基于牙齿咬合声纹的新型用户认证技术与系统

发布时间：2023-03-23 05:30

　　当今,随着智能化社会进程的不断推进,新兴可穿戴设备的不断发展,智能设备出现了爆炸性的增长。可穿戴智能设备也越来越多的出现在我们的生活中,例如智能手表、谷歌眼镜、脑电检测仪等。可穿戴智能设备的出现给我们的生活提供了很大的便捷,也极大的增强了用户体验,例如我们可以通过智能手表或者智能手环进行支付、可以通过智能腕带或者智能手表对个人身体健康进行检测、可以通过智能眼镜进行打电话或者拍照,甚至可以和手机中的隐私数据进行交互,从以上人与可穿戴设备的交互作用来看,很多智能可穿戴设备都会记录我们的个人隐私数据,所以我们享受便利的同时也面临了一些严重的数据安全问题,例如数据隐私泄露,研究这些隐私数据安全问题对保护个人信息安全具有重大的意义。目前存在很多的用户认证的方案,例如人脸识别、虹膜识别、指纹识别、声纹识别、静脉识别等。传统的认证方法由于尺寸、硬件或者计算力等问题的限制不能够很好的适配到可穿戴智能设备上,那么就出现了现在市面上的可穿戴设备的用户认证不安全、不便捷、资源消耗严重等现象。为了解决这个问题,我们探索了一种新型生物认证机制,即利用人类牙齿咬合的声音(牙齿碰击)进行可穿戴设备上的用户身份认证。...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 基于生物特征的用户认证研究
        1.2.2 基于用户行为身份认证研究
        1.2.3 基于输入特征的用户认证研究
    1.3 本文的研究内容及贡献
    1.4 本文的章节安排
第2章 理论基础
    2.1 牙齿理论基础
        2.1.1 牙齿结构分析
        2.1.2 牙齿咬合分析
    2.2 牙齿咬合声纹的唯一性证明
        2.2.1 医学证明
        2.2.2 物理震动建模证明
        2.2.3 实验数据证明
    2.3 麦克风传感器和声波
        2.3.1 麦克风传感器
        2.3.2 声波
    2.4 用户身份认证系统的性能度量
    2.5 本章小结
第3章 基于牙齿咬合声纹的身份认证分析
    3.1 系统设计
    3.2 数据采集和预处理
    3.3 牙齿咬合事件检测与提取
        3.3.1 动态阈值事件端点检测算法
        3.3.2 牙齿咬合事件的声音信号提取算法
    3.4 事件的特征提取
        3.4.1 常见时域和频域的特征
        3.4.2 特征选择与提取
    3.5 模型认证
        3.5.1 机器学习算法概论
        3.5.2 基于牙齿咬合事件的一层用户识别分析
        3.5.3 基于牙齿咬合事件的模型升级认证分析
        3.5.4 模型迭代升级认证分析
    3.6 本章小结
第4章 实验结果与评估
    4.1 实验环境搭建
        4.1.1 实验用到的硬件和软件
        4.1.2 实验场景设置
    4.2 实验结果
        4.2.1 系统的整体识别精度分析
        4.2.2 移动状态下的系统的识别精度分析
        4.2.3 距离嘴唇的影响分析
        4.2.4 不同用户的影响分析
        4.2.5 训练样本数量的影响分析
        4.2.6 外界干扰情况下的鲁棒性分析
        4.2.7 防重放攻击的安全性分析
        4.2.8 防模仿攻击的安全性分析
        4.2.9 用户体验反馈分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3768383