CN101437449A - 用于声学外耳表征的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于表征外耳130的声学特性的方法和设备，该方法包括步骤：向外耳130发送第一声信号125，从外耳130接收第二声信号150，并根据第二声信号150来表征外耳的声学特性165。该方法的特征在于第一声信号125包括下列元素中的至少一个：音乐和语音。本发明还涉及用于根据外耳130的声学特性来登记、验证和识别人的方法和设备。

Description

用于声学外耳表征的方法和设备
本发明涉及表征外耳的声学特性的方法，该方法包括步骤：向外耳发送第一声信号，从外耳接收第二声信号，并根据第二声信号来表征外耳的声学特性。本发明还涉及用于表征外耳的声学特性的设备和系统，所述设备和系统每个都包括：发射装置，设置成向外耳发送第一声信号；接收装置，设置成从外耳接收第二声信号；表征装置，设置成根据第二声信号来表征外耳的声学特性。
在安全应用以及日常生活中，验证和识别人极为重要。许多人每天都要使用信用卡、ID卡、护照和徽章，但是这些物件经常会被盗和滥用。结果，就强烈驱使人们开发可靠的生物特征(biometrics)，所述生物特征可以以优选是非侵入且方便的方式获得。然而，比如指纹之类的某些生物特征有这样的缺点，即它们是人们无意识留下来的，结果，恶意方比如用胶粘的指头来成功地伪造指纹。
寻求新的生物特征的动力导致将外耳的声学特性用来作为生物特征。美国专利5,787,187公开了一种系统，该系统用于通过将耳道的声学特性表征成生物特征来核实/辨认个体的身份。为此，源信号被发射入耳道，该源信号包括例如宽带噪音或者频率音调。然而，其外耳的声学特性被表征的个体感觉到这样的源信号是打扰的和/或令人不愉快的。
根据本发明的第一方面，其目的在于提供一种声学外耳表征的方法，该方法能够使被表征的个体感到较少的打扰。
该目的在开始段落提出的方法中实现，所述方法其特征还在于第一声信号包括下列元素中的至少一个：音乐和语音。
使用音乐或者语音来表征外耳的优势在于，被表征的人会发现该表征过程会比面对(白)噪声或者音调序列时的打扰要小。本方法还有这样的优势，即可以在对话期间执行，或者在个人听消息和/或音乐时执行。该方法不引人注意，以至于可以在当事人没有意识到的情形下进行表征。
当向人类外耳发送包括音乐和/或语音的第一声信号时，部分信号会被耳廓(外耳的可见部分)、耳道和耳膜反射。通过用麦克风来获取第二声信号，该信号包括部分反射信号，而反射信号进而包括与外耳结构相关的信息。第二声信号被用来表征外耳的声学特性。
在第一实施例中，在第二声信号中出现的谱分量的幅度被建立以表征声学特性。在一个替换实施例中，为了表征声学特性，根据信源表示和接收到的第二声信号两者的频域表示来建立传递函数。
音乐和/或语音的使用允许使用低成本的消费电子扬声器和麦克风来进行表征。
根据本发明的第二方面，表征外耳的声学特性的方法能够通过向在表征处理过程中使用的音乐和/或语音添加噪声来进一步加强。所添加的噪声可以包括白噪声或有色噪声。虽然音乐和/或语音允许表征，但是音乐和/或语音不能包括在可听见频谱中的所有相关的频谱分量。
可以通过添加至少包括相关的缺失的频谱分量的噪声来改进可靠性。此外，通过使用比音乐和/或语音的幅度相对较的低幅度的噪声信号，可以保持音乐和/或语音的较低的打扰特性。
根据本发明的第三方面，表征外耳的声学特性的方法能够通过使用添加噪声的特别讲究的方法来进一步增强。人类听觉系统是特别敏感的系统，假设环境是安静的，它能够拾取微小的噪声量。然而，在音乐和/或语音存在的情况下，人类听觉系统的辨别能力被损害。
通过利用被称为频谱和时间掩盖的技术，有可能将噪声添加到音频信号而不被人们注意。尤其是在乔治亚理工学院1995年8月11日出版的、Chris A.Lanciani所著的“(Auditory Perception and the MPEG AudioStandard)听觉和MPEG音频标准”中，可以发现更多的涉及知觉编码的信息，这篇文献在此引用作为参考。
人类听觉系统的心理声学模型巧妙地用于有损数字音频压缩技术中。这些技术尤其是利用了在频谱接近的、带有大得多的幅度的频率分量存在时，人耳难于区分小幅度频率分量这样的事实。结果，有可能对较小的分量使用粗量化，或者完全丢弃较小的分量以便减小音频表示的大小。
在上述例子中，“压缩的”信号是失真的；量化误差和/或丢弃的频率分量能够被认为是添加到原始信号中的噪声。本发明建议根据人类听觉系统的心理声学模型来添加噪声，以便利用时间和/或频谱掩盖效应，并且不压缩得到的信号而是添加听不见的噪声，以便对信号的频谱进行整形，以改进对外耳的表征。
根据本发明的所有这些方面的方法都能够在用于使用外耳声学特性作为生物特征的用户的生物特征验证或识别的系统中使用。通常，在用于生物特征验证和识别的系统中能够区分两个阶段；
--登记阶段，在其间获得参考数据，以及
--验证/识别阶段，在其间获得验证/识别数据并且与以前登记的参考数据比较。
在这两个阶段期间，外耳的声学特性被表征。结果，本发明能够有利地在用于生物特征登记、验证和识别的方法中使用，这些方法用外耳的声学特性作为生物特征。
根据本发明的另一个方面，其目的在于提供一种用于声学外耳表征的设备，它能够使被表征的人较少地受到打扰。
该目标在开始段落中提出的设备中实现，其特征还在于第一声信号包括下列元素中的至少一个：音乐和语音。
在一个实施例中，根据本发明的设备包括噪声发生装置，其允许将噪声添加到包括音乐和/或语音的第一声信号中。在一个替换实施例中，噪声发生装置与噪声发生控制装置结合使用，所述噪声发生控制装置允许根据人类听觉系统的心理声学模型来添加噪声。
本发明还涉及用于登记人外耳的声学特性的设备，其根据本发明来表征人外耳的声学特性，本发明还涉及验证设备和识别设备，用于根据本发明使用表征的声学特性来验证和识别人。
根据本发明的另一个方面，其目的在于提供一种系统，该系统用于声学外耳表征，所述表征使被表征的人较少地受到打扰。
该目标在开始段落中提出的系统中实现，其特征还在于第一声信号包括下列元素中的至少一个：音乐和语音。
本发明还涉及电信系统，该电信系统被配置成经由网络提供电信服务并远距离验证人。该系统包括两个终端：与一方关联的第一终端；由人操作的第二终端。该系统以这样的方式设置，即根据本发明，两个终端联合表征了该人的外耳声学特性，其中所表征的声学特性由包含在第一终端中的验证装置使用，该验证装置将表征的该人的外耳声学特性与登记的耳朵声学特性匹配以便向所述方验证这个人。
本发明的这些和其它方面将通过实例并结合附图来进一步地阐述，其中：
图1是根据本发明第一方面用于表征人类外耳的设备的示意表示；
图2是描绘了根据本发明为三个个体表征的随频率变化的“耳朵传递函数”的幅度曲线图；
图3是根据本发明第二方面用于表征人类外耳的设备的示意表示；
图4是根据本发明第二方面用于表征人类外耳的替换设备的示意表示；
图5是描绘了根据本发明在带添加噪声和不带添加噪声时表征的随频率变化的“耳朵传输函数”的幅度曲线图；
图6是用于根据表征人类外耳的本发明第三方面来验证人的设备的示意表示；
图7是用于根据表征人类外耳的本发明第三方面来验证人的替换设备的示意表示；
图8是用于根据外耳的声学特性来识别人的系统的示意表示；
图9是用于使用电信系统来远距离验证人的系统的示意表示；
在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件，或者表示执行相同功能的元件。
公知的用于身份核实的生物特征方法是基于诸如指纹、虹膜、脸或者语音之类的生物特征。在此，执行这些测量以获得生物特征数据，也称为特征矢量数据。通常，不是所有的生物特征都适于所有的应用。所需传感器的诸如价格和/或形状因素之类的特性，或者从传感器测量导出特性/特征矢量所需要付出的努力都能限制应用的范围。
外耳，尤其是耳廓(耳朵的外面的部分)、耳道和耳膜的声学特性通过较小的努力、使用低成本的扬声器和麦克风就能测量。外耳的形状，比如耳廓的褶皱以及耳道的长度和形状，在个体之间有差异，这可以通过从视觉上比较个体的耳朵来发现。这些差异对于声学测量表现得更加明显，尤其是对于使用的扬声器接近耳朵、麦克风接近或者在耳道中时表征的外耳的传输函数来说更加显著。
当预定的第一声信号被发送到人的外耳时，该声信号部分地被外耳反射。同时，第二声信号被接收用于表征。这样的表征可以被用来获得生物特征数据以用于生物特征验证/识别。
在一个实施例中，表征包括将第二声信号变换到频域并将得到的频谱和以前登记的频谱相比较。在一个不同的实施例中，建立传递函数以表征外耳的声学特性。这样的传递函数能够以这样的方式建立，即它独立于第一声信号，而且因而能够用来根据不同的声信号来表征耳朵。为了在登记过程中建立真正独立于第一声信号的传递函数，要求建立用于所有相关的频率分量的传递函数。此外，为了能够可靠地验证或者识别人，在验证/识别期间使用的第一声信号应该提供足够的信息以便区分不同的个体。
耳道是一个共振系统，它和耳廓一起提供丰富的特征。粗略地近似时，外耳是个一维的系统，它在1/4声波长处共振。共振一般在2500Hz左右，但是因人而异。典型的共振频率与耳廓和耳道两者的典型的尺寸相对应。
耳道的长度和耳廓的曲率的尺寸范围可以从数毫米到几厘米。为了能够检测这些形状和曲率，声探测波应当具有合适的波长。假设有可能分辨量级为十分之一波长的结构，变化范围在100Hz到15kHz的声信号将允许检测达到大约2mm的特征尺寸，这看起来足以区分大部分特征。虽然从100Hz到15kHz的变化范围可能对于实际应用是足够的，但是不排除将本发明用于变化范围在20Hz到22kHz的其它声谱范围。
在登记和识别/验证期间，当固定的预定信号被用作第一声信号时，可能它足以比较获得的第二声信号的频谱以验证和/或识别个体。为了能够区分不同的个体，第一声信号必须具有足够的可用特有特征。一般而言，第一声信号不需要具有平的频谱，其中所有的频率分量都出现以允许成功地表征以用于验证/识别。
然而，在表征传递函数以获得独立于输入的传递函数时，所有的频率分量都是相关的。为了获得精确的传递函数，所有的频率分量都应当存在。尤其是在音乐和/或语音中，其中一般不是所有的频谱分量都存在，能够添加噪声来补足频谱。以这样的方式，得到的外耳传递函数能够针对在100Hz到15kHz范围内的所有相关的频率分量来表征，而不仅仅针对一个子集。结果，传递函数也能够与其它的激励信号组合来使用。
图1描绘了根据本发明用来表征外耳的声学特性的设备100。该设备包括存储装置，比如硬盘，用来保存音乐105和语音110的数字表示。虽然一般音乐具有比语音稍宽的频谱，但是每个表示都能用来测量响应。
一个表示被选作源信号115。设备100用源信来产生第一声信号125。为此，设备100包括扬声器120，扬声器120优选位于接近耳朵的位置。扬声器120向外耳130发送第一声信号125，外耳130包括耳廓131、耳道135和耳膜140。第一声信号125的一部分被外耳130反射，得到的第二声信号150由安装在耳道135中或附近的麦克风155接收。第二声信号150还可以包括环境噪声，所述环境噪声能够通过使用另一个麦克风(未图示出)单独测得，并且接着能够从麦克风155的输出中加权减去。
在图1所示的实施例中，表征装置160使用选定的源信号115以及麦克风的输出170来建立表征外耳130的传递函数。
为了建立该传递函数，表征装置160使用快速傅立叶变换(FFT)将源信号115，x(t)变换成频域表示X(ω)。也可以设想使用其它时域到频域的变换，包括离散傅立叶变换。麦克风的输出170，r(t)也可以被变换，得到R(ω)。接着建立了传递函数：
H(ω)＝R(ω)/X(ω)
该传递函数是实际的传递函数的近似并且可以被表示成下列传递函数的级联：
扬声器的传递函数(Hlsp(ω))，
外耳的传递函数(Hear(ω))，
麦克风的传递函数(Hmic(ω))。
H(ω)＝Hlsp(ω)·Hear(ω)·Hmic(ω)
虽然该传递函数也包括了扬声器120和麦克风155两者的传递函数，但是这些能够在预定的规范中选择，从而将耳朵的传递函数留作表示特有的部分。
得到的传递函数(H(ω))是一个复杂的实体。在一个优选实施例中，表征装置160丢弃了延迟和相移信息并且使用传递函数的幅度作为声学特性165。通过使用传递函数的幅度，延迟和相移信息以及由此一些区分信息会被丢失。然而期望通过降低级内变化来得到鲁棒性。在验证和识别方法中，声学特性165能够被用作生物特征的特征矢量。
虽然图1中描绘的设备包括扬声器120和麦克风155两者，也可能将该设备划分成两个模块，两个模块可以在使用过程中分开，例如，设备包括无线头戴式送受话器形式的第一模块和包括手持设备的第二模块，所述无线头戴式送受话器包括扬声器120和麦克风144，其中两个模块设置成通过诸如蓝牙之类的无线通信协议使用无线通信装置互相通信。
图2描绘了一组传递函数|H(ω)|180、185、190，这是通过用一段音乐为三个个体表征而建立。图2图示了传递函数中出现的丰富的特征。每个传递函数180、185、190示出了特定的传递函数在此明显地和其它传递函数相区别的特有峰值，从而提供了足够的机会来区分这三个人。
图3描述了根据本发明第二方面用来表征人类外耳130的设备200。
设备200包括存储装置，比如包括两个音频信号的表示的存储器，一个表示包括语音110，另一个表示包括音乐105。这些表示中的一个被选作源信号；选定的源信号115。该设备还包括噪声发生器220，它被设置成发生能够被添加到选定的源信号115的噪声。得到的信号是有噪选定的信源信号225，该信号被设备200用来生成第一声信号125。为了生成第一声信号，设备200包括扬声器120。
在一个实施例中，添加的噪声是以均匀的方式有效地增加选定源信号115的背景噪声的白噪声。在一个替换实施例中，噪声包括带有在100Hz到15kHz范围内的有限频谱分量的有色噪声，或者在选定的源信号频谱中没有频谱分量的有色噪声。
与第一声信号的发送相并行，麦克风155接收第二声信号150。麦克风输出170被发送到表征装置245。表征装置245使用麦克风输出170来表征至少部分地基于外耳130的声学特性的传递函数。在该实施例中，声学特性基于选定的源信号225的有噪版本和麦克风155的输出。
虽然有可能将噪声添加到选定的音频表示115，也有可能以模拟(电)的方式执行添加，或者甚至在声学域中执行添加。图4描绘了设备300，在其中噪声发生器220被设置成用于分开的扬声器的信源。这里第一声信号通过叠加信号315和310而被有效地在声音域中添加。
比如图3和图4中描绘的用来表征外耳的声学特性的设备与用来登记人的外耳的声学特性的设备相似。两个都用来表征声学特性。然而，为了便于稳健的验证或者识别，在登记的情况下以可靠的方式来进行非常重要。通常，用来登记声学特性的设备要用一系列第一声信号来执行一系列的表征。接着，组合表征处理过程的结果以获得更加可靠的表征。
图5是描绘了根据本发明表征的、随频率变化的两个传递函数的幅度曲线图。第一传递函数580是使用音乐借助于图1所示的设备建立的，而第二传递函数是590是在使用带有添加的噪声的音乐借助于图3中所示的设备时表征的。该曲线图图示出通过增强第一声信号，通过添加噪声，得到的传递函数也会增强。该特定的曲线图示出传递函数对于大部分频谱得到加强，并且此外在整个可听见的频谱上被“平滑”。
发明人已经发现，应用有损音频压缩算法是将噪声添加到音乐和/或语音信号的特别好的方法。有损音频压缩算法一般根据人类听觉系统的心理声学模型。正如其名，有损压缩涉及丢弃包括在原始音频信号中的信息。丢弃的信息也能够被认为是添加到原始音频内容中的噪声信号。结果，有损压缩音频文件，比如通过公知的音频压缩标准(比如MPEG音频层2或3、AAC、ATRAC或者WMA)编码的文件，可能包括大量的附加噪声，尽管是不可听见的方式编码。事实上，在编码过程中使用越高的压缩率，附加的噪声量越大。结果，当有损压缩音频信号被用来表征时，添加的噪声有利于表征处理。
虽然有损压缩音频已经提供了附加的噪声，也有可能作进一步的改进。图6描绘了用于通过使用先前登记的声学特性来验证人的设备500。设备500包括也可以在图3中找到的各种部件。设备500还包括噪声发生器控制装置505，其分析选定的表示115，并且根据人类听觉系统的心理声学模型来确定能够被添加的噪声的数量以及其中必须将噪声添加到选定的表示115而不会在第一声信号125中引起可听见的失真的频带。
设备500使用与有损数字音频压缩中所使用的相同的人类听觉系统的心理声学模型，但是其目的不相同。运用有损数字音频压缩的系统的目的在于有效地使用有限数目的比特来编码音频信号同时最小化感觉到的失真。结果，有损音频压缩算法将注意力集中在减少需要编码的频率分量的数目上。
相反，本发明目的在于将尽可能多的噪声添加到第一声信号以优化检测，同时最小化感觉到的失真。根据本发明的方法不具有在有损音频压缩算法中发现的比特率限制。结果，本发明更加自由地将噪声添加到选定的源信号。例如，对于根据本发明的方法，将频率分量添加到其中没有该频率分量出现的选定信源信号通常非常有利。相反，这样的添加会与有损音频压缩算法中的比特率限制相冲突。本发明与有损音频压缩算法相比能够以甚至更加有效的方式利用该附加的自由并且优化检测。
设备500包括延迟线501以允许通过噪声发生器控制装置505对选定的表示115进行时间分析。噪声发生器控制装置505将控制信号发送到噪声发生器220以控制噪声发生器输出的幅度和频率特征两者。在此过程中，设备500利用时间和频谱掩盖能够以几乎感觉不到的方式添加噪声。噪声发生器220生成的噪声被添加到经延迟的选定表示。
设备500使用得到的有噪声音频表示510来生成第一声信号125，第一声信号125借助扬声器120被发送到外耳130。与之并行，第二声信号150借助麦克风155获得。麦克风输出被发送到表征装置525。表征装置525根据有噪声音频表示510和来自麦克风155的输出建立传递函数。该传递函数能够被用作特征矢量530，或者在一个替换实施例中作为特征矢量530的基础。得到的特征矢量530接着被供给验证装置540。
验证装置540使用声称的身份545，该声称的身份比如由被验证人使用键盘录入或者从徽章读取器上读出。声称的身份545被用来从登记的声学特性数据库535中检索登记的声学特性。检索到的声学特性接着与得到的特征矢量530的那些特性相匹配。假设在预定的范围内发现了足够的匹配，则称验证成功。应当指出，验证判决可以或者是硬判决或者是软判决。在多模态生物特征验证系统中使用软判决尤其有利。
为了进一步改进验证系统的性能，比如Fischer线性判别分析(LDA)之类的公知技术可以用来表征区别最大的频率分量。为了改进运用Fischer LDA的系统的性能，用来验证或者识别人的系统能够强调在第一声信号中导致频率分量区别最大的那些频谱分量。接着，噪声控制发生器装置505必须被配置以便将尽可能多的信号能量添加到第一声信号中导致频率分量区别最大的那些特定频率分量。
图6中描绘的设备500表示用于生物特征验证的设备，其总的结构并非不像用于生物特征识别的设备的结构。然而，在这些设备之间有一个主要的区别。在用于识别的设备中，生物特征被表征并且潜在地与参考数据库中所有的项相匹配。相反，用于验证的设备一般只将建立的特征矢量与和声称的身份相关的参考数据相匹配。
虽然在表征方法中使用有损音频压缩可能不会得到最佳的表征，但是它相对于不运用噪声插入的系统的确呈现了明显的改进。图7描绘了用于使用先前登记的声学特性来验证人的一种替换设备595。在设备595中，设备500(图6)中发现的延迟线501、噪声发生器控制装置505、噪声发生器220以及加法器已经被执行相似功能的替换装置所代替。
在设备595中，选定的源信号115被发送到有损音频压缩编码器591。该编码器包括处理器，用来执行有损音频压缩算法，或者执行如下所述的部分这样的算法。由有损音频压缩编码器591输出的有损压缩音频信号592被发送到有损音频压缩解码器593。解码器593包括用来执行伴随的音频解压缩算法或者其一部分音频解压缩算法的处理器。有损编码和后续的解码两者的组合导致有最小可听见失真的有噪声音频表示510。
一个典型的有损音频压缩编码器包括三个级：
1.变换级
输入信号被变换。
2.量化级
信号分析和量化在这一级被处理。结果，该级是信息丢失的主要原因(添加噪声)
3、编码级
常规的熵编码技术被用来生成量化数据的较简洁表示。
伴随的有损音频压缩解码器一般包括有效地镜像编码级的级：
1、解码级
使用常规的熵解码技术来解码编码数据。
2、重构级
借助解码数据来重构变换表示的近似。
3、变换级
变换的表示被变换回到与原始输入信号相似的信号
在本实施例中，编码器和解码器背靠背地放置。这允许进一步优化编码器和解码器。一个重要的优化是去除编码和解码级。还有可能作进一步的优化，这取决于实际运用的算法。得到的音频处理模块594将会执行相同的功能，但是以更加有效的方式执行。
图8描述了根据本发明的系统600。该系统包括设备605，用来登记人外耳的声学特性。设备605用来通过使用包括音乐和/或语音的第一声信号602来表征外耳601的声学特性。设备605接收第二声信号603，并使用它来表征与外耳601有关的声学特性，这些声学特性随后被保存在数据库610中。
该系统还包括设备625，用于通过使用外耳的声学特性来识别人。当人出现在设备625前需要识别时，设备625提供包括音乐和/或语音的第一声信号622。第一声信号622向需识别的人的外耳621发送。设备625接收第二声信号623并使用该信号来表征外耳621的声学特性。随后将表征的声学特性与来自数据库610中登记的声学特性相匹配。当区别在预定的阈值以内时，发现匹配并且确立该身份是与数据库的项关联的身份。
为了匹配声学特性，将数据从数据库610通过网络615发送到设备625。该网络可以是GSM网络、UMTS网络、无线LAN、私人网络或者甚至是互联网。为了防止过量的数据传输，数据库可以是分布式的，或者可替换地，匹配处理可以集中在网络中的一个或多个站点。
虽然设备605和设备625可以是专用设备，本发明也能够被合并到现有的或者未来的消费电子设备，诸如移动电话、DECT电话、固定电话或者其它比如包括耳机或者头戴式受话器的便携式音频和/或视频播放器之类的设备。
图9描绘了被配置成通过网络提供电信服务并允许使用外耳的声学特性来远距离验证人的电信系统700。所描绘的系统包括至少两个终端；第一终端701是执行实际验证的终端，而第二终端702反过来建立被验证人705的声学特性。虽然描绘的第一终端701结构上与第二终端702相似，但这不是必需的。在一个替换实施例中，第一终端701可以例如是由服务提供者操作的计算机系统，其被设置成自动应答电话发出的指令。
实际的验证处理通过两个终端分配。第一终端701提供包括音乐和/或语音的音频信号的表示720。该表示720能够由第一终端701例如通过抽样第一终端701的操作者703的话音来预先记录或者在空闲时(on-the-fly)生成。表示720随后通过网络725被发送到第二终端702。在第二终端中，根据本发明噪声被添加到输入的信号中。该有噪声的表示由第二终端702使用扬声器120转换成第一声信号730。
第二终端702还接收第二声信号735。第二声信号735包括第一声信号730的反射部分。这些部分由操作第二终端702的人705的外耳706反射。由麦克风155登记的信号和有噪声表示在表征装置770中一起被用来导出表征的声学特性750。表征的声学特性750通过网络725被发送到第一终端701。
第一终端701包括验证装置755。验证装置755获得声称的身份545。声称的身份545可以例如由被验证人发送到第一终端，或者可以通过使用读卡器获得。使用声称的身份545，验证装置从数据库760中获得与声称的身份545相关联的登记的声学特性。随后，验证装置755将表征的声学特性750与这些登记的声学特性相匹配。当发现与声称的身份545相关联的登记的声学特性有足够的匹配时，操作第二终端702的人被验证，否则验证失败。
系统725中使用的网络可以是GPS网络、UMTS网络、802.11无线LAN，私人网络或者TCP/IP网络。系统700能够被用来远距离地验证人，例如，授权他们接入网络上的服务，接入网络上可用的内容，或者可以用来授权交易，以便例如允许电子银行业务。
虽然图9中描绘的系统700以有效的方式划分，但是也有可能将功能从第二终端702分配到第一终端701。当对第二终端702的完整性的控制有限时，这是相关的。在此情形下，有意义的是将表征装置从第二终端702移到第一终端701。然而，虽然诸如TCP/IP网络之类的某些网络允许透明数据传输，诸如GSM网络之类的其它网络对于音频信号可能不透明。结果，功能的重分配并非总是切实可行。
除上述实施例以外，本发明还能够应用于消费电子设备，诸如使用头戴式受话器或者耳机之类的音频和/或视频重放设备。在此，本发明能够被用来识别用户并且根据用户身份来定制比如均衡器设置或者节目提供。
可替换地，移动电话或者包括耳机或者头戴式受话器的替换设备可以专门分配给一个或多个特定用户。此时，本发明将使用于所述消费电子设备的有效制止盗窃/防止滥用系统成为可能。
本发明能够允许在了解或不了解所述用户的情况下验证用户，例如允许电话队列中的自动优选权调度。
应当指出，上述实施例说明而不是限制本发明，本领域普通技术人员能够设计出许多替换的实施例而不脱离所附的权利要求书的范围。
在权利要求书中，置于括号中的附图标记不应当解释成是对权利要求的限制。使用动词“包括”和它的变形不排除在权利要求中陈述的步骤或元件以外的步骤或元件的存在。在元件或者步骤前面使用冠词“一个”不排除存在多个这样的元件或者步骤。
本发明能够借助包括了几个分离元件的硬件，和借助经过适当编程的计算机实现。在列举了几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个能够被同一硬件项实施。某些措施在不同的从属权利要求中阐述并不表示这些措施的组合不能有利地使用。

Claims (17)

1.一种表征外耳(130)声学特性的方法，该方法包括步骤：
向外耳(130)发送第一声信号(125)，
从外耳(130)接收第二声信号(150)，和
根据第二声信号(150)来表征外耳的声学特性(165)，
其特征在于，第一声信号(125)包括下列元素中的至少一个：
音乐，和
语音。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括向外耳(130)发送声学噪声信号(315)的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一声信号(125)基于音频信号的表示，该表示包括下列表示之一：
音频信号的电磁表示，
音频信号的光学表示，
音频信号的电学表示，
音频信号的数字表示。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，数字表示是有损压缩音频信号(592)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述表示转换成声信号之前处理音频信号的表示的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理步骤包括将噪声添加到音频信号的表示中。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理步骤包括将噪声添加到音频信号的表示中，所述噪声使用人类听觉系统的心理声学模型来形成以降低由于添加噪声而感知到的干扰。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，表征外耳(130)的声学特性的步骤(160)包括第二声信号(150)的频域分析。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，表征外耳(130)的声学特性的步骤(160)包括表征外耳(130)的声学特性的传递函数。
10.一种登记人的外耳(130)声学特性的方法，其特征在于，它包括权利要求1的方法，用于表征被登记人的外耳的声学特性。
11.一种用先前登记的外耳(130)的声学特性(535)来验证人的方法，其特征在于，它包括权利要求1的方法，用于表征(525)被验证人的外耳(130)的声学特性(530)。
12.一种用先前登记的外耳(601)声学特性(610)来识别人的方法，其特征在于，它包括权利要求1的方法，用于表征被识别人的外耳(621)的声学特性。
13.一种用来表征外耳(130)的声学特性的设备(100、200、300、500)，该设备包括：
发送装置(120)，设置成向外耳(130)发送第一声信号(125)，
接收装置(155)，设置成从外耳(130)接收第二声信号(150)，和
表征装置(160)，设置成根据第二声信号(150)表征外耳(130)的声学特性(165)，
其特征在于，第一声信号(125)包括下列元素中的至少一个：
音乐，和
语音。
14.一种用来登记人外耳(130)的声学特性的设备(100、200、300、500)，其特征在于，它包括权利要求13的设备，用来表征被登记人的外耳(130)的声学特性(165)。
15.一种使用先前登记的外耳声学特性(535)来验证和/或识别人的设备，其特征在于，它包括权利要求13的设备(100、200、300、500)，用来表征被验证人的外耳(130)的声学特性(165、250、330、500)。
16.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，它包括两个可以分开的模块，其中第一模块包括：
发送装置(120)，
接收装置(155)，和
第一通信装置，设置成与第二模块通信，
并且其中第一模块能够与第二模块分离，第二模块包括：
表征装置(160)，和
第二通信装置，设置成与第一模块通信。
17.一种电信系统(700)，被配置成通过网络(725)提供电信服务，网络(725)包括：
第一终端(701)，与一方相关联，包括验证装置(755)，
第二终端(702)，由人(705)操作，以及
两个终端都由网络(725)连接，
其中第一终端(701)和第二终端(702)被设置成执行权利要求1的方法的步骤，用来表征人外耳的声学特性，其中第一终端中的验证装置(755)被设置成使用表征的声学特性(750)、声称的身份(545)和包括登记的声学特性的数据库(760)远距离地验证人(705)。
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