CN105389004A - 一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法，所述脑电波解锁终端屏幕的系统其至少包括：脑电波采集模块，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转换成电信号；脑电波分析处理模块，对脑电波采集模块所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并编码和解码；通信总线模块，将上述信息传递至终端系统为解锁终端屏幕提供指令。本发明提供了对手机等终端设备的保护更加安全便捷的解锁方式，通过本发明的技术方案，可以快捷安全的实现手机等终端设备的解锁屏，并可以衍生出更多基于传统应用方式的脑电波操作，比如开启手机等终端设备的应用等；如此，本发明能够一方面避免用户忘记解锁图案，另一方面可以更好的提高安全性。

Description

一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法
技术领域
本发明涉及脑电波扫描，采集，识别，分析等功能领域，特别是涉及一种脑电波解锁终端屏幕如手机屏幕等的系统及方法。
背景技术
在数据通信系统设备中，手机、PAD等终端设备上内置脑电波传感器，脑电波传感器接收人类生物电波传输，目前还没有发现。脑电波传感器就目前的应用而言只有医疗机构通过线控等方式获取人类脑电波。除医疗和军用行业外，在科技商用领域上还未有实现。
众所周知，现有技术层面的与脑电波相关专利主要集中在一种基于人体大脑脑电波信号探测的家用电器设备智能控制系统,申请号:2015100895603，发明设计人:阮江海，该发明专利主要描述了具有采集，处理，识别的无线发射命令的系统，其通过无线发射命令系统控制家用设备，但这些设备仍然需要佩戴专门的接收设备。又如，发明专利：一种触控式脑电β波信号感应蓝牙耳机，申请号:2015103432571，发明设计人:周海林，唐艳，该发明专利中的表述为：脑电波感应器通过连接杆与头戴式挂置件固定连。脑电波采集处理芯片通过蓝牙与目标设备相联，进行互相通信。耳机本体还设置有控制脑电波感应单元启停的触控装置。
当然，上述的产品，目前在市场上尚未发现，而且，专利文本本身的表述也不是非常清楚，通过专利文献本身所公开的信息内容，目前尚不能实现上述专利技术。
而截至目前，在现阶段手机、PAD等终端上锁屏方式有主要有滑动解锁，图案解锁，PIN码解锁，密码解锁以及指纹解锁等方式。毫无疑问，滑动解锁方式是无任何隐私性和可保护性可言的。而图案解锁方式虽然可以保证其唯一性，但是建立在复杂程度系数上，往往容易导致遗漏性。继续的，PIN码解锁与密码解锁方式和图案解锁方式一样，有一定的私密性和可保护性，但是操作的时候往往会出来现遗忘和不方便的时刻。除此之外，以上五种解锁方式还有几个共同的缺点：
(1).手机恢复出厂设置时，用户的所有信息包括锁屏信息全部丢失。
(2).可破解性，图案解锁的方式由于其设置的数量级有限，理论上破解的可能很高。当然pin码和密码方式破解成功性较高。
综上所述，一种新的更加直接和便捷的，隐私性和可保护性级别更高的手机、PAD等终端设备的解锁屏系统及方法的发明是势在必行的。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法，本发明涉及到脑电波扫描，采集，识别，分析等功能，本发明为了解决密码，图案的安全性，唯一性，便捷性等的问题，提供了对手机等终端设备的保护更加安全便捷的方式。即终端设备的使用者或称为用户首次通过扫描记录，量化脑电波，脑电波编码为二进制代码，当用户希望解锁时可以再次扫描脑电波，放大脑电波信号，解码脑电波，通过误差率分析来得出是否为机主本人；在手机等终端领域还没有脑电波的相关应用，通过本发明专利的技术方案，可以快捷安全的实现手机等终端设备的解锁屏，并可以衍生出更多基于传统应用方式的脑电波操作，比如开启手机等终端设备的应用等。如此，本发明能够一方面避免用户忘记解锁图案，另一方面可以更好的提高安全性。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脑电波解锁终端屏幕的系统，其至少包括：
脑电波采集模块，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转变成电信号；
脑电波分析处理模块，对脑电波采集模块所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并编码和解码。
通信总线模块，将上述信息传递至终端系统以为解锁终端屏幕提供指令。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号变成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其所述脑电波分析处理模块根据关键频率点量化数据以确定终端使用者的脑电波特征码。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其所述脑电波分析处理模块预先存储终端使用者的脑电波信号扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析得出是否为预先存储的终端使用者本人。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其所述脑电波采集模块，还包括通过传感器以接触皮肤感测脑电波的方式。
优选的，所述脑电波分析处理模块的采样精度为4KHZ以上。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还一种脑电波解锁终端屏幕的方法，其至少包括如下步骤：
采集脑电波，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转变成电信号；
对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理，包括对上述所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并进行编码和解码。
将上述解码后的信息传递至终端系统以根据信息内容执行解锁或不解锁终端屏幕的操作。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号变成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其所述量化信号数据是根据关键频率点量化数据以确定终端使用者的脑电波特征码。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其所述对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理的步骤还包括预先存储终端使用者的脑电波信号扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析得出是否为预先存储的终端使用者本人。
优选的，所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其所述采集脑电波还包括通过传感器以接触皮肤感测脑电波的方式。
优选的，所述对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理时的采样精度为4KHZ以上。
如上所述，本发明的一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法，具有以下有益效果：
本发明的一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法，提供了对手机等终端设备的保护更加安全便捷的方式。即终端设备的使用者或称为用户首次通过扫描记录，量化脑电波，脑电波编码为二进制代码，当用户希望解锁时可以再次扫描脑电波，放大脑电波信号，解码脑电波，通过误差率分析来得出是否为机主本人；在手机等终端领域还没有脑电波的相关应用，通过本发明专利的技术方案，可以快捷安全的实现手机等终端设备的解锁屏，并可以衍生出更多基于传统应用方式的脑电波操作，比如开启手机等终端设备的应用等。如此，本发明能够一方面避免用户忘记解锁图案，另一方面可以更好的提高安全性。
附图说明
图1显示为本发明一种脑电波解锁终端屏幕的系统的主结构框图。
图2显示为本发明一种脑电波解锁终端屏幕的系统的较佳实施例结构框图。
图3显示为本发明一种脑电波解锁终端屏幕的方法的流程示意图。
元件标号说明
11脑电波采集模块
12脑电波分析处理模块
13通信总线模块
S31～S33步骤S31～S33
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1、图2，本发明提供一种脑电波解锁终端屏幕的系统，其技术方案本身提供了脑电波采集，分析识别，处理功能。其最主要包括如下两个模块：
(1).脑电波采集模块：本发明中可以有两种采集方式，
第一种是电波传感器，电波传感器通过光敏电阻将脑波信号变成电信号，以及，压力传感器通过压敏电阻测量压力。当然，因为本来就有电压变化，所以脑电波传感器离你越来越近，成功率也就越高。
第二种接近传统方式，只需要接触皮肤就可以达到感测脑电波的效果。而且发出的电磁波十分微弱，对人体不会造成任何伤害。
(2).脑电波分析处理模块:对脑电波进行信号放大，滤除噪声信号，根据关键频率点量化数据并编码和解码，以此来确定每个人的脑波特征码。
即，本发明提供了对手机保护更加安全便捷的方式。终端使用者或者称为用户首次通过扫描记录，量化脑电波，脑电波编码为二进制代码。当，终端用户希望解锁屏幕时则可以再次扫描脑电波，放大脑电波信号，解码脑电波，通过误差率分析来得出是否为终端设备的机主本人。
如图1所示，本发明包括脑电波扫描模块11，脑电波分析芯片模块12，通信总线模块13，
脑电波扫描模块11进行脑电波扫描时，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转变成电信号；所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号变成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。脑电波引起的电压变化是微伏数量级，如此微小的电压变化必须籍由放大信号才能采样并量化，所以采样精度必须在4KHZ以上。这样才可以最大精确化，减少输入误差率，扫描电路通过差分结构滤除一些噪声以及面部肌肉运动造成的干扰。
脑电波分析处理模块12进行脑电波分析时，对脑电波采集模块所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并编码和解码。其所述脑电波分析处理模块根据关键频率点量化数据以确定终端使用者的脑电波特征码。其所述脑电波分析处理模块预先存储终端使用者的脑电波信号扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析得出是否为预先存储的终端使用者本人。脑电波分析时，如何确定我们需要提取那些神经元的信息，如何提取这个信息并进行正确的解码。因为我们大脑里边控制任何一个部位的神经元数量基本都是百千万级以上的，这需要脑波分析芯片内的脑电波分析处理模块12有特定的优化。
通信总线模块13，或者称为数据传输模块，其将上述采集到的并经过分析处理的脑电波信息传递至终端系统以为解锁终端屏幕提供指令。
如图3所示，本发明还一种脑电波解锁终端屏幕的方法，其包括如下步骤：
执行步骤S31，脑电波扫描模块11进行脑电波扫描，采集脑电波，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转变成电信号；所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号变成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。脑电波引起的电压变化是微伏数量级，如此微小的电压变化必须籍由放大信号才能采样并量化，所以采样精度必须在4KHZ以上。这样才可以最大精确化，减少输入误差率，扫描电路通过差分结构滤除一些噪声以及面部肌肉运动造成的干扰。
执行步骤S32，对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理，包括对上述所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并进行编码和解码。其所述脑电波分析处理模块12根据关键频率点量化数据以确定终端使用者的脑电波特征码。其所述脑电波分析处理模块12预先存储终端使用者的脑电波信号扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析得出是否为预先存储的终端使用者本人。
脑电波分析时，如何确定我们需要提取那些神经元的信息，如何提取这个信息并进行正确的解码。因为我们大脑里边控制任何一个部位的神经元数量基本都是百千万级以上的，这需要脑波分析芯片内的脑电波分析处理模块12有特定的优化。
执行步骤S33，将上述解码后的脑电波信息传递至终端系统以根据信息内容执行解锁或不解锁终端屏幕的操作。
结束本次指令。
综上所述，本发明一种脑电波解锁终端屏幕的系统及方法，提供了对手机等终端设备的保护更加安全便捷的方式。即终端设备的使用者或称为用户首次通过扫描记录，量化脑电波，脑电波编码为二进制代码，当用户希望解锁时可以再次扫描脑电波，放大脑电波信号，解码脑电波，通过误差率分析来得出是否为机主本人；在手机等终端领域还没有脑电波的相关应用，通过本发明专利的技术方案，可以快捷安全的实现手机等终端设备的解锁屏，并可以衍生出更多基于传统应用方式的脑电波操作，比如开启手机等终端设备的应用等。如此，本发明能够一方面避免用户忘记解锁图案，另一方面可以更好的提高安全性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，其至少包括：
脑电波采集模块，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转换成电信号；
脑电波分析处理模块，对脑电波采集模块所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并编码和解码；
通信总线模块，将上述信息传递至终端系统以解锁终端屏幕。
2.如权利要求1所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号转换成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。
3.如权利要求1所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，所述脑电波分析处理模块根据关键频率点量化信号数据以确定终端使用者的脑电波特征码。
4.如权利要求3所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，所述脑电波分析处理模块预先存储终端使用者的脑电波信号经扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析比对得出是否为预先存储的终端使用者本人。
5.如权利要求1所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，所述脑电波分析处理模块的采样精度为4KHZ以上。
6.如权利要求1所述的脑电波解锁终端屏幕的系统，其特征在于，所述脑电波采集模块，还包括通过传感器以接触皮肤感测脑电波的方式采集。
7.一种脑电波解锁终端屏幕的方法，其特征在于，其至少包括如下步骤：
采集脑电波，由传感器模组对脑电波进行采集并将脑电波信号转换成电信号；
对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理，包括对上述所采集到的电信号进行放大，滤除噪声，量化信号数据并进行编码和解码；
将上述分析处理后的信息传递至终端系统以根据信息内容执行解锁或不解锁终端屏幕的操作。
8.如权利要求7所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其特征在于，所述传感器模组包括电波传感器和压力传感器，所述电波传感器通过光敏电阻将脑波信号转换成电信号，所述压力传感器通过压敏电阻测量压力。
9.如权利要求7所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其特征在于，所述量化信号数据是根据关键频率点量化信号数据以确定终端使用者的脑电波特征码。
10.如权利要求7所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其特征在于，所述对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理的步骤还包括预先存储终端使用者的脑电波信号扫描采集，量化并编码后的二进制代码，则解锁终端屏幕时再次扫描脑电波，并经过放大、解码、通过误差率分析对比得出是否为预先存储的终端使用者本人。
11.如权利要求7所述的脑电波解锁终端屏幕的方法，其特征在于，所述采集脑电波还包括通过传感器以接触皮肤感测脑电波的方式；所述对上述所采集到的脑电波信号进行分析处理时的采样精度为4KHZ以上。
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