Наушники узнали владельца по отражению звука в слуховом проходе

Американские инженеры разработали систему биометрической аутентификации для наушников-вкладышей. Наушник издает звук, а затем принимает его отражение с помощью микрофона, после чего запись анализируется алгоритмом-классификатором. Благодаря тому, что форма слухового прохода у каждого человека индивидуальна, определить владельца наушником можно с точностью около 95 процентов. Статья с описанием разработки опубликована в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Многие носимые устройства оснащены одной или сразу несколькими системами биометрической аутентификации. Например, в некоторых смартфонах установлен сканер отпечатка пальца, а в некоторых вместо или помимо него используется распознавание лиц. Эти методы аутентификации считаются более простыми, чем ввод пароля, однако они все равно требуют от пользователя действия: нужно приложить палец к сканеру, поднести смартфон к лицу или совершить другое взаимодействие с устройством.

Инженеры под руководством Чжаньпэна Цзиня (Zhanpeng Jin) из Университета штата Нью-Йорк в Буффало создали систему биометрической аутентификации для наушников, которая работает в фоновом режиме, и не требует от пользователя никаких действий. Они предложили использовать в качестве уникального фактора, позволяющего установить личность человека, форму его слухового прохода. Для ее определения инженеры встроили в наушник микрофон, а также создали алгоритм, который распознает человека по разнице между изданным и принятым звуком.

За основу инженеры взяли серийные наушники Bose SoundSport, подключенные по проводу к компьютеру, в один из наушников которого встроили небольшой микрофон. Разработчики рассматривали разные способы установки микрофона, и в итоге расположили его перед динамиком: при таком расположении доля звука, попадающего на микрофон напрямую, а не через слуховой проход, минимальна.

Обработка звука алгоритмом происходит в два этапа. Сначала сигнал очищается от шума, затем происходит подавление интерференции для того, чтобы звук, попавший напрямую с динамика на микрофон, не влиял на дальнейшую работу, а также отсекаются частоты выше 6000 Гц.

После этого алгоритм совершает свою основную функцию и распознает владельца. Для этого сравнивает сигнал с динамика и микрофона и воссоздает передаточную функцию. После этого на ее основе алгоритм рассчитывает признаки, которые затем анализирует бинарный классификатор на основе метода опорных векторов. Он определяет, на ком надет наушник: на владельце или другом человеке.

Разработчики испытали систему на 20 добровольцах. Они слушали по пять двухминутных отрезков подкаста в различных позах, а также при различных фоновых шумах. Всего авторы собрали 11900 аудиозаписей длиной в одну секунду, каждая из которых была составлена из пяти разных записей с микрофона для одного добровольца. При использовании отрезка длиной в одну секунду точность распознавания составила около 95 процентов, а при увеличении длины до трех секунд точность возросла до примерно 97,5 процентов.

Существует и множество других необычных способов биометрической аутентификации. Например, ранее для подтверждения личности предлагали использовать движения губ, след на придверном коврике, отпечаток уха на сенсорном экране, а также тепловое изображение кожи на запястье.

Григорий Копиев

Источник: nplus1.ru

Комментарии: