CN102739874A - 一种移动终端身份认证解锁方法 - Google Patents

Abstract

一种移动终端静脉认证解锁方法，它有四大步骤：步骤一，静脉特征注册，通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行静脉特征注册；步骤二，配置需要解锁的目标设备信息，如MAC地址；步骤三，静脉特征认证，用户需要解锁设备时通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行比对认证；步骤四，解锁目标设备，用户选择需要解锁的目标设备后配置的目标信息对目标设备进行解锁。本发明无需在现有手机上安装任何附加设备，只需安装相应软件即可实现高安全性的静脉识别身份认证，并在通过用户本人身份认证后解锁本机或其他外部设备，具有成本低、安全性高，用户使用方便，易于普及等优点。

Description

一种移动终端身份认证解锁方法

技术领域

本发明涉及移动终端的身份认证技术，特别是涉及一种移动终端身份认证解锁方法。属于生物特征识别领域。

背景技术

目前，我们常用的解锁方式都是采用传统的密码、钥匙、磁卡等，容易遗忘和丢失。手机上的解锁方式较多，如组合键解锁、图形解锁、滑动解锁等，都存在安全性差，无法有效保护信息和财产安全。目前也出现了一些利用指纹、人脸认证的生物识别解锁方式，但都存在需要专用设备、安全性不足等缺陷。随着移动终端，特别是智能手机的普及，如何保障这些移动终端的安全性就成为一个重要课题。随着社会的发展，人们外出一般都需要携带大量的钥匙和其他身份标识物，如汽车钥匙、住宅钥匙、磁卡等，不便且容易丢失。

手机作为当前人们必不可少的随身物品，如果利用随身携带的手机通过手腕或手背静脉认证识别技术进行手机解锁，进而通过手机进行计算机解锁、汽车解锁、保险柜解锁和门锁解锁等。在手机上通过本人身份认证后就可以取代各种各样的钥匙，既不需要专用设备，又不必另外携带钥匙，磁卡等。并且即使手机丢失非注册用户也不能解锁，具有很高的安全性和便利性。

发明内容

1、目的：

本发明的目的是提供一种移动终端身份认证解锁方法，它利用手机自带的摄像头采集手腕或手背静脉特征图像，提出在手机上进行静脉身份认证的方法。可实现手机的身份认证解锁，同时利用手机自带的蓝牙、WIFI或NFC等通信技术可实现其他设备的静脉特征认证解锁。

2、技术方案：

本发明在解锁手机的时候不需要输入密码，只需运行本发明的静脉认证解锁程序即可实现本人身份认证并解锁手机。在解锁其他设备的时候也需要通过本人静脉认证才能通过设定的通讯方式、目标地址连接并解锁目标设备，从而实现目标设备的解锁。具有成本低、安全性高，用户使用方便，易于普及等特点。

本发明的核心是移动终端上静脉特征身份认证的方法，包括静脉特征采集、静脉特征注册、静脉特征认证和解锁应用。首先利用手机自带的摄像头获取用户手腕或手背部位静脉特征图像，根据手腕或手背外形特征定位静脉特征部位和静脉特征中心子块，然后对该子块进行静脉特征提取、静脉特征注册和静脉特征比对，通过注册用户本人比对认证后实现设备的解锁。

本发明一种移动终端静脉认证解锁方法，它包括以下步骤：

步骤一，静脉特征注册，通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行静脉特征注册；

步骤二，配置需要解锁的目标设备信息，如MAC地址等；

步骤三，静脉特征认证，用户需要解锁设备时通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行比对认证；

步骤四，解锁目标设备，用户选择需要解锁的目标设备后配置的目标信息对目标设备进行解锁。

其中，步骤一中所述的摄像头是指移动终端自带的CMOS或CCD摄像头及附件（如闪光灯或补光灯等）；改进的移动终端自带摄像头，包括红外光源和带滤光装置的摄像头。

其中，步骤一中所述的用户静脉特征是指：用户手腕部位、手背部位或其他部位静脉特征；静脉特征注册是指：摄像头采集的彩色静脉图像经过静脉特征中心子块定位、灰度转换、归一化、图像增强、滤波、二值化、特征提取、AES加密和数据存储等过程；

其中，步骤二中所述的解锁目标设备是指：手机、具有蓝牙、WIFI、NFC或其他通讯接口的终端设备；

其中，步骤三中所述的静脉特征比对认证是指：摄像头采集的彩色静脉图像经过静脉特征中心子块定位、灰度转换、归一化、图像增强、滤波、二值化、特征提取和特征比对并根据比对相似度确认用户的过程；

其中，上述的静脉特征中心子块定位是指：通过边缘算法检测手腕或手背的边缘，通过形态学方法判断手腕和手背部位的合法性，如为合法部位，则依据边缘和偏移定位静脉特征中心子块；上述的上述灰度转换是指：非RGB直接转换，直接通过YUV（或YCbCr）数据直接转换，转换公式为：G=Y*α+（U/V）*β.；其中Y为图像亮度信号，U和V为图像色度信号，α和β分别为转换系数；

其中，上述AES加密和数据存储是指：经AES加密后的特征数据具有很高的安全性，可以存储在本机的储存器中，也可以通过网络上传至指定服务器中存储，以备手机丢失或存储数据损坏后下载。

其中，本发明还包括这样一些技术特征：利用手机或其他移动终端自带图像采集装置和自带或外接光源装置采集特征图像；适用于手腕静脉、手背静脉和掌纹掌脉等特征的单独认和自由组合认证。

3、优点及功效：

本发明一种移动终端静脉认证解锁方法，它的优点是：无需在现有手机上安装任何附加设备，只需安装相应软件即可实现高安全性的静脉识别身份认证，并在通过用户本人身份认证后解锁本机或其他外部设备，如具有蓝牙、WIFI、GPRS或NFC通讯接口的锁具、智能终端，汽车等，具有成本低、安全性高，用户使用方便，易于普及等优点。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现结合附图描述本发明的具体实施方式，附图中相同的参考标记代表相似的含义或部件。其中：

图1为本发明一种移动终端身份认证解锁方法系统框图；

图2为本发明一种移动终端身份认证解锁方法流程框图；

图3为本发明一种移动终端身份认证解锁方法静脉特征采集和提取流程图

图4为本发明一种移动终端身份认证解锁方法特征注册流程图

图5为本发明一种移动终端身份认证解锁方法特征比对和设备解锁流程图

图中具体标号如下：

101、采集的静脉特征部位    102、移动终端自带摄像头

103、移动终端              104、静脉图像处理及特征提取

105、静脉特征注册          106、目标设备配置

107、静脉特征比对认证      108、解锁目标设备

S101—S108为系统流程序号

S201—S212为静脉特征采集和提取流程序号

S301—S302为特征注册流程序号

S401—S408为特征比对和设备解锁流程序号

G为转换后的静脉特征图像灰度值

Y为采集到的彩色静脉特征图像亮度值

Cb和Cr为色度分量

α为亮度转换系数

β为色度转换系数

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

图1为本发明一种移动终端身份认证解锁方法系统框图。101为采集的静脉特征部位，如手腕部位，手背部位或其他具有静脉特征的部位，本实施例为手腕静脉部位；102为移动终端自带摄像头，用于采集静脉图像，有闪光灯或补光灯效果更好；103为移动终端，可以是手机，或具有CPU和微计算机特征移动终端设备，本实施例为HTC Android智能手机；104为静脉特征采集和提取模块，通过移动终端自带的摄像头采集静脉特征部位的彩色静脉图像，经过灰度转换等一系列静脉算法处理流程最终提取静脉特征；105为静脉特征注册模块，把静脉特征经过加密等过程存储到本机或长传至服务器；106为目标设备解锁配置模块，配置目标设备解锁必要的硬件信息和连接信息，主要有MAC等具有唯一性的硬件地址信息，本实施例的解锁目标设备为本机和蓝牙设备，解锁本机无需配置，解锁蓝牙设备需要配置MAC地址；107为静脉特征比对认证模块，把采集的静脉特征与注册的静脉特征进行比对，获得特征相似度，如相似度大于设定阈值则认证成功，否则认证失败；108为目标设备解锁模块，根据目标设备解锁配置信息和连接信息发送解锁指令，完成设备解锁。

图2为本发明一种移动终端身份认证解锁方法流程框图，其主要包括以下流程：

流程S101，程序运行；

流程S102，开启摄像头，如有补光灯也同时开启补光灯；

流程S103，检测采集图像的合法性，如果是合法的部位，如手腕、手背等就采集图像；

流程S104，静脉图像处理及特征提取，包括静脉特征中心子块定位、灰度转换、归一化、图像增强、滤波、二值化和特征提取过程；

流程S105，静脉特征注册，把提取的静脉特征经过加密和打包后保存；

流程S106，配置解锁设备信息，配置解锁终端的硬件地址等信息；

流程S107，静脉特征比对认证，把提取的静脉特征与注册的静脉特征进行比对，比对分数大于设定阈值则比对成功，否则比对识别。

流程S108，解锁目标设备，比对成功后主动连接目标设备，发送解锁指令。

图3为本发明的静脉特征采集和提取流程图，其主要包括以下流程：

流程S201，程序运行；

流程S202，启动摄像头，如有补光灯也同时开启补光灯；

流程S203，采集静脉图像，本实施例采集手腕部位的静脉图像；

流程S204，边缘检测，采用Sobel边缘检测算法检测采集部位的边缘及合法性；

流程S205，定位静脉中心子块，根据检测的边缘定位静脉中心子块。

流程S206，剪切静脉中心子块，根据边缘位置和偏移量剪切静脉特征中心子块；

流程S207，图像灰度化，静脉中心子块为彩色图像，本实施例采用YCbCr图像格式直接转换灰度，效果比转换为RGB后再转换为灰度要好，转换公式为：G=Y*α+(Cb/Cr)*β，针对不同的图像α和β的取值有所不同，本实施例针对所用HTCAndroid手机α=0.5，β=0.2；

流程S208，图像归一化，图像灰度化后的静脉特征中心子块大小不是固定的，需要转换为统一的固定尺寸；

流程S209，图像增强；

流程S210，图像滤波；

流程S211，图像二值化；

流程S212，静脉特征提取，提取的静脉特征用于特征注册和特征比对。

图4为本发明的静脉特征注册流程图，其主要包括以下流程：

流程S212，静脉特征提取；

流程S301，配置解锁设备信息，如配置解锁设备的硬件地址等；

流程S302，加密保存注册信息，把加密后的注册信息保存在本地货上传至服务器；

图5为本发明的特征比对和设备解锁流程图，其主要包括以下流程：

流程S212，静脉特征提取；

流程S401，读取并解密注册数据，读取静脉注册数据和解锁设备信息；

流程S402，静脉特征比对，当前提取的静脉特征与读取的注册数据进行比对，获得比对相似度；

流程S403，相似度大于设定阈值则比对成功，否则比对失败；

流程S404，比对失败后重新采集特征比对；

流程S405，比对成功后选择当前需要解锁的设备；

流程S406，读取选择解锁设备的硬件信息和连接信息；

流程S407，连接解锁设备并发送解锁指令；

流程S408，解锁成功。

从上述实施例可以看出，本发明一种移动终端身份认证解锁方法使用方便，安全性高。即使手机丢失他人也无法完成解锁，只要在现有自带摄像头的移动终端（如智能手机）上安装相应静脉身份认证解锁软件，即可实现高安全性的静脉识别身份认证解锁。如在相关锁具上安装蓝牙等无线接收装置就完全可以取代昂贵的静脉识别身份认证装置，具有安全性高，成本低，安装和使用都很方便的特点，具有广阔的应用前景。

以上实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案和实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员还可以对本发明进行修改或者同等替换。而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一，静脉特征注册，通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行静脉特征注册；

步骤二，配置需要解锁的目标设备信息，如MAC地址；

步骤三，静脉特征认证，用户需要解锁设备时通过手机自带摄像头采集用户静脉特征并进行比对认证；

步骤四，解锁目标设备，用户选择需要解锁的目标设备后配置的目标信息对目标设备进行解锁。

2.根据权利要求1所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：步骤一中所述的摄像头是指移动终端自带的CMOS或CCD摄像头及闪光灯、补光灯附件；改进的移动终端自带摄像头，包括红外光源和带滤光装置的摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：步骤一中所述的用户静脉特征是指：用户手腕部位、手背部位或其他部位静脉特征；静脉特征注册是指：摄像头采集的彩色静脉图像经过静脉特征中心子块定位、灰度转换、归一化、图像增强、滤波、二值化、特征提取、AES加密和数据存储过程。

4.根据权利要求1所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：步骤二中所述的解锁目标设备是指：手机、具有蓝牙、WIFI、NFC或其他通讯接口的终端设备。

5.根据权利要求1所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：步骤三中所述的静脉特征比对认证是指：摄像头采集的彩色静脉图像经过静脉特征中心子块定位、灰度转换、归一化、图像增强、滤波、二值化、特征提取和特征比对并根据比对相似度确认用户的过程。

6.根据权利要求3所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：所述的静脉特征中心子块定位是指：通过边缘算法检测手腕或手背的边缘，通过形态学方法判断手腕和手背部位的合法性，如为合法部位，则依据边缘和偏移定位静脉特征中心子块；所述的灰度转换是指：非RGB直接转换，直接通过YUV数据直接转换，转换公式为：G=Y*α+（U/V）*β.；其中Y为图像亮度信号，U和V为图像色度信号，α和β分别为转换系数；所述的AES加密和数据存储是指：经AES加密后的特征数据具有很高的安全性，可以存储在本机的储存器中，也可以通过网络上传至指定服务器中存储，以备手机丢失或存储数据损坏后下载。

7.根据权利要求1所述的一种移动终端静脉认证解锁方法，其特征在于：利用手机或其他移动终端自带图像采集装置和自带或外接光源装置采集特征图像，适用于手腕静脉、手背静脉和掌纹掌脉特征的单独认证和自由组合认证。

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