基于心电图信号的用户认证方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2014年8月26日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0111611号 韩国专利申请的优先权，用于所有目的，该申请的全部公开通过引用包含于此。
技术领域
[0002] 以下描述涉及一种基于心电图（ECG)信号的用户认证方法和用户认证设备。
【背景技术】
[0003] 生物计量技术可指这样的技术：提取与用户的身体相关联的信号或数据并将提取 结果与预存的数据进行比较，从而通过识别将用户认证为已登记的用户。个人生物信号因 固有的唯一性而不会被盗或丢失。因此，基于个人生物信号的生物计量技术对于伪造或篡 改可具有鲁棒性。
【发明内容】
[0004] 提供本
【发明内容】
以按照简化的形式来介绍对构思的选择，将在下面的具体实施方 式中对所述构思进行进一步描述。本
【发明内容】
不意图标识所要求保护的主题的关键特征或 必要特征，也不意图用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0005] 在一个总体方面中，提供一种认证设备，包括：心电图（ECG)信号接收器，被配置 为接收目标ECG信号；预处理器，被配置为对目标ECG信号进行预处理；认证器，被配置为 基于参考ECG信号的图案处理预处理后的目标ECG信号，并基于所述处理来确定目标ECG 信号是否对应于参考ECG信号。
[0006] 预处理器可被配置为：基于目标ECG信号的R峰值对目标ECG信号进行排列；基于 目标ECG信号的连续的R峰值之间的时间间隔对目标ECG信号进行归一化。
[0007] 归一化器可被配置为：基于预先确定的电压电平对目标ECG信号的幅度进行归一 化。
[0008] 认证器可被配置为：确定预处理后的目标ECG信号与参考ECG信号之间的差；从 所述差去除参考ECG信号的图案。
[0009] 认证器可被配置为：基于预处理后的目标ECG信号的ECG波形提取ECG矢量；基于 指示参考ECG信号的ECG波形的平均的平均矢量与ECG矢量之间的差，提取指示预处理后 的目标ECG信号与参考ECG信号之间的差的误差矩阵。
[0010] 认证器可被配置为：从误差矩阵去除参考ECG信号的主要误差矩阵分量，主要误 差矩阵分量指示所述图案。
[0011] 认证器可被配置为：确定去除了主要误差矩阵分量的误差矩阵的范数；基于所述 范数确定目标ECG信号是否对应于参考ECG信号。
[0012] 认证器可被配置为：响应于所述范数小于或等于预定范数，将目标ECG信号认证 为与参考ECG信号对应。
[0013] 响应于多个参考ECG信号被获取，认证器可被配置为：针对所述多个参考ECG信号 中的每个提取范数；将所述多个参考ECG信号之中的具有最小范数的参考ECG信号认证为 与目标ECG信号对应。
[0014] 在另一总体方面中，提供一种登记设备，包括：心电图（ECG)信号接收器，被配置 为接收ECG信号；预处理器，被配置为对ECG信号进行预处理。所述登记设备还包括登记 器，被配置为从预处理后的ECG信号提取图案，并对ECG信号的信息进行登记，所述信息包 括所述图案。
[0015] 预处理器可被配置为：基于ECG信号的R峰值对ECG信号进行排列；基于ECG信号 的连续的R峰值之间的时间间隔对ECG信号进行归一化。
[0016] 登记器可被配置为：存储所述图案。
[0017] 登记器可被配置为：确定预处理后的ECG信号与预处理后的ECG信号的平均之间 的差。
[0018] 登记器可被配置为：基于预处理后的ECG信号的ECG波形提取ECG矢量；通过确定 ECG矢量的平均来提取指示预处理后的ECG信号的平均的平均矢量。
[0019] 登记器可被配置为：基于平均矢量与每个ECG矢量之间的差提取误差矩阵；基于 奇异值分解（SVD)方案从误差矩阵提取指示主要误差分量的主要误差矩阵。
[0020] 主要误差矩阵的秩可低于误差矩阵的秩。
[0021] 在另一总体方面中，提供一种认证设备，包括：心电图（ECG)信号接收器，被配置 为接收第一ECG信号和第二ECG信号；预处理器，被配置为对第一ECG信号和第二ECG信号 进行预处理。所述认证设备还包括：登记器，被配置为从预处理后的第一ECG信号提取图 案，并对第一ECG信号的信息进行登记，所述信息包括所述图案；认证器，被配置为基于预 处理后的第一ECG信号的图案处理预处理后的第二ECG信号，并基于所述处理确定第二ECG 信号是否对应于第一ECG信号。
[0022] 预处理器可被配置为：基于第一ECG信号的R峰值和第二ECG信号的R峰值分别 对第一ECG信号和第二ECG信号进行排列；基于第一ECG信号的连续的R峰值之间的时间 间隔和第二ECG信号的连续的R峰值之间的时间间隔分别对第一ECG信号和第二ECG信号 进行归一化。
[0023] 登记器可被配置为：基于预处理后的第一ECG信号的ECG波形提取第一ECG矢量； 通过确定第一ECG矢量的平均来提取指示预处理后的第一ECG信号的平均的平均矢量。
[0024] 登记器可被配置为：基于平均矢量与每个第一ECG矢量之间的差提取第一误差矩 阵；基于奇异值分解（SVD)方案从第一误差矩阵提取指示主要误差分量的主要误差矩阵。
[0025] 认证器可被配置为：基于预处理后的第二ECG信号的第二ECG波形提取第二ECG 矢量；基于平均矢量与第二ECG矢量之间的差提取指示预处理后的第二ECG信号与预处理 后的第一ECG之间的差的第二误差矩阵；从第二误差矩阵去除预处理后的第一ECG信号的 主要误差矩阵分量，主要误差矩阵分量指示所述图案。
[0026] 认证器可被配置为：确定去除了主要误差矩阵分量的第二误差矩阵的范数；基于 所述范数确定第二ECG信号是否对应于第一ECG信号。
[0027] 在另一总体方面中，提取一种方法，包括：对第一ECG信号进行预处理；基于预处 理后的第一ECG信号、第二ECG信号和第二ECG信号的图案确定第一ECG信号是否对应于 第二ECG信号。
[0028] 确定的步骤可包括：确定预处理后的第一ECG信号与第二ECG信号之间的差；从 所述差去除第二ECG信号的图案；基于去除了第二ECG信号的图案的差，确定第一ECG信号 是否对应于第二ECG信号。
[0029] 所述方法还可包括：对第二ECG信号进行预处理；从预处理后的第二ECG信号提 取图案；将提取的图案登记为第二ECG信号的图案。
[0030] 提取的步骤可包括：确定预处理后的第二ECG信号与预处理后的第二ECG信号的 平均之间的差；从所述差提取预处理后的第二ECG信号的图案。
[0031] 从以下【具体实施方式】、附图和权利要求，其它特征和方面将是清楚的。
【附图说明】
[0032] 图1是示出登记设备的示例的框图。
[0033] 图2是示出认证设备的示例的框图。
[0034] 图3是示出对心电图（ECG)信号进行排列的示例的示图。
[0035] 图4A和图4B是示出对ECG信号进行预处理的示例的示图。
[0036] 图5是示出主要误差矩阵的示例的示图。
[0037] 图6是示出用户认证的示例的示图。
[0038] 图7是示出用户认证的另一示例的示图。
[0039] 图8是示出认证设备的示例的示图。
[0040] 图9是示出认证设备的另一示例的示图。
[0041] 图10是示出认证设备的另一示例的示图。
[0042] 图11是示出认证设备的另一示例的框图。
[0043] 图12是示出认证方法的示例的流程图。
[0044] 图13是示出登记方法的示例的流程图。
[0045] 图14是示出认证方法的另一示例的流程图。
[0046] 除非另有描述或规定，否则贯穿附图和【具体实施方式】，相同的附图标号将被理解 为指示相同的元件、特征和结构。附图可不按比例缩放，并且为了清楚、说明和方便，附图中 的元件的相对大小、比例和描绘可被夸大。
【具体实施方式】
[0047] 提供以下详细描述以帮助读者获取对描述在此的方法、设备和/或系统的全面理 解。然而，对于本领域普通技术人员而言，在此描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修 改以及等同物将是清楚的。所描述的处理步骤和/或操作的进程是示例性的；然而，除非步 骤和/或操作必须按照特定顺序发生，否则步骤和/或操作的顺序不受在此阐述的顺序的 限制，并且可如本领域中所知的那样改变。此外，为了更清楚和简明，对本领域普通技术人 员公知的功能和结构的描述可被省略。
[0048] 可以以不同形式来实施描述在此的特征，并且描述在此的特征不应被解释为受限 于在此描述的示例。与之相反，已提供在此描述的示例使得本公开将是彻底且完整的，并且 在此描述的示例将向本领域普通技术人员传达本公开的完整范围。
[0049] 图1是示出登记设备110的示例的框图。参照图1，登记设备110包括心电图（ECG) 信号接收器120、预处理器130和登记器140。登记设备110对用户的ECG信号进行登记。 图2的认证设备210将获取的用于执行认证的ECG信息和预先在登记设备110中登记的 ECG信息进行比较，从而认证获取的ECG信号的用户是否对应于预先登记的ECG信号的用 户。在一个示例中，虽然登记设备110被描述为与图2的认证设备210分开，但是登记设备 110和认证设备210可被构造在单个设备中或者可以彼此分开。
[0050] ECG信号接收器120使用ECG传感器接收用户的ECG信号。ECG传感器可包括例 如多个电极、模拟前端（AFE)和/或数字滤波器