无线耳机的连接认证方法和蓝牙耳机与流程

1.本技术属于智能穿戴技术领域，更具体地说，是涉及一种无线耳机的连接认证方法和蓝牙耳机。


背景技术：

2.目前的手机或者平板电脑等电子终端设备的蓝牙解锁方式一般为：使用者手动添加蓝牙设备，当电子终端设备检测到已经连接上该蓝牙设备之后自动解锁。但是这样的蓝牙解锁方式存在安全问题，特别是使用蓝牙无线耳机进行解锁操作时，由于蓝牙耳机没有添加任何的身份验证技术，只要当蓝牙耳机和电子终端设备连接上之后，电子终端设备强制进行解锁，存在安全漏洞问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种无线耳机的连接认证方法和蓝牙耳机，以解决现有技术中电子设备采用蓝牙耳机进行解锁操作时存在安全漏洞的技术问题。
4.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种无线耳机的连接认证方法，包括以下步骤：
5.耳机在位检测步骤，检测耳机是否处于入耳状态；
6.耳道特征检测步骤，当检测到耳机已经入耳时，通过生物识别技术对所在耳道特征进行检测；
7.连接认证步骤，将收集的耳道特征信息进行分析比对以验证使用者身份，当身份验证通过时，则完成对耳机的连接认证。
8.可选地，在耳机在位检测步骤中，具体包括：通过气压传感器检测耳道内腔与耳道外周附近是否存在气压差来检测耳机是否处于入耳状态。
9.可选地，在耳机在位检测步骤中，具体包括：通过状态感应器结合运动传感器检测耳机是否处于入耳状态。
10.可选地，在耳机在位检测步骤中，状态感应器为光学传感器、接近传感器或者红外传感器中的一种；
11.和/或，运动传感器为加速度传感器。
12.可选地，在耳机在位检测步骤中，状态感应器为光学传感器，运动传感器为加速度传感器，当耳机被使用者移动时触发加速度传感器检测耳机的运动状态，并检测光学传感器是否有被遮挡，以判断耳机是否处于入耳状态；
13.可选地，在耳道特征检测步骤中，具体包括：通过超声波传感器探测耳道的形态。
14.可选地，在耳道特征检测步骤中，具体包括：使用扬声器播放音频，扬声器发出的声音通过耳道传播并被耳道反射和吸收之后再被麦克风收集，以通过麦克风收集的信息获得耳道特征信息。
15.可选地，在连接认证步骤中，将麦克风收集的信息通过蓝牙发送至电子设备进行
分析，声学信号预处理之后基于传递函数的特征被馈送到支持向量机分类器中，以进行身份验证。
16.可选地，所述麦克风集成于无线耳机内。
17.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种使用上述任一项所述的无线耳机的连接认证方法的蓝牙耳机。
18.本技术提供的无线耳机的连接认证方法和蓝牙耳机的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的方案是先检测耳机是否处于入耳状态，当检测到耳机已经入耳时，通过生物识别技术对所在耳道特征进行检测，将收集到的耳道特征信息进行分析比对以验证使用者身份。身份验证通过之后，完成对耳机的连接认证，从而可以触发电子设备进行解锁。这样添加了身份验证技术之后，解决了现有技术中电子设备采用蓝牙解锁方式的安全漏洞问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术实施例提供的无线耳机的连接认证方法的流程图。
具体实施方式
21.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
23.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.现对本技术实施例提供的无线耳机的连接认证方法进行说明。所述无线耳机的连接认证方法，包括以下步骤：
26.耳机在位检测步骤，检测耳机是否处于入耳状态，例如，可通过传感器检测耳机是否处于入耳状态；
27.耳道特征检测步骤，当检测到耳机已经入耳时，通过生物识别技术对所在耳道特
征进行检测；
28.连接认证步骤，将收集的耳道特征信息进行分析比对以验证使用者身份，当身份验证通过时，则完成对耳机的连接认证。例如，可将收集的耳道特征信息发送至电子设备上进行分析并和预先设置的用户的耳道特征信息进行比对，以验证使用者身份，身份验证通过后，耳机方可连接电子设备。这样，可以使用所述无线耳机的连接认证方法触发电子设备进行解锁。
29.可以知道的是，外耳是指能从人体外部看见的耳朵部分，即耳廓和外耳道。自外耳门向内延伸至鼓膜的管道，成人长约2-2.5厘米，外侧1/3为软骨部与耳廓软骨相续；内侧2/3为骨性部。外耳道全角为一曲管，从外向内，软骨部先朝向前上。耳机佩戴的位置为外耳道处，由于人体耳道具有唯一性的生物特征，提供了作为生物信息检测的可行性。
30.值得一提的是，所述电子设备包括但不限于：手机、平板电脑、移动电话、mp3、mp4、php、pda、数字电视、电子书。所述无线耳机可为蓝牙耳机。
31.示例性地，当使用者采用蓝牙耳机进行电子设备解锁时，使用者先将耳机塞入耳道内，此时通过传感器检测耳机是否被塞入耳道内。传感器可以是集成于蓝牙耳机中的气压传感器、光学传感器、加速度传感器或者其他传感器。这样当蓝牙耳机被塞入耳道内后，会自动触发传感器进行耳机在位检测。当传感器检测到耳机已经位于耳道内时，通过生物识别技术对耳道特征进行检测，例如可以通过超声波传感器探测耳道的形态特征。再将收集到的耳道特征信息发送至电子设备并和预先储存于电子设备中的用户耳道特征信息进行分析比对，从而验证使用者身份。当收集到的耳道特征信息和预先储存于电子设备中的用户耳道特征信息吻合时，身份验证通过，触发电子设备进行解锁；反之，当收集到的耳道特征信息和预先储存于电子设备中的用户耳道特征信息不吻合时，身份验证不通过，无法解锁电子设备。
32.本技术提供的无线耳机的连接认证方法，与现有技术相比，当使用者佩戴好无线耳机之后，开启耳机在位检测步骤，确认使用者佩戴好耳机后，进行耳道特征检测，通过生物识别技术对耳道特征进行检测识别，从而可以验证使用者身份。这样添加了身份验证技术之后，身份验证通过时，才可以触发电子设备解锁，否则不能解锁电子设备，使得蓝牙解锁方式更加安全可靠，解决了现有技术中电子设备采用蓝牙解锁方式的安全漏洞问题。
33.在本技术另一个实施例中，在耳机在位检测步骤中，具体包括：通过气压传感器检测耳道内腔与耳道外周附近是否存在气压差来检测耳机是否处于入耳状态。其中气压传感器集成于无线耳机中。由于耳机在被塞进耳道前后，耳道内空气被压缩，耳道内气压与耳道外周围气压形成明显的气压差。当气压传感器检测到这一气压差信号时即产生脉冲，触发无线耳机的在位检测，以确认耳机是否位于耳道内。
34.在本技术另一个实施例中，在耳机在位检测步骤中，具体包括：通过状态感应器结合运动传感器检测耳机是否处于入耳状态。示例性地，状态感应器为光学传感器、接近传感器或者红外传感器中的一种；运动传感器为加速度传感器。
35.例如，在其中一个实施例中，状态感应器为光学传感器，运动传感器为加速度传感器，光学传感器和加速度传感器均集成于无线耳机中。在使用者佩戴耳机的过程中，耳机被使用者拿起移动时会触发加速度传感器检测耳机的运动状态，并检测光学传感器是否有被遮挡，以判断耳机是否被塞入耳道内。具体地，若存在光学传感器被遮挡，则判断无线耳机
位于耳道内；反之，若光学传感器没有被遮挡，则判断无线耳机不在耳道内。这样通过光学传感器和加速度传感器的检测结果组合判断无线耳机是否位于耳道内。
36.在本技术另一个实施例中，在耳道特征检测步骤中，具体包括：通过超声波传感器探测耳道的形态，以识别使用者身份。
37.超声波传感器利用特制的晶片(称为换能器)在电脉冲的激励下，产生机械振动，振动产生超声波脉冲，超声波脉冲在传播过程中，会被传播介质一部分一部分地被反射或者散射回来，尤其是在介质中物理性质不连续的地方，反射波尤为强烈。反射或散射回换能器的回波，又使换能器产生振动，这种振动被换能器转换为电信号，对于电信号进行不同的处理，可以得到不同的信息，比如传播介质的结构，有没有运动的物体在介质中，介质的弹性等等。
38.超声波传感器探测耳道形态的原理是靠特定频率的信号反射来探知人体外耳道的具体形态的，根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器与发射器之间的距离，探知外耳道的脊和谷的距离差，从而确定外耳道形态图像数据。例如，使用方程式确定所述物体上反射所述每个超声波信号的各位置点与所述超声波传感器之间的距离h，其中，d为超声波信号的传输距离，c为所述发射器和对应接收到超声波信号的接收器之间的距离，m为所述发射器与对应接收到超声波信号的接收器的连线与投影的夹角，n为所述投影与超声波信号的发射方向所在直线的夹角，所述投影为超声波信号的发射方向所在直线在所述多个接收器和所述发射器所在平面内的垂直投影。然后在身份验证步骤中，将耳道特征信息发送至电子设备并和预先储存于电子设备中的用户耳道特征信息进行分析比对，从而验证使用者身份。
39.在本技术另一个实施例中，在耳道特征检测步骤中，具体包括：使用扬声器播放音频，扬声器发出的声音通过耳道传播并被耳道反射和吸收之后再被麦克风收集，以通过麦克风收集的信息获得耳道特征信息。换而言之，也就是使用earecho技术进行识别。具体来说，相比于现有普通蓝牙耳机，用于对电子设备进行蓝牙解锁的无线耳机的结构中增加了一个用于收集录制声音的麦克风，麦克风可贴合设置于无线耳机的扬声器一侧，即麦克风集成于无线耳机内。earecho技术原理为：无线耳机塞入耳道之后无线耳机能和电子设备之间进行初步的识别并唤醒电子设备通过扬声器自动播放一个音频，当扬声器发出的声音传播到人的耳道内时，声音会通过耳道传播并被耳道反射和吸收，耳道内传播和反射的所有声音都会产生可由麦克风收集录制的独特声音信息。而声音在不同形态特征的耳道内传播时，麦克风录取到的这些声音信息也不同，因此可以根据这些声音信息绘制耳道模型。
40.进一步地，在连接认证步骤中，将麦克风收集的信息通过耳机的蓝牙发送至电子设备进行分析，声学信号经过预处理之后基于传递函数的特征被馈送到支持向量机分类器(svm)中，以进行身份验证。
41.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种使用上述无线耳机的连接认证方法的蓝牙耳机。
42.在本技术另一个实施例中，所述蓝牙耳机内集成有用于耳机在位检测的气压传感
器。通过气压传感器可检测耳道内与耳道周围是否存在气压差，从而检测耳机是否被塞入耳道内，确认使用者是否佩戴好耳机，以便于进行后续的耳道特征检测。
43.在本技术另一个实施例中，所述蓝牙耳机内集成有用于耳机在位检测的状态感应器和运动传感器。示例性地，状态感应器为光学传感器、接近传感器或者红外传感器中的一种；运动传感器为加速度传感器。例如，状态感应器采用光学传感器，运动传感器采用加速度传感器，加速度传感器可在耳机被使用者移动时触发加速度传感器检测耳机的运动状态，并通过检测光学传感器是否有被遮挡，来判断耳机是否被塞入耳道内，从而确认使用者是否佩戴好耳机，以便于进行后续的耳道特征检测。
44.在本技术另一个实施例中，所述蓝牙耳机内集成有用于耳道特征检测的超声波传感器。当耳机被塞入耳道后，触发超声波传感器探测使用者的耳道形态，从而通过耳道形态特征判断使用者身份。
45.在本技术另一个实施例中，所述蓝牙耳机的扬声器一侧设有用于收集录制声音的麦克风。蓝牙耳机塞入耳道之后蓝牙耳机能和电子设备之间进行初步的识别并唤醒电子设备通过扬声器自动播放一个音频，当扬声器发出的声音传播到人的耳道内时，声音会通过耳道传播并被耳道反射和吸收，耳道内传播和反射的所有声音都会产生可由麦克风收集录制的独特声音信息。而声音在不同形态特征的耳道内传播时，麦克风录取到的这些声音信息也不同，因此可以根据这些声音信息绘制耳道模型，从而通过耳道形态特征判断使用者身份。
46.本技术提供的无线耳机的连接认证方法和蓝牙耳机，通过检测耳机是否处于入耳状态，再通过生物识别技术对耳道特征进行检测，从而分析比对使用者的耳道特征信息，以验证使用者的身份。只有当使用者身份验证通过时才会触发电子设备解锁，提高了电子设备蓝牙解锁方式的安全性和可靠性，解决了现有技术中蓝牙解锁电子设备存在安全漏洞的问题，具有极其广泛的使用意义。
47.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。