碼，本發(fā)明提出一種全新的非接觸式、基于視覺感知的=維手勢驗證碼方法 及系統(tǒng)，即從=維手勢驗證碼數(shù)據(jù)庫中隨機提取的一個特定=維手勢驗證碼，W視頻、動畫 和圖片等方式顯示在用戶界面，體感設(shè)備攝錄用戶做出相應(yīng)手勢進行輸入驗證碼，提高了 驗證安全性，極大程度上杜絕了自動機器程序的批量操作，同時也方便了用戶。相對于傳統(tǒng) 驗證碼，使用運種新型=維手勢驗證碼，用戶可W不用糾結(jié)那些肉眼都難W辨識的扭曲的 文字內(nèi)容，只需面對體感設(shè)備做出單手、雙手靜態(tài)手勢或動態(tài)手勢，即可完成驗證碼輸入。
【主權(quán)項】
1. 一種三維手勢驗證方法，其特征是，包括如下步驟： 步驟1，用戶通過客戶端向服務(wù)器端發(fā)送注冊或登錄請求； 步驟2,服務(wù)器端在接收到客戶端發(fā)送的注冊或登錄請求后，隨機生成三維手勢文件中 包括手指和手掌的坐標、朝向和運動軌跡的三維手勢驗證碼，并記錄該三維手勢驗證碼所 包含的信息后，將三維手勢驗證碼發(fā)送到客戶端； 步驟3，客戶端接收到服務(wù)器端發(fā)送來的三維手勢驗證碼文件，并將其進行顯示； 步驟4,用戶在客戶端的體感攝像機的有效范圍內(nèi)做出預(yù)定的初始化動作，初始化完成 后，客戶端提示用戶初始化完成； 步驟5,用戶繼續(xù)在客戶端的體感攝像機有效范圍內(nèi)做出客戶端顯示的三維手勢，并做 初步匹配判斷，客戶端將初步匹配的三維手勢封裝成相應(yīng)的三維手勢文件發(fā)送回服務(wù)器 端； 步驟6,服務(wù)器將客戶端返回的三維手勢文件與步驟2所發(fā)送給客戶端的三維手勢驗證 碼進行特征提取和匹配，最終得到匹配成功或失敗的結(jié)果，匹配成功則在客戶端顯示相應(yīng) 訪問頁面，匹配失敗則重新發(fā)送三維手勢驗證碼到客戶端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維手勢驗證方法，其特征是，步驟4和5所用的體感攝像 機為RGB-D攝像機，其通過自動獲取手部深度圖像的視頻流，將拍攝到的視頻流所獲取的每 幀景深圖像的三維像素信息進行空間轉(zhuǎn)換為實際空間中的點云信息，同時利用圖像超分辨 率技術(shù)對深度圖進行細節(jié)優(yōu)化提高手部細節(jié)重建，由此獲得手部數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維手勢驗證方法，其特征是，服務(wù)器端向客戶端發(fā)送的 三維手勢驗證碼包括靜態(tài)三維手勢驗證碼或動態(tài)三維手勢驗證碼；與之相應(yīng)地，客戶端向 服務(wù)器端返回的三維手勢文件也為靜態(tài)三維手勢文件或動態(tài)三維手勢文件。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三維手勢驗證方法，其特征是，步驟6中，當三維手勢文件 和三維手勢驗證碼均為靜態(tài)時，其特征提取和匹配的過程具體如下： 步驟1)，根據(jù)手指檢測算法獲得靜態(tài)三維手勢文件的手指個數(shù)； 步驟2)，當步驟1)所檢測到的手指個數(shù)與三維手勢驗證碼個數(shù)匹配時，根據(jù)手指距離 手掌中心最遠規(guī)律，將手的輪廓點的坐標轉(zhuǎn)換成以手掌中心為原點的極坐標系，然后分析 輪廓曲線中的局部最大值，最后根據(jù)映射規(guī)則將輪廓點的尖點位置映射為指尖坐標； 步驟3)，基于步驟2)所得到的指尖坐標，根據(jù)歐式距離在三維空間的應(yīng)用，計算靜態(tài)三 維手勢文件中的每兩根手指的指尖距離du; 步驟4)，采用體感攝像機采集手指朝向特征信息； 步驟5)，基于步驟4)所采集到的手指朝向特征信息，計算靜態(tài)三維手勢文件中的每兩 根手指的指間夾角aij ; 步驟6)，將步驟3)所計算出的靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指尖距離du分別進 行歸一化處理后再計算平均值，并將靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指尖距離du的平 均值與三維手勢驗證碼中所對應(yīng)的2根手指的指尖距離采用相關(guān)系數(shù)法計算出相關(guān)系數(shù) 洞時，將步驟5)所計算出的靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指間夾角(?分別進行 歸一化處理后再計算平均值，并將靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指間夾角的平均 值與三維手勢驗證碼中所對應(yīng)的2根手指的指間夾角采用相關(guān)系數(shù)法計算出相關(guān)系數(shù)' 步驟7)，當每2根手指的且r； 均成立時，服務(wù)器認定靜態(tài)三維手勢與 1J -'..I 認1.1 j 三維手勢驗證碼匹配成功，否則，服務(wù)器認定為靜態(tài)三維手勢和三維手勢驗證碼匹配失??； 其中$為服務(wù)器端預(yù)設(shè)的三維手勢驗證碼所對應(yīng)的兩指尖距離的相關(guān)系數(shù)匹配閾值， €為服務(wù)器端預(yù)設(shè)的三維手勢驗證碼所對應(yīng)的兩手指夾角的相關(guān)系數(shù)匹配閾值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三維手勢驗證方法，其特征是，步驟6中，當三維手勢文件 和三維手勢驗證碼均為動態(tài)時，其特征提取和匹配的過程具體如下： 步驟（1 )，根據(jù)靜態(tài)三維手勢特征提取方法，對動態(tài)三維手勢每一幀三維手勢進行特征 提取;即 步驟1)，根據(jù)手指檢測算法獲得靜態(tài)三維手勢文件的手指個數(shù)； 步驟2)，當步驟1)所檢測到的手指個數(shù)與三維手勢驗證碼個數(shù)匹配時，根據(jù)手指距離 手掌中心最遠規(guī)律，將手的輪廓點的坐標轉(zhuǎn)換成以手掌中心為原點的極坐標系，然后分析 輪廓曲線中的局部最大值，最后根據(jù)映射規(guī)則將輪廓點的尖點位置映射為指尖坐標； 步驟3)，基于步驟2)所得到的指尖坐標，根據(jù)歐式距離在三維空間的應(yīng)用，計算靜態(tài)三 維手勢文件中的每兩根手指的指尖距離du; 步驟4)，采用體感攝像機采集手指朝向特征信息； 步驟5)，基于步驟4)所采集到的手指朝向特征信息，計算靜態(tài)三維手勢文件中的每兩 根手指的指間夾角aij ; 步驟6)，將步驟3)所計算出的靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指尖距離du分別進 行歸一化處理后再計算平均值，并將靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指尖距離du的平 均值與三維手勢驗證碼中所對應(yīng)的2根手指的指尖距離采用相關(guān)系數(shù)法計算出相關(guān)系數(shù) R,，同時，將步驟5)所計算出的靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指間夾角分別進行 歸一化處理后再計算平均值，并將靜態(tài)三維手勢文件中的每2根手指的指間夾角的平均 值與三維手勢驗證碼中所對應(yīng)的2根手指的指間夾角采用相關(guān)系數(shù)法計算出相關(guān)系數(shù)％ 步驟7)，當每2根手指的rSu 2 &且rai 均成立時，服務(wù)器認定靜態(tài)三維手勢與 三維手勢驗證碼匹配成功，否則，服務(wù)器認定為靜態(tài)三維手勢和三維手勢驗證碼匹配失??； 其中?Γ為服務(wù)器端預(yù)設(shè)的三維手勢驗證碼所對應(yīng)的兩指尖距離的相關(guān)系數(shù)匹配閾值， €為服務(wù)器端預(yù)設(shè)的三維手勢驗證碼所對應(yīng)的兩手指夾角的相關(guān)系數(shù)匹配閾值； 步驟(2)，根據(jù)質(zhì)心距離函數(shù)，將其運用在三維空間中，增加第三維信息，提取出三維手 勢運動軌跡； 步驟(3)，根據(jù)軌跡點的重新采樣解決縮放手勢，同樣的平移通過x、y、z坐標標準化特 征提取； 步驟(4)，根據(jù)三維空間坐標旋轉(zhuǎn)算法，計算出動態(tài)三維手勢當前幀與上一幀相應(yīng)旋轉(zhuǎn) 軸的旋轉(zhuǎn)角 步驟(5)，當每一幀靜態(tài)三維手勢特征值與相應(yīng)的三維手勢驗證碼特征值相匹配時，計 算每一幀三維手勢軌跡特征C[t]是否與三維手勢驗證碼的特征軌跡Co[t]相匹配；當旋轉(zhuǎn) 角民g從，ej，則服務(wù)器認定動態(tài)三維手勢和三維手勢驗證碼匹配成功，當旋轉(zhuǎn)角超出此 范圍，則服務(wù)器認定動態(tài)三維手勢和三維手勢驗證碼匹配失敗;其中別為三維手勢 驗證碼旋轉(zhuǎn)角允許范圍的最小值和最大值。6.基于權(quán)利要求1所述方法的一種三維手勢驗證系統(tǒng)，包括客戶端和服務(wù)器端;其中： 客戶端：向服務(wù)器端發(fā)送注冊或登錄請求;接受服務(wù)器端發(fā)送來的三維手勢驗證碼，并 將其以視頻、動畫和圖片等方式顯示在相應(yīng)界面；由體感設(shè)備拍攝并獲取用戶做出的三維 手勢信息;對獲取的三維手勢信息進行初步判斷;將通過初步匹配的三維手勢信息封裝成 三維手勢驗證碼發(fā)送回服務(wù)器； 服務(wù)器端：向客戶端隨機發(fā)送三維手勢驗證碼;接受客戶端發(fā)送回來的三維手勢驗證 碼;計算三維手勢信息與之前發(fā)送的三維手勢驗證碼匹配值;根據(jù)匹配與否在客戶端顯示 相應(yīng)界面。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種三維手勢驗證方法及系統(tǒng)，其通過向客戶端發(fā)送三維手勢驗證碼，接受客戶端返回的三維手勢信息文件，驗證該三維手勢信息與之前發(fā)送的三維手勢驗證碼是否匹配，解決了傳統(tǒng)驗證碼驗證服務(wù)中驗證碼難以被肉眼準確識別或者極易被自動機器程序識別并批量操作，從而造成用戶實際體驗差和服務(wù)器負荷重的問題，同時本發(fā)明利用新型的紅外激光體感技術(shù)，為用戶提供了一種友好的、非接觸式的輸入體驗。
【IPC分類】G06F21/32, G06F3/01
【公開號】CN105718776
【申請?zhí)枴緾N201610033405
【發(fā)明人】史卓, 安亞磊, 李映輝, 馬洋洋, 玉珂
【申請人】桂林電子科技大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月19日