[發明專利]一個基于步態生物特征的移動設備身份認證方法

在審

• 申請號: 201510609523.0
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105279411A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 王瑞錦;何興高;王昊;李冬芬;李萌;談辰;李長青;羅煒敏;周玉陽;項陽;高強;李嬋娟
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F21/32
• 分類號: G06F21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物技術識別及移動端安全領域，旨在研究出一個基于步態生物特征的移動設備身份認證方法，使移動設備變得更加智能和安全。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，智能移動設備逐漸成為人們的消費方向。據市場調查報告來看，全球移動設備市場規模將繼續擴大。智能設備體格嬌小，攜帶便捷，因此，不少不法分子會對其進行偷盜活動，獲取非法收入，或使用偷盜得到設備中的重要信息進行非法活動。不僅如此，移動設備作為人們的隨身用品，功能眾多，不僅存儲了聯系人的電話，也許還有郵箱、生日等一系列敏感信息，甚至還包括用戶的照片、短信等隱私信息。當設備不慎遺失，隱私的泄漏將成為讓人急需解決的問題。

對于智能設備的防護技術變得日益重要。從現有的安全軟件來看，他們大多是基于口令或手勢等方式進行防護的，但這種方式有其固有的缺陷，如易仿制，易泄露，沒有特異性等，而且防護十分被動，所以生物識別成為主流的安全防護手段。相對于其它的生物特征識別，步態識別具有自身的特點和優勢。近幾年，隨著計算機視覺技術的研究和發展，利用計算機視覺技術來分析和識別人的步態成為可能。同時人們對社會安全的要求越來越高，需要一種方法方便快速地識別人的身份，步態識別作為一種新的安全保衛手段得到重視。作為行為特征步態特征具有非接觸性、難以隱藏和偽裝、易于采集、可遠距離感知等優點。

發明內容

系統采用C/S架構，客戶端和服務器采用國密SM4進行加密通訊。客戶端包括數據收集、特征提取、識別響應和遠程控制模塊。服務器包括步態建模和控制命令生成模塊。

數據收集模塊采用加速度傳感器收集用戶不同行為下的步態數據，包括行走、跑步、上下樓梯等行為。

特征提取模塊首先使用時間窗口平滑、位置校準和濾波器過濾等技術對原始數據進行降噪，然后根據數學公式對優化后的數據提取特征向量，這些特征包括平均值、標準差、平均絕對差、平均合成加速度、峰值之間的時間、離散化分布等。

步態建模利用神經網絡算法對特征提取模塊產生的特征向量進行建模，分別生成行為檢測模型和用戶檢測模型，然后將模型傳輸給客戶端。

識別響應模塊首先利用行為檢測模型檢測用戶當前狀態，然后調用用戶檢測模型識別當前用戶是否合法并作出響應，如果用戶非法，則自動鎖定設備并發送解鎖密碼給設備合法持有者，解鎖密碼是使用國密進行加密的128位密文。合法用戶收到密文后在服務器web頁面輸入必要信息即可解密得到明文。

控制命令生成模塊根據用戶郵箱、密碼、當前時間和一個隨機值生成相應控制命令，包括響鈴、震動、定位、清除數據、設定解鎖密碼。當用戶得知設備丟失時，可以使用定位功能確定設備大致位置，如果設備在附近，可以使用響鈴或震動功能找到設備；如果確定設備無法找回時，可以使用清除數據功能清除設備全部數據，將損失降到最低。當用戶忘記密碼時，可以使用設定解鎖密碼功能設置新的解鎖密碼。上述功能由遠程控制模塊控制設備實現。

附圖說明

圖1是數據采集流程圖

圖2是特征提取流程圖

圖3是模型建立流程圖

圖4是模型匹配流程圖

圖5是通知響應流程圖

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的具體實施方式進行描述。

一、數據采集

因為人在不同的行走狀態下的步態特征是不相同的，所以數據采集子系統設想為不同的行走狀態打上不同的標簽，那么在數據處理子系統建立步態模型階段，根據不同的標簽對同一個人建立不同的模型，因此，本系統的身份識別率會大大提高。

在我們收集的步態數據分為以下幾種類型：平常的走路，跑步，上樓梯下樓梯，其他。

二、數據處理

對數據的處理包括了時間窗口平滑、位置校準、濾波器過濾以及特征選擇四部分，其中，時間窗口是對基礎數據的基本操作，之后通過位置校準來重定位坐標系，再由濾波器進行進一步的降噪，最后得到該數據的特征值。