能量采集可穿戴认证的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月26日提交的美国非临时专利申请no.14/554,857的优先权的权益。

实施例总体上涉及用户认证。更具体地，实施例涉及能量采集可穿戴认证。

背景技术：

认证可以用于准许或拒绝用户对各种系统(例如，举例来说，电子商务(e-commerce)系统、消费设备、联机帐户等)的访问。虽然传统认证方法可能已经涉及登录的用户输入和/或pin(个人识别)信息，但是最近的解决方案可以使用耦合到个人的腿或脚的加速度计来捕获步态信息，其中可以基于所捕获的步态信息来执行个人的认证。这种方法可能涉及安装昂贵的加速度计，其在操作期间引起大量的功率。另外，基于加速度计的认证可能会遭受由未被授权的个人进行的步态模仿。

附图说明

通过阅读以下说明书和所附权利要求以及参考以下附图，实施例的各种优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1是根据实施例的能量采集可穿戴环境的示例的图示；

图2是根据实施例的足类形状因子的示例的侧视图和底视图；

图3a是根据实施例的对用户进行认证的方法的示例的流程图；

图3b是根据实施例的确定第一能量生成模式的方法的示例的流程图；

图4a是根据实施例的包括认证装置的基于用户的系统的示例的框图；

图4b是根据实施例的分析器的示例的框图；

图5是根据实施例的处理器的示例的框图；以及

图6是根据实施例的计算系统的示例的框图。

具体实施方式

现在转到图1，示出了能量采集环境的示例，其中个人10具有采集能量(例如，电流、功率)的可穿戴设备12。所采集的能量可以在个人10从事活动(例如，举例来说，步行)时自动生成。可以在认证会话期间使用从可穿戴设备12收集的能量生成信息来准许或拒绝对区域(例如，健身俱乐部)、可经由系统(例如，举例来说，手持设备16)访问的应用、或其它服务进行访问。手持设备16还可以用于发起认证会话(例如，经由手势输入、文本输入、菜单选择或其它用户输入)。在所示出的示例中，可穿戴设备12包括足类形状因子(例如，鞋、靴子、凉鞋等)，并且可以穿在个人10的左脚和/或右脚上，尽管也可以根据情境而使用其它可穿戴形状因子。例如，在步行或执行一些其它活动时，手腕类形状因子基于诸如手臂运动的量、皮肤温度、检测到的照明等的特性使得能够进行能量采集和认证。实际上，在简档生成和/或用户认证期间可以对来自多个不同可穿戴设备的数据进行组合。

图2表明了可穿戴设备12可以包括一个或多个压电传感器14，其在活动期间响应于压电传感器14的物理变形而生成功率。如将更详细地讨论的，利用来自可穿戴设备12的采集的能量可以提供功率高效的解决方案，其消除了对昂贵的加速度计的任何需要，并且相对地不受由未被授权的个人进行的步态模仿的影响。

图3a示出了对用户进行认证的方法18。方法18可以被实现为模块或有关组件，以一组逻辑指令的方式，该一组逻辑指令存储在机器可读或计算机可读存储介质(例如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、固件、闪速存储器)中，以可配置逻辑(例如，举例来说，可编程逻辑阵列(pla)、现场可编程门阵列(fpga)、复杂可编程逻辑器件(cpld))的方式，以使用电路技术(例如，举例来说，专用集成电路(asic)、互补金属氧化物半导体(cmos)、或晶体管-晶体管逻辑(ttl)技术)的固定功能的硬件逻辑的方式，或其任何组合。例如，可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行方法18所示的操作的计算机程序代码，该一种或多种编程语言包括诸如java、smalltalk、c++等的面向对象的编程语言，和诸如“c”编程语言或类似的编程语言的常规过程编程语言。

示出的处理框20提供了确定与可穿戴设备(例如，举例来说，可穿戴设备12(图1和图2))相关联的第一能量生成模式。因此，可穿戴设备可以包括一个或多个压电传感器，其响应于由于由可穿戴设备所耦合到的个人进行的活动(例如，散步、快走、慢跑、跑步、骑自行车等)造成的传感器的物理变形而生成电流和/或可检测的电场，尽管也可以根据情境使用其它能量生成组件，例如，电磁能量采集设备(例如，旋转发生器)。第一能量生成模式一般可以基于个人进行的一个或多个训练会话来确定。训练会话可以在不同的环境背景中重复以及随着时间重复，以考虑到生理的和/或生物的变化，例如，举例来说，体重减轻、受伤、衰老等。也可以针对不同的个人进行训练会话而达到可穿戴设备由多个用户的程度。

可以在框22处确定第二能量生成模式，其中确定第二能量生成模式可能涉及在通过例如手势输入、文本输入和/或菜单选择发起的认证会话期间监控可穿戴设备。示出的框24至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证。框24可以包括关于例如重量、步态节奏、脚步特性(例如，脚的内转水平)等，对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较。比较的能量生成信号可以跨多个压电传感器进行平均和/或可以在逐个传感器(sensor-by-sensor)的基础上进行比较。

图3b示出了确定第一能量生成模式的方法26的一个示例。因此，方法26可以可选地替代已经讨论过的框20(图3a)。因此，方法26也可以被实现为模块或有关组件，以一组逻辑指令的方式，该一组逻辑指令存储在机器可读或计算机可读存储介质(例如，ram、rom、prom、固件、闪速存储器等)中，以可配置逻辑(例如，举例来说，pla、fpg、cpld)的方式，以使用电路技术(例如，举例来说，asic、cmos或ttl技术)的固定功能的硬件逻辑的方式，或其任何组合。

示出的框28提供了基于以下中的一个或多个来选择与第二能量模式相关联的使用简档：活动(例如，散步、快走、慢跑、跑步、骑自行车)、位置(例如，街道地址、全球定位系统/gps坐标等)或人际邻近度(例如，靠近家人、朋友、社交网络等)。可以使用来自例如用户界面(ui)、邻近度传感器和/或社交网站/数据库的信息来选择使用简档。框30可以基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式。在这方面，已授权的用户可以针对各种不同的场景(例如，在附近慢跑、在商场步行、在路上骑自行车)创建多种训练模式，可能在各种不同的场景下请求进行认证。

由此，例如，如果确定在可穿戴设备所耦合到的个人正在特定的附近(例如，具有丘陵地形)慢跑时认证会话正在进行，则框30可以选择也是在已授权的个人在该特定的(或类似丘陵的)附近慢跑时所创建的训练模式。另一方面，例如，如果确定在可穿戴设备所耦合到的个人正在与一群特定的朋友在商场中步行时认证会话正在进行，则框30可以选择在已授权的个人与同一群朋友在同一个商场中步行时所创建的训练模式。特别值得注意的是，由所示出的基于简档的方法提供的上下文信息可以降低由未被授权的个人成功进行步态模仿的可能性。

现在转到图4a，示出了包括认证装置32的基于用户的系统，其中认证装置32可以与可穿戴设备38(例如，举例来说，可穿戴设备12(图1和图2))结合使用，以对用户/个人进行认证。由此，认证装置32一般可以实现已经讨论过的方法18(图3a)和/或方法26(图3b)的一个或多个方面。在所示出的示例中，模式训练器34确定与可穿戴设备38相关联的第一能量生成模式，而模式监控器36确定与可穿戴设备38相关联的第二能量生成模式。更具体地，模式监控器36可以在认证会话期间监控可穿戴设备38，其中认证会话可以由手势输入(例如，点击屏幕、滑动屏幕、按下按钮)或其它合适的触发发起。另外，认证器40可以至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证。认证器40可以将第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较，其中能量生成模式可以是重量、步态节奏、脚步特性(例如，脚的内转水平)等的函数。通过将比较结果与其它认证技术结合起来可以进一步提高精度。例如，与预期的简档不匹配的能量简档可以通过可能需要用户注意和/或可能需要附加使用另一个接口的功率的一些其它方法来触发认证。

图4b表明了分析器(profiler)42可以选择与第二能量生成模式相关联的使用简档46，其中模式训练器34将基于使用简档46从多个训练模式48中选择第一能量生成模式44。如已经指出的，可以基于与认证会话/第二能量生成模式相关联的活动信息50、位置信息52、人际邻近度信息54等来选择使用简档46。活动信息50可能包括例如散步、快走、慢跑、跑步、骑自行车等的指示。活动信息50、位置信息52和/或人际邻近度信息54可以经由认证装置32的用户界面56或其它合适的来源(例如，gps传感器、社交网站/数据库等)获得。

图5示出了根据一个实施例的处理器核心200。处理器核心200可以是以下任何类型的处理器的核心：例如，微处理器、嵌入式处理器、数字信号处理器(dsp)、网络处理器、或执行代码的其它设备。虽然图5中仅示出了一个处理器核心200，但是处理元件可以替代地包括图5中示出的处理器核心200中的多于一个处理器核心200。处理器核心200可以是单线程核心，或者对于至少一个实施例，处理器核心200可以是多线程的，因为其可以包括每个核心多于一个硬件线程上下文(或“逻辑处理器”)。

图5还示出了耦合到处理器核心200的存储器270。存储器270可以是本领域技术人员已知或以其它方式可用的各种各样的存储器(包括存储器层次的各种层)中的任何存储器。存储器270可以包括将由处理器核心200执行的一个或多个代码213(多个)指令，其中代码213可以实现已经讨论过的方法18(图3a)和/或方法26(图3b)。在一个示例中，存储器270是非闪速存储器。处理器核心200遵从由代码213指示的指令的程序序列。每个指令可以进入前端部分210，并且可以由一个或多个解码器220进行处理。解码器220可以生成微操作(例如，以预定义的格式的固定宽度微操作)作为其输出，或者可以生成反映原始代码指令的其它指令、微指令或控制信号。所示出的前端部分210还包括寄存器重命名逻辑225和调度逻辑230，其一般对资源进行分配并对对应于用于执行的转换指令的操作进行排队。

处理器核心200被示出为包括具有一组执行单元255-1至255-n的执行逻辑250。一些实施例可以包括专用于指定功能或功能集的多个执行单元。其它实施例可以仅包括一个执行单元或一个能够执行特定功能的执行单元。所示出的执行逻辑250执行由代码指令指定的操作。

在完成执行由代码指令指定的操作之后，后端逻辑260退出代码213的指令。在一个实施例中，处理器核心200允许不按顺序执行，但需要按顺序退出指令。退出逻辑265可以采用本领域技术人员已知的各种形式(例如，重新排序缓冲器等)。以这种方式，处理器核心200在执行代码213期间被转换，至少在由解码器生成的输出、由寄存器重命名逻辑225使用的硬件寄存器和表、以及任何由执行逻辑250修改的任何寄存器(未示出)方面。

虽然在图5中未示出，但是处理元件可以包括具有处理器核心200的其它片上元件。例如，处理元件可以包括连同处理器核心200的存储器控制逻辑。处理元件可以包括i/o控制逻辑和/或可以包括与存储器控制逻辑集成的i/o控制逻辑。处理元件还可以包括一个或多个高速缓存。

现在参考图6，示出了根据实施例的计算系统1000实施例的框图。图6中示出的是包括第一处理元件1070和第二处理元件1080的多处理器系统1000。虽然示出了两个处理元件1070和1080，但是应当理解，系统1000的实施例也可以仅包括一个这样的处理元件。

系统1000被示为点对点互连系统，其中第一处理元件1070和第二处理元件1080经由点对点互连1050耦合。应当理解，图6所示出的互连中的任何互连或所有互连可以被实现为多点总线而不是点对点互连。

如图6所示，处理元件1070和1080中的每一个处理元件可以是多核处理器，其包括第一处理器核心和第二处理器核心(即，处理器核心1074a和1074b，以及处理器核心1084a和1084b)。这样的核心1074a、1074b、1084a、1084b可以被配置为以与上文结合图5所讨论的方式类似的方式来执行指令代码。

每个处理元件1070、1080可以包括至少一个共享的高速缓存1896a、1896b。共享的高速缓存1896a、1896b可以存储由处理器的一个或多个组件(例如，分别为核心1074a、1074b和1084a、1084b)使用的数据(例如，指令)。例如，共享的高速缓存1896a、1896b可以对存储在存储器1032、1034中的数据进行本地高速缓存，以用于被处理器的组件更快地访问。在一个或多个实施例中，共享的高速缓存1896a、1896b可以包括一个或多个中级高速缓存(例如，2级(l2)、3级(l3)、4级(l4)或其它级的高速缓存)、末级缓存(llc)和/或其组合。

虽然仅示出了两个处理元件1070、1080，但是应当理解，实施例的范围不限于此。在其它实施例中，一个或多个附加处理元件可以存在于给定的处理器中。替代地，处理元件1070、1080中的一个或多个处理元件可以是除了处理器之外的元件(例如，加速器或现场可编程门阵列)。例如，(多个)附加的处理元件可以包括与第一处理器1070相同的(多个)附加处理器、与处理器第一处理器1070各向异性的或不对称的(多个)附加处理器、加速器(例如，举例来说，图形加速器或数字信号处理(dsp)单元)、现场可编程门阵列、或任何其它处理元件。处理元件1070与1080之间在包括架构、微架构、热量、功耗特性等的一系列指标的度量方面可以存在各种差异。这些差异可以高效地将其本身表现为处理元件1070、1080之间的不对称性和各向异性。对于至少一个实施例来说，各种处理元件1070、1080可以驻留在相同的管芯封装件中。

第一处理元件1070还可以包括存储器控制器逻辑(mc)1072和点对点(p-p)接口1076和1078。类似地，第二处理元件1080可以包括mc1082和p-p接口1086和1088。如图6所示，mc1072和1082将处理器耦合到相应的存储器(即，存储器1032和存储器1034)，其可以是本地附接到相应处理器的主存储器的一部分。虽然mc1072和1082被示为集成到处理元件1070、1080中，但是对于替代实施例来说，mc逻辑可以是处理元件1070、1080之外的分立逻辑而不是集成在其中。

第一处理元件1070和第二处理元件1080可以分别经由p-p互连1076、1086耦合到i/o子系统1090。如图6所示，i/o子系统1090包括p-p接口1094和1098。此外，i/o子系统1090包括接口1092，其用于将i/o子系统1090与高性能图形引擎1038耦合。在一个实施例中，总线1049可以用于将图形引擎1038耦合到i/o子系统1090。替代地，点对点互连可以对这些组件进行耦合。

接下来，i/o子系统1090可以经由接口1096耦合到第一总线1016。在一个实施例中，第一总线1016可以是外围部件互连(pci)总线，或者诸如pciexpress总线或另外的第三代i/o互连总线的总线，尽管实施例的范围不限于此。

如图6所示，各种i/o设备1014(例如，扬声器、照相机、传感器)可以耦合到第一总线1016，连同可以将第一总线1016耦合到第二总线1020的总线桥1018。在一个实施例中，第二总线1020可以是低引脚数(lpc)总线。在一个实施例中，以下各种设备可以耦合到第二总线1020，例如，包括键盘/鼠标1012、(多个)通信设备1026、以及数据存储单元1019(例如，可以包括代码1030的磁盘驱动器或其它大容量存储设备)。所示出的代码1030可以实现已经讨论过的方法18(图3a)和/或方法26(图3b)，并且可以类似于已经讨论的代码213(图5)。此外，音频i/o1024可以耦合到第二总线1020，并且电池1010可以向计算系统1000供电。

注意，可以设想其它实施例。例如，代替图6的点对点架构，系统可以实现多点总线或另外的这样的通信拓扑。另外，可以替代地使用比图6所示的集成芯片更多或更少的集成芯片对图6的元件进行分区。

附加注释和示例：

示例1可以包括一种基于用户的系统，其包括：包括能量生成组件的可穿戴设备，用于确定与可穿戴设备相关联的第一能量生成模式的模式训练器，用于确定与可穿戴设备相关联的第二能量生成模式的模式监控器，以及用于至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证的认证器。

示例2可以包括示例1的系统，还包括用于选择与第二能量生成模式相关联的使用简档的分析器，其中，模式训练器将基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式。

示例3可以包括示例2的系统，其中，使用简档将基于活动、位置或人际邻近度中的一个或多个而被选择。

示例4可以包括示例3的系统，其中，活动将包括散步、快走、慢跑、跑步或骑自行车中的一个或多个。

示例5可以包括示例1的系统，其中，模式监控器将在由用户输入发起的认证会话期间监控可穿戴设备，以确定第二能量生成模式。

示例6可以包括示例1至5中的任何一个示例的系统，其中，认证器将关于重量、步态节奏或脚步特性中的一个或多个对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较。

示例7可以包括示例1至5中的任何一个示例的系统，其中，可穿戴设备具有足类形状因子，并且能量生成组件包括一个或多个压电传感器。

示例8可以包括一种认证装置，其包括：用于确定与可穿戴设备相关联的第一能量生成模式的模式训练器，用于确定与可穿戴设备相关联的第二能量生成模式的模式监控器，以及用于至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证的认证器。

示例9可以包括示例8的装置，还包括用于选择与第二能量生成模式相关联的使用简档的分析器，其中，模式训练器将基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式。

示例10可以包括示例9的装置，其中，使用简档将基于活动、位置或人际邻近度中的一个或多个而被选择。

示例11可以包括示例10的装置，其中，活动将包括散步、快走、慢跑、跑步或骑自行车中的一个或多个。

示例12可以包括示例8的装置，其中，模式监控器将在由用户输入发起的认证会话期间监控可穿戴设备，以确定第二能量生成模式。

示例13可以包括示例8至12中的任何一个示例的装置，其中，认证器将关于重量、步态节奏或脚步特性中的一个或多个对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较。

示例14可以包括一种对用户进行认证的方法，其包括：确定与可穿戴设备相关联的第一能量生成模式，确定与可穿戴设备相关联的第二能量生成模式，以及至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证。

示例15可以包括实施例14的方法，其还包括选择与第二能量生成模式相关联的使用简档，其中，确定第一能量生成模式包括基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式。

示例16可以包括示例15的方法，其中，使用简档是基于活动、位置或人际邻近度中的一个或多个而被选择的。

示例17可以包括示例16的方法，其中，活动包括散步、快走、慢跑、跑步或骑自行车中的一个或多个。

示例18可以包括示例14的方法，其中，确定第二能量生成模式包括在由用户输入发起的认证会话期间监控可穿戴设备。

示例19可以包括示例14至18中的任何一个示例的方法，其中，进行用户认证包括：关于重量、步态节奏或脚步特性中的一个或多个对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较。

示例20可以包括至少一个计算机可读存储介质，其包括一组指令，该指令在被执行时使得计算设备：确定与可穿戴设备相关联的第一能量生成模式，确定与可穿戴设备相关联的第二能量生成模式，以及至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证。

示例21可以包括示例20的至少一个计算机可读存储介质，其中，指令在被执行时使得计算设备：选择与第二能量生成模式相关联的使用简档；以及基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式。

示例22可以包括示例21的至少一个计算机可读存储介质，其中，使用简档将基于活动、位置或人际邻近度中的一个或多个而被选择。

示例23可以包括示例22的至少一个计算机可读存储介质，其中，活动将包括散步、快走、慢跑、跑步或骑自行车中的一个或多个。

示例24可以包括示例20的至少一个计算机可读存储介质，其中，指令在被执行时使得计算设备在由用户输入发起的认证会话期间监控可穿戴设备，以确定第二能量生成模式。

示例25可以包括示例20至24中的任何一个示例的至少一个计算机可读存储介质，其中，指令在被执行时使得计算设备关于重量、步态节奏或脚步特性中的一个或多个对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较。

示例26可以包括一种认证装置，其包括：用于确定与可穿戴设备相关联的第一能量生成模式的模块；用于确定与可穿戴设备相关联的第二能量生成模式的模块；以及用于至少部分地基于第一能量生成模式和第二能量生成模式来进行用户认证的模块。

示例27可以包括示例26的装置，其还包括用于选择与第二能量生成模式相关联的使用简档的模块，其中，用于确定第一能量生成模式的模块包括用于基于使用简档从多个训练模式中选择第一能量生成模式的模块。

示例28可以包括示例27的装置，其中，使用简档将基于活动、位置或人际邻近度中的一个或多个而被选择。

示例29可以包括示例28的装置，其中，活动将包括散步、快走、慢跑、跑步或骑自行车中的一个或多个。

示例30可以包括示例26的装置，其中，用于确定第二能量生成模式的模块包括用于在由用户输入发起的认证会话期间监控可穿戴设备的模块。

示例31可以包括示例26至30中的任何一个示例的装置，其中，用于进行用户认证的模块包括用于关于重量、步态节奏或脚步特性中的一个或多个对第一能量生成模式与第二能量生成模式进行比较的模块。

由此，本文所描述的技术可以收集能量采集数据，以创建穿戴者在不同的上下文中的能量生成简档。另外，可以使用适当的能量生成简档对用户进行认证。诸如重量、步态节奏和脚步特性等因素可能会影响简档。此外，认证协调可以涉及：根据情境而获得来自功率简档模块和/或多个传感器的输入，并且确定在认证中使用哪些因素。

实施例适用于与所有类型的半导体集成电路(ic)芯片一起使用。这些ic芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片集组件、可编程逻辑阵列(pla)、存储器芯片、网络芯片、片上系统(soc)、ssd/nand控制器asic等。此外，在一些附图中，信号传导路线用线来表示。一些线可能是不同的，以指示更多的组成部分信号路径，具有数字标签用于指示多个组成部分信号路径，和/或在一端或多端具有箭头用于指示主要的信息流方向。然而，这不应以限制性的方式来解释。相反，这种添加的细节可以与一个或多个示例性实施例结合使用，以有助于更容易地理解电路。任何表示的信号线路(无论是否具有附加信息)实际上可以包括可以在多个方向上行进的一个或多个信号，并且可以用任何合适类型的信号方案(例如用差分对、光纤线路和/或单端线路实现的数字线路或模拟线路)来实现。

可能已经给定了示例尺寸/型号/值/范围，尽管实施例并不限于同样的尺寸/型号/值/范围。随着制造技术(例如，光刻)随时间成熟，预期到可以制造更小尺寸的设备。此外，为了简化说明和讨论，并且为了不模糊实施例的某些方面，公知的与ic芯片和其它组件的电源/接地连接可以在图中示出或者可以不在图中示出。此外，可以以框图的形式示出布置，以使得避免模糊实施例，并且还考虑到关于这种框图布置的实现的细节高度依赖于将在其中实现该实施例的计算系统(即这些细节应该在本领域技术人员的范围之内)的事实。在阐述具体细节(例如，电路)以便于描述示例实施例的情况下，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例，或者有这些具体细节的变化的情况下实施实施例。由此，该描述应当被认为是说明性的而非限制性的。

术语“耦合”在本文中可以用于指示所讨论的组件之间的任何类型的关系(直接的或间接的)，并且可以应用于电气、机械、流体、光学、电磁、机电或其它连接。此外，术语“第一”，“第二”等在本文中可以仅用于促进讨论，并且除非另有说明，否则不具有特定的时间或时序意义。

如在本申请和权利要求中所使用的，由术语“中的一个或多个”连接的项目列表可以表示所列出的项目的任何组合。例如，短语“a、b或c中的一个或多个”可以表示a；b；c；a和b；a和c；b和c；或者a、b和c。

本领域技术人员将从前述描述中理解，实施例的广泛技术可以以各种形式来实现。因此，虽然已经结合其特定示例描述了实施例，但是实施例的真实范围不应受到限制，因为根据对附图、说明书以及所附权利要求的研究，其它修改对于本领域技术人员将变得显而易见。