極大值angle-of-answering-max、極小值angle-of-answering-min和均值angle-of-answering-mean；

步驟五、對(duì)解鎖屏幕場(chǎng)景，按照步驟3的方法計(jì)算相應(yīng)特征的數(shù)值；針對(duì)接聽(tīng)電話場(chǎng)景，按照步驟四的方法計(jì)算特征值；將步驟三、步驟四中得到的所有特征的值賦予相應(yīng)的年齡屬性；以用戶在兩個(gè)場(chǎng)景下使用手機(jī)時(shí)，對(duì)應(yīng)傳感器的值為輸入，以設(shè)定的三個(gè)年齡層相應(yīng)各特征值的閾值為根據(jù)，判斷相應(yīng)特征所屬的年齡層，繼而確定用戶所屬的年齡層。本專利將用戶的年齡分為三類：老人、小孩和中青年；老人指的是年齡超過(guò)65歲的人群，小孩特指5到10歲的兒童，中青年是指年齡在18至50之間的人群。

實(shí)施例：

步驟一、利用智能手機(jī)中自帶的加速度和磁力計(jì)傳感器；

步驟二、選擇用戶使用手機(jī)最常使用的兩個(gè)場(chǎng)景：解鎖屏幕和接聽(tīng)電話，采集兩個(gè)場(chǎng)景下用戶使用手機(jī)的數(shù)據(jù)；

步驟三、解鎖屏幕場(chǎng)景，包含拿起手機(jī)與滑動(dòng)屏幕兩個(gè)階段；首先，針對(duì)用戶拿起手機(jī)階段，此階段指的是用戶拿起手機(jī)到按下手機(jī)電源按鈕的過(guò)程，該過(guò)程中，得到加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)，利用這兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算方向傳感器的數(shù)值；利用均方根值公式計(jì)算得到一軸的方向傳感器的極大值pick-up-phone-max、極小值pick-up-phone-min和均值pick-up-phone-mean；針對(duì)滑動(dòng)屏幕階段，主要指的是從按下手機(jī)電源按鈕到解鎖成功的過(guò)程，計(jì)算滑動(dòng)屏幕的起始位置coordinates-area-start、終止位置coordinates-area-end、滑屏的角度Sliding angle、滑動(dòng)的距離Sliding distance、滑屏解鎖時(shí)間Sliding duration和滑屏速率Sliding velocity；公式中的x，y分別表示水平軸和垂直軸，z表示垂直屏幕并指向屏幕外部的方向，v表示計(jì)算得到的值，下角標(biāo)s表示加速度傳感器、磁力計(jì)傳感器或方向傳感器；

步驟四、接聽(tīng)電話場(chǎng)景分段，包含反應(yīng)時(shí)間和接電話過(guò)程兩個(gè)階段；針對(duì)反應(yīng)時(shí)間階段，計(jì)算手機(jī)從響鈴到接聽(tīng)成功的時(shí)間，即反應(yīng)時(shí)間Time for response；針對(duì)接電話的階段，根據(jù)得到的加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算三軸方向傳感器的數(shù)值；進(jìn)而得到接電話過(guò)程中，用戶保持相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)下方向傳感器數(shù)據(jù)的極大值angle-of-answering-max、極小值angle-of-answering-min和均值angle-of-answering-mean；

步驟五、對(duì)解鎖屏幕場(chǎng)景，按照步驟3的方法計(jì)算相應(yīng)特征的數(shù)值；針對(duì)接聽(tīng)電話場(chǎng)景，按照步驟四的方法計(jì)算特征；將步驟三、步驟四中得到的所有特征的值賦予相應(yīng)的年齡屬性；以用戶在兩個(gè)場(chǎng)景下使用手機(jī)時(shí)，對(duì)應(yīng)傳感器的數(shù)值為輸入，以設(shè)定的三個(gè)年齡層相應(yīng)各特征值的閾值為根據(jù)，判斷相應(yīng)特征所屬的年齡層，繼而確定用戶所屬的年齡層。本專利將用戶的年齡分為三類：老人、小孩和中青年；老人指的是年齡超過(guò)65歲的人群，小孩特指5到10歲的兒童，中青年是指年齡在18至50之間的人群。