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基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510374939.9

申請日:

2015.06.30

公開號:

CN104915585A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 21/31申請日:20150630|||公開
IPC分類號: G06F21/31(2013.01)I 主分類號: G06F21/31
申請人: 西安交通大學
發明人: 沈超; 裴仕超; 管曉宏; 余天文
地址: 710049陜西省西安市咸寧西路28號
優先權:
專利代理機構: 西安通大專利代理有限責任公司61200 代理人: 朱海臨
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510374939.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.06.26|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法,可利用用戶在觸屏設備上進行點擊操作時產生的傳感器數據對用戶身份合法性進行靜默式的監控,包括:1)觸屏設備新、舊判斷,如為新設備,進入2)構建身份監控模型;如為舊設備,進入3)身份監控模式;其中,構建身份監控模型是將屏幕區域劃分成PxQ個觸屏區域塊,提取每個觸屏區域塊內的運動傳感器數據特征,建立每個觸屏區域塊下的身份監控子模型。身份監控模式是在用戶觸屏過程中,基于觀測窗口捕獲點擊操作產生的運動傳感器數據,提取其特征作為該觸屏區域塊下的身份監控子模型的輸入,由閾值比較來實現用戶身份的實時監控。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法,其特征在于,包括下述步驟:
(1)首先鑒別觸屏設備,如果是未使用過的新設備,進入步驟(2)構建身份監控模型;如果是已使用過的舊設備,則進入步驟(3)開啟身份監控模式;
(2)構建身份監控模型
a、將觸屏設備屏幕劃分為P行Q列,形成P×Q個相同大小的觸屏區域塊,每個觸屏區域塊具有各自的觸屏位置坐標范圍;
b、在合法用戶正常使用觸屏設備過程中,采集并記錄合法用戶的觸屏點擊數據和運動傳感器數據;其中,運動傳感器數據包括重力傳感器數據、加速度傳感器數據、陀螺儀傳感器數據、三類傳感器記錄的時間戳;
c、將觸屏點擊操作劃分到觸屏點擊位置對應的觸屏區域塊內,提取每個點擊操作作用時間內的運動傳感器數據,形成各個觸屏區域塊的運動傳感器訓練數據集;
d、對每個觸屏區域塊的運動傳感器數據,提取特征向量,形成該觸屏區域塊內的運動傳感器數據訓練特征集;
e、將每個觸屏區域塊內的運動傳感器訓練特征集作為輸入,基于單類分類器構建合法用戶在該觸屏區域塊的身份監控子模型,同時得到該觸屏區域塊的身份監控子模型的判定閾值;其中,合法用戶身份監控模型包括P×Q個身份認證子模型,分別對應于P×Q個觸屏區域塊;
(3)身份監控模式
a、用戶登入觸屏設備后,捕獲并記錄用戶觸屏點擊操作,以長度為N的觀測窗口形成含有N個觸屏點擊操作的點擊操作序列;
b、針對點擊操作序列中的每個觸屏點擊操作,根據點擊位置將其歸類到相應的觸屏區域塊下,提取每個點擊操作作用時間內的運動傳感器數據,得到對應的運動傳感器特征向量;其中,運動傳感器包括重力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器;
c、根據運動傳感器特征向量所屬的觸屏區域塊,采用相應觸屏區域塊下的身份監控子模型對其進行檢測,得到每個特征向量的檢測值,并將該檢測值與對應的身份監控子模型的判定閾值進行比較,判定每個觸屏點擊操作的異常性;
d、對當前用戶身份合法性進行判定:若在N次觸屏點擊操作中檢測到M次異常操作,M為報警閾值,小于等于N,則判定當前用戶為非法用戶;反之則判定當前用戶為合法用戶。

2.  如權利要求1所述的基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監 控方法,其特征在于,所述步驟(2)b、步驟(3)a中的觸屏點擊數據,其格式為:{點擊時間戳,觸屏點擊位置,手指運動狀態信息},其中手指運動狀態信息指的是對手指放下、手指移動、手指抬起三種狀態的標記信息。

3.  如權利要求1所述的基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法,其特征在于,所述步驟(2)c、步驟(3)b中的將觸屏點擊操作劃分到觸屏點擊位置對應的觸屏區域塊內,其具體方法為:
1)提取一次觸屏點擊操作所有采樣點的觸屏位置坐標,其中每個位置坐標的格式為{水平坐標X,垂直坐標Y};
2)計算這些采樣點位置坐標的平均值,將其作為本次觸屏點擊操作的平均位置坐標,判斷平均位置坐標所處的觸屏區域塊,將本次操作歸為該觸屏區域塊內的觸屏點擊操作;
在以上劃分方法的基礎上,提取點擊操作作用時間內的運動傳感器數據的具體方法為:
1)提取每次觸屏點擊數據中的時間信息,即點擊發生時的時間戳及點擊結束時的時間戳;
2)根據步驟(1)提取的兩個時間戳,對應運動傳感器數據中具有相同時間戳的數據,提取這一段數據為點擊操作作用時間內的運動傳感器數據。

4.  如權利要求1中所述的基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法,其特征在于,所述步驟(2)d、步驟(3)b中的運動傳感器數據的特征向量為基于點擊操作作用時間內的運動傳感器數據獲取的測量值,包括運動傳感器三軸分量的均值、中值、標準差、10%、20%至100%的分位數、峰度系數、偏度系數。

5.  如權利要求1所述的基于傳感器特征分區建模的觸屏設備用戶身份監控方法,其特征在于,所述步驟(2)e的構建身份子模型,是由一種或多種單類分類器聯合實現。

關 鍵 詞:
基于 傳感器 特征 分區 建模 設備 用戶 身份 監控 方法
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