[发明专利]对数据进行识别的防锁死的USB身份认证系统及方法

摘要

本发明提出一种对数据进行识别的防锁死的USB身份认证系统和方法。该系统包括设备源识别模块，信号接收模块，用户选择模块，语音模块，录音模块，声纹识别模块，三维人脸识别模块，快速启动模块，其中声纹识别模块包括语音模块的判断模块和录音模块的判断模块；该方法包括设备源识别、接收信号、用户选择认证模块、声纹识别、三维人脸识别、匹配结果步骤。通过该系统和方法，提供用户多个选择进行身份认证，能够快速、高效地进行认证，防止不当操作或意外而将系统锁死，避免由于个人身体或情绪不适造成的声纹匹配不成功而无法使用系统，并且对各个认证模块进行认证功能的建模，保障身份认证灵活、准确、高效。

主权项

一种对数据进行识别的防锁死的USB身份认证系统，其特征在于，包括：设备源识别模块，包括USB、摄像头、声卡、控制器；信号接收模块，所述信号包括声纹信号和图像信号，对所述信号进行处理，包括信号的分帧、加窗、端点检测、预加重处理，以及增加声音拾取模块通道，使得声音识别频率变宽；用户选择模块，用户能够选择语音模块，如果认证不成功再选择录音模块，如果语音模块和录音模块认证都不成功则选择三维人脸识别模块进行身份认证；语音模块，包括汉语模型H和外语模型W，各模型的数据库存储相应的语音样本，其中汉语模型H包括普通话语言模型Lpu和地方语言模型Ldf，外语模型W包括英语模型Le和其他外语模型Lw；录音模块，包括录音的汉语模型Hl和录音的外语模型Wl，各录音模型的数据库存储相应的录音样本，其中录音的汉语模型Hl包括录音的普通话语言模型Llpu和录音的地方语言模型Lldf，录音的外语模型Wl包括录音的英语模型Lle和录音的其他外语模型Llw；声纹识别模块，包括语音模块的判断模块和录音模块的判断模块；所述语音模块的判断模块计算似然度，判断语音模块中语言的匹配度；所述录音模块的判断模块计算似然度，判断录音模块中语言的匹配度；三维人脸识别模块，通过如下公式进行匹配识别，其中，a、b、c为三幅边缘图像，R为三幅边缘图像的匹配结果，即匹配度，∧运算符表示边缘图像a、b、c的像素值之间的逻辑与运算，m、n、l分别是边缘图像的长、宽和高，计算得出的R值在预定范围内则识别成功；快速启动模块，利用声纹识别模块对语音进行判别，比较用户的声纹信息和语音模块中的语音是否匹配，如果匹配，则结束判别，启动系统；如果不匹配，系统执行临时锁死功能，同时提示用户选择利用用户录音的语音样本S'和录音模块中的录音样本进行匹配，选择的同时进行快速解锁，如果匹配，则结束判别，启动系统；如果不匹配，系统执行临时锁死功能，同时提示用户选择三维人脸识别模块进行判别，选择的同时进行快速解锁，如果匹配，则结束判别，启动系统，如果不匹配，此时则发出警报信息“该用户不存在”，此时才启动系统锁死功能；所述语音模块的判断模块通过如下公式计算似然度，判断语音模块中语言的匹配度，其中S为用户语音样本，H0为来自于普通话语言模型Lpu的语音样本，H1为来自于地方语言模型Ldf的语音样本，W0为来自于英语模型Le的语音样本，W1为来自于其他外语模型Lw的语音样本，α、β均为判断语音样本的阈值，P(S/Hi)是用户语音样本S在假设Hi下的概率密度函数，P(S/Wi)是用户语音样本S在假设Wi下的概率密度函数，i＝0、1；系统将用户语音样本S跟设定的语种阈值相比较，初步判断出用户语音样本S属于汉语模型还是外语模型，当判断出用户语音样本S属于汉语模型H时，采用公式1计算该用户语音样本S属于普通话语言模型Lpu还是地方语言模型Ldf，当似然度大于或等于α时，则判断为H0，当似然度小于α时，则判断为H1，再进行比对；当判断出用户语音样本S属于外语模型W时，采用公式2计算该用户语音样本S属于英语模型Le还是其他外语模型Lw，当似然度大于或等于β时，则判断为W0，当似然度小于β时，则判断为W1，再进行比对；所述录音模块的判断模块通过如下公式计算似然度，判断录音模块中语言的匹配度，其中S'为用户录音的语音样本，Hl0为来自于录音的普通话语言模型Llpu的录音样本，Hl1为来自于录音的地方语言模型Lldf的录音样本，Wl0为来自于录音的英语模型Lle的录音样本，Wl1为来自于录音的其他外语模型Llw的录音样本；σ、θ均为判断录音样本的阈值，P(S'/Hli)是用户录音的语音样本S'在假设Hli下的概率密度函数，P(S'/Wli)是用户录音的语音样本S'在假设Wli下的概率密度函数，i＝0、1；将用户录音的语音样本S'跟设定的语种阈值相比较，初步判断出用户录音的语音样本S'属于录音的汉语模型Hl还是录音的外语模型Wl，当判断出用户录音的语音样本S'属于录音的汉语模型Hl时，采用公式3计算该用户录音的语音样本S'属于录音的普通话语言模型Llpu还是录音的地方语言模型Lldf，当似然度大于或等于σ时，则判断为Hl0，当似然度小于σ时，则判断为Hl1，再进行比对；当判断出用户录音的语音样本S'属于录音的外语模型Wl时，采用公式4计算该用户录音的语音样本S'属于录音的英语模型Lle还是录音的其他外语模型Llw，当似然度大于或等于θ时判断为Wl0，当似然度小于θ时判断为Wl1，再进行比对。