一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，通過前期采集人臉識(shí)別參數(shù)、用戶人眼運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)和人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)以及加速度參數(shù)，之后提取用戶特征值并進(jìn)行儲(chǔ)存，解鎖時(shí)再次采集人臉識(shí)別參數(shù)、用戶人眼運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)和人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)以及加速度參數(shù)，提取用戶特征值，最終將解鎖者的用戶特征值與儲(chǔ)存的特征值進(jìn)行比對(duì)，輸出是否解鎖的信號(hào)。使用眼球掃視的方式能夠便捷、快速的解鎖手機(jī)。另一方面，采用特征參數(shù)的機(jī)制可以防止“肩窺攻擊”，非合法用戶即使獲得解鎖圖形也無(wú)法解鎖手機(jī)，增強(qiáng)安全性。本發(fā)明的解鎖方式平衡了用戶體驗(yàn)和安全問題。本發(fā)明具有廣闊的發(fā)展和推廣前景。
【專利說明】一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種設(shè)備解鎖方法，具體涉及一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，智能手機(jī)的普及程度逐漸提高， 觸屏手機(jī)得到人們的認(rèn)可。
[0003] 目前觸屏手機(jī)的解鎖方法主要有滑動(dòng)解鎖，密碼解鎖以及手勢(shì)解鎖?；瑒?dòng)解鎖方 法簡(jiǎn)單，但是安全性低。密碼解鎖需要雙手參與，便捷性低。手勢(shì)解鎖存在安全隱患，任何 知道解鎖手勢(shì)的人都可以解鎖手機(jī)。
[0004] 新出現(xiàn)的解鎖方法有指紋識(shí)別和眼球解鎖。指紋識(shí)別方法安全性高，但是依然需 要手指觸摸。眼球解鎖和手勢(shì)解鎖具有相同的安全隱患。
[0005] 現(xiàn)有的解鎖方法不能在便捷性和安全性方面達(dá)到平衡，難以兼顧用戶體驗(yàn)和用戶 隱私保護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征 的智能設(shè)備解鎖方法，具有操作簡(jiǎn)單、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：包括以下步驟：
[0008] 1)手機(jī)屏幕上隨機(jī)出現(xiàn)解鎖方格圖案，用戶自行設(shè)定軌跡，并根據(jù)設(shè)定的軌跡掃 視解鎖方格結(jié)點(diǎn)，并在用戶掃視的同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)采集；所述的實(shí)時(shí)參數(shù)包括：人臉識(shí) 別參數(shù)、用戶人眼運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)和人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)以及加速度參數(shù)；
[0009] 2)提取步驟1)采集到的實(shí)時(shí)參數(shù)，獲得用戶掃視特征值并儲(chǔ)存；
[0010] 3)解鎖時(shí)手機(jī)屏幕上出現(xiàn)解鎖方格圖案，解鎖者掃視解鎖方格，同時(shí)經(jīng)前置攝像 頭進(jìn)行參數(shù)采集；
[0011] 4)提取步驟3)獲得參數(shù)，先判斷解鎖者的掃視軌跡是否跟步驟1)中自行設(shè)定的 軌跡相同，若相同則提取解鎖者用戶掃視特征值，若不相同則提示解鎖失??；
[0012] 5)將解鎖者用戶掃視特征值和存儲(chǔ)的用戶掃視特征值進(jìn)行比對(duì)，若相同則解鎖手 機(jī)，若不相同則提示解鎖失敗。
[0013] 所述的參數(shù)采集的方法為：前置攝像頭獲取人臉圖形，圖像識(shí)別算法識(shí)別人臉并 進(jìn)一步識(shí)別出人眼中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，內(nèi)置定時(shí)器獲得人眼掃視的時(shí)間，利用像素和人眼中 心的相對(duì)位置關(guān)系和定時(shí)器數(shù)據(jù)獲得掃視加速度以及掃視角度參數(shù)；利用手機(jī)內(nèi)置的陀螺 儀、線性加速度計(jì)、磁場(chǎng)傳感器記錄人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)、加速度以及與地磁場(chǎng)的 相對(duì)方向參數(shù)。
[0014] 識(shí)別出人眼中心的運(yùn)動(dòng)軌跡過程中，計(jì)算注視終點(diǎn)的坐標(biāo)（X，y)的計(jì)算方法為：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 手機(jī)屏幕上隨機(jī)出現(xiàn)解鎖方格圖案，用戶自行設(shè)定軌跡，并根據(jù)設(shè)定的軌跡掃視解 鎖方格結(jié)點(diǎn)，并在用戶掃視的同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)采集；所述的實(shí)時(shí)參數(shù)包括：人臉識(shí)別參 數(shù)、用戶人眼運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)和人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)以及加速度參數(shù)； 2) 提取步驟1)采集到的實(shí)時(shí)參數(shù)，獲得用戶掃視特征值并儲(chǔ)存； 3) 解鎖時(shí)手機(jī)屏幕上出現(xiàn)解鎖方格圖案，解鎖者掃視解鎖方格，同時(shí)經(jīng)前置攝像頭進(jìn) 行參數(shù)采集； 4) 提取步驟3)獲得參數(shù)，先判斷解鎖者的掃視軌跡是否跟步驟1)中自行設(shè)定的軌跡 相同，若相同則提取解鎖者用戶掃視特征值，若不相同則提示解鎖失??； 5) 將解鎖者用戶掃視特征值和存儲(chǔ)的用戶掃視特征值進(jìn)行比對(duì)，若相同則解鎖手機(jī)， 若不相同則提示解鎖失敗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 所述的參數(shù)采集的方法為：前置攝像頭獲取人臉圖形，圖像識(shí)別算法識(shí)別人臉并進(jìn)一步識(shí) 別出人眼中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，內(nèi)置定時(shí)器獲得人眼掃視的時(shí)間，利用像素和人眼中心的相對(duì) 位置關(guān)系和定時(shí)器數(shù)據(jù)獲得掃視加速度以及掃視角度參數(shù)；利用手機(jī)內(nèi)置的陀螺儀、線性 加速度計(jì)、磁場(chǎng)傳感器記錄人在掃視時(shí)手部的抖動(dòng)、移動(dòng)、加速度以及與地磁場(chǎng)的相對(duì)方向 參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 識(shí)別出人眼中心的運(yùn)動(dòng)軌跡過程中，計(jì)算注視終點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y)的計(jì)算方法為： X = (d) X (.Xi+ι ~ χ? + Xi y = SX(yi+1~yi)+yi 其中t是注視終點(diǎn)的時(shí)刻，Xi、yi是某一時(shí)刻的注視坐標(biāo)，xi+1、y i+1是下一時(shí)刻的注視 坐標(biāo)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 所述的獲得用戶掃視特征值的方法為： 4-1)將得到的實(shí)時(shí)參數(shù)通過低通濾波器去除噪聲； 4-2)將每組實(shí)時(shí)特征參數(shù)映射到高維空間中的一個(gè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)在高維空間中的 點(diǎn)張成特征值所在的超子平面，即落在特征值超子平面的特征點(diǎn)就是用戶特有的特征點(diǎn)， 落在超子平面外的點(diǎn)不是用戶特有的特征點(diǎn)，超平面的維度是特征參數(shù)的數(shù)量的度，轉(zhuǎn)換 公式如下： F : W (七1，七2，七3，· · ·，tn) ~V (Ui，U2，U3，· · ·，Up) 其中，F(xiàn)是高維映射，wh，t2, t3, . . .，tn)是特征參數(shù)組成的向量， v(u" u2, u3, · · ·，up)是超子平面的特征向量，p是超子平面的維度； 4-3)以向量的形式將特征值加密存儲(chǔ)，完成用戶特征值的提取。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 所述的步驟4)中判斷解鎖者的掃視軌跡與步驟1)中自行設(shè)定的軌跡是否相同的方法為： 利用圖形分類器判斷是否是預(yù)設(shè)解鎖圖形，將掃視圖形輸入到分類器與預(yù)設(shè)圖形計(jì)算歐式 距離，若歐式距離小于閾值φ則表明掃視圖形與預(yù)設(shè)圖形的相似度高，判斷為同一圖形，若 歐式距離大于閾值φ則表明掃視圖形不是預(yù)設(shè)圖形，屏幕提示解鎖失敗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人眼運(yùn)動(dòng)特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 所述的步驟5)中將解鎖者用戶掃視特征值和存儲(chǔ)的用戶掃視特征值進(jìn)行比對(duì)的方法為： 將掃視特征輸入分類器，計(jì)算優(yōu)化的特征權(quán)值下的結(jié)果，s = …+wpup，若S小 于閾值ξ則表明特征匹配成功，解鎖屏幕，若S大于閾值ξ則表明特征匹配失敗，屏幕提 示解鎖失敗。
【文檔編號(hào)】H04M1/725GK104158980SQ201410432080
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】魏堯, 韓勁松, 惠維, 趙季中, 蔣志平, 王志, 周偉 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)