[发明专利]一种基于脑电快速语音呈现范式的身份识别方法

说明书

本发明公布了一种基于脑电快速语音呈现范式的身份识别方法，针对一些传统的身份识别和个体认证方法，像密码、PINs和射频卡等，本发明提出的身份识别方法能够克服认证凭证容易被遗忘，被偷窃或者遗失等缺点；同时考虑到视觉障碍人群，通过脑电视觉认证是不现实的，所以本发明提出的方法尤其适用于视觉有障碍的人群；通过采集受试者在语音刺激后的脑电数据，获得初始的脑电数据集D，但不能直接对数据集D进行特征提取，应该先对该数据集D进行去噪(低通滤波、相干平均、快速独立分量分析)获取预处理数据集D'；接着对数据集D'进行特征提取，获取训练特征集C；最后分类识别，来进行身份认证。

技术领域

本发明属于机器学习和信息安全交叉领域，具体涉及对基于语音诱发的脑电波进行信号采集、信号预处理、特征提取、分类识别等操作，旨在保障用户登陆的安全性。

背景技术

互联网的出现和普及给我们带来很大的便捷，但随着网络的快速发展，我们的一些身份信息则很容易泄露，给我们造成一定程度上的利益损失，由此可见，信息安全的保护和加强身份认证的措施是很有必要的。一些传统的身份识别和个体认证方法有：密码、PINs和射频卡，但上述这些方法各有缺点；密码容易被遗忘，PINs和射频卡则会被偷窃或者遗失，这些方法难以适应于安全系数要求很高的系统中，但自己的固有特征是绝不会被遗忘或丢失的，例如：人脸、虹膜、指纹、声音、脑电波等。因此，需要有一种基于人体固有特征的安全检测方法，来更加方便而安全的实现个体身份识别。

个体的生物特征用于身份鉴别原则上需要满足以下条件：(1)普遍性，保证每位用户都能通过认证；(2)独特性，对某个用户的认证特征是特殊的，独一无二的；(3)可收集性，认证特征可以迅速的被收集；(4)稳定性，认证特征始终是一致的。

常见的生物特征有指纹和声音，但随着时代的发展，一些独特和现代的生物测定方法是必要的，脑电波就是其中之一，脑电波有许多特殊的性质，如高时间分辨率，我们通过图像能看到脑波的实时动态；高独特性，个体的脑电波信号是稳定的和特别的，即个人脑波模式中小的内在差异，大的人际差异。

发明内容

本发明针对用户身份登陆中存在的安全隐患提出了基于快速语音呈现范式的脑电身份识别方法，主要针对老弱病残孕等行动不便的弱势群体，尤其是对于有视觉障碍的人群，有较好的适用性。

本发明包含以下步骤：

步骤1：针对听觉诱发这一应用场景，设计一种认证系统。

步骤2：根据该认证系统，设计具体的实现步骤。

步骤3：对采集的初始脑电数据进行预处理，获得去噪后的脑电数据集。

步骤4：对预处理数据集进行特征提取。

步骤5：使用朴素贝叶斯分类器进行学习和分类，从而完成认证登陆。

进一步，上述设计认证系统，具体包括：

A：基于听觉诱发的应用场景，设计一个基于脑电波听觉诱发的实验方案，包括注册系统、登陆系统和认证服务器系统三部分，具体如附图2所示。

上述具体实现步骤包含：

B：首先选择合适的脑电采集设备，本专利选择了64导符合国际脑电图学会标定的10-20法的EEG放大器，采样频率为1200Hz,引用参考电极为Fpz,16个通道的干电极进行信号采集：Fp1,Fm3,C3,P3,01,F7,T3,T5,Fp2,Fm4,C4,P4,02,F8,T4,T6。这里我们选用干电极而不采用湿电极，虽然湿电极相比干电极有更好的信号质量，但湿电极需要插入导电凝胶，并且需要配置30分钟，登陆完成之后，还需要清洗头发；因此，湿电极对于认证系统来说不是切实可行的，所以本发明中选择干电极进行实验操作。