CN102727211B - 辨识装置与辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种辨识系统与辨识方法，用以辨识一使用者的操作。此辨识系统包括感测模块、处理装置与播放装置与数据储存装置。感测模块用以依据使用者的操作，产生第一感测信号。数据储存装置储存有多个对象。处理装置响应于第一感测信号，将第一感测信号与多个对象进行对比，以产生辨识结果。播放装置则是用以播放辨识结果。感测模块于辨识结果被播放后，用以辨识使用者的反应，产生一第二感测信号，并将第二感测信号反馈至处理装置。处理装置根据第二感测信号，判断第一感测信号所对应的辨识结果是否正确。本发明所提供的辨识系统，可以有效地提高检测的准确率。

Description

辨识装置与辨识方法

技术领域

本发明关于一种辨识系统与辨识方法，特别是一种可辨识使用者的操作的辨识系统与辨识方法。

背景技术

随着数字科技的不断发展，生物特征辨识系统目前已被广泛的应用。举例而言，生物特征辨识系统可以采样使用者的指纹、眼睛虹膜、脸部纹路或是语音声纹等特征，并且进行分析与对比，以判断使用者的真实身分。

此生物特征辨识系统，可用于门禁保全、医疗照护或是机器人。配合使用者身份的辨识，进行各种个人化且自动化的服务，以节省人力成本。

然而，一般的生物特征辨识系统，其辨识的结果，皆无法达到百分之百的准确度。也就是说，辨识系统可能会将使用者辨识成另外一个使用者，而造成辨识上的错误。

当辨识上发生错误的时候，一般的辨识系统无法得知其辨识结果是否正确。换言之，当发生一使用者被辨识系统辨识成另外一个使用者时，除非更改采样或是分析对比的方式，否则此辨识错误的情况将一再的重复发生。因此，一般的辨识系统无法有效的改善检测错误的情况。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提出一种辨识系统，用以辨识一使用者的操作。此辨识系统包括感测模块、处理装置、播放装置与数据储存装置。

感测模块用以依据使用者的操作，产生第一感测信号。数据储存装置储存有多个对象。处理装置响应于第一感测信号，将第一感测信号与多个对象进行对比，以产生辨识结果。播放装置则是用以播放辨识结果。感测模块于辨识结果被播放后，用以辨识使用者的反应，产生一第二感测信号，并将第二感测信号反馈至处理装置。处理装置根据第二感测信号，判断辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该处理装置根据该第二感测信号确认该辨识结果，并依据被判断后的该辨识结果更新该数据储存装置。

所述的辨识系统，其中，该处理装置根据该第一感测信号产生一第一信心值，且根据该第二感测信号产生一第二信心值，并且该处理装置对应该第一信心值与该第二信心值，判断该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该感测模块具有一主感测装置以及一子感测装置，该主感测装置用以辨识该使用者的操作并产生该第一感测信号，该子感测装置用以辨识该使用者的反应并产生该第二感测信号。

所述的辨识系统，其中，该主感测装置为一影像传感器，用以产生一影像信号，该处理装置根据该多个对象与该影像信号对比，并以该多个对象中与该影像信号最相似者，作为该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该主感测装置为一语音传感器，用以产生一语音信号，该处理装置根据该多个对象与该语音信号对比，并以该多个对象中与该语音信号最相似者，作为该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该子感测装置为一接触式感应器，该接触式感应器包括一鼠标、一键盘或是一触控屏幕，以使该使用者接触该子感测装置以响应该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该子感测装置为一非接触式感应器，该非接触式感应器包括一声音传感器、一影像传感器或一脑波传感器，以使该使用者无须接触该子感测装置即能响应该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该子感测装置为一生理信号传感器，该生理信号传感器用以检测非自主反应的一生理信号，以避免该使用者的一欺骗行为。

所述的辨识系统，其中，该播放装置为一显示屏幕，该显示屏幕用以显示该辨识结果。

所述的辨识系统，其中，该播放装置为一扩音器，该扩音器用以播放该辨识结果。

本发明另提出一种辨识方法，包括以下步骤：提供一感测模块、一处理装置与一播放装置；取得一数据储存装置中的多个对象；利用感测模块，依据使用者的操作，产生第一感测信号；利用处理装置，对比多个对象与第一感测信号，以产生一辨识结果，以响应第一感测信号；利用播放装置，播放辨识结果；利用感测模块，辨识使用者的反应，以产生第二感测信号，并反馈第二感测信号至处理装置；根据第二感测信号，判断辨识结果。

所述的辨识方法，其中，该感测模块具有一主感测装置以及一子感测装置，该主感测装置用以辨识该使用者的操作并产生该第一感测信号，该子感测装置用以辨识该使用者的反应并产生该第二感测信号。

所述的辨识方法，其中，还包括以下步骤：

根据该第一感测信号产生一第一信心值；

根据该第二感测信号产生一第二信心值；以及

对应该第一信心值与该第二信心值，判断该辨识结果。

所述的辨识方法，其中，在对比该多个对象与该第一感测信号，以产生该辨识结果的该步骤中，还包括：

选取该第一感测信号的一可靠区域；以及

对比该可靠区域与该多个对象，以产生该辨识结果。

所述的辨识方法，其中，在判断该辨识结果的该步骤后，还包括：

若该辨识结果为正确时，储存该辨识结果于该数据储存装置。

所述的辨识方法，其中，在判断该辨识结果的该步骤后，还包括：

若该辨识结果为错误时，重新产生另一个辨识结果；以及

利用该感测装置，撷取一第三感测信号，并反馈该第三感测信号至该处理装置，根据该第三感测信号，判断该另一个辨识结果。

所述的辨识方法，其中，在判断该另一个辨识结果后，还包括：

若该另一个辨识结果为正确时，确认该判断结果是否符合一预设门槛值。

通过此辨识系统与辨识方法，可先将辨识结果播放予使用者，让使用者可预先得知辨识结果。此外，辨识系统可检测使用者对于辨识结果的反应，以确认辨识结果是否正确。因此，本发明所提供的辨识系统，可以有效地提高检测的准确率。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例所提供的辨识系统的系统方块图；

图2为根据本发明的第二实施例所提供的辨识系统的系统方块图；

图3为根据本发明所提供的辨识方法的第一流程图；

图4为根据本发明所提供的辨识方法的第二流程图；

图5为根据本发明所提供的辨识方法的第三流程图；以及

图6为根据本发明所提供的辨识方法的第四流程图。

其中，附图标记：

10辨识系统

20感测模块

22主感测装置

24子感测装置

30处理装置

40播放装置

50数据储存装置

具体实施方式

以下在实施方式中进一步详细说明本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所提供的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

请参照图1，为根据本发明所提供的辨识系统的系统方块图。辨识系统10包括感测模块20、处理装置30、播放装置40与数据储存装置50。

感测模块20用以依据使用者的操作，产生第一感测信号。使用者的操作为使用者利用其肢体或是五官所进行的动作，比如说使用者将其脸部接近感测模块20，或是使用者对于感测模块20发出语音。第一感测信号则是一电子信号，此电子信号代表使用者操作的特征，比如说是使用者脸部轮廓的亮暗程度或是语音信号的振幅高低。

处理装置30电性连接至感测模块20，并且可用以接收第一感测信号。处理装置30响应于第一感测信号，以产生一辨识结果。处理装置30可分析第一感测信号，以得到多个特征值。之后，再将这些特征值与一默认值对比，以得到辨识结果。此辨识结果可代表使用者的身分(可为使用者姓名或是代号)，或是使用者所代表的信息(可为人种或是性别)。

播放装置40电性连接至处理装置30，并且可接收辨识结果。播放装置40在接收此辨识结果后，即可播放辨识结果，以让使用者可立即得知。此外，播放装置40亦可提示使用者得知辨识结果后，对于辨识结果可做出的反应。比如说，播放装置40可提示若是使用者认为辨识结果正确时可点头，认为辨识结果错误时可摇头。

数据储存装置50可为一非挥发式内存、硬盘或是磁盘阵列等可用以储存数字数据的媒介或数据库。数据储存装置50储存有多个对象，这些对象可对应于使用者的影像特征或是语音特征。处理装置30将第一感测信号与多个对象进行对比，以产生辨识结果。

当辨识结果被播放之后，感测模块20用以辨识使用者的反应。感测模块20再根据此使用者的反应，产生第二感测信号。第二感测信号被反馈至处理装置30，处理装置30在根据第二感测信号，判断辨识结果的正确与否。也就是说，假如感测模块20辨识第二感测信号符合第一预设特征时(比如说是点头)，则判断辨识结果正确。而当感测模块20辨识第二感测信号符合第二预设特征时(比如说是摇头)，则判断辨识结果为错误，并依据被判断后的该辨识结果更新数据储存装置50。因此，辨识系统10可根据判断结果为正确或是错误，来对于未来的判断结果修正，以提高判断的准确率。

请参照图2，为根据本发明所提供的辨识系统的细部方块图。辨识系统10包括主感测装置22、子感测装置24、处理装置30、播放装置40与数据储存装置50。

在此实施例中，感测模块20包括主感测装置22与子感测装置24，以分别用以辨识使用者的操作与反应。其中，主感测模块22用以辨识使用者的操作，并且产生第一感测信号。子感测模块24在辨识结果被播放之后，辨识使用者的反应，并且产生第二感测信号。

主感测装置22为一影像传感器或是一语音感测装置。影像传感器用以产生一影像信号。影像传感器可为感光耦和元件(charge-coupleddevice，CCD)或是互补式金属氧化层半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)。影像传感器可将光学信号转换成电信号，以便储存、传送或是运算。语音传感器用以产生一语音信号。语音传感器可为麦克风，语音传感器可将声波信号转换成电信号，以便储存、传送或是运算。

当主感测装置22为一影像传感器时，数据储存装置50中所储存的对象代表影像特征。处理装置30会将主感测装置22所产生的影像信号与数据储存装置50的多个对象进行对比，并且在多个对象中，选择其中一个与影像信号相似度最高的(最相似者)作为辨识结果。其中，处理装置30可对于影像信号的色彩值、梯度值或是影像频率上的特征与数据储存装置50中的多个对象进行差异值的计算。而差异值最小的一个对象，即可视为相似度最高的对象。

此时，播放装置40为一显示屏幕。此显示屏幕可为但不限于液晶屏幕(LiquidCrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)或电子纸(e-paper)等。显示屏幕用以显示辨识结果，比如说显示使用者的姓名或是代表的编号。

当主感测装置22为一语音传感器时，数据储存装置50中所储存的对象代表语音特征。处理装置30会将语音信号与数据储存装置50的多个对象进行对比，并且在多个对象中，选择其中一个与语音信号相似度最高的(最相似者)作为辨识结果。其中，处理装置30可对于语音信号的声纹或是频率上的特征与数据储存装置50中的多个对象进行差异值的计算。而差异值最小的一个对象，即可视为相似度最高的对象。

在此实施例中，播放装置40为一扩音器。扩音器用以发出语音，以播放辨识结果，比如说念出使用者的姓名或是编号。

子感测装置24为可为接触式感应器或是非接触式感应器。接触式感应器可包括一鼠标、一键盘或是一触控屏幕，以让使用者接触并辨识使用者的操作。使用者在看见显示或是听见播放的辨识结果之后，可利用子感测装置24输入，以代表辨识结果为正确或是错误。举例而言，使用者可利用键盘输入”Y”，以代表正确的辨识结果，并可输入”N”，以代表错误的辨识结果。

另一方面，非接触式感应器可为一声音传感器、一影像传感器、一脑波传感器，以让使用者无须接触子感测装置即能响应辨识结果。其中，影像感测装置可检测使用者的肢体动作、面部表情，声音传感器可检测使用者发出的声音，脑波传感器可检测使用者的脑波，以判断辨识结果是否正确。举例而言，影像传感器可检测使用者的行为，使用者用手画圆时，则代表正确的辨识结果，而使用者用手画叉时，则代表错误的辨识结果。

此外，子感测装置24亦可为生理信号感应器。子感测装置24可检测使用者不自主控制的生理反应，包含心跳、呼吸、血压、脑波等变化。相较于自主控制反应例如手势和语音，生理信号是较难以假装的。因此，可防止使用者的欺骗。

除了在上述的实施例以外，处理装置30可在多个对象中，选择相似度到达一门槛值的几个对象，并且根据相似度来计算第一信心值。举例而言，处理装置30可选择出对象甲、对象乙与对象丙，且对象甲的第一信心值为”70”，对象乙的第一信心值为”20”，且对象丙的第一信心值为”10”。

而感测装置20(或是子感测装置24)会再根据使用者对于对象甲、对象乙与对象丙的反应，分别产生第二信心值。举例而言，对象甲的第二信心值为”50”，对象乙的第二信心值为”10”，且对象丙的第二信心值为”5”。

之后，处理装置30会再对应第一信心值与第二信心值产生该辨识结果。在此实施例中，处理装置30可将第一信心值与第二信心值相乘或是相加，再得到一整合数值。并且处理装置30根据整合数值，判断所显示的对象甲、对象乙与对象丙这些对象中，是否为正确的辨识结果。

为了进一步增加使用上的可靠性，处理装置30可设定一临界值。当整合数值达到此临界值时，才会判断此辨识结果为正确。如此，将可避免使用者故意提高第二信心值，以混淆此辨识系统10，而产生错误的辨识结果的可能性。

以上所述的图1至图2为本发明所提供的辨识系统。而接下来的图3至图6为本发明所提供的辨识方法，此一辨识方法可利用图1至图2的辨识系统实现。

请参照图3，为根据本发明所提供的辨识方法的第一流程图。

在步骤S101中，提供感测模块20、处理装置30与播放装置40。其中，感测模块20可为主感测装置22与子感测装置24。

在步骤S103中，依据使用者的操作，感测模块20可产生一第一感测信号。感测模块20会将此第一感测信号传送至处理装置30。

在步骤S105中，取得一数据储存装置50中的多个对象。其中这些对象代表影像特征或是语音特征。

在步骤S106中，处理装置30对比该多个对象，并产生辨识结果，以响应第一感测信号。处理装置30可分析第一感测信号，以得到多个特征值，并且利用这些特征值，产生辨识结果。

在步骤S107中，利用播放装置40，播放辨识结果。因此，使用者可通过播放装置40所显示的画面或是发出的声音，判断第一感测信号所对应的辨识结果是否正确。

在步骤S109中，当使用者看到或是听到播放装置40所显示的画面或是发出的声音时，可利用感测模块20辨识使用者的反应，以产生一第二感测信号。感测模块20反馈第二感测信号至处理装置。

在步骤S111中，处理装置30根据第二感测信号，也就是依据使用者的反应，判断辨识结果是否正确。

请参照图4，为根据本发明所提供的辨识方法的第二流程图。步骤S201到S206与步骤S101到S106相同。

在步骤207中，处理装置30可在多个对象中，选择相似度到达一门槛值的几个对象，并且根据相似度来计算第一信心值。步骤S208、S209与步骤S107、S109相同。

在步骤S210中，处理装置30根据使用者反应所产生的第二感测信号，产生第二信心值。

在步骤S211中，处理装置30对应该第一信心值与该第二信心值，产生一整合数值，并且根据此组合数值，判断辨识结果。

请参照图5，为根据本发明所提供的辨识方法的第三流程图。

步骤S301、S303、S305、S307与步骤S201、S203、S205、S206相同。

在步骤S309中，选取第一感测信号的可靠区域。举例而言，在此步骤前，会先在屏幕上显示第一感测信号，比如说一人脸。此一人脸可能会因为环境光线的影响，会呈现部分过亮或是部分过暗的现象。使用者可以在屏幕上选择曝光正常的部分，以提高辨识正确的机率。

在步骤S311中，处理装置30根据使用者所选取出来的可靠区域，与多个对象进行比较/对比，以产生辨识结果。

步骤S313、S315、S317则与S208、S209、S211相同。

请参照图6，为根据本发明第六实施例所提供的辨识方法的流程图。

步骤S401到S411与步骤S101到S111相同。

在步骤S413中，处理装置30会根据步骤S411所得到的第二感测信号，判断辨识结果是否正确。假如判断结果为正确时，执行步骤S414；假如判断结果为错误时，执行步骤S415。

在步骤S414中，则将此判断为正确的辨识结果，储存于数据储存装置50中，以提高辨识的准确率。

在步骤S415中，因为辨识结果被判断为错误，因此处理装置30会重新产生另一辨识结果。另一辨识结果为数据储存装置中的多个对象，除了被判断为错误的辨识结果以外，与第一感测信号最为相似的一个或是多个对象。

在步骤S417中，利用感测模块20辨识使用者的反应，以产生一第三感测信号。第三感测信号会被反馈至处理装置。

在步骤S419中，处理装置30会根据第三感测信号，判断另一个辨识结果是否正确。而在此步骤中，假如判断另一辨识结果为正确时，处理装置30同时会确认此另一辨识结果与第一感测信号的相似度是否高于一预设门槛值。只有当上述两者判断皆为正确时，才会认为最后辨识结果为正确。

通过此辨识系统与辨识方法，可先将辨识结果播放予使用者，让使用者可预先得知辨识结果。此外，辨识系统可检测使用者对于辨识结果的反应，以确认辨识结果是否正确。因此，本发明所提供的辨识系统，可以有效地提高检测的准确率。

虽然本发明以前述的实施例提供如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。

Claims (15)

1.一种辨识系统，用以辨识一使用者的操作，其特征在于，包括：

一感测模块，用以当使用者的操作存在时依据该使用者的操作，产生一第一感测信号，其中该使用者的操作包括该使用者的语音或运动，并且该感测模块包含：

一主感测装置，用以辨识该使用者的操作并产生该第一感测信号；以及

一子感测装置，用以辨识该使用者的反应并产生一第二感测信号；

一数据储存装置，该数据储存装置储存有多个对象；

一处理装置，响应于该第一感测信号，将该第一感测信号与该多个对象进行对比，以产生仅一个辨识结果；以及

一播放装置，用以播放该辨识结果；

其中，于该辨识结果被播放后，该感测模块用以将该第二感测信号反馈至该处理装置，该处理装置通过分析该第二感测信号，判断该辨识结果，以及

该子感测装置为一生理信号传感器，该生理信号传感器用以检测非自主反应的一生理信号，以避免该使用者的一欺骗行为。

2.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该处理装置根据该第二感测信号确认该辨识结果，并依据被判断后的该辨识结果更新该数据储存装置。

3.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该处理装置根据该第一感测信号产生一第一信心值，且根据该第二感测信号产生一第二信心值，并且该处理装置对应该第一信心值与该第二信心值，判断该辨识结果。

4.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该主感测装置为一影像传感器，用以产生一影像信号，该处理装置根据该多个对象与该影像信号对比，并以该多个对象中与该影像信号最相似者，作为该辨识结果。

5.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该主感测装置为一语音传感器，用以产生一语音信号，该处理装置根据该多个对象与该语音信号对比，并以该多个对象中与该语音信号最相似者，作为该辨识结果。

6.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该子感测装置为一接触式感应器，该接触式感应器包括一鼠标、一键盘或是一触控屏幕，以使该使用者接触该子感测装置以响应该辨识结果。

7.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该子感测装置为一非接触式感应器，该非接触式感应器包括一声音传感器、一影像传感器或一脑波传感器，以使该使用者无须接触该子感测装置即能响应该辨识结果。

8.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该播放装置为一显示屏幕，该显示屏幕用以显示该辨识结果。

9.根据权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该播放装置为一扩音器，该扩音器用以播放该辨识结果。

10.一种辨识方法，其特征在于，包括：

提供一感测模块、一处理装置、一播放装置与一数据储存装置；

利用该感测模块，当使用者的操作存在时依据该使用者的操作，产生一第一感测信号，其中该使用者的操作包括该使用者的语音或运动；

取得该数据储存装置中的多个对象；

利用该处理装置，对比该多个对象，并产生仅一个辨识结果，以响应该第一感测信号；

利用该播放装置，播放该辨识结果；

利用该感测模块，辨识该使用者的反应，以产生一第二感测信号，并反馈该第二感测信号至该处理装置；以及

通过分析该第二感测信号，判断该辨识结果，

其中该感测模块具有一主感测装置以及一子感测装置，该主感测装置用以辨识该使用者的操作并产生该第一感测信号，该子感测装置用以辨识该使用者的反应并产生该第二感测信号；以及

该子感测装置为一生理信号传感器，该生理信号传感器用以检测非自主反应的一生理信号，以避免该使用者的一欺骗行为。

11.根据权利要求10所述的辨识方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据该第一感测信号产生一第一信心值；

根据该第二感测信号产生一第二信心值；以及

对应该第一信心值与该第二信心值，判断该辨识结果。

12.根据权利要求10所述的辨识方法，其特征在于，在对比该多个对象与该第一感测信号，以产生该辨识结果的该步骤中，还包括：

选取该第一感测信号的一可靠区域；以及

对比该可靠区域与该多个对象，以产生该辨识结果。

13.根据权利要求10所述的辨识方法，其特征在于，在判断该辨识结果的该步骤后，还包括：

若该辨识结果为正确时，储存该辨识结果于该数据储存装置。

14.根据权利要求10所述的辨识方法，其特征在于，在判断该辨识结果的该步骤后，还包括：

若该辨识结果为错误时，重新产生另一个辨识结果；以及

利用该感测模块，撷取一第三感测信号，并反馈该第三感测信号至该处理装置，根据该第三感测信号，判断该另一个辨识结果。

15.根据权利要求14所述的辨识方法，其特征在于，在判断该另一个辨识结果后，还包括：

若该另一个辨识结果为正确时，确认该另一个辨识结果与该第一感测信号的相似度是否高于一预设门槛值。