辨識裝置與辨識方法
2023-06-22 23:30:51
專利名稱：辨識裝置與辨識方法
技術領域：
本發明關於一種辨識系統與辨識方法，特別是一種可辨識使用者的操作的辨識系統與辨識方法。
背景技術：
隨著數字科技的不斷發展，生物特徵辨識系統目前已被廣泛的應用。舉例而言，生物特徵辨識系統可以採樣使用者的指紋、眼睛虹膜、臉部紋路或是語音聲紋等特徵，並且進行分析與對比，以判斷使用者的真實身分。此生物特徵辨識系統，可用於門禁保全、醫療照護或是機器人。配合使用者身份的辨識，進行各種個人化且自動化的服務，以節省人力成本。 然而，一般的生物特徵辨識系統，其辨識的結果，皆無法達到百分之百的準確度。也就是說，辨識系統可能會將使用者辨識成另外一個使用者，而造成辨識上的錯誤。當辨識上發生錯誤的時候，一般的辨識系統無法得知其辨識結果是否正確。換言之，當發生一使用者被辨識系統辨識成另外一個使用者時，除非更改採樣或是分析對比的方式，否則此辨識錯誤的情況將一再的重複發生。因此，一般的辨識系統無法有效的改善檢測錯誤的情況。
發明內容
鑑於以上的問題，本發明提出一種辨識系統，用以辨識一使用者的操作。此辨識系統包括感測模塊、處理裝置、播放裝置與數據儲存裝置。感測模塊用以依據使用者的操作，產生第一感測信號。數據儲存裝置儲存有多個對象。處理裝置響應於第一感測信號，將第一感測信號與多個對象進行對比，以產生辨識結果。播放裝置則是用以播放辨識結果。感測模塊於辨識結果被播放後，用以辨識使用者的反應，產生一第二感測信號，並將第二感測信號反饋至處理裝置。處理裝置根據第二感測信號，判斷辨識結果。所述的辨識系統，其中，該處理裝置根據該第二感測信號確認該辨識結果，並依據被判斷後的該辨識結果更新該數據儲存裝置。所述的辨識系統，其中，該處理裝置根據該第一感測信號產生一第一信心值，且根據該第二感測信號產生一第二信心值，並且該處理裝置對應該第一信心值與該第二信心值，判斷該辨識結果。所述的辨識系統，其中，該感測模塊具有一主感測裝置以及一子感測裝置，該主感測裝置用以辨識該使用者的操作並產生該第一感測信號，該子感測裝置用以辨識該使用者的反應並產生該第二感測信號。所述的辨識系統，其中，該主感測裝置為一影像傳感器，用以產生一影像信號，該處理裝置根據該多個對象與該影像信號對比，並以該多個對象中與該影像信號最相似者，作為該辨識結果。
所述的辨識系統，其中，該主感測裝置為一語音傳感器，用以產生一語音信號，該處理裝置根據該多個對象與該語音信號對比，並以該多個對象中與該語音信號最相似者，作為該辨識結果。所述的辨識系統，其中，該子感測裝置為一接觸式感應器，該接觸式感應器包括一滑鼠、一鍵盤或是一觸控屏幕，以使該使用者接觸該子感測裝置以響應該辨識結果。所述的辨識系統，其中，該子感測裝置為一非接觸式感應器，該非接觸式感應器包括一聲音傳感器、一影像傳感 器或一腦波傳感器，以使該使用者無須接觸該子感測裝置即能響應該辨識結果。所述的辨識系統，其中，該子感測裝置為一生理信號傳感器，該生理信號傳感器用以檢測非自主反應的一生理信號，以避免該使用者的一欺騙行為。所述的辨識系統，其中，該播放裝置為一顯示屏幕，該顯示屏幕用以顯示該辨識結果。所述的辨識系統，其中，該播放裝置為一擴音器，該擴音器用以播放該辨識結果。本發明另提出一種辨識方法，包括以下步驟提供一感測模塊、一處理裝置與一播放裝置；取得一數據儲存裝置中的多個對象；利用感測模塊，依據使用者的操作，產生第一感測信號；利用處理裝置，對比多個對象與第一感測信號，以產生一辨識結果，以響應第一感測信號；利用播放裝置，播放辨識結果；利用感測模塊，辨識使用者的反應，以產生第二感測信號，並反饋第二感測信號至處理裝置；根據第二感測信號，判斷辨識結果。所述的辨識方法，其中，該感測模塊具有一主感測裝置以及一子感測裝置，該主感測裝置用以辨識該使用者的操作並產生該第一感測信號，該子感測裝置用以辨識該使用者的反應並產生該第二感測信號。所述的辨識方法，其中，還包括以下步驟根據該第一感測信號產生一第一信心值；根據該第二感測信號產生一第二信心值；以及對應該第一信心值與該第二信心值，判斷該辨識結果。所述的辨識方法，其中，在對比該多個對象與該第一感測信號，以產生該辨識結果的該步驟中，還包括選取該第一感測信號的一可靠區域；以及對比該可靠區域與該多個對象，以產生該辨識結果。所述的辨識方法，其中，在判斷該辨識結果的該步驟後，還包括若該辨識結果為正確時，儲存該辨識結果於該數據儲存裝置。所述的辨識方法，其中，在判斷該辨識結果的該步驟後，還包括若該辨識結果為錯誤時，重新產生另一個辨識結果；以及利用該感測裝置，擷取一第三感測信號，並反饋該第三感測信號至該處理裝置，根據該第三感測信號，判斷該另一個辨識結果。所述的辨識方法，其中，在判斷該另一個辨識結果後，還包括若該另一個辨識結果為正確時，確認該判斷結果是否符合一預設門檻值。通過此辨識系統與辨識方法，可先將辨識結果播放予使用者，讓使用者可預先得知辨識結果。此外，辨識系統可檢測使用者對於辨識結果的反應，以確認辨識結果是否正確。因此，本發明所提供的辨識系統，可以有效地提高檢測的準確率。
圖I為根據本發明的第一實施例所提供的辨識系統的系統方塊圖；圖2為根據本發明的第二實施例所提供的辨識系統的系統方塊圖；圖3為根據本發明所提供的辨識方法的第一流程圖；圖4為根據本發明所提供的辨識方法的第二流程圖；
圖5為根據本發明所提供的辨識方法的第三流程圖；以及圖6為根據本發明所提供的辨識方法的第四流程圖。其中，附圖標記10 辨識系統20 感測模塊22 主感測裝置24 子感測裝置30 處理裝置40 播放裝置50 數據儲存裝置
具體實施例方式以下在實施方式中進一步詳細說明本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所提供的內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關的目的及優點。請參照圖1，為根據本發明所提供的辨識系統的系統方塊圖。辨識系統10包括感測模塊20、處理裝置30、播放裝置40與數據儲存裝置50。感測模塊20用以依據使用者的操作，產生第一感測信號。使用者的操作為使用者利用其肢體或是五官所進行的動作，比如說使用者將其臉部接近感測模塊20，或是使用者對於感測模塊20發出語音。第一感測信號則是一電子信號，此電子信號代表使用者操作的特徵，比如說是使用者臉部輪廓的亮暗程度或是語音信號的振幅高低。處理裝置30電性連接至感測模塊20，並且可用以接收第一感測信號。處理裝置30響應於第一感測信號，以產生一辨識結果。處理裝置30可分析第一感測信號，以得到多個特徵值。之後，再將這些特徵值與一默認值對比，以得到辨識結果。此辨識結果可代表使用者的身分(可為使用者姓名或是代號)，或是使用者所代表的信息(可為人種或是性別)。播放裝置40電性連接至處理裝置30，並且可接收辨識結果。播放裝置40在接收此辨識結果後，即可播放辨識結果，以讓使用者可立即得知。此外，播放裝置40亦可提示使用者得知辨識結果後，對於辨識結果可做出的反應。比如說，播放裝置40可提示若是使用者認為辨識結果正確時可點頭，認為辨識結果錯誤時可搖頭。數據儲存裝置50可為一非揮髮式內存、硬碟或是磁碟陣列等可用以儲存數字數據的媒介或資料庫。數據儲存裝置50儲存有多個對象，這些對象可對應於使用者的影像特徵或是語音特徵。處理裝置30將第一感測信號與多個對象進行對比，以產生辨識結果。
當辨識結果被播放之後，感測模塊20用以辨識使用者的反應。感測模塊20再根據此使用者的反應，產生第二感測信號。第二感測信號被反饋至處理裝置30，處理裝置30在根據第二感測信號，判斷辨識結果的正確與否。也就是說，假如感測模塊20辨識第二感測信號符合第一預設特徵時(比如說是點頭)，則判斷辨識結果正確。而當感測模塊20辨識第二感測信號符合第二預設特徵時(比如說是搖頭)，則判斷辨識結果為錯誤，並依據被判斷後的該辨識結果更新數據儲存裝置50。因此，辨識系統10可根據判斷結果為正確或是錯誤，來對於未來的判斷結果修正，以提高判斷的準確率。請參照圖2，為根據本發明所提供的辨識系統的細部方塊圖。辨識系統10包括主感測裝置22、子感測裝置24、處理裝置30、播放裝置40與數據儲存裝置50。在此實施例中，感測模塊20包括主感測裝置22與子感測裝置24，以分別用以辨識使用者的操作與反應。其中，主感測模塊22用以辨識使用者的操作，並且產生第一感測信號。子感測模塊24在辨識結果被播放之後，辨識使用者的反應，並且產生第二感測信號。
主感測裝置22為一影像傳感器或是一語音感測裝置。影像傳感器用以產生一影像信號。影像傳感器可為感光稱和元件(charge-coupled device,CCD)或是互補式金屬氧化層半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)。影像傳感器可將光學信號轉換成電信號，以便儲存、傳送或是運算。語音傳感器用以產生一語音信號。語音傳感器可為麥克風，語音傳感器可將聲波信號轉換成電信號，以便儲存、傳送或是運算。當主感測裝置22為一影像傳感器時，數據儲存裝置50中所儲存的對象代表影像特徵。處理裝置30會將主感測裝置22所產生的影像信號與數據儲存裝置50的多個對象進行對比，並且在多個對象中，選擇其中一個與影像信號相似度最高的(最相似者)作為辨識結果。其中，處理裝置30可對於影像信號的色彩值、梯度值或是影像頻率上的特徵與數據儲存裝置50中的多個對象進行差異值的計算。而差異值最小的一個對象，即可視為相似度最聞的對象。此時，播放裝置40為一顯示屏幕。此顯示屏幕可為但不限於液晶屏幕(LiquidCrystal Display, LCD)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode, OLED)或電子紙(e-paper)等。顯示屏幕用以顯示辨識結果，比如說顯示使用者的姓名或是代表的編號。當主感測裝置22為一語音傳感器時，數據儲存裝置50中所儲存的對象代表語音特徵。處理裝置30會將語音信號與數據儲存裝置50的多個對象進行對比，並且在多個對象中，選擇其中一個與語音信號相似度最高的(最相似者)作為辨識結果。其中，處理裝置30可對於語音信號的聲紋或是頻率上的特徵與數據儲存裝置50中的多個對象進行差異值的計算。而差異值最小的一個對象，即可視為相似度最聞的對象。在此實施例中，播放裝置40為一擴音器。擴音器用以發出語音，以播放辨識結果，比如說念出使用者的姓名或是編號。子感測裝置24為可為接觸式感應器或是非接觸式感應器。接觸式感應器可包括一滑鼠、一鍵盤或是一觸控屏幕，以讓使用者接觸並辨識使用者的操作。使用者在看見顯示或是聽見播放的辨識結果之後，可利用子感測裝置24輸入，以代表辨識結果為正確或是錯誤。舉例而言，使用者可利用鍵盤輸入」Y」，以代表正確的辨識結果，並可輸入」N」，以代表錯誤的辨識結果。另一方面，非接觸式感應器可為一聲音傳感器、一影像傳感器、一腦波傳感器，以讓使用者無須接觸子感測裝置即能響應辨識結果。其中，影像感測裝置可檢測使用者的肢體動作、面部表情，聲音傳感器可檢測使用者發出的聲音，腦波傳感器可檢測使用者的腦波，以判斷辨識結果是否正確。舉例而言，影像傳感器可檢測使用者的行為，使用者用手畫圓時，則代表正確的辨識結果，而使用者用手畫叉時，則代表錯誤的辨識結果。此外，子感測裝置24亦可為生理信號感應器。子感測裝置24可檢測使用者不自主控制的生理反應，包含心跳、呼吸、血壓、腦波等變化。相較於自主控制反應例如手勢和語音，生理信號是較難以假裝的。因此，可防止使用者的欺騙。除了在上述的實施例以外，處理裝置30可在多個對象中，選擇相似度到達一門檻值的幾個對象，並且根據相似度來計算第一信心值。舉例而言，處理裝置30可選擇出對象甲、對象乙與對象丙，且對象甲的第一信心值為」70」，對象乙的第一信心值為」20」，且對象丙的第一信心值為」10」。而感測裝置20(或是子感測裝置24)會再根據使用者對於對象甲、對象乙與對象丙的反應，分別產生第二信心值。舉例而言，對象甲的第二信心值為」50」，對象乙的第二信心值為」 10」，且對象丙的第二信心值為」 5」。之後，處理裝置30會再對應第一信心值與第二信心值產生該辨識結果。在此實施例中，處理裝置30可將第一信心值與第二信心值相乘或是相加，再得到一整合數值。並且處理裝置30根據整合數值，判斷所顯示的對象甲、對象乙與對象丙這些對象中，是否為正確的辨識結果。
為了進一步增加使用上的可靠性，處理裝置30可設定一臨界值。當整合數值達到此臨界值時，才會判斷此辨識結果為正確。如此，將可避免使用者故意提高第二信心值，以混淆此辨識系統10，而產生錯誤的辨識結果的可能性。以上所述的圖I至圖2為本發明所提供的辨識系統。而接下來的圖3至圖6為本發明所提供的辨識方法，此一辨識方法可利用圖I至圖2的辨識系統實現。請參照圖3，為根據本發明所提供的辨識方法的第一流程圖。在步驟SlOl中，提供感測模塊20、處理裝置30與播放裝置40。其中，感測模塊20可為主感測裝置22與子感測裝置24。在步驟S103中，依據使用者的操作，感測模塊20可產生一第一感測信號。感測模塊20會將此第一感測信號傳送至處理裝置30。在步驟S105中，取得一數據儲存裝置50中的多個對象。其中這些對象代表影像特徵或是語音特徵。在步驟S106中，處理裝置30對比該多個對象，並產生辨識結果，以響應第一感測信號。處理裝置30可分析第一感測信號，以得到多個特徵值，並且利用這些特徵值，產生辨識結果。在步驟S107中，利用播放裝置40，播放辨識結果。因此，使用者可通過播放裝置40所顯示的畫面或是發出的聲音，判斷第一感測信號所對應的辨識結果是否正確。在步驟S109中，當使用者看到或是聽到播放裝置40所顯示的畫面或是發出的聲音時，可利用感測模塊20辨識使用者的反應，以產生一第二感測信號。感測模塊20反饋第二感測信號至處理裝置。在步驟Slll中，處理裝置30根據第二感測信號，也就是依據使用者的反應，判斷辨識結果是否正確。請參照圖4，為根據本發明所提供的辨識方法的第二流程圖。步驟S201到S206與步驟SlOl到S106相同。在步驟207中，處理裝置30可在多個對象中，選擇相似度到達一門檻值的幾個對象，並且根據相似度來計算第一信心值。步驟S208、S209與步驟S107、S109相同。在步驟S210中，處理裝置30根據使用者反應所產生的第二感測信號，產生第二信心值。在步驟S211中，處理裝置30對應該第一信心值與該第二信心值，產生一整合數值，並且根據此組合數值，判斷辨識結果。請參照圖5，為根據本發明所提供的辨識方法的第三流程圖。步驟S301、S303、S305、S307 與步驟 S201、S203、S205、S206 相同。在步驟S309中，選取第一感測信號的可靠區域。舉例而言，在此步驟前，會先在屏幕上顯示第一感測信號，比如說一人臉。此一人臉可能會因為環境光線的影響，會呈現部分過亮或是部分過暗的現象。使用者可以在屏幕上選擇曝光正常的部分，以提高辨識正確的機率。在步驟S311中，處理裝置30根據使用者所選取出來的可靠區域，與多個對象進行比較/對比，以產生辨識結果。步驟S313、S315、S317 則與 S208、S209、S211 相同。請參照圖6，為根據本發明第六實施例所提供的辨識方法的流程圖。步驟S401到S411與步驟SlOl到Slll相同。在步驟S413中，處理裝置30會根據步驟S411所得到的第二感測信號，判斷辨識結果是否正確。假如判斷結果為正確時，執行步驟S414 ;假如判斷結果為錯誤時，執行步驟S415。在步驟S414中，則將此判斷為正確的辨識結果，儲存於數據儲存裝置50中，以提高辨識的準確率。 在步驟S415中，因為辨識結果被判斷為錯誤，因此處理裝置30會重新產生另一辨識結果。另一辨識結果為數據儲存裝置中的多個對象，除了被判斷為錯誤的辨識結果以外，與第一感測信號最為相似的一個或是多個對象。在步驟S417中，利用感測模塊20辨識使用者的反應，以產生一第三感測信號。第三感測信號會被反饋至處理裝置。在步驟S419中，處理裝置30會根據第三感測信號，判斷另一個辨識結果是否正確。而在此步驟中，假如判斷另一辨識結果為正確時，處理裝置30同時會確認此另一辨識結果與第一感測信號的相似度是否高於一預設門檻值。只有當上述兩者判斷皆為正確時，才會認為最後辨識結果為正確。通過此辨識系統與辨識方法，可先將辨識結果播放予使用者，讓使用者可預先得知辨識結果。此外，辨識系統可檢測使用者對於辨識結果的反應，以確認辨識結果是否正確。因此，本發明所提供的辨識系統，可以有效地提高檢測的準確率。雖然本發明以前述的實施例提供如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明的精神和範圍內，所為的更動與潤飾，均屬本發明的專利保護範圍。關於本發明所界定的保護範圍請參考所附的申請專利範圍。權利要求
1.一種辨識系統，用以辨識一使用者的操作，其特徵在於，包括 一感測模塊，用以依據該使用者的操作，產生一第一感測信號； 一數據儲存裝置，該數據儲存裝置儲存有多個對象； 一處理裝置，響應於該第一感測信號，將該第一感測信號與該多個對象進行對比，以產生一辨識結果；以及 一播放裝置，用以播放該辨識結果； 其中，於該辨識結果被播放後，該感測模塊用以辨識該使用者的反應，產生一第二感測信號，並將該第二感測信號反饋至該處理裝置，該處理裝置根據該第二感測信號，判斷該辨識結果。
2.根據權利要求I所述的辨識系統，其特徵在於，該處理裝置根據該第二感測信號確認該辨識結果，並依據被判斷後的該辨識結果更新該數據儲存裝置。
3.根據權利要求I所述的辨識系統，其特徵在於，該處理裝置根據該第一感測信號產生一第一信心值，且根據該第二感測信號產生一第二信心值，並且該處理裝置對應該第一信心值與該第二信心值，判斷該辨識結果。
4.根據權利要求I所述的辨識系統，其特徵在於，該感測模塊具有一主感測裝置以及一子感測裝置，該主感測裝置用以辨識該使用者的操作並產生該第一感測信號，該子感測裝置用以辨識該使用者的反應並產生該第二感測信號。
5.根據權利要求4所述的辨識系統，其特徵在於，該主感測裝置為一影像傳感器，用以產生一影像信號，該處理裝置根據該多個對象與該影像信號對比，並以該多個對象中與該影像信號最相似者，作為該辨識結果。
6.根據權利要求4所述的辨識系統，其特徵在於，該主感測裝置為一語音傳感器，用以產生一語音信號，該處理裝置根據該多個對象與該語音信號對比，並以該多個對象中與該語音信號最相似者，作為該辨識結果。
7.根據權利要求4所述的辨識系統，其特徵在於，該子感測裝置為一接觸式感應器，該接觸式感應器包括一滑鼠、一鍵盤或是一觸控屏幕，以使該使用者接觸該子感測裝置以響應該辨識結果。
8.根據權利要求4所述的辨識系統，其特徵在於，該子感測裝置為一非接觸式感應器，該非接觸式感應器包括一聲音傳感器、一影像傳感器或一腦波傳感器，以使該使用者無須接觸該子感測裝置即能響應該辨識結果。
9.根據權利要求4所述的辨識系統，其特徵在於，該子感測裝置為一生理信號傳感器，該生理信號傳感器用以檢測非自主反應的一生理信號，以避免該使用者的一欺騙行為。
10.根據權利要求I所述的辨識系統，其特徵在於，該播放裝置為一顯示屏幕，該顯示屏幕用以顯示該辨識結果。
11.根據權利要求I所述的辨識系統，其特徵在於，該播放裝置為一擴音器，該擴音器用以播放該辨識結果。
12.—種辨識方法，其特徵在於，包括 提供一感測模塊、一處理裝置、一播放裝置與一數據儲存裝置； 利用該感測模塊，依據一使用者的操作，產生一第一感測信號； 取得該數據儲存裝置中的多個對象；利用該處理裝置，對比該多個對象，並產生一辨識結果，以響應該第一感測信號； 利用該播放裝置，播放該辨識結果； 利用該感測模塊，辨識該使用者的反應，以產生一第二感測信號，並反饋該第二感測信號至該處理裝置；以及 根據該第二感測信號，判斷該辨識結果。
13.根據權利要求12所述的辨識方法，其特徵在於，該感測模塊具有一主感測裝置以及一子感測裝置，該主感測裝置用以辨識該使用者的操作並產生該第一感測信號，該子感測裝置用以辨識該使用者的反應並產生該第二感測信號。
14.根據權利要求12所述的辨識方法，其特徵在於，還包括以下步驟 根據該第一感測信號產生一第一信心值； 根據該第二感測信號產生一第二信心值；以及 對應該第一信心值與該第二信心值，判斷該辨識結果。
15.根據權利要求12所述的辨識方法，其特徵在於，在對比該多個對象與該第一感測信號，以產生該辨識結果的該步驟中，還包括 選取該第一感測信號的一可靠區域；以及 對比該可靠區域與該多個對象，以產生該辨識結果。
16.根據權利要求12所述的辨識方法，其特徵在於，在判斷該辨識結果的該步驟後，還包括 若該辨識結果為正確時，儲存該辨識結果於該數據儲存裝置。
17.根據權利要求12所述的辨識方法，其特徵在於，在判斷該辨識結果的該步驟後，還包括 若該辨識結果為錯誤時，重新產生另一個辨識結果；以及 利用該感測裝置，擷取一第三感測信號，並反饋該第三感測信號至該處理裝置，根據該第三感測信號，判斷該另一個辨識結果。
18.根據權利要求17所述的辨識方法，其特徵在於，在判斷該另一個辨識結果後，還包括 若該另一個辨識結果為正確時，確認該判斷結果是否符合一預設門檻值。
全文摘要
本發明提出一種辨識系統與辨識方法，用以辨識一使用者的操作。此辨識系統包括感測模塊、處理裝置與播放裝置與數據儲存裝置。感測模塊用以依據使用者的操作，產生第一感測信號。數據儲存裝置儲存有多個對象。處理裝置響應於第一感測信號，將第一感測信號與多個對象進行對比，以產生辨識結果。播放裝置則是用以播放辨識結果。感測模塊於辨識結果被播放後，用以辨識使用者的反應，產生一第二感測信號，並將第二感測信號反饋至處理裝置。處理裝置根據第二感測信號，判斷第一感測信號所對應的辨識結果是否正確。本發明所提供的辨識系統，可以有效地提高檢測的準確率。
文檔編號A61B5/16GK102727211SQ20111008749
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者呂志宏, 陳昱翰, 高銘璨 申請人:原相科技股份有限公司