基于腦電波的生物識別密碼驗證系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及信息安全驗證技術領域，具體涉及一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統和方法，系統包括可調節頭箍，視覺誘發系統，聽覺誘發系統，體感誘發系統，前額信號感應器，信號接收處理器，思維信號匹配檢驗器和耳夾。本發明專利技術利用ERP信號作為思維密碼進行密碼驗證，解決了當前傳統生物特征識別技術由于特征部位不明顯或者損壞而將部分人群排除在外的普適性問題，同時提高了信息驗證的安全性和可靠性，是一種操作簡單，成本低廉，普適性高的密碼驗證系統和方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及信息安全驗證
，特別是生物識別技術，具體涉及一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統和方法。
技術介紹
密碼驗證在現實生活中無處不在，如網絡賬號密碼，銀行卡密碼，門禁密碼等。設置密碼驗證主要為了保障人們的隱私和財產安全，一旦密碼被破譯將會造成不同程度的損失。目前，傳統的密碼技術存在一個根本問題，只有當密碼很繁瑣以及經常被更換時，才能最有效地保護用戶賬戶，但這造成用戶難以記憶密碼并且容易遺忘密碼。此外，現有的密碼組合一般使用數字、字母、符號等，具有單調性往往易于破解。隨著科學技術的不斷發展，生物識別技術開始進入生活的信息安全驗證領域。現有的基于生物特征的信息識別方法主要有指紋識別，人臉識別，虹膜識別，聲紋識別等。這些方法都存在一定程度上的不足：（1）部分生物特征不顯著或攜帶生物特征部位損壞的人群會被排除在外，如指紋磨損可能無法進行指紋識別，盲人無法進行虹膜識別等。（2）安全性無法保證，如人臉特征容易被刻模盜用，聲紋特征及其容易被模仿等。因此，為了解決上述問題，提出了基于腦電信號的思維密碼驗證方法。腦電是腦細胞群的自發性、節律性生物電活動，作為生物特征識別信息滿足以下要求：第一，具備普遍性，每個活體都可以采集到腦電信號。第二，具有唯一性，每個人的大腦的構造方式與思維方式均不相同。第三，具有穩定性，腦電信號不會輕易改變。第四，便于采集，目前已有消費級無線頭戴設備，并且記錄腦電信息對人體沒有任何傷害，容易被人們接受。從實際應用角度出發，基于腦電信號的生物信息驗證識別可以保證高度的準確性，由于腦電信號源于個人的大腦思維活動，每個人均不相同，很難被破譯或被偽造，因此避免了主觀欺詐的可能性。此外，由于腦電信號僅存于活體內部，避免了體外模仿，如“假指紋”、“假聲紋”等。事件相關電位（ERP）是一種特殊的腦誘發電位，通過有意地賦予刺激以特殊的心理意義，利用多個或多樣的刺激所引起的腦的電位。相比于自發腦電的雜亂無章不斷變化，ERP具有兩個重要特性：潛伏期恒定和波形恒定。因此它具有腦自動加工的指標，作為思維密碼的可靠性和穩定性更好。不同于腦電的自發性，ERP一定要通過誘發才可以得到，誘發方式一般有三種，視覺誘發，聽覺誘發和體感誘發。
技術實現思路
針對現有技術存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統和方法，解決了當前傳統生物特征識別技術由于特征部位不明顯或者損壞而將部分人群排除在外的普適性問題，同時提高了信息驗證的安全性和可靠性，是一種操作簡單，成本低廉，普適性高的密碼驗證系統和方法。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統，包括可調節頭箍，視覺誘發系統，聽覺誘發系統，體感誘發系統，前額信號感應器，信號接收處理器，思維信號匹配檢驗器和耳夾；所述視覺誘發系統固定在可調節頭箍的前側，所述聽覺誘發系統固定在可調節頭箍的一端，所述體感誘發系統連接可調節頭箍的另一端，所述前額信號感應器固定于可調節頭箍上，位于視覺誘發系統的上部，所述信號接收處理器和思維信號匹配檢驗器安裝在可調節頭箍上，所述耳夾安裝在可調節頭箍的一端；所述視覺誘發系統通過顯示時長45秒的圖片誘發ERP信號，所述聽覺誘發系統通過發出45秒音樂誘發ERP信號，所述體感誘發系統通過電脈沖刺激誘發ERP信號；所述前額信號感應器在前額采集腦電信號，所述耳夾作為參考電極，夾在耳朵上；從前額上采集腦電信號的電位減去參考電極的電位就是前額上實際的腦電信號，將實際的腦電信號傳輸到信號接收處理器中，信號接收處理器對接收的腦電信號進行ERP成分分析，提取特定信號成分，傳輸到思維信號匹配檢驗器中。所述視覺誘發系統采用刺激對比度為78%，平均亮度為29.98cd/m2，背景亮度為3.98cd/m2，非靶刺激為倒置風景圖，占75%，靶刺激為隨機無規律出現的正向風景圖或風景圖片閃爍，占25%，疊加100次。所述聽覺誘發系統采用短音刺激，強度為65dB；短音升降時間坡度為2.5ms，平臺時間為25ms，靈敏度為150μV；非靶刺激為600Hz，占75%，靶刺激隨機無規律出現為2.5kHz，占25%，疊加100次。所述體感誘發系統采用穩態連續重復的電脈沖刺激，大于20Hz連續脈沖誘發的是非靶刺激，占75%，靶刺激是中斷刺激或者瞬態單個脈沖刺激，強度大，占25%，刺激部位為腕部正中神經，疊加100次。一種基于腦電波的生物識別密碼驗證方法，評估步驟如下：a思維密碼初始化，因為每個人對不同誘發方式的適應性不同，分別讓被試者嘗試三種不同的誘發方式，通過測試，決定被試者最合適的誘發方式，確定被試者最佳誘發方式所對應的N2—P3波形作為初始設定思維密碼；b進行思維密碼驗證，根據每個被試者選擇的最佳誘發方式誘發其ERP信號，信號接收處理器對接收的腦電信號進行ERP成分分析，提取特定N2—P3波形傳輸到思維信號匹配檢驗器中，所述思維信號匹配檢驗器驗證特定信號成分信息與初始設定思維密碼是否匹配。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點及效果：本專利技術采用便攜式頭戴腦電采集設備，成本低廉，適用于各種場合。本專利技術僅采集前額一個點的腦電信號，操作簡單快捷，避免了采集全腦腦電信號的繁瑣。使用方便，適應性好，系統穩定可靠。使用ERP信號作為思維密碼針對性強，很難被偽造和負責，提高了信息安全驗證的可靠新和安全性。具有普遍適用性，完全適用于殘疾人群或者部分生物特征不明顯人群。附圖說明圖1為本專利技術的基于ERP信號分析的思維密碼驗證系統的主要結構示意圖。具體實施方式本專利技術的優選實施例結合附圖詳述如下：如圖1所示，一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統，包括可調節頭箍1，視覺誘發系統2，聽覺誘發系統3，體感誘發系統4，前額信號感應器5，信號接收處理器6，思維信號匹配檢驗器7和耳夾8；所述視覺誘發系統2固定在可調節頭箍1的前側，所述聽覺誘發系統3固定在可調節頭箍1的一端，所述體感誘發系統4連接可調節頭箍1的另一端，所述前額信號感應器5固定于可調節頭箍1上，位于視覺誘發系統2的上部，所述信號接收處理器6和思維信號匹配檢驗器7安裝在可調節頭箍1上，所述耳夾8安裝在可調節頭箍1的一端；所述視覺誘發系統2通過顯示時長45秒的圖片誘發ERP信號，所述聽覺誘發系統3通過發出45秒音樂誘發ERP信號，所述體感誘發系統4通過電脈沖刺激誘發ERP信號；所述前額信號感應器5在前額采集腦電信號，所述耳夾8作為參考電極，夾在耳朵上；從前額上采集腦電信號的電位減去參考電極的電位就是前額上實際的腦電信號，將實際的腦電信號傳輸到信號接收處理器6中，信號接收處理器6對接收的腦電信號進行ERP成分分析，提取特定信號成分，傳輸到思維信號匹配檢驗器7中。所述視覺誘發系統2采用刺激對比度為78%，平均亮度為29.98cd/m2，背景亮度為3.98cd/m2，非靶刺激為倒置風景圖，占75%，靶刺激為隨機無規律出現的正向風景圖或風景圖片閃爍，占25%，疊加100次。所述聽覺誘發系統3采用短音刺激，強度為65dB本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統，其特征在于，包括可調節頭箍（1），視覺誘發系統（2），聽覺誘發系統（3），體感誘發系統（4），前額信號感應器（5），信號接收處理器（6），思維信號匹配檢驗器（7）和耳夾（8）；所述視覺誘發系統（2）固定在可調節頭箍（1）的前側，所述聽覺誘發系統（3）固定在可調節頭箍（1）的一端，所述體感誘發系統（4）連接可調節頭箍（1）的另一端，所述前額信號感應器（5）固定于可調節頭箍（1）上，位于視覺誘發系統（2）的上部，所述信號接收處理器（6）和思維信號匹配檢驗器（7）安裝在可調節頭箍（1）上，所述耳夾（8）安裝在可調節頭箍（1）的一端；所述視覺誘發系統（2）通過顯示時長45秒的圖片誘發ERP信號，所述聽覺誘發系統（3）通過發出45秒音樂誘發ERP信號，所述體感誘發系統（4）通過電脈沖刺激誘發ERP信號；所述前額信號感應器（5）在前額采集腦電信號，所述耳夾（8）作為參考電極，夾在耳朵上；從前額上采集腦電信號的電位減去參考電極的電位就是前額上實際的腦電信號，將實際的腦電信號傳輸到信號接收處理器（6）中，信號接收處理器（6）對接收的腦電信號進行ERP成分分析，提取特定信號成分，傳輸到思維信號匹配檢驗器（7）中。...

【技術特征摘要】
1.一種基于腦電波的生物識別密碼驗證系統，其特征在于，包括可調節頭箍（1），視覺誘發系統（2），聽覺誘發系統（3），體感誘發系統（4），前額信號感應器（5），信號接收處理器（6），思維信號匹配檢驗器（7）和耳夾（8）；所述視覺誘發系統（2）固定在可調節頭箍（1）的前側，所述聽覺誘發系統（3）固定在可調節頭箍（1）的一端，所述體感誘發系統（4）連接可調節頭箍（1）的另一端，所述前額信號感應器（5）固定于可調節頭箍（1）上，位于視覺誘發系統（2）的上部，所述信號接收處理器（6）和思維信號匹配檢驗器（7）安裝在可調節頭箍（1）上，所述耳夾（8）安裝在可調節頭箍（1）的一端；所述視覺誘發系統（2）通過顯示時長45秒的圖片誘發ERP信號，所述聽覺誘發系統（3）通過發出45秒音樂誘發ERP信號，所述體感誘發系統（4）通過電脈沖刺激誘發ERP信號；所述前額信號感應器（5）在前額采集腦電信號，所述耳夾（8）作為參考電極，夾在耳朵上；從前額上采集腦電信號的電位減去參考電極的電位就是前額上實際的腦電信號，將實際的腦電信號傳輸到信號接收處理器（6）中，信號接收處理器（6）對接收的腦電信號進行ERP成分分析，提取特定信號成分，傳輸到思維信號匹配檢驗器（7）中。
2.根據權利要求1所述的基于腦電波的生物識別密碼驗證系統，其特征在于，所述視覺誘發系統（2）采用刺激對比度為78%，平均亮度為29.98cd/m2，背景亮度為3.98cd/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：苗鵬，劉穎，馮詩涵，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：上海;31