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

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，智能手機的普及程度逐漸提高， 觸屏手機得到人們的認可。
[0003] 目前觸屏手機的解鎖方法主要有滑動解鎖，密碼解鎖以及手勢解鎖。滑動解鎖方 法簡單，但是安全性低。密碼解鎖需要雙手參與，便捷性低。手勢解鎖存在安全隱患，任何 知道解鎖手勢的人都可以解鎖手機。
[0004] 新出現(xiàn)的解鎖方法有指紋識別和眼球解鎖。指紋識別方法安全性高，但是依然需 要手指觸摸。眼球解鎖和手勢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到平衡，難以兼顧用戶體驗和用戶 隱私保護。


【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，提供一種基于人眼運動特征 的智能設(shè)備解鎖方法，具有操作簡單、安全性高的優(yōu)點。
[0007] 為實現(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)手機屏幕上隨機出現(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，并在用戶掃視的同時進行實時參數(shù)采集；所述的實時參數(shù)包括：人臉識 別參數(shù)、用戶人眼運動特征參數(shù)和人在掃視時手部的抖動、移動以及加速度參數(shù)；
[0009] 2)提取步驟1)采集到的實時參數(shù)，獲得用戶掃視特征值并儲存；
[0010] 3)解鎖時手機屏幕上出現(xiàn)解鎖方格圖案，解鎖者掃視解鎖方格，同時經(jīng)前置攝像 頭進行參數(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的用戶掃視特征值進行比對，若相同則解鎖手 機，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，圖像識別算法識別人臉并 進一步識別出人眼中心的運動軌跡，內(nèi)置定時器獲得人眼掃視的時間，利用像素和人眼中 心的相對位置關(guān)系和定時器數(shù)據(jù)獲得掃視加速度以及掃視角度參數(shù)；利用手機內(nèi)置的陀螺 儀、線性加速度計、磁場傳感器記錄人在掃視時手部的抖動、移動、加速度以及與地磁場的 相對方向參數(shù)。
[0014] 識別出人眼中心的運動軌跡過程中，計算注視終點的坐標（X，y)的計算方法為：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于人眼運動特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 手機屏幕上隨機出現(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，并在用戶掃視的同時進行實時參數(shù)采集；所述的實時參數(shù)包括：人臉識別參 數(shù)、用戶人眼運動特征參數(shù)和人在掃視時手部的抖動、移動以及加速度參數(shù)； 2) 提取步驟1)采集到的實時參數(shù)，獲得用戶掃視特征值并儲存； 3) 解鎖時手機屏幕上出現(xiàn)解鎖方格圖案，解鎖者掃視解鎖方格，同時經(jīng)前置攝像頭進 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敗； 5) 將解鎖者用戶掃視特征值和存儲的用戶掃視特征值進行比對，若相同則解鎖手機， 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動特征的智能設(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，圖像識別算法識別人臉并進一步識 別出人眼中心的運動軌跡，內(nèi)置定時器獲得人眼掃視的時間，利用像素和人眼中心的相對 位置關(guān)系和定時器數(shù)據(jù)獲得掃視加速度以及掃視角度參數(shù)；利用手機內(nèi)置的陀螺儀、線性 加速度計、磁場傳感器記錄人在掃視時手部的抖動、移動、加速度以及與地磁場的相對方向 參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于人眼運動特征的智能設(shè)備解鎖方法，其特征在于： 識別出人眼中心的運動軌跡過程中，計算注視終點的坐標（x，y)的計算方法為： X = (d) X (.Xi+ι ~ χ? + Xi y = SX(yi+1~yi)+yi 其中t是注視終點的時刻，Xi、yi是某一時刻的注視坐標，xi+1、y i+1是下一時刻的注視 坐標。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人眼運動特征的智能設(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)將得到的實時參數(shù)通過低通濾波器去除噪聲； 4-2)將每組實時特征參數(shù)映射到高維空間中的一個點，實時數(shù)據(jù)參數(shù)在高維空間中的 點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就是用戶特有的特征點， 落在超子平面外的點不是用戶特有的特征點，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，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動特征的智能設(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動特征的智能設(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的用戶掃視特征值進行比對的方法為： 將掃視特征輸入分類器，計算優(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】H04M1/725GK104158980SQ201410432080
【公開日】2014年11月19日 申請日期: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 申請人:西安交通大學