CN109033931A - 一种基于指纹和心电双重身份确认的系统 - Google Patents

一种基于指纹和心电双重身份确认的系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统包括：数据库，所述数据库包括用户ID数据库、指纹数据库和心电波数据库；心电测量和分析模块，所述心电测量和分析模块可进行心电数据身份识别算法，基于心电波数据库中的心电波数据，对用户输入的心电波进行匹配；指纹获取和识别模块；时间获取模块，所述时间获取模块获取并存储检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A以及检测到所述人体指纹的所述系统的时间戳/段B；判断模块一，所述判断模块一对是否进行活体身份检测作出判断；所述判断模块二判断所述时间戳/段A和所述时间戳/段B是否相匹配。

Description

一种基于指纹和心电双重身份确认的系统
技术领域
本发明涉及一种身份确认的系统，具体涉及基于指纹和心电信息的双重确认的确认被测量者身份的系统。
背景技术
目前家用或者流水式测量心电（如采用具有心电测量机器人）进行心电测量大多使用单导联心电测量。在测量时，由于一台机器用于多人测量，所以在测量前需要先确认被测量者的身份，这样，该测量结构才能对应正确的人。目前的普遍做法是在测量之前在屏幕上或者机器人的屏幕上输入用户的用户名和密码进行注册或者登录，然后再进行测试。近年来，有一些身份识别的方式逐渐被采用，如身份证识别、人脸识别、声纹识别（如百度CN107481720A）的方式进行非接触式的识别已经在逐渐使用。
如采用拍照设备进行身份识别，一是需要配备专门的图像处理模块，二是光线对识别影响巨大；如采用声纹进行身份识别，用户需要时刻保持本色声音，一旦出现某种影响音色的病灶之后可能根本无法进行识别。
另外，这些方式的使用的时候，均是先进行身份识别，登录到测量系统之后再根据需要进行体征的测量，如心电测量、血氧测量等等。
在身份识别上，指纹识别是识别度非常高的一种方法，但是，在活体身份验证上，指纹识别具有较大的不确定性。
目前，已经存在基于心电信号进行身份识别的方法，如CN103714281B、CN104771178B、CN104102915A、CN104287717A等以深圳先进技术研究院为代表的基于心电信号对身份识别的技术，这些技术代表心电数据身份识别算法的成熟。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，在基于背景技术中提到的心电数据身份识别算法的基础上，提供一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，通过该系统，在指纹识别的基础上采用心电数据身份识别算法对指纹识别进行补充，使得在要求用户进行活体身份验证的时候，能够一次性地对用户的身份进行准确的确认。
本发明的技术方案如下：
一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据库，所述数据库包括用户ID数据库、指纹数据库和心电波数据库；
心电测量和分析模块，所述心电测量和分析模块检测人体心电波形、分析出心电波数据并将分析后的心电波存储在所述心电波数据库；所述心电测量和分析模块可进行心电数据身份识别算法，基于心电波数据库中的心电波数据，对用户输入的心电波进行匹配；
指纹获取和识别模块，所述指纹检测人体指纹、分析指纹信息并将分析后的指纹信息存储在所述指纹数据库；
所述指纹数据库中每一指纹信息对应用户ID数据库中唯一用户ID；
所述心电波数据库中每一心电波数据对应用户ID数据库中唯一用户ID；
时间获取模块，所述时间获取模块获取并存储检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A以及检测到所述人体指纹的所述系统的时间戳/段B；
判断模块一，所述判断模块一对是否进行活体身份检测作出判断，为交互式判断模块；当判断模块一对用户进行提醒是否进行活体身份检测时，用户可通过输入方式确定输入“是”或“否”；当用户选择“是”时启动判断模块二；
当所述指纹获取和识别模块未能匹配所述指纹数据库的指纹信息时，所述指纹获取和识别模块提示用户重试一次并再次获取用户的指纹信息，当重试一次仍然无法匹配时，启动判断模块二；
所述判断模块二判断所述时间戳/段A和所述时间戳/段B是否相匹配，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则身份识别报错；若相匹配，则所述心电测量和分析模块进行心电数据身份识别算法，判断在所述时间戳/段A检测到的心电波形是否与心电波数据库中的心电波数据相匹配：若不相匹配，则身份识别报错；
如相匹配，且所述判断模块二为用户选择“是”时启动的时候，则所述判断模块二判断相匹配的心电波数据对应的用户ID与相匹配的指纹信息对应的用户ID是否一致，若不一致，则身份识别报错；若一致，则所述系统登录到该一致的用户ID的界面中；
如相匹配，且所述判断模块二为用户重试一次仍然无法匹配时启动的时候，则所述系统提取相匹配的心电波数据对应的用户ID，并登录到该用户ID的界面中。
进一步地，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则所述系统随机生成一个用户ID，将所述再次获取的指纹信息与所述人体心电波形的数据对应到该随机生成的用户ID。
进一步地，在退出登录时，所述系统提示对所述随机生成的用户ID进行重命名。
进一步地，所述系统包括基于三手指的单导联心电测量和分析模块，所述三手指为包括同一用户左右两只手的三根手指；所述心电测量和分析模块检测所述人体心电波形。
进一步地，所述系统包括检测指纹的指纹获取和识别模块，所述指纹获取和识别模块获取所述三手指以外的手指的指纹并进行识别。
进一步地，若所述心电测量和分析模块检测到波形，则所述心电测量和分析模块对检测到的波形进行分析，判断所述检测到的波形是否为正常的人体心电波形，若否，则所述心电测量和分析模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A，并记录所述人体心电波形的心电波数据，将所述心电波数据存储到心电数据库。
进一步地，若所述指纹获取和识别模块检测到指纹图像，则所述指纹获取和识别模块判断检测到的指纹图像是否为正常的指纹图像，若否，则所述指纹获取和识别模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体指纹的所述正常的指纹图像的所述系统的时间戳/段B，并记录该指纹图像的指纹信息。
进一步地，所述系统存储时间阈值T，若A∈【B，B+T】，则所述时间戳/段A和所述时间戳/段B相匹配。所述时间阈值优选为30秒。
通过上述的技术方案，用户在不需要做活体身份验证的时候，可以直接利用指纹进行识别登录，而需要做活体身份验证的时候，则引入心电数据身份识别算法对身份验证进行补充。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1是本发明的流程图。
图2是用户同时进行心电测量和指纹识别的示意图。
图3是用于机器人系统的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
如附图2所示，目前家庭监护/健康/体检机器人中大多可以设置心电测量和分析模块，一般方便移动的小型设备中使用单导联心电测量方式，单导联心电测量为采用将左上肢电极与心电图机的正极端相连，右上肢电极与负极端相连，反映左上肢（l）与右上肢（r）的电位差。当l 的电位高于r 时，便描记出一个向上的波形；当r 的电位高于l 时，则描记出一个向下的波形。图示中1为心电测量和分析模块的三根手指放置处，优选的，左边两根手指、右边一根手指用于进行三手指单导联心电测量。
在右边用于采集心电信号的一根手指附近，设置有可以放置至少一根手指的指纹获取和识别模块，当然，优选的可以放置一根手指即可。“附近”的意思是同一只手，当采集心电信号的一根手指放在心电测量和分析模块上时，采集指纹的手指能自然地放置在指纹获取和识别模块。
一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，系统包括：
数据库，所述数据库包括用户ID数据库、指纹数据库和心电波数据库；
心电测量和分析模块，所述心电测量和分析模块检测人体心电波形、分析出心电波数据并将分析后的心电波存储在所述心电波数据库；所述心电测量和分析模块可进行心电数据身份识别算法，基于心电波数据库中的心电波数据，对用户输入的心电波进行匹配；
指纹获取和识别模块，所述指纹检测人体指纹、分析指纹信息并将分析后的指纹信息存储在所述指纹数据库；
所述指纹数据库中每一指纹信息对应用户ID数据库中唯一用户ID；
所述心电波数据库中每一心电波数据对应用户ID数据库中唯一用户ID；
时间获取模块，所述时间获取模块获取并存储检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A以及检测到所述人体指纹的所述系统的时间戳/段B；
判断模块一，所述判断模块一对是否进行活体身份检测作出判断，为交互式判断模块；当判断模块一对用户进行提醒是否进行活体身份检测时，用户可通过输入方式确定输入“是”或“否”；当用户选择“是”时启动判断模块二；
当所述指纹获取和识别模块未能匹配所述指纹数据库的指纹信息时，所述指纹获取和识别模块提示用户重试一次并再次获取用户的指纹信息，当重试一次仍然无法匹配时，启动判断模块二；
所述判断模块二判断所述时间戳/段A和所述时间戳/段B是否相匹配，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则身份识别报错；若相匹配，则所述心电测量和分析模块进行心电数据身份识别算法，判断在所述时间戳/段A检测到的心电波形是否与心电波数据库中的心电波数据相匹配：若不相匹配，则身份识别报错；
如相匹配，且所述判断模块二为用户选择“是”时启动的时候，则所述判断模块二判断相匹配的心电波数据对应的用户ID与相匹配的指纹信息对应的用户ID是否一致，若不一致，则身份识别报错；若一致，则所述系统登录到该一致的用户ID的界面中；
如相匹配，且所述判断模块二为用户重试一次仍然无法匹配时启动的时候，则所述系统提取相匹配的心电波数据对应的用户ID，并登录到该用户ID的界面中。
若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则所述系统随机生成一个用户ID，将所述再次获取的指纹信息与所述人体心电波形的数据对应到该随机生成的用户ID。在退出登录时，所述系统提示对所述随机生成的用户ID进行重命名。
所述系统包括基于三手指的单导联心电测量和分析模块，所述三手指为包括同一用户左右两只手的三根手指；所述心电测量和分析模块检测所述人体心电波形。若所述心电测量和分析模块检测到波形，则所述心电测量和分析模块对检测到的波形进行分析，判断所述检测到的波形是否为正常的人体心电波形，若否，则所述心电测量和分析模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A，并记录所述人体心电波形的心电波数据，将所述心电波数据存储到心电数据库。
所述系统包括检测指纹的指纹获取和识别模块，所述指纹获取和识别模块获取所述三手指以外的手指的指纹并进行识别。若所述指纹获取和识别模块检测到指纹图像，则所述指纹获取和识别模块判断检测到的指纹图像是否为正常的指纹图像，若否，则所述指纹获取和识别模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体指纹的所述正常的指纹图像的所述系统的时间戳/段B，并记录该指纹图像的指纹信息。
对所述时间戳/段A和所述时间戳/段B进行判断作出如下说明：一般单导联心电每次测量的时间段是30秒，指纹识别的时间段一次一般只需要1-3秒，因此，指纹识别总是快于心电测量。因此，当识别出指纹之后，用户还需要等一个时间段使得心电测量完毕，即当机器人系统获取检测到人体指纹的所述正常的指纹图像的所述系统的时间戳/段B后，还需要经过某个时间阈值T后，机器人系统才能获取检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A。因此，所述的相匹配可以优选为A∈【B，B+T】，即只要时间戳A在时间戳B到B+T之间均可记做相匹配。考虑到误差情况，所述的时间阈值可优选为30秒。
如附图1所示，基于上述系统进行基于指纹和心电双重身份确认的方法如下：
步骤一，获取检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A；并获取检测到所述人体指纹信息的所述系统的时间戳/段B；
步骤二，若所述指纹信息与存储在系统中的指纹数据库已有用户ID的指纹信息相匹配，则所述系统提取对应的用户ID并转到步骤三；若不相匹配，则所述系统再次获取指纹信息并与存储在系统中的指纹数据库已有用户ID的指纹信息进行匹配，若仍然不相匹配，则转入到步骤五；
步骤三，判断是否要做活体身份检测；若是，则转入到步骤四；若否，则转入到步骤六；
步骤四，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则身份识别报错；
若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B相匹配，则启动心电数据身份识别算法：若所述人体心电波形的数据与已有的用户ID的心电波数据库中的心电波数据不相匹配，则身份识别报错；如相匹配，则所述系统提取相匹配的已有的用户ID，若将该已有ID与所述步骤二中所述系统提取的用户ID一致，则转入到步骤六，若不一致，则身份识别报错；
步骤五，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则身份识别报错；
若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B相匹配，则启动心电数据身份识别算法：若所述人体心电波形的数据与已有的用户ID的心电波数据库中的心电波数据相匹配，则所述系统提取相匹配的已有的用户ID并转入到步骤六；若不相匹配，则身份识别报错；
步骤六，登录到所述用户ID的界面中。
如附图3所示，对于整个家庭监护/健康/体检机器人来说，包括可显示的人机界面用户交互，包括具有指纹和心电数据的数据库，末端具有检测指纹的指纹获取和识别模块和检测心电的心电测量和分析模块，中间具有各种检测同步和账号关联算法的模块。
当然，在检测心电的时候，也可以采用不用手指而使用掌心进行心电单导联的测量。
测量心电也可以设置成利用手指进行血氧检测，将心电测量和分析模块换成光学血氧测量模块。
上述机器人可以对监测的数据进行上传，甚至，算法和数据都可以在云端进行计算和存储。另外，不管指纹识别是否已经识别出来，心电特征的身份识别采用的大数据可以不断优化，从而和指纹识别的最终结果进行比对确认。多次长期训练后可以有效提高心电特征身份识别的有效性。
通过上述的技术方案，用户在不需要做活体身份验证的时候，可以直接利用指纹进行识别登录，而需要做活体身份验证的时候，则引入心电数据身份识别算法对身份验证进行补充。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据库，所述数据库包括用户ID数据库、指纹数据库和心电波数据库；
心电测量和分析模块，所述心电测量和分析模块检测人体心电波形、分析出心电波数据并将分析后的心电波存储在所述心电波数据库；所述心电测量和分析模块可进行心电数据身份识别算法，基于心电波数据库中的心电波数据，对用户输入的心电波进行匹配；
指纹获取和识别模块，所述指纹检测人体指纹、分析指纹信息并将分析后的指纹信息存储在所述指纹数据库；
所述指纹数据库中每一指纹信息对应用户ID数据库中唯一用户ID；
所述心电波数据库中每一心电波数据对应用户ID数据库中唯一用户ID；
时间获取模块，所述时间获取模块获取并存储检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A以及检测到所述人体指纹的所述系统的时间戳/段B；
判断模块一，所述判断模块一对是否进行活体身份检测作出判断，为交互式判断模块；当判断模块一对用户进行提醒是否进行活体身份检测时，用户可通过输入方式确定输入“是”或“否”；当用户选择“是”时启动判断模块二；
当所述指纹获取和识别模块未能匹配所述指纹数据库的指纹信息时，所述指纹获取和识别模块提示用户重试一次并再次获取用户的指纹信息，当重试一次仍然无法匹配时，启动判断模块二；
所述判断模块二判断所述时间戳/段A和所述时间戳/段B是否相匹配，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则身份识别报错；若相匹配，则所述心电测量和分析模块进行心电数据身份识别算法，判断在所述时间戳/段A检测到的心电波形是否与心电波数据库中的心电波数据相匹配：若不相匹配，则身份识别报错；
如相匹配，且所述判断模块二为用户选择“是”时启动的时候，则所述判断模块二判断相匹配的心电波数据对应的用户ID与相匹配的指纹信息对应的用户ID是否一致，若不一致，则身份识别报错；若一致，则所述系统登录到该一致的用户ID的界面中；
如相匹配，且所述判断模块二为用户重试一次仍然无法匹配时启动的时候，则所述系统提取相匹配的心电波数据对应的用户ID，并登录到该用户ID的界面中。
2.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，若所述时间戳/段A和所述时间戳/段B不相匹配，则所述系统随机生成一个用户ID，将所述再次获取的指纹信息与所述人体心电波形的数据对应到该随机生成的用户ID。
3.根据权利要求2所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，在退出登录时，所述系统提示对所述随机生成的用户ID进行重命名。
4.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统包括基于三手指的单导联心电测量和分析模块，所述三手指为包括同一用户左右两只手的三根手指；所述心电测量和分析模块检测所述人体心电波形。
5.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统包括检测指纹的指纹获取和识别模块，所述指纹获取和识别模块获取所述三手指以外的手指的指纹并进行识别。
6.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，若所述心电测量和分析模块检测到波形，则所述心电测量和分析模块对检测到的波形进行分析，判断所述检测到的波形是否为正常的人体心电波形，若否，则所述心电测量和分析模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体心电波形的系统的时间戳/段A，并记录所述人体心电波形的心电波数据，将所述心电波数据存储到心电数据库。
7.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，若所述指纹获取和识别模块检测到指纹图像，则所述指纹获取和识别模块判断检测到的指纹图像是否为正常的指纹图像，若否，则所述指纹获取和识别模块继续检测；若是，则所述系统获取检测到人体指纹的所述正常的指纹图像的所述系统的时间戳/段B，并记录该指纹图像的指纹信息。
8.根据权利要求1所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述系统存储时间阈值T，若A∈【B，B+T】，则所述时间戳/段A和所述时间戳/段B相匹配。
9.根据权利要求8所述的一种基于指纹和心电双重身份确认的系统，其特征在于，所述时间阈值优选为30秒。
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