[发明专利]一种基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁方法

权利要求书

1.一种基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁方法，包括基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁系统，其特征在于，所述基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁系统主要包括四大模块：Android Demo应用、内网穿透、Web服务和数据收集处理及训练，所述Android Demo应用端设计UI界面并采集原始数据，经由frp服务完成内网穿透，将数据传输到PC端的Web服务，最后PC端处理收集的数据并训练模型；根据训练好的模型，返回重按/轻按判断结果并逆向传输回Android端；训练好的模型实现的功能主要包括两个方面，第一方面是设置密码阶段，该阶段根据用户的屏幕按压习惯智能判断用户的单次按压是重按还是轻按；第二方面是使用密码解锁阶段，该阶段基于当前一组按压，即输入一次完整的4位密码或6位密码的平均按压力度判断每个单次按压是重按还是轻按，所述一组按压至多只有一半单次按压是重按，即4位密码至多有2个数字是重按，6位密码至多有3个数字是重按；

所述屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁系统，包含以下步骤：

S1、开发一个Android端的数字密码解锁Demo应用；

S2、收集设置密码和使用密码解锁过程中的用户按压数据；

具体步骤如下：设置密码阶段收集单个虚拟数字按键的按压数据，包括单次按压的时长、按下时接触面积、抬起时接触面积、平均接触面积、按下时压力值、抬起时压力值和平均压力值；使用密码解锁阶段收集输入一次完整的密码，4位PIN或6位PIN时各次按压虚拟数字按键的按压数据，主要是单次按压的时长，将输入一次完整的密码时4个或6个按压数据分为一组；

S3、对收集到的用户按压数据进行预处理；

具体步骤如下：设置密码阶段收集的各项按压数据中，由于不同Android设备对压力传感器的支持程度不同，不采用压力值相关的数据用于后续的训练过程，只保留单次按压时长和平均接触面积两类数据形成数据集；使用密码解锁阶段，给一组按压中的每次按压打上重按/轻按的标签，对于每一组数据中的按压时长duration，计算其平均按压时长avg_duration，并按照公式(1)计算每次按压时长相对于平均按压时长的偏移率above_rate，将每次按压的偏移率数据与对应的重按/轻按标签形成新的数据集；

S4、使用预处理完成的数据集分别对设置密码和使用密码解锁两个阶段进行模型训练；

具体步骤如下：设置密码阶段以单次按压时长和平均接触面积作为特征进行聚类，采用K-Means算法，结果分为重按和轻按两类；使用密码解锁阶段以单次按压在一组按压中的偏移率作为特征，对应的重按/轻按标签作为目标值进行分类，采用KNN算法，结果分为一组按压中的重按和轻按两类；

S5、进行整个系统的前后端联合调试；

具体步骤如下：训练好的模型存储在PC端，并在PC端开启Web服务提供两个阶段的重按/轻按判断API，利用公网云服务实现内网穿透，使PC端的Web服务直接在公网访问；Android端Demo应用在设置密码和使用密码解锁两个阶段分别调用不同的API进行重按/轻按判断，并在网络条件不佳时进行本地判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁方法，其特征在于：所述S1中开发Android Demo应用包括以下三个部分：

A1、UI界面设计，包括设置密码界面和使用密码解锁界面；

A2、界面内交互逻辑及反馈、数据处理，包括密码输入正确和输入错误的反馈以及对密码的存储；

A3、界面间的交互、数据传输，包括不同界面之间的跳转和数据传输，以及Android应用与外部的数据传输。

3.根据权利要求2所述的一种基于屏幕按压力度的智能手机数字密码解锁方法，其特征在于：所述Android Demo应用的UI界面，分别设置有为设置密码阶段和使用密码解锁阶段的UI界面，两个UI界面主体部分均为“0”至“9”10个数字按键以及“删除”按钮，“确认”和“返回”按钮可在两个UI界面间跳转。