先问一个问题：你是怎么解锁手机的？指纹？人脸？仍是隔屏长途操作？
事实上，传统的人类生理和行为特征，如指纹、面部、声响和接触等生物辨认技能已被广泛运用于辨认解锁和付出认证场景傍边，不管是手机等移动设备，仍是可穿戴设备，逐渐开始运用起来。有媒体猜测，这一新趋势有望继续，不仅是愈加便利智能，而且，跟着技能的不断进步，更安全的身份验证解决计划或将给职业带来新的时机。
从顾客眼光来看，指纹或许是最广泛运用的生物辨认形式，由于它具有很高的可用性和准确性。可是，它也因而易受诈骗进犯，其安全性有待考证。
语音是另一种生物辨认形式，它具有低硬件要求和杰出的可用性，但语音很简单遭到噪音环境影响，所以最近，面部辨认又火爆起来了。例如 iPhone X 之后的手机运用的 Face ID 技能。虽然这项技能集成了多个传感器，包含泛光照明、红外深度相机等，来增强 Face ID 的安全性，但有媒体称，Face ID 自身并不安全，红外摄像机很或许被对错自拍相片所诈骗。在 Mate 30 发布会上，华为顾客事务CEO余承东标明，为了添加手机解锁安全性，就运用上面部+屏下指纹两种生物辨认形式，以及暗码解锁。从现在来看，这将是手机等移动设备中十分广泛的辨认解决计划。
图｜现有的生物辨认形式和 EarEcho 的形式差异（来历：论文）
除了这些十分盛行的生物辨认认证办法之外，现在有研讨人员还在探究了人体的各种生物电信号，例如用心电图(ECG)和脑电图(EEG)等，或者是骨传导技能作为认证或生物辨认。可是，这些计划，要么需求额定的手势来完成身份验证，要么不合适长期佩带。因而，人们也想知道，是否还有一种愈加不有目共睹的解锁认证办法或生物辨认形式，能够让用户轻松运用并便利地付出或解锁呢？
近来，纽约州立大学布法罗分校（UB）核算机科学与工程系 CyberMed 实验室高杨、王为等人研宣布一种运用生物辨认东西EarEcho，也便是运用无线耳塞声波的方法解锁手机，其间运用声波来辨认耳道的一起几许形状，判别你要做出的动作，这一论文刊登在 9 月 19 日的美国核算机学会（ACM）期刊上。值得一提的是，该期刊由核算机协会每季度出书，现在已有数据标明，该刊的研讨效果中，大约有 95％ 的有用效果或将运用在现实生活傍边。别的，UB 的技能转让办公室现已为该技能提交了暂时专利申请。
关于该项研讨效果，高杨和王为对 DeepTech 标明，两人都是纽约州立大学布法罗分校核算机系在读博士，研讨方向首要是普适核算(包含移动和可穿戴设备)，以及生物认证/身份辨认。而该实验室导师是纽约州立大学布法罗分校核算机科学与工程系的靳战鹏教授。
靳战鹏的研讨方向包含新式生物辨认技能、认知神经科学、网络物理安全、神经形状核算、移动健康和低功耗传感等，其是 IEEE 的高档成员。别的，靳战鹏主导的这项研讨其他一起作者来自布法罗大学和锡拉丘兹大学。
EarEcho的作业原理
靳战鹏团队运用现成的产品制作原型，包含一对入耳式耳机和一个小型麦克风，做出一个 EarEcho 样本产品。接着，团队开发了声学信号处理技能来约束噪声搅扰，并建立了在 EarEcho 组件之间同享信息的模型。
当声响传到达人的耳朵时，声响会经过耳道传达并被耳道反射和吸收，一切声响都会发生可由麦克风录制的一起声响传输。而麦克风搜集的信息由耳塞的蓝牙衔接发送到智能手机进行剖析。在声学信号预处理之后，依据传递函数的特征被馈送到 SVM 分类器中，以进行身份验证。
图｜耳道中声传达和反射的简化声波建模图示，P 是声波的直接传达，Pi 标明入射声波，Pr 标明反射声波（来历：论文）
论文显现，与现有的移动和可穿戴认证解决计划（即指纹，Face ID，声纹等）比较，EarEcho 具有以下优势：
第一个便是实时拿起运用，麦克风和耳机喇叭是无线耳机规划的两个根本组件，外形细巧，成本低，也可轻松带走。第二个便是用户友好度，EarEcho 不需求主动验证操作，它能够在用户佩带耳机时主动处理认证恳求。
第三个优势便是不引人注意，指纹和依据面部移动认证的首要问题之一，是用户信息被不合法获取后诈骗体系。所以，在 EarEcho 样本中，数据搜集和认证进程以愈加不引人注意的方法进行，歹意进犯者很难经过旁道进犯盗取注册用户的耳朵（包含物理和生理）信息。而这种信息将不会继续保存，跟着下一次的认证而更新另一个信息辨认。
最终一个优势便是可靠性，随时刻的稳定性和巩固性，这一新技能能够应对不同布景的噪声，身体运动和声压级的不确定性。
为了测验该技能的可靠性，20 名受试者收听了包含各种语音、音乐和其他内容的音频样本。该团队在不同的环境设置（大街、购物中心等）和不同方位的目标（坐、站立、头部歪斜等）进行测验。结果标明，EarEcho 能够到达97.55%的召回率和97.57%的精度，别的，在给予验证目标一秒反应时，证明有用率大约在95％。从现在来看，这一技能是十分有或许运用于未来的可穿戴式设备傍边，并跟着用户杂乱的运用环境，这一技能将会不断演进，展开潜能十分巨大。
理论上讲，用户能够依托 EarEcho 来解锁他们的智能手机，然后削减对暗码、指纹、面部辨认和其他生物辨认技能的需求。但靳战鹏以为，EarEcho 最大的运用场景是继续检测智能手机用户，EarEcho 在用户收听耳塞时起作用，是一种被迫体系，意味着用户不需求采纳任何举动，便是收听，而且需求带着，例如提交指纹或语音指令场景下，十分便利。别的，这种体系十分合适用户需求验证其身份的状况，例如在进行移动付出之后主动确定，这时 EarEcho 还能够消除从头输入暗码或指纹的需求，能够再次认证成功，容错率也十分低。
靳战鹏标明，只需佩带 EarEcho 耳机，就能够轻松解锁。
可穿戴式工业潜能巨大
据报道，全球有线耳机和无线耳机商场估计在 2017 - 2023 年间将以 7.31% 的复合年率增加，到 2023 年，耳机工业收入将到达 200 亿美元。因而，无线耳机的日益遍及，以及 AI 技能带来的无限潜能，EarEcho 有或许成为用户认证方法的一种挑选。
图｜无线耳机（来历：Pexels）
无线耳机自身归于可穿戴式设备类型，在苹果最新财报中显现，Apple Watch、HomePod 和 AirPods 等可穿戴设备和配件销售收入为 55.25 亿美元，同比增加 48%。苹果在手表和耳机的一起推进下赢得了明显增加，这一工业的潜能巨大，乃至能够这样说，可穿戴式设备或将成为下一个技能年代进口。
2014 年 7 月 22 日，小米手环正式发布，一会儿将可穿戴式设备的价位降至到两百元以内。其规划公司华米科技也在 2018 年 2 月 8 日上了美股。在招股书中，华米公司标明，2017 年，该公司完成经营收入 20.489 亿元，同比增加 31.6%；完成净利润 1.671 亿元，同比增加 597.8%。其他可穿戴设备品牌，包含佳明、Elbee、Heddoko 等，盈余状况都十分不错，由此咱们能够看到，整个可穿戴式职业展开潜能巨大。而且，伴跟着信息交互以及物联网技能的展开，该职业还会迎来另一大时机。
图｜IDC 我国的陈述（来历：IDC）
现在来看，这个职业正处于头部厂商竞赛逐渐白热化，耳机商场成重要比赛场的状况。依据 IDC 最新发布的《我国可穿戴设备商场季度盯梢陈述》显现，2019 年第二季度，我国可穿戴设备商场出货量为 2307 万台，同比增加 34.3%。根底可穿戴设备（不支持第三方运用的可穿戴设备）出货量为 1846 万台，同比增加 31.9%，智能可穿戴设备出货量为 461 万台，同比增加 45.0%。在可穿戴式设备不断出货的背面，是用户日益增加的需求。
所以，就各种数据以及技能展开前景来看， EarEcho 产品展开潜能十分大，在没有任何特定的运用要求和额定的传感器状况下，仅运用耳中传达的一起耳道几许形状和声学特征，就能够轻松认证辨认，而且有用辨认率极高，不有目共睹，加上运用和产品成本优势，这一技能或将很快运用。
IDC我国研讨司理潘雪菲以为：“耳机商场的展开是在人工智能等技能驱动下的消费晋级，未来耳机产品将经过在交互方法和功用方面的逐渐晋级，有或许展开成为愈加独立的新式智能设备，尤其在智能帮手、传感及通讯方面将具有更大晋级空间。”
我国人民大学新闻学院教授匡文波标明，现在，可穿戴设备职业是一个新式职业，处在展开初期。急需构成工业联盟、展开产学研协作，拟定有用规范。而更多人应该鼓舞技能立异，加大研制立异投入，走出同质化泥沼。
而这，或许便是 EarEcho 的重要时机。
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参阅：
https://eurekalert.org/pub_releases/2019-09/uab-uys091819.php
https://techxplore.com/news/2019-09-earecho-smartphone-earbuds.html
https://dl.acm.org/citation.cfm?doid=3361560.3351239
https://yang-gao.weebly.com/
https://mp.weixin.qq.com/s/BTqLoQ4TOIzQfnkuG3uG0Q
https:///ee/2017/0904/c5096a208908/page.htm
