CN105025018A - 一种在通信过程中进行安全验证的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在通信过程中进行安全验证的方法，该方法包括初始化图像处理与识别模块中动作库和人脸库，预设密码解锁界面启动的动作、解锁手指轨迹及人脸信息；采集做出动作的信息和人脸信息，图像采集模块采集与密码解锁界面相对应的垂直方向上的图像信息；根据动作信息或人脸信息进行身份信息验证，通过避免使用虚拟键盘或小型化物理键盘输入验证码而简化人为操作验证，提高了身份验证中的人为操作验证的效率；提供动作信息验证和人脸信息验证，两种验证模式，增加了验证的可靠性的同时，提升了用户体验。

Description

一种在通信过程中进行安全验证的方法

技术领域

本发明涉及一种通信方法，具体的说，涉及一种在通信过程中进行安全验证的方法，属于通信安全领域。

背景技术

信息技术和网络通讯的高速发展在给我们带来便利的同时也滋生了一系列不安定因素。访问网络服务时，经常需要进行身份验证。身份验证通常包括两部分，一部分为身份信息验证如用户名和密码验证，以验证网络服务申请者是否为合法用户，另一部分为人为操作验证如验证码验证，以验证网络服务申请者是否为真实人类用户。当上述两部分均验证成功即确定出真实的而非模拟(如非计算机程序模拟)的合法用户时，身份验证验证成功。

验证码全称为全自动区分计算机和人类的图灵测试，起源于1997的AltaVista，目的是阻止URL的自动提交，其基本形式是：在每次向网页提交信息的时候，系统会自动随机产生一串数字或符号(即验证码)，只有在指定的地方正确输入这些验证码才能成功提交信息。验证码技术能解决恶意程序对论坛不断发表信息这一问题。

但是，对于移动计算设备，例如平板电脑、智能手机等，由于其屏幕比较小，当验证码比较复杂的时候，用户难于阅读辨识；并且由于键盘也比较小，用户输入多个验证码也不方便。使用终端尤其触摸屏小型化终端或者物理键盘小型化终端时，由于通过触摸屏上显示出的虚拟键盘或者集成在终端上的小型化物理键盘如九宫格键盘输入验证码的效率较低，使得进行人为操作验证的效率较低，因此降低了使用终端进行身份验证的效率。

目前越来越多的家庭娱乐设备和电子产品采用非接触式手势控制作为人机交互方式。一方面，在非接触式手势控制系统中，系统会根据用户的肢体动作做出相应的响应，用户无意的一个手势动作可能会导致控制系统的误操作。因此，在非接触式控制系统中也需要具备手势控制的锁定和解锁功能。另一方面，对于一些大屏幕的电子设备，如智能电视等，不适合使用接触式手势解锁，用户体验也不好，而非接触式手势解锁，可以弥补这一不足。  

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种在通信过程中进行安全验证的方法，该方法可能够提高身份验证中的人为操作验证的效率，还大幅提升了可靠性，用于手持设备时，方便、快捷、简单、安全。

为了实现上述目的，本发明提供一种在通信过程中进行安全验证的方法，该方法包括如下步骤：

（1）初始化图像处理与识别模块中动作库和人脸库，预设密码解锁界面启动的动作、解锁手指轨迹及人脸信息；

（2）采集做出动作的信息和人脸信息，图像采集模块采集与密码解锁界面相对应的垂直方向上的图像信息；

（3）确定出采集到的做出动作的信息与预先选定的待验证动作的信息一致时或者采集的人脸信息与预设人脸信息一致时，根据动作信息或人脸信息进行身份信息验证。

优选的，在步骤（1）和（2）之间，还可包括如下步骤：

获得激活信息时，从预先设置的各待选择动作中随机选择一个作为待验证动作并提示。

优选的，其中，所述待选择动作为体感动作或手势动作。

优选的，在步骤（2）中采集做出动作的信息的过程为：

（21）对图像采集模块所采集的图像进行提取肤色区域并设定阈值将图像二值化；

（22）对二值化后的图像进行中值滤波和形态学操作，用于消除噪声的干扰；

（23）对于去噪后的二值图像进行连通域查找，并计算每个连通域的面积，提取的两个面积最大的连通域；

若连通域的面积小于预设阈值，则该连通域非手部区域，将小于该阈值的连通域内的像素值置零；

（24）在提取的两个面积最大的连通域中，采用人脸检测算法进行人脸检测；若存在人脸，则通过图像采集模块采集人脸信息以进行人脸识别。

优选的，在步骤（3）中，具体包括如下步骤：

（31）图像处理与识别模块从检测到的动作区域中识别动作和人脸，若该动作与步骤（1）预设的密码解锁界面的启动动作匹配，则密码解锁界面启动，进入步骤(32)，或者若检测到人脸信息，则密码解锁界面启动，进入步骤(33)；若上述二者皆不匹配，则密码解锁界面不启动；

（32）指尖及其运动轨迹检测模块从检测到的手部区域中识别指尖，并跟踪指尖在解 锁界面上的运动轨迹，与步骤（1）中预设的解锁手指轨迹对比；

若匹配，则所述的基于视频图像手势识别的非接触式解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变；

（33）图像采集模块对人脸信息进行分析，与步骤（1）中预设的人脸信息进行比对；

若匹配，则解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变。

优选的，在步骤（33）中，比对人脸信息时，判断人脸信息中是否包括人脸活动状态，人脸活动状态包括：眨眼、微笑、张嘴、摇头或点头中的一种或多种；

当人脸信息中包括人脸活动状态时，执行人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤。

优选的，人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤具体包括如下过程：

提取人脸图像的第一特征值和人脸数据的第二特征值；

判断第一特征值与第二特征值的相似度是否大于预设阈值；

当第一特征值与第二特征值的相似度大于预设阈值时，确定人脸图像与人脸数据相匹配。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：（1）通过避免使用虚拟键盘或小型化物理键盘输入验证码而简化人为操作验证，提高了身份验证中的人为操作验证的效率；（2）提供动作信息验证和人脸信息验证，两种验证模式，增加了验证的可靠性的同时，提升了用户体验。

附图说明

附图1为本发明实施例中安全验证方法的流程图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，一种在通信过程中进行安全验证的方法，该方法具体包括如下步骤。

S1.初始化图像处理与识别模块中动作库和人脸库，预设密码解锁界面启动的动作、解锁手指轨迹及人脸信息；

S2.采集做出动作的信息和人脸信息，图像采集模块采集与密码解锁界面相对应的垂直方向上的图像信息；

S3.确定出采集到的做出动作的信息与预先选定的待验证动作的信息一致时或者采集的人脸信息与预设人脸信息一致时，根据动作信息或人脸信息进行身份信息验证。

优选的，在步骤S1和S2之间，还可包括如下步骤：

获得激活信息时，从预先设置的各待选择动作中随机选择一个作为待验证动作并提示，优选的，所述待选择动作为体感动作或手势动作。

在步骤S2中采集做出动作的信息的过程为：

S21.对图像采集模块所采集的图像进行提取肤色区域并设定阈值将图像二值化；

S22.对二值化后的图像进行中值滤波和形态学操作，用于消除噪声的干扰；

S23.对于去噪后的二值图像进行连通域查找，并计算每个连通域的面积，提取的两个面积最大的连通域；若连通域的面积小于预设阈值，则该连通域非手部区域，将小于该阈值的连通域内的像素值置零；

S24.在提取的两个面积最大的连通域中，采用人脸检测算法进行人脸检测；若存在人脸，则通过图像采集模块采集人脸信息以进行人脸识别。

在步骤S3中，具体包括如下步骤：

S31.图像处理与识别模块从检测到的动作区域中识别动作和人脸，若该动作与步骤S1预设的密码解锁界面的启动动作匹配，则密码解锁界面启动，进入步骤S32，或者若检测到人脸信息，则密码解锁界面启动，进入步骤S33；若上述二者皆不匹配，则密码解锁界面不启动；

S32.指尖及其运动轨迹检测模块从检测到的手部区域中识别指尖，并跟踪指尖在解锁界面上的运动轨迹，与步骤S1中预设的解锁手指轨迹对比；

若匹配，则所述的基于视频图像手势识别的非接触式解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变；

S33.图像采集模块对人脸信息进行分析，与步骤S1中预设的人脸信息进行比对；

若匹配，则解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变。

在步骤S33中，比对人脸信息时，判断人脸信息中是否包括人脸活动状态，人脸活动状态包括：眨眼、微笑、张嘴、摇头或点头中的一种或多种；

当人脸信息中包括人脸活动状态时，执行人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤。

人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤具体包括如下过程：

提取人脸图像的第一特征值和人脸数据的第二特征值；

判断第一特征值与第二特征值的相似度是否大于预设阈值；

当第一特征值与第二特征值的相似度大于预设阈值时，确定人脸图像与人脸数据相匹配。

其中，可以基于人脸特征提取方法来提取人脸图像中的特征这和人脸数据中的特征值。例如，通过基于知识的表征方法提取人脸特征，该方法主要是根据人脸器官的形状描述以及他们之间的距离特性来获得有助于人脸分类的特征数据，其特征分量通常包括特征点间的欧氏距离、曲率和角度等。人脸由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部构成，对这些局部和它们之间结构关系的几何描述，可作为识别人脸的重要特征，这些特征被称为几何特征。

本发明实施例中，第一特征值和第二特征值均为同类型的特征值。即，二者均为视觉特征、或者均为像素统计特征、或者均为人脸图像变换系数特征、或者均为人脸图像代数特征，或者采取上述四种特征中的两种或以上种特征。

步骤S32中图像处理与识别模块检测手部区域手势变化具体过程为：

计算步骤(3)所获取的手部区域的二值化图像中心；

间隔行扫描手部区域的二值化图像的中心以上的区域；

设置行扫描次数h，扫描间隔为n＝height/h；其中，height表示二值化手势图像的中心以上的区域的高度；

记录每一行从像素值从0到255和255到0的跳变即像素值从0跳变到255时开始，到255跳变到0为止，表示有一根手指；

统计每行平均变化的手指个数，若手指个数大于等于n这表示检测到了手掌；若平均手指个数为0，这表示检测到了拳头；n表示系统设定的手掌阈值，大于该阈值表示检测到了手掌，n表示1,2,3,4,5；其中，两个手指间的间隔大于10个像素；

在检测到手势由手掌变为拳头或由拳头变为手掌的时候启动解锁界面。

所述指尖及其运动轨迹检测模块检测手部区域中指尖的具体过程为：

确定手部区域的中心，计算中心到手部边缘的平均距离u；确定手部区域中心上部距离中心的最远点的位置，以及该点与中心点之间的距离d；

若d与平均距离u之比大于1.6，表示该位置为指尖所在位置。

所述手部区域中心                                                的计算公式为：

其中，p表示0,1；q表示0,1；f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的像素值；N和M分别表示图像的高度和宽度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种在通信过程中进行安全验证的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）初始化图像处理与识别模块中动作库和人脸库，预设密码解锁界面启动的动作、解锁手指轨迹及人脸信息；

（2）采集做出动作的信息和人脸信息，图像采集模块采集与密码解锁界面相对应的垂直方向上的图像信息；

（3）确定出采集到的做出动作的信息与预先选定的待验证动作的信息一致时，或者采集的人脸信息与预设人脸信息一致时，根据动作信息或人脸信息进行身份信息验证。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）和（2）之间，还可包括如下步骤：

获得激活信息时，从预先设置的各待选择动作中随机选择一个作为待验证动作并提示。

3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述待选择动作为体感动作或手势动作。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中采集做出动作的信息的过程为：

（21）对图像采集模块所采集的图像进行提取肤色区域并设定阈值将图像二值化；

（22）对二值化后的图像进行中值滤波和形态学操作，用于消除噪声的干扰； 

（23）对于去噪后的二值图像进行连通域查找，并计算每个连通域的面积，提取的两个面积最大的连通域； 

若连通域的面积小于预设阈值，则该连通域非手部区域，将小于该阈值的连通域内的像素值置零；

（24）在提取的两个面积最大的连通域中，采用人脸检测算法进行人脸检测；若存在人脸，则通过图像采集模块采集人脸信息以进行人脸识别。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，具体包括如下步骤：

（31）图像处理与识别模块从检测到的动作区域中识别动作和人脸，若该动作与步骤（1）预设的密码解锁界面的启动动作匹配，则密码解锁界面启动，进入步骤(32)，或者若检测到人脸信息，则密码解锁界面启动，进入步骤(33)；若上述二者皆不匹配，则密码解锁界面不启动；

（32）指尖及其运动轨迹检测模块从检测到的手部区域中识别指尖，并跟踪指尖在解 锁界面上的运动轨迹，与步骤（1）中预设的解锁手指轨迹对比；

若匹配，则所述的基于视频图像手势识别的非接触式解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变；

（33）图像采集模块对人脸信息进行分析，与步骤（1）中预设的人脸信息进行比对；

若匹配，则解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤（33）中，比对人脸信息时，判断人脸信息中是否包括人脸活动状态，人脸活动状态包括：眨眼、微笑、张嘴、摇头或点头中的一种或多种； 

当人脸信息中包括人脸活动状态时，执行人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，人脸图像与预设人脸数据是否相匹配的步骤具体包括如下过程：

提取人脸图像的第一特征值和人脸数据的第二特征值；

判断第一特征值与第二特征值的相似度是否大于预设阈值；

当第一特征值与第二特征值的相似度大于预设阈值时，确定人脸图像与人脸数据相匹配。