Способ обнаружения заданного механического воздействия для идентификации пользователя и устройство для его осуществления

Авторы патента:

G06K9/62 - способы и устройства для распознавания с использованием электронных средств (самообучающиеся машины G06F 15/18; цифровая корреляция G06F 17/15; аналоговая корреляция G06G 7/19)

Владельцы патента RU 2582865:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (RU)

Изобретение относится к средствам распознавания механического воздействия с использованием электронных средств. Техническим результатом является повышение безопасности при идентификации пользователя. Способ основан на сравнении на интервале времени анализа бинарного кода, формируемого из последовательности механических воздействий на чувствительный элемент - акселерометр, с одной или несколькими эталонными бинарными кодовыми комбинациями, хранимыми в памяти устройства. По результатам сравнения входной и эталонных последовательностей выносится решение о принадлежности входной последовательности к классу, соответствующему кодам пользователя (пользователей), или к классу, не соответствующему кодам пользователя (пользователей). Устройство содержит цифровой трехосный акселерометр, цифровой фильтр, дифференцирующее устройство, трехуровневый квантователь, счетчик, обнуляемый коррелятор, постоянное запоминающее устройство, в котором хранятся эталонные кодовые комбинации, и пороговое устройство. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к способам и устройствам распознавания с использованием электронных средств.

Известны способ и устройство для ввода сигналов в электронные устройства [1], которые используют акселерометр с более чем одной осью чувствительности и анализируют скорость изменения ускорения. Условием ввода сигнала является превышение оцененной скоростью изменения ускорения заданного порогового значения. Недостатком такого способа для идентификации пользователя является плохая повторяемость результатов входного кодового механического воздействия.

Известны способ и устройство для предотвращения краж цифровых устройств, содержащее несколько каналов с последовательно соединенными цифровым акселерометром, цифровым полосовым фильтром и микроконтроллером, анализирующим спектр сигнала ускорения [2]. При появлении в нем гармоник с частотами, предположительно соответствующими процессу хищения устройства, микроконтроллер вырабатывает логический сигнал на включение звукового сигнала тревоги. В [2] приводится одно из возможных условий обнаружения факта хищения: например при хищении устройства из работающего автомобиля в спектре сигнала акселерометра пропадают высокочастотные составляющие. К недостатку данного способа следует отнести большой объем выделяемой оперативной памяти на реализацию быстрого преобразования Фурье при его аппаратной реализации.

В качестве прототипа выбрано наиболее близкое по совокупности признаков устройство обнаружения прикосновений [3], чувствительным элементом которого является одно-, двух- или трехосный акселерометр. Данное устройство анализирует только модуль изменения ускорения и при превышении верхнего или нижнего порога вырабатывает логический сигнал обнаружения однократного или двукратного прикосновения, однако не учитывает направление ускорения внешнего воздействия. Поэтому его использование для идентификации пользователя ограничено механическими кодами типа N-кратного прикосновения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обнаружение заданного механического кода (последовательности легких ударов) в разных плоскостях и сопоставление его с эталонным (эталонными). Способ, реализуемый в предлагаемом устройстве, основан на преобразовании разности первого порядка (производной) от измеряемого ускорения в каждом из каналов в цифровой код с алфавитом (-1, 0, 1) и корреляционном обнаружении данного кода на интервале времени анализа. По результатам корреляционного анализа принимается решение о принадлежности последовательности сигналов с цифрового трехосного акселерометра к классу, соответствующему кодам пользователя (пользователей), или к классу, не соответствующему кодам пользователя (пользователей).

Алгоритм преобразования (квантования) цифрового сигнала акселерометра по оси чувствительности k, k={X, Y, Z} в код с алфавитом (-1, 0, 1) имеет следующий вид:

где a_k,i и a_k,i-1 - соответственно измеренные проекции ускорения на ось чувствительности акселерометра k, k={X, Y, Z) в моменты времени i и i-1; L и Н - соответственно нижний и верхний пороги квантования.

Верхний Н и нижний L пороги устанавливаются исходя из выбранного критерия качества. Например, в случае использования критерия Неймана-Пирсона пороги выбираются исходя из заданного уровня ложных тревог F и вероятности правильного обнаружения (распознавания) D.

В предположении о гауссовском законе распределения собственного шума акселерометра [4] и использовании критерия Неймана-Пирсона [5] пороги Н и L находятся из уравнений

где F - вероятность принятия пороговым устройством ложного решения о y_k=±1 при отсутствии внешнего ускорения, σ - среднеквадратическое отклонение нормально распределенной случайной величины.

Если ускорение вдоль каждой из осей меняется медленно, на выходе квантователя действует значение , где «^T» - символ транспонирования. При наличии скачкообразного изменения проекции ускорения на ось чувствительности k на выходе квантователя действует значение с , а знак (плюс или минус) зависит от направления приложенного внешнего ускорения.

Коррелятор вычисляет величину

где N - длина кодовой последовательности, - значения эталонного вектора в момент j-го воздействия, - значения вектора в момент j-го воздействия, полученные по (1).

Решающее правило для обнаружения механического кода имеет вид:

1. если R=1, то принимается решение об обнаружении кода, совпадающего с кодом (кодами) идентифицируемого пользователя;

2. R<1, то идентификации пользователя не происходит.

Пороговое устройство при выполнении равенства (3) вырабатывает логическую «1» и логический «0» - в противном случае. Сигнал логической «1» соответствует обнаружению заданного механического воздействия.

Функции автоматического сброса коррелятора при отсутствии внешних ускорений и формирования интервала нечувствительности (0,2…0,5 с) для исключения ложных срабатываний выполняет счетчик.

Для решения указанной выше технической задачи в устройство, содержащее последовательно соединенные цифровой трехосный акселерометр с выходами каналов Χ, Υ и Ζ, трехканальный цифровой фильтр подавления внутреннего шума и трехуровневый квантователь, репрограммируемое постоянное запоминающее устройство с входом программирования и пороговое устройство, на один вход которого поступает порог с репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, отличающееся тем, что введены трехканальное цифровое дифференцирующее устройство, входы которого соединены с выходами цифрового фильтра, а выходы - с входами квантователя, определяющее моменты скачкообразного изменения ускорения, счетчик с заданным модулем счета, регистрирующий количество скачкообразных изменений ускорения на интервале анализа в каждом из каналов, при этом на него поступают три линии с выходов трехуровневого квантователя, а выход подключен к репрограммируемому постоянному запоминающему устройству, и цифровой трехканальный коррелятор для сравнения входной и эталонных кодовых последовательностей, при этом к первым трем входам коррелятора подключены выходы дифференцирующего устройства, ко вторым трем входам подключены выходы репрограммируемого постоянного запоминающего устройства для передачи в коррелятор одного элемента эталонной кодовой комбинации, на вход сброса поступает сигнал с выхода счетчика, а выходной сигнал коррелятора поступает на второй вход порогового устройства, выходной логический сигнал которого определяет обнаружение либо необнаружение эталонной кодовой комбинации.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства обнаружения заданного механического воздействия для идентификации пользователя, содержащего трехосный акселерометр 1 с цифровым интерфейсом, трехканальный цифровой фильтр 2, входы которого подключены к выходам каналов Χ, Y и Ζ акселерометра, а выходы - к входам цифрового дифференцирующего устройства 3. Выходы цифрового дифференцирующего устройства 3 подключены к входам трехуровневого квантователя 4, выходы которого подключены к входам счетчика 5 и трехканального коррелятора 7. Устройство также содержит репрограммируемое постоянное запоминающее устройство 6 с входом для записи данных об эталонной кодовой комбинации, выходы которого подключены к входам трехканального коррелятора 7, с входом для загрузки эталонной кодовой комбинации и пороговое устройство 8, на один из входов которого подается порог принятия решения с репрограммируемого постоянного запоминающего устройства 6, а на другой - вычисленное трехканальным коррелятором 7 значение.

Работу устройства 1 можно описать следующим образом. Сигналы с цифрового трехосного акселерометра 1 подвергаются цифровой фильтрации в фильтре 2 с целью уменьшения уровня собственных шумов акселерометра. Цифровое дифференцирующее устройство 3 формирует отсчеты, значение которых представляет собой разность первого порядка относительно последовательности отсчетов с трехосного акселерометра 1. Трехуровневый квантователь 4 преобразует данные отсчеты в каждом из каналов к конечному алфавиту (-1, 0, 1). С помощью трехканального коррелятора 7 определяется коэффициент корреляции эталонной кодовой последовательности, хранящейся в репрограммируемом постоянном запоминающем устройстве 6, и последовательности с выхода трехуровневого квантователя 4. Полученное значение сравнивается с порогом, поступающим с репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, в пороговом устройстве 8. При совпадении с порогом принимается решение о принадлежности механического кода пользователя к кодам идентифицируемых пользователей и формируется информационный сигнал высокого логического уровня. Для автоматического обнуления трехканального коррелятора 7 используется счетчик 5, который при отсутствии в течение заданного интервала времени отличных от нуля сигналов с выхода трехуровневого квантователя 4 формирует сигнал сброса. Текущее состояние счетчика увеличивается на единицу при поступлении символа алфавита «1» или «-1» и определяет адрес ячейки репрограммируемого постоянного запоминающего устройства 6, в которой хранится трехэлементный вектор эталонной комбинации (комбинаций).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. European Patent ер 1818755, Int. Cl. G06F 1/16, G06F 3/01. Tapping operation method and mobile electrical apparatus with the tapping operation function / Wu K.-C; Prior Publication Data 06.02.2006; Date of Patent 29.04.2009, Bulletin 2009/18.

2. US Patent No. 8,531,296, Int. Cl. G08B 13/14. Acceleration-based theft detection system for portable electronic devices / Wehrenberg Paul J; Prior Publication Data 01.11.12; Date of Patent 10.09.2013.

3. US Patent No. 8,326,569, Int. Cl. G01Ρ 15/00. Tap Detection / Lee J.M, Williams J.A.; Prior Publication Data 14.04.2011; Date of Patent 04.12.2012.

4. Mohn-Yasin, F. Measurement of noise characteristics of MEMS accelerometers / F. Mohn-Yasin, C.E. Korman, D.J. Nagel // Solid-State Electronics. - 2003. - Vol. 47. - Pp. 357-360.

5. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники / Б.Р. Левин. 3-е изд. - М.: Сов. радио, 1989 - 656 с.

1. Способ идентификации пользователя посредством обнаружения заданного кодового механического воздействия, в котором определяют плоскость, амплитуду и направление ускорения внешнего механического воздействия, выполняют цифровую фильтрацию для снижения уровня шума датчика ускорения, производят дифференцирование измеренного ускорения, выполняют трехуровневое квантование результатов дифференцирования в число со знаком, полученную последовательность квантованных значений сравнивают с эталонной (эталонными), хранящейся (хранящимися) в памяти репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, и по коэффициенту корреляции входной последовательности и эталонной (эталонных) с помощью порогового устройства выносят решение об обнаружении заданного механического кода либо о его отсутствии.

2. Устройство обнаружения заданного механического воздействия для идентификации пользователя, содержащее последовательно соединенные цифровой трехосный акселерометр, трехканальный цифровой фильтр и трехуровневый квантователь, репрограммируемое постоянное запоминающее устройство с входом программирования и пороговое устройство, на один вход которого поступает порог с репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, отличающееся тем, что введены трехканальное цифровое дифференцирующее устройство, входы которого соединены с выходами цифрового фильтра, а выходы - с входами квантователя, счетчик с заданным модулем счета, на который поступают три линии с выходов трехуровневого квантователя, а выход подключен к репрограммируемому постоянному запоминающему устройству, и цифровой трехканальный коррелятор, при этом к первым трем входам коррелятора подключены выходы дифференцирующего устройства, ко вторым трем входам подключены выходы репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, на вход сброса поступает сигнал с выхода счетчика, а выходной сигнал коррелятора поступает на второй вход порогового устройства.

Изобретение относится к оптическому распознаванию символов. Техническим результатом является оптимизация оптического распознавания символов за счет использования леса решений.

Способ и многофункциональное ассоциативное матричное устройство для обработки строковых данных и решения задач распознавания образов // 2582053

Группа изобретений относится к области вычислительной техники, может быть использована в специализированных устройствах аппаратной поддержки типовых операций задач распознавания образов, в аппаратной поддержке в высокопроизводительных системах и устройствах параллельной обработки символьной информации, в аппаратных средствах поддержки вывода в информационно-поисковых и экспертных системах, осуществляющих обработку строк (строковых данных), и позволяет реализовать операции поиска по образцу и модификации строки на основе ассоциативной памяти.

Способ сравнения лица человека с помощью цифрового двумерного изображения лица либо с помощью изображения лица от одной или нескольких стереокамер с двумерным изображением лица из базы данных // 2578806

Изобретение относится к области распознавания образов. Технический результат заключается в повышении точности определения сравниваемых изображений.

Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации // 2575471

Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации включает получение изображения самолета при помощи телевизионной системы с формированием видеокадров перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы и их оцифровкой, определение величины перемещения изображения движущегося объекта на фотоприемной матрице по перемещению центра тяжести изображения.

Способ и система для определения цвета по изображению // 2573255

Изобретение относится к системам определения цвета цветового образца по изображению цветового образца. Техническим результатом является устранение искажения изображения известных калибровочных цветов за счет применения преобразования перспективы в зависимости от местоположения идентифицированных точек на изображении.

Интеллектуальная обработка электронного документа // 2571379

Изобретение относится к способу, системе и машиночитаемому носителю для обработки электронного документа. Техническим результатом является обеспечение возможности пользователю работать с распознанным текстом в документе, представляющим собой только изображение, без предварительного явного применения процесса распознавания текста к документу.

Устройство и способ поиска различий в документах // 2571378

Изобретение относится к системе и способу представления различий между документами. Техническим результатом является сравнение документов с последующей фильтрацией тех различий документов, что не влияют на идентичность сравниваемых документов.

Способ распознавания идентификационных данных на банковской карте и устройство для его осуществления // 2565007

Группа изобретений относится к способу и устройству для распознавания идентификационных данных на банковской карте. Техническим результатом является повышение точности распознавания идентификационных данных на банковской карте.

Способ поиска цифрового изображения, содержащего цифровой водяной знак // 2559773

Изобретение относится к способу поиска цифровых изображений, содержащих цифровой водяной знак. Техническим результатом является обеспечение работы способа в условиях отсутствия априорных сведений о законе встраивания цифрового водяного знака, а также низкий уровень вероятности ложной тревоги.

Способ идентификации личности по рукописному тексту // 2553094

Изобретение относится к области идентификации личности по рукописному тексту. Техническим результатом является повышение достоверности идентификации личности.

Способ обработки изображения, способ создания индекса изображения, способ обнаружения соответствия изображению из хранилища изображений и сервер (варианты) // 2595523

Изобретение относится к области поиска изображений. Технический результат - обеспечение повышения эффективности процесса поиска изображений, посредством использования композитного параметра визуальных характеристик. Способ обработки изображений включает: идентификацию первой локальной области изображения и второй локальной области изображения; определение первого визуального слова, связанного с первой локальной областью изображения, и второго визуального слова, связанного со второй локальной областью изображения; определение композитного параметра визуальных характеристик, связанного с искомым изображением, причем композитный параметр визуальных характеристик содержит первое визуальное слово и второе визуальное слово и представляет собой набор по меньшей мере двух дескрипторов из двух соответствующих областей изображения и параметр соотношения областей, характеризующий соотношение между двумя соответствующими областями изображения; при этом индексирование изображения осуществляют с помощью указанного композитного параметра визуальных характеристик. 6 н. и 30 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система и способ использования данных предыдущего кадра для оптического распознавания символов кадров видеоматериалов // 2595559

Группа изобретений относится к технологиям оптического распознавания символов (OCR) кадров видеоматериалов с целью обнаружения в них текстов на естественных языках. Техническим результатом является оптимизация OCR видеоматериалов. Предложен способ проведения оптического распознавания символов (OCR) в кадре видеоматериала. Способ содержит этап, на котором получают первый кадр из видеоматериала посредством аппаратного процессора. Далее выполняют OCR как минимум части первого кадра для генерации данных первого кадра. При этом выполнение OCR как минимум части первого кадра включает обнаружение связных компонент в как минимум части первого кадра для добавления как минимум одного описания связной компоненты к данным первого кадра, а также обнаружение символов-кандидатов в как минимум части первого кадра для добавления как минимум одного описания символа-кандидата к данным первого кадра. Также согласно способу осуществляют обнаружение текстов-кандидатов в как минимум части первого кадра для добавления как минимум одного описания текста-кандидата к данным первого кадра, и обнаружение строк текста в первой части первого кадра для добавления как минимум одного описания строки текста к данным первого кадра. 3 н. и 41 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способы и системы автоматического распознавания символов с использованием дерева решений // 2598300

Группа изобретений относится к технологиям распознавания символов, соответствующих изображениям символов, полученных из изображения отсканированного документа или другого изображения, содержащего текст. Техническим результатом является обеспечение оптического распознавания символов на изображении документа. Предложена система оптического распознавания символов. Система содержит один или более процессоров, один или более модулей памяти, одно или более запоминающих устройств. Команды машинного кода, хранящиеся в запоминающих устройствах, при выполнении процессором управляют системой оптического распознавания символов для обработки содержащего текст отсканированного изображения документа за счет идентификации изображений символов в отсканированном изображении документа. Причем, для каждого выявленного изображения символа, начиная с корневого узла дерева решений, хранящегося в системе оптического распознавания символов, осуществляют рекурсивный обход дерева решений. В каждом узле один или несколько классификаторов выполняют распознавание изображения символа до тех пор, пока для данного изображения символа не будет получено решение «найдено». 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 64 ил.

Классификация изображений документов на основе параметров цветовых слоев // 2603495

Изобретение относится к технологиям обработки электронных документов. Техническим результатом является обеспечение классификации изображений документов на основе функции классификации. Предложен способ для классификации изображений документов. Способ содержит этап, на котором получают изображение документа с помощью устройства обработки. Далее, согласно способу, представляют цветовую карту изображения. А также, осуществляют извлечение одного или более цветовых слоев из представления цветовой карты изображения. Далее, вычисляют значения одного или более параметров изображения документа, на основании информации из цветовых слоев изображения документа. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ и система интеллектуального связывания медицинских данных // 2604698

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к онкологии. Для интеллектуального объединения результатов медицинских исследований используют способ и систему, содержащую модуль извлечения контекстной информации из изображения интересующей области, модуль выбора признаков, формирующий текущий вектор признаков, подсистему связывания, вычисляющую показатель подобия и подсистему представления, обеспечивающую отображение представляемых данных на основе показателя подобия. Группа изобретений позволяет получить точные и последовательные аннотации о патологических изменениях в краткие сроки за счет возможности автоматического одновременного связывания данных от различных обследований. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Искажение символов для символьно-графического обратного теста тьюринга // 2608262

Изобретение относится к средствам графического искажения отдельных символов при помощи интерполяции (морфинга) шрифтов между собой. Технический результат заключается в обеспечении возможности создания изображений для полностью автоматизированного теста Тьюринга (САРТСНА), при повышении сложности автоматического распознавания символов данных изображений с помощью компьютерных программ. Сущность изобретения заключается в том, чтобы загрузить два или более шрифтов, с помощью интерполяции (морфинга) получить одно или несколько промежуточных состояний между ними, и использовать результаты для генерации изображений для графического обратного текста Тьюринга. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ и система распознавания городских объектов // 2612571

Изобретение относится к области обработки данных. Технический результат - повышение точности определения городских объектов при построении моделей городских объектов, на основе данных лазерного сканирования и фотографических данных. Способ распознавания городских объектов заключается в обработке первичных данных, содержащих фотографические данные и данные лазерного сканирования, представляющие собой облако точек, и содержит этапы, на которых: выполняют очистку полученных данных лазерного сканирования и проверку полученных первичных фотографических данных; выполняют предварительную обработку очищенных данных лазерного сканирования, при которой: осуществляется построение нормалей к каждой из точек облака точек; осуществляется построение плоскостей для совокупностей точек облака точек; осуществляется построение рельефа местности по построенным нормалям и плоскостям с помощью фотограмметрических алгоритмов на основе фотографических данных; выполняют последовательное распознавание статичных городских объектов из набора очищенных данных лазерного сканирования и фотографических данных; и осуществляют построение полигональной модели каждого из обнаруженных объектов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Оптическое распознавание символов серии изображений // 2613849

Изобретение относится к средствам выполнения оптического распознавания символов серий изображений с текстовыми символами. Технический результат заключается в повышении качества оптического распознавания за счет анализа серии изображений. Выполняют оптическое распознавание символов (OCR) текущего изображения для получения распознанного текста и соответствующей ему разметки текста. Определяют для каждого текущего и предыдущего изображений соответствующего множества опорные точки, причем каждая опорная точка ассоциируется с по крайней мере одним текстовым артефактом из множества текстовых артефактов. Вычисляют с использованием координат соответствующие опорные точки текущего и предыдущего изображений параметров преобразования координат предыдущего изображения в координаты текущего изображения. Связывают с помощью преобразования координат как минимум часть распознанного текста с кластером из множества кластеров символьных последовательностей. Определяют для каждого кластера строку-медиану, представляющую кластер символьных последовательностей. Получают с использованием этой строки-медианы итоговый распознанный текст, соответствующий хотя бы части исходного документа. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ, аппаратура и устройство терминала для обработки изображения // 2615320

Изобретение относится к технологиям компьютерной обработки изображений. Техническим результатом является повышение эффективности косметической обработки изображения лица за счет автоматического распознания части изображения, которое должно быть косметически обработано. Предложен способ обработки изображения. Способ содержит этап, на котором получают изображение, которое должно быть обработано, содержащее лицо. Далее получают эталонное изображение, которое представляет собой любое изображение, имеющее любую информацию лица, выбранное пользователем. А также извлекают информацию лица из эталонного изображения для генерирования косметических параметров, осуществляют автоматическое распознание части изображения, которое должно быть обработано, которую необходимо косметически обработать на основе сгенерированных косметических параметров. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ выделения вектора признаков для распознавания изображений объектов и устройство для его осуществления // 2616575

Изобретение относится к области обработки изображений и может быть использовано для автоматического поиска и распознавания изображений объектов. Технический результат заключается в повышении вероятности распознавания объектов за счет увеличения размерности и информативности выделенного вектора признаков из изображений объектов. Технический результат достигается за счет преобразования оптических сигналов в различных диапазонах электромагнитного спектра в электрические видеосигналы, дискретизации видеосигналов, разбиения изображения объектов на дискретные элементы, сканирования изображения, выделения и подсчета дискретных элементов в каждом диапазоне. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.