[发明专利]基于双重脑电信号特征的身份验证方法

权利要求书

1.一种基于双重脑电信号特征的身份验证方法，其特征在于，利用与采集加密者脑电信号相同的操作范式，采集包括解密者的事件相关电位和眼电信号的双重脑电信号，验证解密者的图像密码，验证解密者的事件相关电位，该方法的步骤包括如下：

(1)建立生物特征密码库：

(1a)利用下述采集操作范式，采集包括加密者的事件相关电位和眼电信号的双重脑电信号：从数据集中选择4种不同类型的图像，每种类型中选取十张不同的图像，被采集者从每种类型中任选一张图像作为图像密码并记住该图像密码，将每种类型中的图像一次一张随机展示给被采集者，每张图像的展示时间相同，采集被采集者的双重脑电信号，所采集的双重脑电信号包括被采集者观看每类图像的事件相关电位和看到密码图像时眨眼产生的眼电信号，记录被采集者观看每张图像的时间；

(1b)利用带通滤波器，对所采集的双重脑电信号进行滤波，得到滤波后的双重脑电信号；

(1c)利用叠加平均方法，建立生物特征密码库；

(2)采集解密者的双重脑电信号：

利用与步骤(1a)采集加密者脑电信号相同的采集操作范式，采集包括解密者的事件相关电位和眼电信号的双重脑电信号；

(3)预处理双重脑电信号：

(3a)利用带通滤波器，对解密者的双重脑电信号进行频域滤波，得到滤波后的双重脑电信号；

(3b)按照采集操作范式中解密者观看每张图像的时间，对双重脑电信号进行分段，每段脑电信号对应一张图像；

(4)验证解密者的图像密码：

(4a)利用方差公式，计算每个脑电信号段幅值的方差；

(4b)判断每个脑电信号段中幅值的方差是否大于等于400，若是，执行步骤(5)，否则，解密者身份验证失败，执行步骤(8)；

(5)判断大于等于400的脑电信号段对应的图像与加密者的图像密码是否相同，若是，执行步骤(6)，否则，执行步骤(8)；

(6)获得删除后的脑电信号段：

删除解密者的脑电信号段中幅值方差大于等于400的脑电信号段，得到删除后的脑电信号段后执行步骤(7)；

(7)验证解密者的事件相关电位：

(7a)对删除后的脑电信号中的每段分别进行叠加平均，将所有脑电信号叠加平均值，组成解密者事件相关电位的64*250数据矩阵；

(7b)利用Pearson相关系数公式，计算加密者和解密者的事件相关电位数据矩阵中每一行数据之间的Pearson相关系数，得到64个Pearson相关系数值；

(7c)判断所有Pearson相关系数值中是否有一半或者一半以上的Pearson相关系数值大于等于0.5，若是，则执行步骤(9)，否则，身份验证失败，执行步骤(8)；

(8)退出验证；

(9)解密者身份验证成功，确认加密者和解密者是同一人。

2.根据权利要求1所述的基于双重脑电信号特征的身份验证方法，其特征在于：步骤(4a)中所述方差公式如下：

其中，σ表示方差，T表示脑电信号段的幅值，μ表示脑电信号段幅值的平均值。

3.根据权利要求1所述的基于双重脑电信号特征的身份验证方法，其特征在于：步骤(7b)中所述Pearson相关系数公式如下：

其中，ρ_X,Y表示解密者的事件相关电位数据矩阵的行向量X和加密者的事件相关电位数据矩阵的行向量Y之间的Pearson相关系数，E表示数学期望操作，μ_X表示加密者事件相关电位数据矩阵的行向量X的均值，μ_Y表示解密者事件相关电位数据矩阵行向量Y的均值，σ_X表示加密者事件相关电位数据矩阵行向量X的方差，σ_Y表示解密者事件相关电位数据矩阵行向量Y的方差。

4.根据权利要求1所述的基于双重脑电信号特征的身份验证方法，其特征在于：步骤(1c)中所述叠加平均方法的具体步骤如下：

第一步，按照加密者观看每张图像的时间，对脑电信号进行分段，每段脑电信号对应一张图像；

第二步，将非密码图像对应的脑电信号段进行叠加平均，得到加密者的事件相关电位；

第三步，将加密者的图像密码和事件相关电位录入到生物特征密码库中。