CN113330452A - 使用镜片特征的身份认证 - Google Patents

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Abstract

用于确定用户身份的方法、系统和装置，包括编码在计算机存储介质上的计算机程序。一方面，一种方法包括：获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；基于光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集；以及至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。

Description

使用镜片特征的身份认证
相关申请交叉引用
本申请要求2019年1月17日提交的美国申请16/250,795的优先权，该申请以引用的方式纳入全文。
技术领域
本文涉及身份认证系统。
背景技术
身份认证系统可以用于确定用户的身份，例如，一体机(例如，ATM一体机)或个人设备(例如，智能电话)的用户。在一些情况下，身份认证系统可以至少部分基于从用户眼睛的独特外观导出的眼部生物特征来确定用户的身份。
发明内容
本文描述了一种认证系统，该认证系统被实现为在一个或多个位置中的一个或多个计算机上的确定用户身份的计算机程序。
根据第一方面，提供了一种方法，所述方法包括：获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；基于所述光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集；以及至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。
根据第二方面，提供了一种包括计算机可读存储器、特征生成引擎和认证引擎的系统。特征生成引擎和认证引擎中的每个包括一个或多个处理设备。该特征生成引擎被配置成获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；基于所述光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集。该认证引擎被配置成至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。
根据另一方面，提供了存储有指令的一个或多个非暂态计算机可读存储设备，在执行所述指令时使得一个或多个处理设备执行各种操作。所述操作包括获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；以及基于所述光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集。所述操作还包括至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。
以上方面的实施例可以包括以下特征中的一个或多个。
在一些实施例中，所述光包括从一个或多个光源投射的预定光图案。在一些实施例中，在多个时间步中的每个时间步，所述光源将相应光图案投射到所述镜片上，获得示出所述光从所述镜片反射的所述至少一个图像包括：在所述多个时间步中的每个时间步获得示出在该时间步所述相应光图案投射到所述镜片上的反射的相应图像，以及确定表征所述镜片的特征集包括：基于在所述多个时间步中的每个时间步处所述相应光图案投射到所述镜片上的反射来确定表征所述镜片的特征集的至少一部分。在一些实施例中，在所述多个时间步中的每个时间步处，所述光源将旋转到相应角度的给定光图案投射到所述镜片上。在一些实施例中，确定表征所述镜片的所述特征集包括：确定所述光从所述镜片反射的几何形状，以及基于所述光从所述镜片反射的几何形状来确定表征所述镜片的一个或多个特征。在一些实施例中，确定所述光从所述镜片反射的几何形状包括：识别：(i)所述光从所述镜片外表面的第一反射，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的第二反射；以及确定：(i)所述光从所述镜片外表面的所述第一反射的第一几何形状，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的所述第二反射的第二几何形状。在一些实施例中，基于光从该镜片的反射的几何形状确定表征所述镜片的一个或多个特征包括：基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定一个或多个特征。在一些实施例中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：基于对所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的畸变的测量来确定所述一个或多个特征。在一些实施例中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的大小差异来确定所述一个或多个特征。在一些实施方式中，所述特征集表征所述镜片的特性，所述镜片的特性包括以下一项或多项：所述镜片的球镜度、所述镜片的柱镜度、所述镜片的柱面角、所述镜片的涂层、所述镜片的色彩、所述镜片的内表面曲率、以及所述镜片的外表面曲率。在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述光从所述对应用户的眼角膜的反射来确定表征所述镜片的附加特征集，以及至少部分基于表征所述镜片的附加特征集来确定所述对应用户的身份。在一些实施例中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：确定使所述光从所述镜片的反射基本上聚焦的第一焦距，确定使所述光从所述角膜的反射基本上聚焦的第二焦距，以及基于所述第一焦距与所述第二焦距之间的差来确定附加特征。在一些实施例中，通过使所述第一焦距减去所述第二焦距来确定所述附加特征。在一些实施方式中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：确定所述光从所述角膜的反射除了沿着特定轴之外基本上聚焦的第三焦距，确定所述光从所述角膜的反射除了沿着所述特定轴之外基本上失焦的第四焦距，以及基于所述第三焦距与所述第四焦距之间的差来确定所述附加特征。在一些实施例中，通过使所述第三焦距减去所述第四焦距来确定所述附加特征。在一些实施例中，至少部分基于表征所述镜片的特征集确定所述对应用户的身份包括：确定(i)表征所述镜片的特征集与(ii)在注册过程期间确定的特征模板集之间的差满足阈值条件(例如，超过预定阈值)，以及响应于确定所述差满足所述阈值条件，基于表征所述对应用户的身份的一个或多个附加特征来确定所述对应用户的身份。
可以实施在本文中描述的主题的特定实施例以便实现以下优点中的一个或多个。
在本文中描述的认证系统可以至少部分地基于特征集来确定用户的身份，所述特征集表征用户眼镜的一个或两个镜片的特性。例如，如果眼镜是被设计成用于矫正特定用户的视觉缺陷的处方眼镜，则用户的眼镜的镜片的特性可以至少部分地是唯一的。因此，通过在确定用户的身份时使用表征用户眼镜镜片特性的特征，系统能够以比其他方式更高的置信度来确定用户的身份。特别地，用户佩戴的眼镜可能会降低从用户眼睛独特外观(例如，眼睛脉管系统的结构)得出的用于确定用户身份的眼部生物特征的质量。例如，眼部生物特征的质量可能会下降，因为眼睛被环境光从眼镜镜片的反射部分遮挡。通过在确定用户身份时使用表征眼镜镜片特性的特征，系统可以减轻由眼镜引起的眼部生物特征质量的下降。
在附图和以下描述中阐述了本文的主题的一个或多个实施例的细节。根据描述、附图和权利要求，主题的其他特征、方面和优点将变得显见。
附图说明
图1是示例性认证系统的框图。
图2示出了光从一副眼镜的镜片反射的示例。
图3示出了光从镜片外表面的反射以及光从镜片内表面的反射。
图4示出了：(i)在时间T1处光从镜片外表面和内表面的相应反射的图像，(ii)在时间T2处光从镜片外表面和内表面的相应反射的图像，以及(iii)对应的光流图像。
图5示出了以下示例：(i)光图案从用户眼角膜的反射，以及(ii)光图案从用户佩戴的眼镜镜片的反射。
图6示出了穿过反射的光图案的轴线。
图7是用于至少部分基于表征用户眼镜镜片的特征来确定用户的身份的示例性处理的流程图。
图8是用于确定表征从镜片反射的光的几何形状的特征的示例性处理的流程图。
图9是示例计算机系统的框图。
各个附图中相同的附图标记和型号表示相同的元件。
具体实施方式
本文描述了一种认证系统，所述认证系统可以至少部分基于特征集来确定用户的身份，其中，所述特征集表征所述用户眼镜的一个或两个镜片的特性。一副给定眼镜的镜片可以具有独特特性，使给定眼镜镜片与其他眼镜镜片区分开，特别地，如果给定眼镜镜片是被设计成矫正特定使用者的视觉缺陷的处方眼镜片。因此，用户眼镜镜片的特性可能至少部分地对用户是唯一的并且可以用于确定用户的身份。镜片的特性可以包括例如镜片的内表面和外表面的各自曲率、镜片的球镜度、镜片的柱镜度、镜片的色彩、镜片的材料、以及镜片上使用的涂层。
如以下将更详细描述的，认证系统可以基于光从眼镜镜片和/或佩戴眼镜的用户的角膜的反射来生成表征眼镜镜片的特征。本文中描述的认证系统可以用于各种设置中的任何一种。以下是几个示例。
在一些实施方式中，认证系统用于一体机中。例如，一体机可以是允许用户存款、取款或者查看其金融信息的自动柜员机(ATM)。作为另一示例，一体机可以部署在场所(例如，舞台或体育场)的入口处，并且可以允许或拒绝用户进入场所。作为另一个示例，一体机可以部署在餐馆(例如，快餐出口)处，并且可以允许用户订购食品并为食品付款。在这个示例中，一体机可以包括允许用户选择和订购食品的显示设备(例如，电容触摸屏)。一旦用户完成选择(例如，通过呈现在显示设备上的用户界面)，就可提示用户看向一体机相机。认证系统可以使用一体机相机来拍摄用户的一个或多个图像，包括示出光从用户眼镜镜片(和角膜)反射的一个或多个图像。认证系统可以处理图像以生成表征眼镜镜片特性的特征，并且此后在确定用户身份时使用该特征。在认证系统确定用户身份之后，一体机可以从与用户身份相关联的银行账户扣除食品付款。
在一些实施方式中，认证系统用于用户的个人设备中，例如智能电话、智能手表或台式计算机。设备可以在允许用户执行“受限”动作之前使用认证系统来确定用户身份。受限动作的示例可以包括解锁设备、使用设备访问特定数据(例如，金融数据或医疗数据)、或者使用设备执行特定动作(例如，下载应用或更改密码)。当设备确定用户正尝试执行受限动作时，认证系统可以使用设备相机来拍摄示出光从用户眼镜镜片(和角膜)反射的一个或多个图像。认证系统可以处理图像以生成表征眼镜镜片特性的特征，并且此后在确定用户身份时使用该特征。在认证系统确定用户身份之后，设备可以确定用户是否被授权执行受限动作。
图1是示例性认证系统100的框图。认证系统100是在一个或多个位置的一个或多个计算机上实现为计算机程序的系统的示例，下面描述的系统、组件和技术在这些计算机上实现。
认证系统100被配置为至少部分基于表征用户104眼镜的一个或两个镜片的特性的镜片特征106来确定(例如，一体机或个人设备的)用户104的身份102。认证系统100通过处理示出光从用户104眼镜的一个或两个镜片反射的一个或多个图像108来生成镜片特征106。如前所述，认证系统100可以用于一体机(例如，ATM一体机)、个人设备(例如，智能电话)或用作任何其他适当系统的组件。
认证系统100使用相机110来拍摄示出光从用户104眼镜镜片反射的图像108。光由一个或多个光源112(例如，一个或多个LCD屏幕或LED阵列)投射到镜片上。相机110和光源112可以是例如使用认证系统100来确定用户104的身份102的一体机(例如，ATM自助服务终端)或个人设备(例如，智能电话)的集成组件。在一些情况下，认证系统100可以使用光源112来将特定(例如，预定的)光图案投射到用户104的眼镜镜片上。例如，特定光图案可以包括光点星群或多个同心光环。
在一些实施方式中，相比将静态光图案投射到用户104的眼镜镜片上，光源112可以投射随时间变化的光图案(即，随多个时间步变化的光图案)。例如，认证系统100可以使用光源112在多个时间步中以预定的旋转角度序列旋转投射到镜片上的光图案。认证系统100可以使用相机110来拍摄多个图像108，该多个图像示出在不同时间步处从镜片反射的光图案。“时间步”是指相应的时间点。
认证系统100使用特征生成引擎114来处理示出光从用户104眼镜镜片反射的图像108以生成镜片特征106。镜片特征106可以被表示为数值的有序集合(例如，向量、矩阵或更高阶张量)并表征用户104眼镜的一片或两片镜片的特性。镜片的特性可以包括例如镜片的内表面和外表面的曲率、镜片的球镜度、镜片的柱镜度、镜片的色彩、镜片的材料以及镜片上使用的涂层。
在一些情况下，镜片特征106可以例如通过包括直接指定镜片的球镜度或柱镜度的数值来直接表征镜片特性。在其他情况下，镜片特征106可以通过包括镜片特性的函数(即，取决于镜片特性)的数值而不直接指定镜片特性来间接表征镜片特性。例如，镜片特征106可以包括表征光从镜片反射的几何形状并通过这样做间接地表征镜片特性(包括镜片内表面和外表面的曲率的)的数值。光从镜片反射的“几何形状”可以指光从镜片反射的形状或布置的任何方面。参见图7示出了用于生成表征用户104眼镜镜片特性的镜片特征106的示例性处理。
如果在光源112将光投射到镜片上时用户104正戴着眼镜，则图像108还可以示出从用户104(即，眼睛)的角膜反射的光。光从用户104的角膜反射的方式部分地取决于用户104所佩戴的眼镜镜片特性。特征生成引擎114可以基于从用户104的角膜反射的光来生成镜片特征106。例如，特征生成引擎114可以基于使：(i)从眼镜镜片反射的光，以及(ii)从用户104的对应眼角膜反射的光基本上聚焦的相应相机焦距之间的差来生成镜片特征106。在此示例中，所生成的镜片特征106表征镜片的球镜度。参考图7进一步示出基于从用户104的角膜反射的光来生成镜片特征106。这样的计算可以通过飞行时间或立体深度传感器(timeof flight or stereo depth sensors)获取面部到相机的距离、眼间距等来辅助。
认证系统100至少部分地通过使用认证引擎116处理镜片特征106(例如，通过将镜片特征106与同特定用户简档相关联的一组“模板”镜片特征进行匹配)来确定用户104的身份102。在一些情况下，认证引擎116使用除镜片特征106之外的其他数据来确定用户104的身份102。例如，在确定用户104的身份102时，认证引擎116可以还处理表征用户104的生物特征特性(例如，眼表血管结构或面部外观)的特征或处理由用户104提交的密码或PIN。
实现认证系统100的硬件和软件组件可以位于任何适当的位置。例如，实现认证系统100的硬件和软件组件中的一些或全部可以位于使用认证系统100以确定用户104的身份102的一体机或个人设备中。作为另一示例，实现认证系统100的硬件和软件组件中的一些或全部可以远程位于例如云计算环境中。用于诱导内部镜片反射的照明元件可以位于不同的空间位置处，以便于记录此类反射。
图2示出了从一副眼镜204的镜片202反射的光图案的示例。在此示例中，光图案是光点星群，该光点星群可以例如通过LED光源的阵列(或通过任何其他合适的光源，包括由照明的显示器(如LCD或OLED屏幕)产生的那些)投射到镜片上。从镜片反射的光图案包括：(i)从镜片外表面反射的光图案(例如，反射206-A)，以及(ii)从镜片内表面反射的光图案(例如，反射206-B)。如将参考图7描述的，认证系统100可以基于从镜片外表面(例如，反射206-A)和内表面(例如，反射206-B)反射的光图案的相应几何形状的差异来生成镜片特征106。
图3示出了光从镜片外表面304的反射302和光306从镜片内表面的反射308。通常，镜片的外表面304和内表面308各自的曲率可能不同，这可能有助于造成反射302和306各自几何形状的差异。
图4示出了：(i)在时间T1处光从镜片外表面和内表面的相应反射404和406的图像402，(ii)在时间T2处光从镜片外表面和内表面的相应反射410和412的图像408，以及(iii)光流图像414。如将参考图8更详细地描述，光流图像414定义表征从图像402到图像408每个像素的位移(例如，如箭头416所示出的)的运动场。认证系统100可以处理光流图像414，以基于光流图像所表征的相应运动差异，识别来自镜片内表面和外表面的相应反射。
图5示出了以下示例：(i)光图案从用户眼睛506的角膜504的反射502，以及(ii)光图案从用户正佩戴的眼镜的镜片510的反射508。在该示例中，光图案包括多个同心光环，这些同心光环可以例如由LED光源阵列(或来自任何其他适当的光源)通过镜片510投射到角膜504上。在一些情况下，用户所佩戴的眼镜的镜片包括柱镜度和角度，其被选择以矫正用户眼中的散光。在这些情况下，使用特定相机焦距拍摄的从角膜504反射的光图案的图像可以将光图案示出成除了沿特定轴(例如，穿过光图案的象征性直线)之外基本上是聚焦或失焦的。图6示出了穿过反射604的光图案的特定轴602。如将参考图4更详细地描述的，认证系统100可以基于相机焦距来生成镜片特征106，所述相机焦距使得光从角膜的反射除了沿着特定轴之外基本上聚焦或散焦。
图7是用于至少部分基于表征用户眼镜镜片的特征来确定(例如，一体机或个人设备的)用户身份的示例性处理700的流程图。为了方便起见，处理700描述了确定表征眼镜的特定镜片的特征，但更一般地，可以确定表征眼镜的每个镜片的各自特征。为了方便起见，处理700将被描述为由位于一个或多个位置的一个或多个计算机的系统执行。例如，根据本文适当编程的认证系统(例如，图1的认证系统100)可以执行处理700。
可选地，该系统使用一个或多个光源来将特定(例如，预定的)光图案投射到眼镜镜片上(702)。光源可以包括例如LCD屏幕或LED阵列，并且可设置在一体机(例如，ATM一体机)或个人设备(例如，智能电话)中。该系统可以使用光源来将任何适当光图案投射到镜片上，例如，光点星群或者多个同心光环。在一些实施例中，相比将静态光图案投射到镜片上，系统可以使用光源将随时间变化的光图案投射到镜片上(即，随多个时间步变化的光图案)。例如，系统可以使用光源将空间移动光图案投射到镜片上。在具体示例中，系统可以通过预定的旋转角度序列在多个时间步中旋转投射到镜片上的光图案，例如以便找到矫正镜片的柱面特性。作为另一示例，系统可以使用光源将时间编码的光图案投射到镜片上。在特定示例中，系统可以将光图案投射到在多个时间步中的每个时间步处具有不同预定颜色的镜片上。在另一特定示例中，系统可以使用开关巴克编码光源将光图案投射到镜片上。使用时间编码的光图案可以有助于隔离和放大光从镜片(和角膜)的反射，同时基于从镜片反射的光的几何形状生成特征(例如，如参考图8所描述的)。
在一些情况下，系统不主动使用光源将特定(例如，预定)光图案投射到镜片上。而是，可以由镜片附近的各种光源(例如，附近的灯泡)中的任一种将光投射到镜片上。
系统使用相机获得示出从镜片反射的光的一个或多个图像(704)。图像还可以示出从用户眼角膜反射的光(即，如果用户正佩戴眼镜)。如果系统使用光源将随时间变化的光图案投射到镜片上，则系统可以获得示出在多个时间步中的每个时间步处从镜片反射的光的各个图像。该系统可以使用例如布置在一体机(例如，ATM一体机)或个人设备(例如，智能电话)中的相机来获得图像。该系统可以使用任何适当类型的相机来获得图像。在特定示例中，系统可以使用光场相机来获得图像，即，拍摄定义了每个像素光强度和方向的图像的相机。在一些其他实施例中，所述系统可以使用浅的聚焦深度和快速聚焦堆叠相机系统。
在一些情况下，系统可以确定使相机拍摄的图像的特定区域基本上聚焦或基本上失焦的相应相机焦距。例如，系统可以确定使：(i)从镜片反射的光基本上是聚焦的，(ii)从角膜反射的光基本上是聚焦的，(iii)从角膜反射的光除沿特定轴外基本上是聚焦的，以及(iv)从角膜反射的光除特定轴外基本上是失焦的相应焦距。为了确定使图像的特定部分基本上聚焦(或失焦)的相机焦距，系统可以在可能的焦距范围步进并拍摄对应于每个焦距的各个图像。或者，如果系统使用光场相机，则系统可以拍摄单个图像且处理所述单个图像以确定相机的相应焦距，相机的相应焦距使图像的特定部分基本上聚焦(或失焦)。该系统可以使用所确定的焦距来促进生成表征镜片的特征，如将参考步骤708进一步描述的。
如果图像区域(例如，示出从镜片或角膜反射的光的区域)的数字聚焦测量值超过阈值或达到局部最大值，则该系统可以确定该区域基本上是聚焦的。为了确定图像区域的数字聚焦测量值，系统可以确定图像区域的频域表示(例如，通过傅里叶变换)。系统可以基于以下比率确定数字聚焦测量值：(i)该区域的频域表示的“高频”部分的范数，以及(ii)该区域的频域表示的“低频”部分的范数。区域的频域表示的高频部分可以对应于高于预定阈值频率的频率，区域的频域表示的低频部分可以对应于低于预定阈值频率的频率。范数可以是例如上述频带下的能量。类似地，如果图像区域的数字聚焦测量值低于阈值或达到局部最小值，则系统可以确定所述区域基本上是失焦的。在一些实施方式中，聚焦测量可以是被调整为对聚焦图案作出最大响应的滤波器组的多个输出(例如，不同尺度和方向上的边缘检测器)。
该系统使用一个或多个图像以基于光从镜片的反射生成表征镜片的特征(706)。以下是几个示例。
在一些实施方式中，所述系统可以生成表征从镜片反射的光的几何形状的一个或多个特征。参考图8描述了用于确定表征从镜片反射的光的几何形状的特征的示例性处理。
在一些实施方式中，所述系统可以生成表征从镜片反射的光的颜色的一个或多个特征。从镜片反射的光的颜色可以取决于镜片的涂层，例如，蓝光滤光涂层。在特定示例中，系统可以生成表征从镜片反射的光的平均颜色的特征。在此示例中，系统可以使用分段程序来处理示出从镜片反射的光的图像，以确定图像的哪些像素对应于从镜片反射的光。系统可以通过确定与对应于从镜片反射的光的像素相关联的颜色值(例如，RGB颜色值)的平均值来确定从镜片反射的光的平均颜色。更一般地，系统可以确定从镜片反射的光的颜色的任何适当的统计量(例如，中心趋势的测量值或方差的测量值)。
可选地，系统可以生成表征镜片的一个或多个特征，这些特征不直接取决于光从镜片的反射。例如，系统可以生成一个或多个特征，所述特征表征镜片色彩(即，固有颜色)或者相对于预定光源的距离归一化的反射强度以表征镜片的减反射涂层。这样的镜片特征被认为比它的处方更短暂，因此将被相应处理，例如，只有在他们的注册与验证之间的时间不太长时，它们才会被给予更高的权重。
系统基于光从用户的角膜的反射生成表征镜片的一个或多个特征(708)。例如，系统可以基于(i)使从镜片反射的光基本上聚焦的相机焦距(F1)，和(ii)使从角膜反射的光基本上聚焦的相机焦距(F2)之间的差来确定特征。在特定示例中，系统可以确定该特征为：F1－F2。以此方式确定的特征是镜片球镜度的函数，因此可以被理解为(直接或间接地)表征镜片的球镜度。作为另一示例，系统可基于(i)使从角膜反射的光除了沿特定轴之外基本上聚焦的焦距(F3)，和(ii)使从角膜反射的光除了沿特定轴之外基本上失焦的焦距(F4)之间的差来确定特征。在特定示例中，系统可确定该特征为：F3－F4。以此方式确定的特征是镜片柱镜度的函数，因此可以被理解为(直接或间接地)表征镜片的柱镜度。在一些实施方式中，投射图案为同心圆(或其他同心形状)。取决于相机焦距，使从角膜反射的光基本上聚焦或失焦的沿特定轴的角度指示镜片的柱面角。镜片的柱面角可以用作附加特征。
该系统至少部分基于表征眼镜镜片的特征来确定用户的身份(710)。更具体地，该系统可以至少部分基于：(i)基于光从镜片的反射表征镜片的特征，(ii)基于光从角膜的反射表征镜片的特征，或(iii)二者来确定用户的身份。在一个示例中，该系统可以通过将表征镜片的特征与同特定用户简档相关联的“模板”特征集进行匹配来确定用户的身份。与该特定用户简档相关联的模板特征集可以表征特定用户的眼镜镜片，并且可能已经在注册过程中生成。如果表征镜片的特征与模板特征之间的数值相似性度量(例如，余弦相似性度量)或距离度量(例如，欧几里德距离或马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis distance))满足(例如，超过相似性或低于距离)阈值，则系统确定它们匹配。在一些情况下，该系统使用除了表征镜片特征之外的其他数据来确定用户的身份。例如，系统可以基于表征用户生物特征特性的附加特征(例如，眼脉管系统结构或面部外观)来确定用户的身份。作为另一示例，系统还可以使用由用户提交的密码或PIN来确定用户的身份。
在一些实施方式中，如果弱指示(例如，镜片特征)与用户最初注册的(即，模板)值相比变化超过预设阈值，则要求用户提供更强的主认证(例如，以更高阈值匹配的眼睛或面部扫描，或要求第二因素)。在一些实施方式中，如果感觉到镜片的度数似乎也发生变化，则将此阈值设置的更高。
图8是用于确定表征从镜片反射的光的几何形状的特征的示例性处理800的流程图。为了方便起见，处理800将被描述为由位于一个或多个位置中的一个或多个计算机的系统执行。例如，根据本文适当编程的认证系统(例如，图1的认证系统100)可以执行处理800。
可选地，系统可以识别：(i)从镜片外表面反射的光，以及(ii)从镜片内表面反射的光(802)。例如，系统可以获得示出在不同时间点(例如，相隔1毫秒)从镜片反射的光的第一图像和第二图像。该系统可以处理第一图像和第二图像以生成相应的光流图像，该光流图像定义了表征从第一图像到第二图像每个像素的位移的运动场(如图4所示)。具体地，光流图像可以限定相应的位移向量，该相应的位移表征从第一图像到第二图像每个像素的“x位移”和“y位移”。如果镜片在第一图像与第二图像期间移动(例如，由于戴着包括镜片的眼镜的用户的呼吸运动)，则光从镜片内表面和外表面的相应反射也将移动。该系统可以处理该光流图像以基于光流图像所表征的相应运动的差异，来识别该光从镜片内表面和外表面的相应反射。
系统确定从镜片反射的光的几何形状(804)。从镜片反射的光的几何形状可以指从镜片反射的光的形状或布置的任何方面(例如，几何特征)。例如，该系统可以通过确定从该镜片反射的光中的一个或多个的“兴趣点”的坐标来确定从该镜片反射的光的几何形状。在特定示例中，如果从镜片反射的光为光点星群，那么每个光点可以表示相应的兴趣点。作为另一示例，如果从镜片反射的光包括具有转角的几何形状(例如，正方形或矩形)，那么几何形状的每个转角可以表示相应的兴趣点。可选地，该系统可以确定(i)从该镜片内表面反射的光和(ii)从该镜片外表面反射的光的相应几何形状。通常，系统可以使用适当的图像处理技术来确定从镜片反射的光的几何形状。例如，为了确定从镜片反射的光中的兴趣点，系统可以使用斑点检测技术或角点检测技术来处理示出从镜片反射的光的图像。还可以通过检测每个转角的码(例如，如果使用不同Barker序列来照明不同顶点)来区分每个转角。
系统基于从镜片反射的光的几何形状生成特征(806)。以下是几个示例。
在一些实施方式中，所述系统可以生成定义从镜片反射的光的一个或多个兴趣点的坐标的特征。
在一些实施方式中，所述系统可以生成表征(i)从镜片内表面反射的光的几何形状，和(ii)从镜片外表面反射的光的几何形状之间的差异的特征。例如，该系统可以生成表征从镜片内表面和外表面反射的光的相应几何形状之间的“畸变”的特征。在特定示例中，该系统可以基于(i)从镜片内表面反射的光和(ii)从镜片外表面反射的光中的对应兴趣点之间的相应距离(例如，欧几里德距离)来确定畸变。作为另一示例，该系统可以生成表征从镜片内表面和外表面反射的光的几何形状的相应“大小”之间的差异的特征。从镜片表面反射的光的几何形状的大小可以指例如由反射光定义的几何形状的区域。在特定示例中，从镜片表面反射的光的几何形状可以界定矩形光的转角的坐标。在此示例中，系统可以将光的几何形状的大小确定为由矩形的转角坐标界定的矩形面积。
所述系统可以基于(i)投射光的光源和(ii)镜片的相对位置来归一化(即，调整)表征从镜片反射的光的几何形状的特征。基于例如已知地标(例如，用户眼睛)的表观距离和位置，系统可以确定光源和镜片的相对位置。
如果随时间变化的光图案被投射到镜片上，则系统可以确定表征在多个时间点的每个时间点处从镜片反射的光图案的几何形状的相应特征。在一些情况下，所述系统可以生成表征(i)在第一时间点处从镜片反射的光图案的几何形状和(ii)在第二时间点处从镜片反射的光图案的几何形状之间的差异的特征。在特定示例中，所述系统可以生成表征(i)在第一时间点处从镜片反射的光图案和(ii)在第二时间点处从镜片反射的光图案中的对应兴趣点之间的相应距离(例如，欧几里德距离)的特征。
图9是可以用于执行上述操作的示例性计算机系统900的框图。系统900包括处理器910、存储器920、存储设备930和输入/输出设备940。组件910、920、930和940中的每一个可以例如使用系统总线950互连。处理器910能够处理用于在系统900内执行的指令。在一个实现中，处理器910为单线程处理器。在另一实现中，处理器910是多线程处理器。处理器910能够处理存储在存储器920或存储设备930上的指令。
存储器920在系统900内存储信息。在一个实现中，存储器920是计算机可读介质。在一种实现中，存储器920是易失性存储单元。在另一实现中，存储器920是非易失性存储单元。
存储设备930能够为系统900提供大容量存储。在一个实现中，存储设备930为计算机可读介质。在各种不同的实现中，存储设备930可以包括例如硬盘设备、光盘设备、通过网络由多个计算设备共享的存储设备(例如，云存储设备)或一些其他大容量存储设备。
输入/输出设备940为系统900提供输入/输出操作。在一个实现中，输入/输出设备940可以包括一个或多个网络接口设备(例如，以太网卡)、串行通信设备(例如，RS-232端口)、和/或无线接口设备(例如，802.11卡)。在另一实现中，输入/输出设备可以包括被配置成接收输入数据并将输出数据发送到其他输入/输出设备(例如，键盘、打印机和显示设备960)的驱动器设备。然而，还可以使用其他实现，诸如移动计算设备、移动通信设备、机顶盒电视客户端设备等。
虽然在图9中已经描述了示例性处理系统，但是本文中所描述的主题和功能操作的实施方式可以在其他类型的数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件或硬件中，包括在本文中公开的结构和它们的结构等同物，或它们中的一个或多个的组合中实现。
本文结合系统和计算机程序组件使用术语“配置”。对于被配置为执行特定操作或动作的一个或多个计算机的系统，意味着该系统已经在其上安装了软件、固件、硬件或者它们的组合，其在运行中使系统执行操作或动作。对于被配置为执行特定操作或动作的一个或多个计算机程序，意味着所述一个或多个程序包括指令，所述指令在由数据处理装置执行时使得所述装置执行所述操作或动作。
在本文中描述的主题和功能操作的实施例可以在数字电子电路中、在有形体现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中(包括在本文中公开的结构及其结构等效物)、或在它们中的一个或多个的组合中实现。在本文中描述的主题的实施例可以被实现为一个或多个计算机程序，即，在有形非暂态存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行访问存储器设备、或者它们中的一个或多个的组合。可替代地或附加地，这些程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上，例如，机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以编码信息，用于传输到适合的接收器装置，供数据处理装置执行。
术语“数据处理装置”是指数据处理硬件并且涵盖用于处理数据的所有种类的装置、设备和机器，举例来讲，包括可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。该装置还可以是或者还包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，所述装置可以可选地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或它们中的一个或多个的组合的代码。
计算机程序，其也可被称为或描述为程序、软件、软件应用、应用、模块、软件模块、脚本或代码，能够以任何形式的编程语言来编写，包括编译或解释语言、或声明性或程序性语言，并且它能够以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适于在计算环境中使用的其他单元。程序可以但不是必须对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、专用于所讨论的程序的单个文件中、或多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序、或代码的部分的文件)。计算机程序可以被部署为在位于一个站点或分布在多个站点并且通过数据通信网络互连的一个计算机上或多个计算机上执行。
在本文中，术语“引擎”被广泛地用来指代被编程为执行一个或多个特定功能的基于软件的系统、子系统或处理。通常，引擎将被实现为在一个或多个位置中的一个或多个计算机上安装的一个或多个软件模块或组件。在一些情况下，一个或多个计算机将专用于特定引擎，在其他情况下，多个引擎可以安装和运行在同一个计算机或多个计算机上。
本文中描述的处理和逻辑流可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。这些处理和逻辑流还可以由专用逻辑电路(例如，FPGA或ASIC)、或由专用逻辑电路和一个或多个编程计算机的组合来执行。
适于执行计算机程序的计算机可以是基于通用或专用微处理器或两者，或任何其他种类的中央处理单元的。通常，中央处理单元将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。中央处理单元和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)或可操作地耦接以从一个或多个大容量存储设备接收数据或将数据传输到一个或多个大容量存储设备或两者。然而，计算机不需要具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入在另一个设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏控制台、全球定位系统(GPS)接收器、或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器，仅举几例)。
适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CDROM和DVD-ROM盘。
为了提供与用户的交互，本文中描述的主题的实施例可以在具有显示设备和键盘及定点设备的计算机上实现，显示设备例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器，用于向用户显示信息；键盘及定点设备例如鼠标或轨迹球，用户可以通过鼠标或轨迹球向计算机提供输入。也可以使用其他类型的设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声学、语音或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户所使用的设备发送文档和从该设备接收文档来与用户进行交互；例如，通过响应于从网络浏览器接收的请求而将网页发送到用户设备上的网络浏览器。此外，计算机可以通过向个人设备(例如，正在运行消息收发应用的智能电话)发送文本消息或其他形式的消息，并且反过来从用户接收响应消息来与用户进行交互。
用于实现机器学习模型的数据处理装置还可以包括，例如，用于处理机器学习训练或生产(即，推断、工作量)的公共和计算密集部分的专用硬件加速器单元。
可以使用机器学习框架(例如，Tensor Flow框架、Microsoft Cognitive Toolkit框架、Apache Singa框架或Apache MXNet框架)来实现和部署机器学习模型。
在本文中描述的主题的实施例可以在包括后端组件(例如，作为数据服务器)、或包括中间件组件(例如，应用服务器)，或包括前端组件(例如，具有图形用户界面、web浏览器的客户端计算机，或用户可通过其与本文中描述的主题的实现进行交互的应用)，或一个或多个此类后端、中间或前端组件的任何组合的计算系统中实现。系统的组件可以通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)和广域网(WAN)，例如互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系借助于在相应的计算机上运行的、并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生。在一些实施例中，服务器将数据(例如，HTML页面)发送到用户设备，例如，为了向与该设备互动的用户显示数据和接收用户输入，该设备充当客户端。在用户设备上生成的数据，例如，用户交互的结果，可以在服务器上从该设备接收。
虽然本文包含许多具体实现细节，但是这些细节不应被解释为对任何发明的范围或者对可能要求保护的范围的限制，而应被解释为对可能是特定发明的特定实施例的特征的描述。本文中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的不同特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，尽管特征可以在上文描述为在某些组合中起作用且甚至最初如此主张，但来自所主张的组合的一个或多个特征在一些情况下可从组合中切除，且所主张的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，虽然以特定顺序在附图中描绘并在权利要求中叙述操作，但是这不应被理解为要求这样的操作按所示出的特定顺序或按顺序执行，或者要求执行所有示出的操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。
已经描述了本主题的特定实施例。其他实施例在所附权利要求的范围内。例如，权利要求书中所叙述的动作可以以不同次序执行且仍实现所要结果。作为一个示例，附图中所描绘的处理不一定需要所示的特定次序或顺序来实现所要结果。在一些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。

Claims (29)

1.一种由一个或多个数据处理装置执行的方法，所述方法包括：
获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；
基于所述光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集；以及
至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光包括从一个或多个光源投射的预定光图案。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
在多个时间步中的每个时间步，所述光源将相应光图案投射到所述镜片上，
获得示出所述光从所述镜片反射的所述至少一个图像包括：
在所述多个时间步中的每个时间步获得示出在该时间步所述相应光图案投射到所述镜片上的反射的相应图像，以及
确定表征所述镜片的特征集包括：
基于在所述多个时间步中的每个时间步处所述相应光图案投射到所述镜片上的反射来确定表征所述镜片的特征集的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述多个时间步中的每个时间步处，所述光源将旋转到相应角度的给定光图案投射到所述镜片上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定表征所述镜片的所述特征集包括：
确定所述光从所述镜片反射的几何形状；以及
基于所述光从所述镜片反射的几何形状来确定表征所述镜片的一个或多个特征。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述光从所述镜片反射的几何形状包括：
识别：(i)所述光从所述镜片外表面的第一反射，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的第二反射；以及
确定：(i)所述光从所述镜片外表面的所述第一反射的第一几何形状，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的所述第二反射的第二几何形状。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定表征所述镜片的一个或多个特征包括：
基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定一个或多个特征。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：
基于对所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的畸变的测量来确定所述一个或多个特征。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：
基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的大小差异来确定所述一个或多个特征。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征集表征所述镜片的特性，所述镜片的特性包括以下一项或多项：所述镜片的球镜度、所述镜片的柱镜度、所述镜片的柱面角、所述镜片的涂层、所述镜片的色彩、所述镜片的内表面曲率、以及所述镜片的外表面曲率。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述光从所述对应用户的眼角膜的反射来确定表征所述镜片的附加特征集；以及
至少部分基于表征所述镜片的附加特征集来确定所述对应用户的身份。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：
确定使所述光从所述镜片的反射基本上聚焦的第一焦距；
确定使所述光从所述角膜的反射基本上聚焦的第二焦距；以及
基于所述第一焦距与所述第二焦距之间的差来确定所述附加特征。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：
确定使所述光从所述角膜的反射除了沿着特定轴之外基本上聚焦的第三焦距；
确定使所述光从所述角膜的反射除了沿着所述特定轴之外基本上失焦的第四焦距；以及
基于所述第三焦距与所述第四焦距之间的差来确定所述附加特征。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，至少部分基于表征所述镜片的特征集确定所述对应用户的身份包括：
确定(i)表征所述镜片的特征集与(ii)在注册过程期间确定的特征模板集之间的差满足阈值条件；以及
响应于确定所述差满足所述阈值条件，基于表征所述对应用户的身份的一个或多个附加特征来确定所述对应用户的身份。
15.一种系统，包括：
计算机可读存储器；
包括一个或多个处理设备的特征生成引擎，所述特征生成引擎被配置成执行操作，所述操作包括：
获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像，以及
基于光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集；以及
包括一个或多个处理设备的认证引擎，所述认证引擎被配置成至少部分基于表征所述镜片的特征集确定或验证对应用户的身份。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述光是从一个或多个光源投射的预定光图案。
17.根据权利要求16所述的系统，其中：
在多个时间步中的每个时间步，所述光源将相应光图案投射到所述镜片上，
获得示出光从所述镜片反射的所述至少一个图像包括：
在所述多个时间步中的每个时间步获得示出在该时间步所述相应光图案投射到所述镜片上的反射的相应图像，以及
确定表征所述镜片的特征集包括：
基于在所述多个时间步中的每个时间步处所述相应光图案投射到所述镜片上的反射来确定表征所述镜片的特征集的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，在所述多个时间步中的每个时间步处，所述光源将旋转到相应角度的给定光图案投射到所述镜片上。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，确定表征所述镜片的所述特征集包括：
确定所述光从所述镜片反射的几何形状；以及
基于所述光从所述镜片反射的几何形状来确定表征所述镜片的一个或多个特征。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，确定所述光从该镜片反射的几何形状包括：
识别：(i)所述光从所述镜片外表面的第一反射，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的第二反射；以及
确定：(i)所述光从所述镜片外表面的所述第一反射的第一几何形状，以及(ii)所述光从所述镜片内表面的所述第二反射的第二几何形状。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，确定表征所述镜片的一个或多个特征包括：
基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定一个或多个特征。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：
基于对所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的畸变的测量来确定所述一个或多个特征。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的差异确定所述一个或多个特征包括：
基于所述第一几何形状与所述第二几何形状之间的大小差异来确定所述一个或多个特征。
24.根据权利要求15所述的系统，其中，所述特征集表征所述镜片的特性，所述镜片的特性包括以下一项或多项：所述镜片的球镜度、所述镜片的柱镜度、所述镜片的柱面角、所述镜片的涂层、所述镜片的色彩、所述镜片的内表面曲率、以及所述镜片的外表面曲率。
25.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置为：
基于所述光从所述对应用户的眼角膜的反射来确定表征所述镜片的附加特征集；以及
至少部分基于表征所述镜片的附加特征集来确定所述对应用户的身份。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：
确定使所述光从所述镜片的反射基本上聚焦的第一焦距；
确定使所述光从所述角膜的反射基本上聚焦的第二焦距；以及
基于所述第一焦距与所述第二焦距之间的差来确定所述附加特征。
27.根据权利要求25所述的系统，其中，确定表征所述镜片的附加特征集包括：
确定使所述光从所述角膜的反射除了沿着特定轴之外基本上聚焦的第三焦距；
确定所述光从所述角膜的反射除了沿着所述特定轴之外基本上失焦的第四焦距；以及
基于所述第三焦距与所述第四焦距之间的差来确定所述附加特征。
28.根据权利要求15所述的系统，其中，至少部分基于表征所述镜片的特征集确定所述对应用户的身份包括：
确定(i)表征所述镜片的特征集与(ii)在注册过程期间确定的特征模板集之间的差满足阈值条件；以及
响应于确定所述差满足所述阈值条件，基于表征所述对应用户的身份的一个或多个附加特征来确定所述对应用户的身份。
29.一个或多个存储有指令的非暂态计算机可读存储设备，在执行所述指令时使得一个或多个处理设备执行操作，所述操作包括：
获得示出光从包括在一副眼镜中的镜片反射的至少一个图像；
基于光从所述镜片的反射确定表征所述镜片的特征集；以及
至少部分基于表征所述镜片的特征集确定对应用户的身份。
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