一种身份认证方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模式识别和信息安全技术领域，尤其涉及一种身份认证方法及装置。
【背景技术】
[0002] 身份认证是系统确认操作者的真实身份与其声称身份是否相符的过程，在手机普 及的今天，手机上的用户身份认证也成为信息安全的一个重要部分。
[0003] 目前手机身份认证主要分为基于口令的身份认证和基于生物特征的身份认证。常 用的基于口令的身份认证有用户密码方式和九宫格解锁方式，基于口令的身份认证的共同 特点是口令容易泄露，为了 口令的安全性频繁更换口令，又使得口令难以维护。基于生物特 征的身份认证可以作为用户口令的一个很好的替代方法，生物特征是人的天然属性，包括 人的生理特征或行为特征。生理特征为先天的特征，包括面相、指纹、掌形、声音、虹膜、视网 膜等静态特征；行为特征是通过后天的学习或发展而形成的，包括签名、击键、步态、动态手 势等动态特征。生物特征不会像密码一样容易被猜测和忘记，也不会像持有物一样容易被 盗取，所以，利用生物特征进行身份认证将会是一种更为安全可靠、方便快捷的大众化身份 认证手段。
[0004] 目前常用的基于生物特征的身份认证技术包括以下几种：
[0005] 1 ?指纹认证
[0006] 指纹认证是最为古老和常用的一种生物特征身份认证技术，占有生物特征认证市 场中超过一半的份额。指纹是人的手指末端表面的纹路，这些凹凸不平的皮肤纹路中包含 了丰富的断点、交叉点、结合点等细节特征，这些特征是唯一的，也是恒久不变的，通过指纹 的比对可以确定一个人的身份。指纹认证就是利用图像处理技术对采集的指纹进行匹配， 从而鉴别用户的身份。
[0007] 2?虹膜认证
[0008] 虹膜认证是目前所有生物特征认证技术中最方便、最精确的一种，也是二十一世 纪最具发展前景的生物认证技术。虹膜是巩膜和瞳孔之间环状区域，它包含丰富的纹理特 征，而且结构是随机的，是遗传基因决定的，不易被伪造。非接触式的虹膜图像获取卫生易 用，获取时不受光线意外的环境影响，稳定性高。
[0009] 3?人脸认证
[0010] 人脸认证是生物特征认证技术领域最困难的研究课题之一，人脸特征的抽取比较 困难，同一人不同的表情、位置、方向、光照都会对人脸特征的提取产生较大的影响，所以目 前人脸认证的准确性比指纹认证和虹膜认证低，但是非接触式的人脸特征信息获取相对比 较自然而且不易察觉，良好的用户体验使得人脸认证成为最容易被接受的生物特征认证方 式。
[0011] 4.签名认证
[0012] 签名认证是一种行为特征认证技术，签名认证按照数据获取方式不同分为离线签 名认证和在线签名认证。离线签名认证是通过扫描仪把纸上的字符转换为计算机可处理的 图像，并提取纹理信息等特征进行认证。在线签名认证通过专用的写字板采集用户的书写 信息，把签名序列转化为图像，并且记录书写的压力、加速度、速度等信息，根据用户的书写 习惯对用户进行认证。
[0013] 生物特征认证方式解决了传统的口令认证方式的各种局限性，但是在智能手机平 台上，生物特征认证方式的使用量却远不如口令认证方式，主要原因有以下两点：首先是因 为手机平台上的资源、设备限制。目前手机上基本上都没有可以获取指纹的设备，使用指纹 认证的话就需要外接设备，使用不方便；而虹膜认证对摄像头要求很高，手机也难以实现， 在线签名认证也需要外接设备。其次是认证方式本身的一些缺陷限制。虹膜认证方式极难 读取黑眼睛特征，人脸认证和声音认证都非常容易受外界甚至自身的影响，离线签名认证 容易被盗取和转移。
[0014] 因此，有必要设计一种新型的身份认证方法。
【发明内容】
[0015] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种身份认证方法及装置，该方法对设备的硬件 性能要求相对较低，利用加速度传感器采集手势动作执行时的加速度数据序列，受外部因 素影响相对较小，能取得较好的认证效果。
[0016] 本发明实施例提供了一种身份认证方法及装置，具体如下：
[0017] -种身份认证方法，所述方法包括：
[0018] 将采集的认证手势执行时的加速度数据序列作为测试样本序列；
[0019] 预处理所述测试样本序列；
[0020] 确定预处理后的测试样本序列和参考样本序列之间对齐的序列点；
[0021] 通过对预处理后的测试样本序列和参考样本序列分别进行插值操作，纠正对齐的 序列点之间的序列编号错位，获得纠正后的测试样本序列和纠正后的参考样本序列；其中， 所述序列编号是按照采集序列点的先后顺序确定的，先采集到的加速度数据序列点的序列 编号小于后采集到的加速度数据序列点的序列编号；纠正后的测试样本序列中的序列点与 纠正后的参考样本序列中的序列点按序列编号顺序一一对应；
[0022] 量化纠正后的测试样本序列和纠正后的参考样本序列之间的差异；
[0023] 在该差异小于等于设定值时，确定认证成功；在该差异大于设定值时，确定认证失 败。
[0024] 一种身份认证装置，所述装置包括：
[0025] 获取单元，用于将采集的认证手势执行时的加速度数据序列作为测试样本序列；
[0026] 预处理单元，用于预处理所述测试样本序列；
[0027] 对齐的序列点确定单元，用于确定预处理后的测试样本序列和参考样本序列之间 对齐的序列点；
[0028] 插值单元，用于通过对预处理后的测试样本序列和参考样本序列分别进行插值操 作，纠正对齐的序列点之间的序列编号错位，获得纠正后的测试样本序列和纠正后的参考 样本序列；其中，所述序列编号是按照采集序列点的先后顺序确定的，先采集到的加速度数 据序列点的序列编号小于后采集到的加速度数据序列点的序列编号；纠正后的测试样本序 列中的序列点与纠正后的参考样本序列中的序列点按序列编号顺序一一对应；
[0029] 量化单元，用于量化纠正后的测试样本序列和纠正后的参考样本序列之间的差 异；
[0030] 认证单元，用于在该差异小于等于设定值时，确定认证成功；在该差异大于设定值 时，确定认证失败。
[0031] 本发明实施例的方案中，采用动态手势的加速度数据序列对用户身份进行认证， 在确定加速度数据的测试样本序列和参考样本序列之间的对齐点后，对序列间的差异进行 量化，并将量化结果与设定值对比，进而确定认证通过还是失败，对设备的硬件要求相对较 低，仅需加速度传感器来采集手势动作执行时的加速度数据序列，受外部因素影响相对较 小，能较为理想的认证效果。
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，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。
[0033] 图1为本发明实施例一中的身份认证方法的流程图示意图；
[0034] 图2为本发明实施例二中的图2为一组手势动作的原始加速度数据序列；
[0035] 图3为本发明实施例二中的一组手势数据的X轴的加速度数据序列；
[0036] 图4为本发明实施例二中的部分加速度数据放大图；
[0037] 图5为本发明实施例三中的一种身份认证装置的结构示意图；
[0038] 图6A为本发明方案应用测试中的原始手势数据序列图；
[0039] 图6B为本发明方案应用测试中的手势数据平滑去噪后的图；
[0040] 图6C为本发明方案应用测试中的手势标准化后的图；
[0041] 图6D为本发明方案应用测试中的去除非手势动作数据后的图；
[0042] 图7A为本发明方案应用测试中的插值前的加速度数据序列图；
[0043] 图7B为本发明方案应用测试中的插值后的加速度数据序列图；
[0044] 图8为本发明方案应用测试中不同精度系数下错误接受率和错误拒绝率的结果 图。
【具体实施方式】
[0045] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046] 本发明的身份认证原理是基于生物个体之间存在行为特征上的差异来识别出不 同的生物个体。本发明实施例的方案中，用户需手持置有加速度传感器的设备（如手机） 做出身份认证手势，即可判断出用户的真伪，并且用户身份认证手势可由用户自己选取。
[0047] 下面通过具体实施例对本发明方案进行详细描述，当然，本发明并不限于以下实 施例。
[0048] 实施例一
[0049] 如图1所示，为本发明实施例一提供的身份认证方法的流程图示意图，具体包括 以下步骤：
[0050] 步骤101，将采集的认证手势执行时的加速度数据序列作为测试样本序列；
[0051] 手势执行时，加速度传感器采集用户手持手机做出身份认证手势时的加速度数 据，采集的加速度数据是与使用的坐标轴的方向对应的，可以是三维笛卡尔坐标系上x、y、 z三个方向上的加速度数据序列，也可以是任两个方向上的加速度数据序列，还可以是其中 一个方向上的加速度数据序列。
[0052]步骤102，预处理所述测试样本序列。
[0053] 本步骤102中对测试样本序列的预处理包括以下几个步骤：
[0054] 第一步：平滑测试样本序列；
[0055] 第二步：标准化平滑后的测试样本序列；
[0056] 第三步：去除标准化后的测试样本序列中表示非手势动作的序列点。
[0057] 上述对测试样本序列进行预处理的目的去除采集的加速度数据序列中的噪声。上 述第三步中去除表示非手势动作的序列点，获得了有效数据，能较好的提高身份认证的准 确性，减少了后续身份认证步骤的计算量。
[0058] 步骤103,确定预处理后的测试样本序列和参考样本序列之间对齐的序列点。
[0059] 本