[发明专利]用于电子设备中的生物测定认证的方法和装置

说明书

本公开内容的实施方案提供了将作为生物测定认证算法的结果所生成的生物测定认证分数与阈值进行比较的方法和装置，该阈值可以根据要求动态地变化以提供可变的安全水平。例如，该阈值可以根据语音信号的语义内容和/或获取语音信号的环境而变化。可以与话语识别并行地启动信号的认证，使得仅在认证已经开始之后才确定适当的阈值。

技术领域

本公开内容的实施例涉及用于电子设备中的生物测定认证的方法和装置，具体地涉及用于认证电子设备的用户的语音(voice)的方法和装置。

背景技术

在行业中对用于移动设备的更安全、更可靠和更方便的用户认证解决方案的不断增长的需求被接受并被宣传。

预期生物测定学(biometrics)将取代密码，特别是在移动平台上，因为长密码难以记忆并且难以在这样的设备上打字。例如，为了改善用户体验，许多移动电话制造商已经在它们的最近的设备中嵌入了指纹传感器，且预期用户将越来越多地采用生物测定学来访问他们的设备和/或设备上的特定功能。其他类型的生物测定认证包括虹膜识别和语音识别。可以组合多种不同类型的认证(例如，密码、指纹/虹膜/语音识别等)，以增加特定操作的安全性。

在行业中理解生物测定认证的两个障碍是认证过程应提供高安全水平同时仍然易于使用的要求。

例如，诸如智能电话等的电子设备的用户要求他们的设备反复正确操作。在生物测定认证领域，这以这样一种期望显露：如果用户确实是设备的授权用户，则该设备不应拒绝生物测定认证的尝试，即，该设备不应错误地拒绝授权用户。每次错误拒绝只会激怒用户，因此生物测定认证过程的错误拒绝率(FRR)应低。

相反，生物测定认证通常被用来保护设备内要求某种水平的授权并且不允许未授权用户对其进行访问的进程或功能。例如，可以采用生物测定认证来控制对设备的访问(即，将设备从锁定状态解锁)，或为由电子设备启动的金融交易提供授权。因此，生物测定认证不应对不是设备的授权用户的用户进行认证；错误接受率(FAR)也应低。

问题是这些要求相互冲突。生物测定认证涉及生物测定输入数据(例如，话语(speech)、指纹图像数据、虹膜图像数据等)的一个或多个方面与所存储的授权用户(例如，已经经历设备登记过程的用户)所特有的生物测定数据的对应方面的比较。生物测定认证算法的输出是指示输入数据和存储数据之间的类似性水平的分数。所使用的精确值可以任何方式定义；然而，为了方便起见，我们在本文中假设分数可以在值0(以指示生物测定输入不来源于授权用户的绝对置信度)和1(以指示生物测定输入数据和存储数据之间的完全类似性)之间变化。

实际上，即使生物测定输入数据来源于授权用户，生物测定输入数据也很少或永远不会达到值范围的极限。因此，生物测定认证过程的设计者通常指派预定阈值(其低于1)，在该预定阈值以上的分数被用来指示生物测定输入数据来自授权用户。为了提高可靠性(即，低FRR)，设计者可能希望将此阈值设定得相对低，以使得真正的用户不被错误地拒绝。然而，低阈值增加了未授权用户将被错误地认证的可能性，即FAR将相对高。

图1是示出了当阈值变化时FRR和FAR之间的此典型关系的示意图。注意，所例示的关系是近似的，且仅意在例示所涉及的基本原理。随着FAR降低，FRR增加，反之亦然。通过更改阈值来选择FAR-FRR关系上的特定操作点。相对高的阈值导致相对低的FAR但相对高的FRR；相对低的阈值导致相对低的FRR但相对高的FAR。

图1还示出了当认证算法的功效由于操作条件改变(例如，因为生物测定输入信号中的噪声增加，或用户和捕获生物测定输入的输入设备之间的距离增加)而降低时FAR-FRR关系的变化。将实线看作起始点。随着认证过程的性能变差，该关系在箭头的方向上向外朝向虚线移动。对于给定的阈值，FAR和FRR二者都增加。

发明内容