本發(fā)明涉及一種密碼輸入系統(tǒng)，特別是涉及一種沒有實際密碼輸入操作的基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的密碼輸入設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
：隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，人們在日常生活中會頻繁使用身份認(rèn)證操作。最常用的身份認(rèn)證方式是密碼指令手動輸入，除此之外也有虹膜和指紋等利用生物信息特征的身份認(rèn)證系統(tǒng)，基于已有的生物信息特征認(rèn)證方式需要昂貴的配套裝置，因而在實際使用中很難獲得廣泛的應(yīng)用。這些傳統(tǒng)的身份認(rèn)證方法由于其均有實際的密碼輸入才做，因此人們在進(jìn)行密碼輸入操作時，通過普通的視頻監(jiān)控、熱感應(yīng)等手段，就可直接竊取、克隆或篡奪密碼，課件，密碼的輸入操作是非常容易引發(fā)密碼被盜的。倘若不使用這些方式，僅僅依靠大腦的活動，即“意念”的方式通過相應(yīng)設(shè)備轉(zhuǎn)譯成密碼輸入，則可以規(guī)避竊取、復(fù)制等安全危害行為?！按π撵`深處，最難掌握的是人心”，通過此種方式，只有指令輸入者本人知曉密碼，無法通過其他途徑獲知完整的身份認(rèn)證信息。而腦機(jī)接口工程則是完成這一重大革新的核心技術(shù)。腦機(jī)接口(BrainComputerInterface，BCI)是一種新型的人機(jī)交互方式，它通過機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別算法對各類思維任務(wù)下的大腦神經(jīng)活動信號進(jìn)行特征提取和識別，并翻譯成控制指令直接控制外部設(shè)備。該技術(shù)建立了一條無需肢體輔助的人腦與外部設(shè)備之間的通訊路徑。穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(Steady-statevisualevokedpotential,SSVEP)是腦機(jī)接口技術(shù)所使用的思維任務(wù)之一?；谝曈X的穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位SSVEP由外界固定頻率閃爍的視覺刺激誘發(fā)產(chǎn)生，其任務(wù)需要以使用者的注意認(rèn)知資源為載體達(dá)到相應(yīng)腦電信號的頻譜主導(dǎo)優(yōu)勢。這種挑選注視目標(biāo)刺激的思維活動是BCI中常用的方案之一，由于其一般無需訓(xùn)練便可達(dá)到較高的信息傳輸率，因而被廣泛應(yīng)用在腦控電話撥號、假肢控制等智能應(yīng)用方面。但是，目前尚未有一種利用腦機(jī)接口來實現(xiàn)密碼輸入的系統(tǒng)。因此，如何將腦機(jī)接口應(yīng)用到密碼輸入系統(tǒng)中是本領(lǐng)域技術(shù)人員所亟待解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種密碼輸入設(shè)備和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中利用實際的密碼輸入操作輸入密碼時，密碼容易被盜的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種密碼輸入設(shè)備，包括：腦電刺激裝置，提供多個不同固定頻率的視覺刺激；腦電信號采集裝置，通過導(dǎo)聯(lián)采集用戶的腦電信號；其中，所述腦電信號是用戶依據(jù)密碼和密碼策略，從多個不同固定頻率的視覺刺激中選擇一個注視而產(chǎn)生的；輸入裝置，與所述腦電信號采集裝置連接，用于從所述腦電信號采集裝置采集的所述腦電信號中提取穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征，依據(jù)密碼策略將所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征轉(zhuǎn)換成所述密碼，并傳遞至加密設(shè)備。于本發(fā)明的一實施例中，所述密碼策略包括所述密碼與多個不同固定頻率的視覺刺激之間的關(guān)系。于本發(fā)明的一實施例中，所述密碼輸入設(shè)備還包括控制裝置，所述控制裝置分別與所述腦電刺激裝置、所述腦電信號采集裝置以及輸入裝置相連接；用于調(diào)整和控制所述腦電刺激裝置、所述腦電信號采集裝置以及所述輸入裝置。于本發(fā)明的一實施例中，所述腦電信號采集裝置包括：用于戴在用戶頭部的腦電帽；用于采集所述腦電信號的電極，其設(shè)置在腦電帽上；用于放大所述腦電信號的放大器，其與所述電極相連。于本發(fā)明的一實施例中，所述腦電刺激裝置采用由多個發(fā)光器組成的刺激面板；且多個所述發(fā)光器分別以不同的固定頻率閃爍。于本發(fā)明的一實施例中，所述刺激面板與所述控制裝置之間通過藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。于本發(fā)明的一實施例中，所述輸入裝置包括：接收模塊，與所述腦電信號采集裝置相連，用于接收所述腦電信號采集裝置采集的所述腦電信號；數(shù)據(jù)獲取模塊，與所述接收模塊相連，用于依據(jù)滑動時間窗異步截取接收的所述腦電信號，獲取單位時間內(nèi)的腦電數(shù)據(jù)；預(yù)處理模塊，用于對獲取的所述腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波預(yù)處理；分析模塊，用于對濾波預(yù)處理后的所述腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行基于典型相關(guān)分析法的序列檢測處理，提取獲得所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征；密碼轉(zhuǎn)換模塊，用于將提取的所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征依據(jù)所述預(yù)設(shè)策略轉(zhuǎn)換成所述密碼；通信模塊，用于將轉(zhuǎn)換獲得的所述密碼傳遞至所述加密設(shè)備。于本發(fā)明的一實施例中，所述控制模塊設(shè)置多個所述發(fā)光器閃爍的固定頻率、所述滑動時間窗和所述密碼策略。本發(fā)明還公開了一種密碼輸入方法，應(yīng)用于密碼輸入裝置，且所述密碼輸入裝置與腦電信號采集裝置相連接；所述密碼輸入方法包括：接收來自于所述腦電信號采集裝置的腦電信號；其中，所述腦電信號是用戶依據(jù)密碼和密碼策略，從腦電刺激裝置的多個不同固定頻率的視覺刺激中選擇一個注視而產(chǎn)生的；依據(jù)滑動時間窗異步截取接收的所述腦電信號，獲取單位時間內(nèi)的腦電數(shù)據(jù)；對獲取的所述腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波預(yù)處理；對濾波預(yù)處理后的所述腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行基于典型相關(guān)分析法的序列檢測處理，提取獲得所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征；將提取的所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征依據(jù)所述密碼策略轉(zhuǎn)換成所述密碼；傳遞轉(zhuǎn)換獲得的所述密碼至加密設(shè)備；其中，所述密碼策略包括所述密碼與多個不同固定頻率的視覺刺激之間的關(guān)系。于本發(fā)明的一實施例中，所述腦電刺激裝置的多個視覺刺激的固定頻率、所述密碼策略和所述滑動時間窗是預(yù)先通過控制模塊設(shè)置生成的。如上所述，本發(fā)明的一種密碼輸入設(shè)備和方法，通過采集人腦思維活動的大腦微電流信號作為密碼傳輸載體，使得密碼輸入者無需進(jìn)行對外部裝置的操縱即可完成密碼輸入功能，因而普通的視頻監(jiān)控、熱感應(yīng)等密碼直接盜取手段也無法使用，大大提高了密碼輸入的安全性；并且，穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位具有非平穩(wěn)特性，這大大提高了中途截獲密碼的難度，而且即使截獲了密碼，在無法知曉密碼輸入機(jī)制的情況下也無法破解，進(jìn)一步增加了密碼輸入的安全性；此外，本發(fā)明的密碼輸入設(shè)備和方法無需訓(xùn)練、識別正確率較高、適用人群范圍廣，適合于密碼指令輸入這一精準(zhǔn)度要求嚴(yán)格的日常操作行為。附圖說明圖1顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入系統(tǒng)中腦電刺激裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入系統(tǒng)中腦電刺激裝置的微控制器的接收狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。圖5顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入方法的流程示意圖。圖6顯示為本發(fā)明實施例公開的一種密碼輸入方法中，對腦電刺激裝置和腦電信號處理裝置的相關(guān)參數(shù)、以及密碼策略的設(shè)置界面的示意圖。圖7顯示為本發(fā)明另一實施例公開的一種密碼輸入方法的流程示意圖。元件標(biāo)號說明110腦電刺激裝置111LED刺激面板112微控制器113藍(lán)牙模塊120腦電信號采集裝置130輸入裝置131接收模塊132數(shù)據(jù)獲取模塊133預(yù)處理模塊134分析模塊135密碼轉(zhuǎn)換模塊136通信模塊140控制裝置S51～S56步驟具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。請參閱附圖。需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。本發(fā)明的一種密碼輸入設(shè)備和方法是針對傳統(tǒng)的密碼輸入模式提出的新型生物特征的加密輸入方式，其以生物信號(穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位)作為加密手段，去除了實際的密碼輸入操作。將穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位作為輸入密碼的腦電特征模式，使得本發(fā)明能夠快速、準(zhǔn)確的完成密碼輸入。實施例1如圖1和圖2所示，本實施例公開了一種基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(Steady-statevisualevokedpotential，SSVEP)的密碼輸入設(shè)備，包括：腦電刺激裝置110、腦電信號采集裝置120、輸入裝置130和控制裝置140。其中，腦電刺激裝置110用于為用戶提供多個不同固定頻率的視覺刺激。并且，腦電刺激裝置110是通過不同頻率閃爍的光亮來實現(xiàn)對用戶的視覺刺激，即腦電刺激裝置110通過多個發(fā)光器分別以各自的固定頻率閃爍，從而達(dá)到對用戶的視覺刺激。在本實施例中，腦電刺激模塊110采用由4個LED燈組成的LED刺激面板111，每一個LED燈分別以各自的固定頻率閃爍。具體地，如圖2和圖3所示，LED刺激面板111的4個LED燈與微控制器112的GPIO(GeneralPurposeInputOutput，通用輸入/輸出端口)接口相連，藍(lán)牙模塊113與微控制器112的串口相連，且藍(lán)牙模塊113被配置為藍(lán)牙從設(shè)備，使得微控制器112可以通過藍(lán)牙模塊113和上位機(jī)(即控制裝置150)進(jìn)行通信，進(jìn)一步達(dá)到LED燈的控制板可以和上位機(jī)(即控制模塊150)進(jìn)行無線通信的目的。如此，通過微控制器112的GPIO端口接口分別控制每一個LED燈的亮滅；LED燈所采用的固定頻率是通過對一個公用的定時器中斷分頻實現(xiàn)。藍(lán)牙模塊113通過AT(Attention)指令集進(jìn)行配置的。其中，AT指令集是從終端設(shè)備(TerminalEquipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DataTerminalEquipment，DTE)向終端適配器(TerminalAdapter，TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DataCircuitTerminalEquipment，DCE)發(fā)送的。用戶可以通過AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。藍(lán)牙模塊113通過超級終端用AT指令集進(jìn)行配置：首先，配置藍(lán)牙模塊113為藍(lán)牙從設(shè)備，以便和PC上位機(jī)連接；其次，配置藍(lán)牙模塊113的串口格式，即波特率115200，八位數(shù)據(jù)位，一位停止位，無校驗位；然后，設(shè)置藍(lán)牙模塊113的類別為“藍(lán)牙耳機(jī)”，以防在一些PC設(shè)備上可能不識別未知或特定類別的藍(lán)牙設(shè)備，導(dǎo)致無法識別配對藍(lán)牙子模塊1130；最后，配置藍(lán)牙模塊113的設(shè)備配對碼，為“1234”。進(jìn)一步地，配置微控制器112的串口通信協(xié)議：第N個字節(jié)內(nèi)的16進(jìn)制數(shù)作為第N個LED111的閃爍頻率，數(shù)據(jù)包以”\r\n”結(jié)尾。通過這樣的數(shù)據(jù)包封裝方式可以實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)包同時設(shè)置多個燈的頻率，另外，為了防止誤操作，附加約定每個LED的頻率必須為遞增關(guān)系。由此可見，數(shù)據(jù)包長度為需要控制燈的個數(shù)N加數(shù)據(jù)包包尾2，所以每個數(shù)據(jù)包長度為N+2(N最多為16)。串口數(shù)據(jù)包格式如表1所示：表1串口數(shù)據(jù)包格式byte1byte2byte3byte4…byteN+1byteN+2LED1freqLED2freqLED3freqLED4freq…0x0D0x0A上位機(jī)和微控制器112是通過藍(lán)牙來完成通信，微控制器112通過串口中斷來采集串口數(shù)據(jù)。通信數(shù)據(jù)包的解析通過一個狀態(tài)機(jī)來實現(xiàn)，一共分為三個狀態(tài)：數(shù)據(jù)采集狀態(tài)；收到‘0X0D’狀態(tài)；接收完成等待處理狀態(tài)。USART_RX_STA作為串口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)的標(biāo)志變量，高兩位作為接收狀態(tài)機(jī)標(biāo)志位，低六位作為接收緩存字節(jié)數(shù)計數(shù)器。首先，微控制器112處于“數(shù)據(jù)采集狀態(tài)”時，采集串口數(shù)據(jù)，微控制器112收到串口數(shù)據(jù)后發(fā)出串口接收中斷直流，將串口緩存寄存器中的值取出；如果此數(shù)據(jù)不是‘0X0D’，則字節(jié)寄存器加一，并且將此數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩存；當(dāng)數(shù)據(jù)是‘0X0D’時，將‘0X0D’存入數(shù)據(jù)緩存，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)為“收到‘0X0D’狀態(tài)”。當(dāng)繼續(xù)收到‘0X0A’后，判斷接收完成，狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)入“接收完成等待處理狀態(tài)”。等待主程序中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，接收狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖4所示，USART_RX_STA的定義如表2所示：表2USART_RX_STA位定義此外，由于LED燈的閃爍是通過對一個定時器進(jìn)行分頻實現(xiàn)的。為了達(dá)到較高的頻率準(zhǔn)確率，該定時器的時間分辨率一定要足夠小，以達(dá)到使LED燈閃爍頻率有較高的頻率準(zhǔn)確性。設(shè)置定時器的中斷頻率f，LED燈輸出閃爍頻率通過設(shè)置的中斷頻率的分頻系數(shù)來實現(xiàn)。在本實施例中，以20KHz作為中斷頻率進(jìn)行分頻。LED燈的輸出控制通過在分頻后對IO(Input/Output)的翻轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。設(shè)定LED燈的占空比為50％，因此LED燈輸出的翻轉(zhuǎn)頻率應(yīng)為LED燈閃爍頻率的兩倍。分頻系數(shù)可由下式計算獲得：其中，n表示分頻系數(shù)，f為中斷頻率，fLED為PC上位機(jī)發(fā)送的LED燈的閃爍頻率。通過藍(lán)牙子模塊113，微控制器112接收來自于上位機(jī)的數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)上述分頻系數(shù)n的計算公式計算得到LED的分頻系數(shù)。具體地，將收到的頻率值fLED根據(jù)上式來進(jìn)行數(shù)據(jù)值的換算，之后裝填到控制閃爍頻率的分頻系數(shù)寄存器中。在每一次定時器中斷中，都對每個LED燈對應(yīng)的分頻計數(shù)器加一，當(dāng)中斷中每個LED燈對應(yīng)的分頻計數(shù)器計數(shù)值大于或等于相應(yīng)的分頻系數(shù)n時，對應(yīng)的LED管腳電平翻轉(zhuǎn)，相應(yīng)的LED燈分頻計數(shù)器清0。微控制器112的IO配置為推挽輸出模式，微控制器112的IO接限流電阻串聯(lián)LED燈接地。當(dāng)微控制器112的IO輸出高電平時，對應(yīng)LED燈點亮；當(dāng)微控制器112的IO輸出低電平時，對應(yīng)LED燈熄滅。也就是說，LED燈直接由微控制器112來驅(qū)動，在IO輸出為高電平時，對應(yīng)LED燈點亮，在IO輸出為低電平時，對應(yīng)LED燈熄滅。LED燈的電流與微控制器112的輸出最大電流有關(guān)。LED燈獲取的最大電流不可能大于微控制器112的IO允許的輸出最大電流。在本實施例中，微控制器112的輸出最大電流為8mA，LED燈在5mA的情況下即可得到很好的亮度的效果。采用本實施例的這個方案完全可以滿足通過LED燈實現(xiàn)對用戶進(jìn)行視覺刺激的需求。另外在成本方面，本實施例除了必須的和LED燈數(shù)量對應(yīng)的信號線之外，只需要一根接地線GND，是所有方案中連線最少的。腦電信號采集裝置120是用于采集用戶的腦電信號。其中，腦電信號是用戶依據(jù)密碼和密碼策略，從多個不同固定頻率的視覺刺激中選擇一個注視而產(chǎn)生的。在本實施例中，腦電信號采集裝置120是由奧地利g.Tec公司提供的腦電信號采集儀器，包括可穿戴式腦電極帽、Cu電極和16導(dǎo)便攜式腦電信號放大器。該腦電信號采集裝置120對放大器濾波進(jìn)行設(shè)定并實時采集人腦微電流信號，并將信號放大后最終傳輸?shù)侥X電信號處理模塊130中。其中，腦電信號采集裝置120中還有一些相關(guān)參數(shù)需要設(shè)置，這些需設(shè)置的參數(shù)包括但不限于：采樣率、濾波頻率范圍、導(dǎo)聯(lián)分布配置等等?？紤]到實際應(yīng)用的便捷性及與視覺刺激相關(guān)的導(dǎo)聯(lián)分布特性，分別選取“POz”、“O1”、“Oz”、“O2”四個導(dǎo)聯(lián)。輸入裝置130，與腦電信號采集裝置120連接，用于從腦電信號采集裝置120采集的腦電信號中提取穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征，依據(jù)密碼策略將所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征轉(zhuǎn)換成所述密碼，并傳遞至加密設(shè)備。具體地，輸入裝置130包括：接收模塊131，與腦電信號采集裝置120相連，用于接收腦電信號采集裝置120所采集的腦電信號；數(shù)據(jù)獲取模塊132，用于依據(jù)滑動時間窗異步截取接收的腦電信號，獲取單位時間內(nèi)的腦電數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶設(shè)置，從接收的腦電信號截取一定時間長度，通過滑動時間窗異步截取，獲得單位時間內(nèi)的腦電數(shù)據(jù)。并且，異步截取是在不斷進(jìn)行的，直至一次有效密碼輸入(密碼字符輸入或刪除)完成。隨后，再循環(huán)如上操作，直至密碼輸入字符個數(shù)與目標(biāo)個數(shù)匹配，則輸入完成。預(yù)處理模塊133，用于對獲取的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波預(yù)處理。由于運(yùn)動想象和SSVEP兩種腦電模式主要體現(xiàn)在5Hz到30Hz的節(jié)律能量上，因此，濾波的帶通頻率設(shè)置為5-30Hz。分析模塊134，用于對濾波預(yù)處理后的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行基于典型相關(guān)分析法(CanonicalCorrelationAnalysis，CCA)的序列檢測處理，識別穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征。其中，典型相關(guān)分析法是一種研究多維向量之間的相關(guān)性的一種方法。它將兩組時間序列信號投影到新的空間維度上，使之能夠得到最大的相關(guān)系數(shù)，這一系數(shù)即為典型相關(guān)系數(shù)。通過計算得到各頻率的典型相關(guān)系數(shù)，即是單步CCA檢測結(jié)果。在使用過程中，用戶的生理狀態(tài)可能會受外部干擾，所以單次的判決方法不能達(dá)到很好的識別效果，因而引入信號序列檢測(sequencedetection)的算法，進(jìn)行分類識別。序列檢測算法在事先不規(guī)定判決次數(shù)的情況下，對典型相關(guān)分析的連續(xù)觀測：將單次觀測的各頻率相關(guān)系數(shù)除去所有系數(shù)的均值得到序列觀測值；再將各頻率的序列觀測值逐次連乘，直到達(dá)到閾值要求的最大序列觀測結(jié)果出現(xiàn)即停止觀測；對應(yīng)最大序列檢測值的頻率即為判定結(jié)果。通過此方法可以在確保判決準(zhǔn)確率的前提下，盡量減小平均判決時間，最終達(dá)到提高腦電信號識別性能的目的。密碼轉(zhuǎn)換模塊135，用于將提取的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征依據(jù)密碼策略轉(zhuǎn)換成密碼，從而實現(xiàn)密碼的輸入操作。通信模塊136，用于將轉(zhuǎn)換獲得的所述密碼傳遞至加密設(shè)備。在本實施例中，輸入裝置130既可以與加密設(shè)備通過有線連接，來實現(xiàn)密碼的有線傳遞，也可以通過無線連接，來實現(xiàn)密碼的無線傳遞?？刂蒲b置140分別與腦電刺激裝置110、腦電信號采集裝置120和輸入裝置130相連，用于對腦電刺激裝置110、腦電信號采集裝置120和輸入裝置130進(jìn)行調(diào)整控制，并設(shè)置密碼策略。具體地，控制裝置140能夠?qū)崿F(xiàn)對腦電刺激裝置110、腦電信號采集裝置120和輸入裝置130中的相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置，包括但不限于對數(shù)據(jù)截取時間長度的設(shè)置、滑動時間窗的設(shè)置、序列檢測閾值的設(shè)置、誘發(fā)刺激頻率的設(shè)置以及刺激對應(yīng)示意界面的設(shè)置等等。并且，控制裝置140設(shè)置的密碼策略包括但不限于密碼與多個不同固定頻率的視覺刺激之間的關(guān)系。舉例來說：在腦電信號采集時，腦電刺激裝置110采用10個LED燈，分別對應(yīng)10個不同的數(shù)字0-9，且該10個LED燈分別采用各自的固定頻率閃爍，即為用戶提供了0-9個不同的視覺刺激；而用戶根據(jù)其記憶的密碼“51”：根據(jù)提示注視與“5”對應(yīng)的5號LED燈，此時采集的是注視5號LED燈的腦電信號；以及根據(jù)提示注視與“1”對應(yīng)的1號LED燈，此時采集的是注視1號LED燈的腦電信號；而輸入裝置130在進(jìn)行穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征轉(zhuǎn)換成密碼時，將從注視5號LED燈的腦電信號中提取的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征轉(zhuǎn)換為密碼5，并予以輸入；將從注視1號LED燈的腦電信號中提取的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征轉(zhuǎn)換為密碼1，并予以輸入。進(jìn)一步地，本實施例的密碼輸入設(shè)備可以獨立的作為加密設(shè)備的輔助設(shè)備進(jìn)行使用。而為了更加便于配合加密設(shè)備的使用，可以將本實施例的密碼輸入設(shè)備的輸入裝置130和/或控制裝置140與加密設(shè)備做成一體，將腦電刺激裝置110和腦電信號采集裝置120與加密設(shè)備相連接，如此，通過加密設(shè)備可以對腦電刺激裝置110和腦電信號采集裝置120進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和控制，例如，裝置的開啟和關(guān)閉、設(shè)置相關(guān)參數(shù)(LED閃爍的固定頻率、采樣率、濾波頻率范圍、導(dǎo)聯(lián)分布配置)等等。這樣，加密設(shè)備可以直接對從腦電信號采集裝置120接收腦電信號，進(jìn)行相應(yīng)地處理，最終實現(xiàn)密碼的轉(zhuǎn)換。采用這種方式，在加密設(shè)備中就可完成對本實施例的密碼輸入設(shè)備中的各裝置的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置和控制，還可直接對采集的腦電信號進(jìn)行處理，以獲得相應(yīng)的密碼，使用起來更加便捷。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實施例中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的模塊引入，但這并不表明本實施例中不存在其它的模塊。實施例2本實施例公開了一種基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(Steady-statevisualevokedpotential，SSVEP)的密碼輸入方法，其應(yīng)用于密碼輸入設(shè)備的密碼輸入裝置中，并且，密碼輸入裝置還與腦電信號采集裝置相連。在進(jìn)行密碼輸入之前，需要進(jìn)行一系列的操作：第一，要進(jìn)行密碼輸入設(shè)備的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置：首先，對腦電信號采集裝置的信號濾波頻段、采樣率、導(dǎo)聯(lián)等進(jìn)行設(shè)置。在本實施例中，濾波選擇5-30Hz的帶通濾波，采樣率設(shè)置為256Hz，導(dǎo)聯(lián)選擇為POz、O1、Oz、O2；其次，對腦電刺激裝置和腦電信號處理裝置的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。相關(guān)參數(shù)包括但不限于數(shù)據(jù)處理時間窗口、時間滑動窗、序列檢測判決閾值、以及LED閃爍頻率等等。本實施例中，參數(shù)的具體數(shù)值詳見表3；表3參數(shù)設(shè)置說明最后，對密碼策略進(jìn)行設(shè)置：本實施例與實施例1相同，腦電刺激裝置采用的是由4個LED燈組成的LED刺激面板，因此，密碼策略分為兩個層級。對腦電刺激裝置和腦電信號處理裝置的相關(guān)參數(shù)、以及密碼策略的設(shè)置界面如圖6所示。4個LED燈分別對應(yīng)4個不同固定頻率的視覺刺激：A、B、C和D。視覺刺激與兩個層級密碼的關(guān)系如表4-7所示。表4刺激與第一層級密碼的含義視覺刺激含義A字符段1、2、3、4B字符段6、7、8C字符段8、9、0DDelete刪除操作表5第一層刺激A對應(yīng)的第二層級密碼含義視覺刺激含義A數(shù)字1B數(shù)字2C數(shù)字3D數(shù)字4表6第一層刺激B對應(yīng)的第二層級密碼含義視覺刺激含義A數(shù)字5B數(shù)字6C數(shù)字7DNull表7第一層刺激C對應(yīng)的第二層級密碼含義視覺刺激含義A數(shù)字8B數(shù)字9C數(shù)字0DNull將上述參數(shù)設(shè)置完成后，按下start鍵，即可以開始密碼輸入：；4個LED燈分別以各自的固定頻率進(jìn)行閃爍，為用戶提供了4個不同固定頻率的視覺刺激；腦電信號采集裝置開始采集腦電信號。如圖5所示，本實施例的密碼輸入方法包括：步驟S51，接收來自于腦電信號采集裝置的腦電信號，其中，所述腦電信號是用戶依據(jù)密碼和密碼策略，從腦電刺激裝置的多個不同固定頻率的視覺刺激中選擇一個注視而產(chǎn)生的。在按下start鍵后，會跳入第一層級。用戶根據(jù)密碼的字符所屬字符段進(jìn)行字符段選擇。例如，密碼為“481329”。首先應(yīng)當(dāng)輸入數(shù)字“4”，在密碼策略的第一層級中，數(shù)字“4”對應(yīng)的是左上角的LED燈，即視覺刺激A。那么，用戶需要注視位于左上角的LED燈，此時，采集用戶的腦電信號。步驟S52，依據(jù)滑動時間窗異步截取采集的腦電信號，獲取單位時間內(nèi)的腦電數(shù)據(jù)；步驟S53，再將腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行5Hz～30Hz的濾波預(yù)處理；步驟S54，對濾波預(yù)處理后的所述腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行基于典型相關(guān)分析法的序列檢測處理，提取獲得所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征；其中，步驟S52～步驟S54的具體處理過程與實施例1相同，在此就不再贅述。步驟S55，將提取的所述穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位特征依據(jù)所述預(yù)設(shè)策略轉(zhuǎn)換成所述密碼；依據(jù)密碼策略的第一層級，密碼轉(zhuǎn)換模塊可以完成輸入判決，即密碼可能為1、2、3、4；進(jìn)入第二層級，并播放提示音；當(dāng)用戶聽到提示音后，從密碼策略的第二層級可以得知，數(shù)字“4”對應(yīng)的是右下角的LED燈，即視覺刺激D。那么，用戶需要注視位于右下角的LED燈，此時，重復(fù)步驟S51-S55，且在步驟S55中，依據(jù)密碼策略的第二層級，第一位密碼可以判斷為是“4”，實現(xiàn)了第一位密碼的轉(zhuǎn)換。當(dāng)完成第一位密碼的輸入后，會播放提示音，表示一位密碼轉(zhuǎn)換完成，并且進(jìn)入第一層級。。步驟S56，傳遞轉(zhuǎn)換獲得的所述密碼至加密設(shè)備：將轉(zhuǎn)換獲得的第一位密碼通過通信模塊傳遞至加密設(shè)備，然后重新返回步驟S51，進(jìn)行第二位密碼的獲取和傳遞輸入。每一位密碼的輸入過程與第一位密碼的輸入過程是完全相同的，且圖6所述的密碼策略下，密碼的輸入控制流程如圖7所示，在此不再贅述。在加密設(shè)備與密碼輸入設(shè)備的輸入裝置和控制裝置設(shè)置為一體時，當(dāng)字符輸入數(shù)量與密碼字符數(shù)量相同時，自動停止腦電信號的采集，進(jìn)行密碼輸入正確與否評判。在加密設(shè)備與密碼輸入設(shè)備是各自獨立的時候，當(dāng)字符輸入數(shù)量與密碼字符數(shù)量相同時，加密設(shè)備將不再接收由輸入裝置傳遞的數(shù)據(jù)，并對已接收的密碼進(jìn)行正確與否的評判。此外，在密碼的輸入過程中，如果出現(xiàn)字符輸入錯誤時，還可利用刪除功能對錯誤字符刪除。例如，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)輸入的第四位密碼錯誤時，可以在第一層級進(jìn)行“Delete”操作刪除上一個輸入字符：即用戶注視位于右下角的LED燈，完成對輸入錯誤的密碼進(jìn)行刪除。刪除后，將停留在第一層級等待下一步操作。上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。不難發(fā)現(xiàn)，本實施例為與第一實施例相對應(yīng)的方法實施例，本實施例可與第一實施例互相配合實施。第一實施例中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施例中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施例中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實施例中。綜上所述，本發(fā)明的一種密碼輸入方法、系統(tǒng)和裝置，通過采集人腦思維活動的大腦微電流信號作為密碼傳輸載體，使得密碼輸入者無需進(jìn)行對外部裝置的操縱即可完成密碼輸入功能，因而普通的視頻監(jiān)控、熱感應(yīng)等密碼直接盜取手段也無法使用，大大提高了密碼輸入的安全性；并且，穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位具有非平穩(wěn)特性，這大大提高了中途截獲密碼的難度，而且即使截獲了密碼，在無法知曉密碼輸入機(jī)制的情況下也無法破解，進(jìn)一步增加了密碼輸入的安全性；此外，本發(fā)明的密碼輸入方法、系統(tǒng)和裝置無需訓(xùn)練、識別正確率較高、適用人群范圍廣，適合于密碼指令輸入這一精準(zhǔn)度要求嚴(yán)格的日常操作行為。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。綜上所述，本發(fā)明的一種密碼輸入設(shè)備和方法，通過采集人腦思維活動的大腦微電流信號作為密碼傳輸載體，使得密碼輸入者無需進(jìn)行對外部裝置的操縱即可完成密碼輸入功能，因而普通的視頻監(jiān)控、熱感應(yīng)等密碼直接盜取手段也無法使用，大大提高了密碼輸入的安全性；并且，穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位具有非平穩(wěn)特性，這大大提高了中途截獲密碼的難度，而且即使截獲了密碼，在無法知曉密碼輸入機(jī)制的情況下也無法破解，進(jìn)一步增加了密碼輸入的安全性；此外，本發(fā)明的密碼輸入設(shè)備和方法無需訓(xùn)練、識別正確率較高、適用人群范圍廣，適合于密碼指令輸入這一精準(zhǔn)度要求嚴(yán)格的日常操作行為。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。當(dāng)前第1頁1 2 3