[发明专利]用于基于ECG/PPG的生物统计的模板合成

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使用从个体物理特征得到的生物统计数据来检验个体身份的方法和设备。

背景技术

对物理对象的鉴定可用于很多应用中，比如有条件的进入安全建筑物，或者有条件的访问数字数据(如存储在计算机或可移动存储介质中)，或用于识别目的(例如对特定活动的已识别个体进行收费)。

使用生物统计学来进行识别和/或鉴定范围不断增加，其被认为是对如密码和个人身份号码代码等传统识别方法的更好的替代。需要以密码/个人身份号码代码的形式进行识别的系统的数目稳定增加，并因此，系统用户必须记住的密码/个人身份号码代码的数目也稳定增加。在生物统计识别中，用户唯一的特征，如指纹、虹膜、耳朵、面貌等等都用来提供用户的身份识别。很明显，用户不会丢失或者遗忘他/她的生物统计特征，也不需要将这些写下来或者记住。

在对用户进行识别和鉴定时，将用户的生物统计特征与参考数据进行比较。如果发生匹配，将认为用户是被识别的/被鉴定的。在较早的所谓注册阶段，已经获得用户的参考数据并将之存储在如数据库或智能卡里。注册因此是初始化过程，在这个过程中注册管理机构获取用户的生物学统计模板，即用户将她的生物统计数据提供给注册管理机构(authority)的注册设备，其对生物统计数据进行处理以提取并存储特征集合。将所存储的个体特征集合作为个体生物统计模板。在检验过程中，即当对用户进行识别或鉴定时，她再次提供她的生物统计数据到系统，系统处理数据并产生模板，其中所存储的模板被重新获得(如果需要的话进行解密)，并对存储的模板和提供的模板实施匹配。

也可以通过处理心电图(ECG)信号来实现识别，心电图信号反映了心脏的电活动。这是通过分析形成ECG的典型周期(PQRST周期)的特性来完成的。这些信号主要用于诊断，并且看来似乎依据不同因素而因人而异，这些因素例如心脏的解剖学区别、性别、相对体重、胸腔构造等等。与心电图有关的血流波形也可用于识别。光电容积描记法(photoplethysmography PPG)是一种用于监测血流的方法，这种方法通过对组织进行照明并测量反射光来对穿过组织的血液的灌注进行检测。得到的信号叫做光电容积描记图。

在当前使用基于心电图的生物统计数据进行识别的方法中，从PQRST周期提取出个体的生物统计模板，特别考虑PQRST周期的P、Q、R、S和T峰值的相对位置和幅度。这种方法公开于L.Biel，O.Pettersson，L.Philipson和P.Wide的“EGG Analysis：A New Approach inHuman Identification”，IEEE Transactions on Instrumentation andMeasurement，2001年第50卷第3号，第808～812页。

实际上，PQRST峰值不能以自动的方式准确地确定。的确，某些心电图不能显示所有这些峰值(比如当使用某些电极配置或在病理学的情形下)。此外，有限的采样频率和检测过程中的误差促成在确定峰值位置时的不确定性。

必须针对心率变化性对生物统计模板进行校正，这当注册期间的心率与检验期间表现出来的心率不同时是特别重要的。由于在检验时提供的模板将永远不可能与注册模板精确一致，尽管事实上她应该被授权，该用户还是很可能被拒绝。因此，期望不要错误地拒绝被授权的个体，即需要低的错误拒绝率(FRR)。相反，不应该错误地对个体授权，即需要低的错误接受率。必须在这两个参数之间进行平衡。在理想的设置下，生物统计模板由在注册期间以每个可能的心率提取的特征集合组成。但是，这是很不便的，实际上，在注册期间建立这样一个详尽的特征集合是不可实行的。

发明内容

本发明的一个目的是克服涉及现有技术生物统计识别系统的上述问题。

这个目的是通过依照权利要求1通过使用从个体物理特征获得的生物统计数据来检验个体身份的方法，以及用于依照权利要求9通过使用从个体物理特征获得的生物统计数据来检验个体身份的设备来实现的。

从属权利要求对优选实施例进行了限定。