CN116802632A - 用于用户认证设备的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于用户认证的系统可包括被配置为检测用户的注视的取向的可穿戴设备。该可穿戴设备可至少部分地基于配套设备的位置来确定该用户的注视的该取向是否满足条件，以及响应于确定该用户的注视的该取向是否满足该条件而向该配套设备传递信息。

Description

用于用户认证设备的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年9月25日提交的名称为“用于用户认证设备的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR USER AUTHENTICATED DEVICES)”的美国临时专利申请63/083,569号的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

所描述的实施方案整体涉及用户认证。更具体地，本实施方案涉及针对计算设备和可穿戴计算设备的用户认证。

背景技术

许多电子设备基于用户的身份认证来限制对电子设备的各种特征和功能的访问。当同时使用多个设备时，分别解锁每个设备的过程会耽误用户访问并降低用户体验的质量。此外，一个设备的使用可禁止在第二设备上的用户授权。

电子设备通常包括通过面部识别、虹膜认证和眼睛注视跟踪进行的生物认证功能。在实践中，面部识别通常通过使用结构光源以创建脸部的3D轮廓图来实现。类似地，眼睛跟踪和虹膜认证定位并跟踪来自所应用的光源的置于角膜上的反射。红外线通常用作用于面部识别和眼睛跟踪的所应用的光源。然而，如果用户正穿戴眼镜(诸如太阳镜或具有红外线(IR)阻挡器或滤光器的头戴式设备)，则红外光反射可能被扭曲或甚至被阻挡，由此不期望地抑制出于认证目的的对用户的面部识别。

发明内容

根据本公开的一些方面，一种用于用户认证的系统可包括可穿戴设备，该可穿戴设备被配置为：检测用户的注视的取向；至少部分地基于配套设备的位置来确定该注视的该取向是否满足条件；以及响应于确定该注视的该取向满足该条件而向该配套设备传输信号。

在一些示例中，该注视的该取向包括该用户正在看的方向。该条件可包括该注视的该取向在该配套设备的该位置的一度内，并且该信号可包括用于访问该配套设备的认证凭据。该配套设备可具有锁定状态和解锁状态。该信号可包括用于将该配套设备从该锁定状态改变为该解锁状态的认证凭据。

在一些示例中，在该锁定状态下，该用户不能访问该配套设备的限制访问功能；并且在该解锁状态下，该用户能够访问该配套设备的该限制访问功能。该可穿戴设备可包括被配置为捕获该用户的眼睛的图像的相机。该可穿戴设备可至少部分地基于所捕获的图像来确定该注视的该取向是否满足该条件。该相机可以是第一相机，并且该可穿戴设备可包括被配置为确定该配套设备的取向的第二相机。该可穿戴设备可至少部分地基于该配套设备的该取向来确定该注视的该取向是否满足该条件。该可穿戴设备可包括用于检测该配套设备的该位置的接近传感器。

在一些示例中，该可穿戴设备被配置为在向该配套设备传输该信号之前认证该用户。该配套设备可包括被配置为识别用户的脸部的面部识别系统，并且该可穿戴设备可被配置为在该配套设备识别该用户的脸部时检测该注视的该取向。该可穿戴设备可包括头戴式设备。

根据一些方面，一种可穿戴设备包括：面向用户的相机，该面向用户的相机被配置为检测用户的眼睛姿势；处理器，该处理器与该面向用户的相机通信，该处理器被配置为至少部分地基于该眼睛姿势来确定该用户是否正在看接近设备；和传输部件，该传输部件与该处理器通信，该传输部件被配置为响应于确定该用户正在看该接近设备而向该接近设备传输认证凭据。

在一些示例中，该可穿戴设备包括被配置为检测该接近设备的位置的面向外的相机。该处理器可被配置为确定该接近设备的显示器是否面向该用户的眼睛，以及响应于确定该用户正在看该接近设备并且该接近设备的该显示器正面向该用户的眼睛而提供信号。该可穿戴设备可包括头戴式设备，该头戴式设备具有一个或多个层(包括红外阻挡层)的光学透镜堆叠。该头戴式设备可包括红外保护透镜。

根据一些方面，一种用于用户认证的方法包括：由主设备检测用户的注视方向；检测辅助设备的位置；响应于确定该注视方向朝向该辅助设备的该位置取向而从该主设备向该辅助设备提供信号。

在一些示例中，检测该辅助设备的该位置包括检测该辅助设备的取向。该信号可包括认证凭据。检测该辅助设备的该位置可包括检测该辅助设备在与该主设备相距的预定阈值距离内。当该注视方向在该辅助设备的任何部分的一度内时，该注视方向可被确定为朝向该辅助设备的该位置取向。检测该辅助设备的该位置可包括在该辅助设备上显示符号，以及通过该主设备检测该符号。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：

图1示出了示例性电子设备的框图。

图2A示出了用于电子设备的用户认证的系统。

图2B示出了可穿戴设备的侧视图。

图2C示出了可穿戴设备的透视图。

图2D示出了用户认证系统的示意图。

图2E示出了用户认证系统的示意图。

图3示出了关于示例性用户认证系统的流程图。

图4示出了关于示例性用户认证系统的流程图。

具体实施方式

现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。

以下公开内容涉及一种通过眼睛跟踪技术启用的可穿戴设备，该眼睛跟踪技术增强了在广泛范围的环境和协议下的对配套设备的用户认证。

当前电子设备(诸如智能电话、平板计算机和膝上型计算机)可包括用于用户认证的面部识别功能。可跟踪用户的注视的取向以确保用户专心并且打算解锁特定设备或执行特定功能。在实施过程中，通常通过定位和跟踪来自所应用的光源的角膜反射来完成用于面部识别的眼睛跟踪。红外光或近红外光不能被人眼感知并且因此经常被用作用于面部识别和眼睛跟踪的所应用的光源。

因为面部识别通常利用红外光，所以当用户穿戴眼镜(诸如包括具有红外线(IR)阻挡器或滤光器的红外保护透镜的太阳镜或头戴式设备)时，出现挑战。例如，用于增强现实(AR)、虚拟现实(VR)或混合现实(MR)系统的当前技术水平的注视跟踪系统使用IR照明源和IR相机来跟踪瞳孔和角膜上的光亮。因此，在非封闭设备(诸如AR设备)中的注视跟踪系统的性能由于可能在角膜上产生假光亮的外部环境光而在室外场景中具有挑战性，或者要求系统具有极端动态范围以区分想要和不想要的照明源。因此，尽管将IR滤光器包括到头戴式设备的透镜堆叠中可通过帮助阻挡不期望的环境IR光且保护用户的眼睛而有益，但IR滤光器也可干扰配套电子设备的面部识别协议。

在特定示例中，本公开解决了由于头戴式设备(诸如智能眼镜)部分地或完全地用IR滤光器遮挡用户的眼睛而导致，并且由此阻止用户在配套设备上使用面部识别技术来解锁配套设备(诸如智能电话)的挑战。根据一个示例，本公开通过以下来解决和克服这些挑战：使用头戴式设备的机载视觉系统以基于配套设备的位置和用户的注视来确定用户是否正在看配套设备并且因此意图解锁设备。

在示例性操作序列中，穿戴具有IR滤光器的头戴式设备的用户期望使用面部识别来解锁配套设备(诸如智能电话或平板计算机)。用户可对配套设备进行取向以使得配套设备的视觉系统定位用户的脸部并且开始面部识别序列。因为用户的眼睛被IR滤光器遮挡，所以配套设备可能仅能够完成用户脸部的部分匹配，从而不足以解锁配套设备。头戴式设备和配套设备可交换电子通信或传输以提示头戴式设备的视觉系统例如经由面向用户的相机来确定或检测用户的注视的取向。用户的注视的取向或注视方向可对应于用户正在看什么或用户的视线。在一些示例中，这可被称为眼睛姿态(例如，对眼睛正在看的方向的确定)。眼睛的姿势或取向可基于眼睛特性(诸如瞳孔、虹膜、角膜、光亮和其他眼睛特性)的位置来确定。可相对于头戴式设备、用户的眼睑或脸部、或相对于眼睛的自然静态方向来确定眼睛特性的位置。此外，头戴式设备和/或配套设备的视觉系统可确定或检测配套设备相对于头戴式设备的位置，例如通过第二面向外的相机。在一些示例中，单个相机可检测用户的注视的取向和配套设备的位置两者。一旦确定了用户的注视方向或取向和配套设备的相对位置，系统就可确定用户是否正在看配套设备。也就是说，系统可部分地基于配套设备的位置来确定用户的注视的取向是否满足条件。用户的注视的取向所满足的条件可以是用户的注视指向配套设备。在一些示例中，条件可因此至少部分地基于配套或接近设备的位置。在一些示例中，如果注视方向朝向配套设备的位置取向，则满足条件。在一些示例中，当用户的注视的取向在接近或配套设备的显示器的位置的预定程度阈值内时，注视的取向满足条件。例如，如果注视的取向在配套设备的任何部分的5度内。在一些示例中，如果注视的取向在配套设备的任何部分的1度内，则确定用户正在看配套设备。

如果确定用户正在看配套设备，则头戴式设备可向配套设备传输信号。信号可包含信息数据。例如，头戴式设备可提供用于解锁配套设备的认证凭据。应当理解，操作序列可包括在以上示例中未讨论的其他特征，诸如以下讨论的那些。

下文参考图1至图4讨论了这些实施方案和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1示出了示例性电子设备100和200的框图。电子设备100可以是可穿戴设备诸如头戴式设备。在一些示例中，可穿戴设备100可以是用于在虚拟现实、混合现实、增强现实、增强虚拟化或计算机生成现实中使用的头戴式设备。可穿戴设备100可包括外壳102、内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114和人机界面单元116。可穿戴设备100可实现本文所述的方法和系统的一个或多个方面。应当理解，可穿戴设备100可包括图1中未示出的其他部件。

外壳102可以是结合、包含或连接到内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114和人机界面单元116的物理结构。在一些示例中，可省略内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114和人机界面单元116中的一者或多者。尽管图1将外壳102示为单个单元，但可使用多个操作地连接的外壳单元。

内部信号分配介质104可以操作地耦接到电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114和人机界面单元116。内部信号分配介质104可操作以传送或分配内部数据信号、电力信号或两者。在一些示例中，内部信号分配介质104可包括截然不同的电力分配部件和截然不同的数据信号分配部件。尽管图1将内部信号分配介质104示为单个单元，但可使用多个内部信号分配介质。

电源单元106可操作以向内部信号分配介质104、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114和人机界面单元116供电，诸如经由内部信号分配介质104。电源单元106可为电池、电力收集单元、接触外部的有线或无线电源的接口或者它们的组合。尽管图1将电源单元106示为单个单元，但可使用多个电源单元。

数据存储单元108可以可操作以存储和检索数据，该数据可包括计算机程序指令和其他数据。尽管图1将数据存储单元108示为单个单元，但可使用多个数据存储单元108。例如，数据存储单元108可包括易失性存储器，诸如一个或多个随机存取存储单元，其可操作以在电子设备100的活动操作期间提供操作数据集的存储和检索，并且数据存储单元108可包括永久存储器，诸如硬盘驱动器，其可操作以在活动操作期间提供数据的存储和检索并且可操作为在不活动的掉电状态下提供数据存储。

数据处理单元110或处理器可操作为接收数据，诸如来自数据存储单元108、传感器单元112、电子通信单元114、人机界面单元116或者它们的组合的数据。数据处理单元110可操作为执行或运行计算机程序指令，诸如基于所接收的数据。例如，数据处理单元110可以可操作以接收和执行存储在数据存储单元108上的计算机程序指令。数据处理单元110可操作为输出数据。例如，数据处理单元110可向数据存储单元108、传感器单元112、电子通信单元114、人机界面单元116或它们的组合输出数据。数据处理单元110可操作为控制内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、传感器单元112、电子通信单元114、人机界面单元116或它们的组合。尽管图1将数据处理单元110示为单个单元，但可使用多个数据处理单元。

传感器单元112可检测或确定电子设备100的操作环境或物理环境的一个或多个方面。尽管在图1中仅示出了一个传感器单元112，但应当理解，传感器单元112可包括多个在物理上截然不同的或者组合的传感器。例如，传感器单元112可包括以下中的一者或多者：相机、麦克风、红外接收器、全局定位系统单元、陀螺仪传感器、加速度计、压力传感器、电容传感器、生物识别传感器、磁力计、雷达单元、LIDAR单元、超声波单元、温度传感器或者任何其他能够检测或确定用于计算和通信的电子设备100的操作环境的一个或多个方面或条件的传感器。

电子通信单元或传输部件114可包括发射器，诸如可接收和/或传输信号的一个或多个无线天线。电子通信或传输部件114可使用一种或多种有线或无线电子通信协议与一个或多个外部设备或系统(诸如配套设备200)进行数据的通信(即接收和传输信号)，该电子通信协议诸如为802.11电子通信协议、蓝牙电子通信协议、近场通信(NFC)电子通信协议、红外(IR)电子通信协议、人体传导性电子通信协议、光调制电子通信协议、声调制电子通信协议、电力调制电子通信协议等。因此，电子通信单元114可包括可通过本文所讨论的任何协议来接收和/或传输信号的一个或多个无线天线。尽管图1将电子通信单元114示为单个单元，但可使用多个电子通信单元。

人机界面单元116或用户界面可操作以向用于计算和通信的电子设备100的用户输出、呈现或显示数据，诸如接收自内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114或它们的组合的数据。例如，人机界面单元116可包括基于光的显示器、基于声的显示器、触觉反馈系统、基于运动的显示器或它们的组合。

人机界面单元116可操作以接收用户输入并将表示用户输入的用户输入数据传达给内部信号分配介质104、电源单元106、数据存储单元108、数据处理单元110、传感器单元112、电子通信单元114或它们的组合。在一些示例中，人机界面单元116可接收来自传感器单元112的一个或多个信号并且可解释传感器信号以接收用户输入。人机界面单元116可包括基于光的用户输入接收器(诸如，相机或红外接收器)、基于声音的接收器(诸如，麦克风)、机械接收器(诸如，键盘、按钮、操纵杆、拨号盘或滑块)、开关、基于运动的输入、基于触摸的输入或它们的组合。尽管图1将人机界面单元116示为单个单元，但可使用多个人机界面单元或者单元的组合。

电子设备200可以是对于可穿戴设备100的配套设备。配套设备200可包括外壳202、内部信号分配介质204、电源单元206、数据存储单元208、数据处理单元210、传感器单元212、电子通信单元214和人机界面单元216。电子设备200的部件可基本上类似于以上讨论的可穿戴设备100，并且可包括该可穿戴设备的特征中的一些或全部。配套设备200可经由通信链路215与可穿戴设备100通信。

在一些示例中，配套设备200可以是固定的、便携式的和/或可穿戴的计算设备。在一些示例中，配套设备200可以是智能电话、平板计算机、膝上型计算机、智能手表或台式计算机。尽管以下公开内容中的大多数示例涉及个人计算设备，但应当理解，所公开的方法和系统可在利用用户认证和安全性的任何行业中实现，诸如家庭或车辆安全系统。配套设备200可实现本文所述的方法和系统的一个或多个方面。应当理解，配套设备200可包括图1中未示出的其他部件。

可穿戴设备100和配套设备200的传感器112和212分别可包括视觉系统。视觉系统可包括被设计成捕获图像的一个或多个相机模块，该图像可包括图像的二维渲染。视觉系统还可包括被设计成朝向物体发射数个光线的发光模块。光线可以将点图案投射到物体上。此外，发光模块可以发射不可见光频谱的光，诸如红外光(或IR光)。视觉系统还可包括附加相机模块，该附加相机模块被设计成接收从物体反射的光线中的至少一些，并且因此接收投射到物体上并由物体反射的点图案(来自光线)。附加相机模块可包括滤光器(诸如IR滤光器)，该滤光器被设计成滤除不在从发光模块发射的光的频谱内的光。附加相机模块可向电子设备中的处理器提供此信息(即点图案)。信息可与图像结合使用以确定物体的附加的第三维度，并且因此，视觉系统可辅助提供物体的三维渲染。

发光模块可被设计成发射光线，使得当物体是扁平的(类似于二维物体)时，投射的点图案类似于其中点以行和列等距隔开的“均匀”点图案。然而，当物体包括三维物体(诸如脸部)时，投射的点图案可包括其中一些相邻点之间的间隔距离不同于其他相邻点的间隔距离的“不均匀”点图案。相邻点之间的间隔距离的变化是物体的一些特征与其他特征相比更靠近发光模块(并且具体地，更靠近电子设备)的结果，因为投射到物体的相对较靠近的特征上的相邻点可被分开的距离小于物体的相对较远离的特征的距离。处理器可使用相邻点的相对间隔距离以及物体的二维图像来确定物体的第三附加维度，从而创建物体的三维轮廓。下文参考图2A提供了可穿戴设备和配套设备之间的操作协议的进一步细节。

图2A示出了系统220的框图。系统220可包括头戴式设备100a。在一些示例中，头戴式设备100a可基本上类似于以上讨论的可穿戴设备100，并且可包括该可穿戴设备的特征中的一些或全部。系统220可包括一个或多个辅助、配套和/或接近设备，诸如固定用户设备200a、便携式用户设备200b和/或安装在手腕上的可穿戴设备200c(统称为和单独称为配套设备或接近设备200)。在一些示例中，配套设备200可基本上类似于以上参考图1讨论的配套设备200，并且可包括该配套设备的特征中的一些或全部。用户230被示为穿戴头戴式设备100a。

头戴式设备100a可检测、监测或跟踪用户230的一个或多个特征或姿势。例如，头戴式设备100a可包括用于检测、监测或跟踪用户230的一个或多个特征或姿势(诸如头部取向、视场(注视)取向、视焦深度、头部姿势、和/或手或臂姿势)的一个或多个传感器或人机界面单元。在一些示例中，头戴式设备100a可包括音频传感器(麦克风)并且可以可操作以检测、监测或跟踪用户230的口述命令。如以下更详细讨论的，头戴式设备100a的传感器可以可操作以检测、监测或跟踪用户230的物理环境的一个或多个方面，诸如用户的可视视场中的物体(包括配套设备200)和/或用户的环境中的声音。

在一些示例中，头戴式设备100a的传感器(诸如视觉系统)可检测、监测或跟踪头戴式设备100a的环境的一个或多个方面，诸如头戴式设备100a的相机的视场中的内容。

如下面更详细讨论的，头戴式设备100a可认证用户230或验证用户230的身份。例如，头戴式设备100a可包括用于认证用户230的一个或多个传感器，诸如生物识别传感器。头戴式设备100a可包括锁定状态和解锁状态。例如，在解锁状态下，用户可访问头戴式设备100a的原本受限的功能或内容。在一些示例中，头戴式设备100a可需要字母数字密码来进行解锁。在一些示例中，可使用生物识别认证(诸如指纹、眼睛、脸部或语音识别)来解锁头戴式设备100a。在一些示例中，头戴式设备100a可例如使用本文讨论的系统和方法通过已经授权的配对设备(诸如智能手表)来解锁。在一些示例中，头戴式设备100a可能有必要在向配套设备200传输信号之前认证用户。在一些示例中，如本文所讨论的，头戴式设备100a可能有必要在向配套设备提供用户认证凭据之前被解锁。

在一些示例中，头戴式设备100a可识别用户何时已经移除头戴式设备100a。例如，头戴式设备100a可包括一个或多个接触传感器、电容传感器、视觉传感器等以确定用户正穿戴头戴式设备100a。头戴式设备100a可被编程为在确定用户已经移除头戴式设备100a时采取锁定状态。该特征可防止未授权用户仅通过在授权用户之后戴上头戴式设备100a来访问授权用户的内容。

头戴式设备100a可包括一个或多个呈现或显示单元。例如，头戴式设备100a可包括一个或多个呈现单元，该一个或多个呈现单元可操作以向用户230呈现或显示音频内容或可视内容，诸如在增强现实配置中、在混合现实配置中或者在虚拟现实配置中。在一些示例中，头戴式设备100a可包括一个或多个呈现单元，该一个或多个呈现单元可操作以向用户230的环境输出一个或多个信号，诸如音频呈现、超声波呈现、视觉呈现、红外呈现等。例如，头戴式设备100a的一个或多个呈现单元可以可操作以向用户230或向外部输出呈现，诸如快速响应(QR)代码、水印或红外信号的呈现。

头戴式设备100a可与电子通信网络(未示出)通信，诸如使用电子通信协议经由有线或无线电子通信介质进行通信。头戴式设备100a可与一个或多个外部设备(诸如一个或多个配套设备200)通信。例如，头戴式设备100a和配套设备200可通过与以上参考图1讨论的电子通信114和214类似的电子通信来进行通信。

在一些示例中，配套设备200可包括用户认证协议并且可将用户230的身份验证为认证用户。配套设备200可包括锁定状态和解锁状态。例如，在锁定状态下，配套设备200的限制访问功能可以是用户不可访问的，而在解锁状态下，用户可访问配套设备200的原本受限的功能或内容。在一些示例中，配套设备200可通过字母数字密码来访问。在一些示例中，可使用生物识别认证(诸如面部、指纹、眼睛、脸部或语音识别)来解锁配套设备200。在一些示例中，配套设备200可例如使用本文所讨论的系统和方法通过已经授权的辅助设备(诸如智能眼镜)来解锁。

在一些示例中，配套设备200的传感器(诸如视觉系统)可检测、监测或跟踪配套设备200的环境的一个或多个方面，诸如配套设备200的相机的视场中的内容、配套设备200的环境中的声音等。

配套设备200可包括一个或多个呈现或显示单元。例如，配套设备200可包括一个或多个呈现单元，该一个或多个呈现单元可操作以向用户230呈现或显示音频内容、可视内容或两者。在一些示例中，配套设备200可包括一个或多个呈现单元，该一个或多个呈现单元可操作以输出一个或多个信号，诸如音频呈现、超声波呈现、视觉呈现、红外呈现等。例如，配套设备200的一个或多个呈现单元可以可操作以输出符号或呈现，诸如快速响应(QR)代码、水印或红外信号的呈现。下文参考图2B提供了头戴式设备的进一步细节。

图2B示出了头戴式设备或智能眼镜100b的侧视图。智能眼镜100b可基本上类似于以上讨论的可穿戴设备100和头戴式设备100a，并且可包括该可穿戴设备和头戴式设备的特征中的一些或全部。在一些示例中，智能眼镜100b可包括框架或外壳231、一个或多个透镜232和视觉系统，该视觉系统包括面向用户的相机(UFC)238。尽管被描述为面向用户的相机，但UFC可包括可捕获用户的脸部和/或眼睛的图像的任何相机或光学设备。

在一些示例中，透镜232包括IR滤光器或阻挡器。透镜232上的IR滤光器可反射或阻挡红外波长，同时允许可见光穿过透镜。然而，如本文所讨论的，透镜232上的IR滤光器可能干扰配套设备的面部识别。例如，由于系统不能够对眼睛和周围区域进行成像，IR阻挡眼镜可阻止使用面部识别软件来进行完全分析和匹配。因此，当通过面部识别过程进行认证时，透镜232上的IR滤光器可能干扰设备的用户认证。例如，利用面部识别认证的电子设备可需要最小阈值百分比匹配来解锁设备。眼镜上的IR滤光器可使得不可能达到最小阈值匹配。此外，许多面部识别平台要求用户看着配套设备以发起解锁序列。然而，如果用户正穿戴IR阻挡眼镜，则不可能确定用户的注视。

在一些示例中，UFC 238可附接到框架231和/或透镜232或与其一体形成。UFC 238可被定位成获得用户的眼睛的图像。在一些示例中，UFC238可被定位成获得用户的双眼的图像。智能眼镜100b可包括多个面向用户的相机(例如，两个面向用户的相机)，其各自可定位成获得用户的相应眼睛的图像。

智能眼镜100b可检测用户的注视的取向。例如，智能眼镜100b可基于由UFC 238(例如，使用计算机视觉)获得的捕获图像来检测和跟踪眼睛特性，诸如瞳孔位置、光亮、用户眼睛的取向或用户的注视。可相对于智能眼镜100b的取向或相对于配套设备来建立用户的注视。

因此，在配套设备由于IR阻挡眼镜而不能通过面部识别来认证用户的情况下，UFC238可通过确定用户的注视来补充配套设备的面部识别过程。下文参考图2C提供了智能眼镜的进一步细节。

图2C示出了智能眼镜100c的透视图。智能眼镜100c可基本上类似于以上讨论的可穿戴设备100、头戴式设备100a和智能眼镜100b，并且可包括该穿戴设备、头戴式设备和智能眼镜的特征中的一些或全部。例如，智能眼镜100c可包括框架231、透镜232和面向用户的相机(UFC)238。智能眼镜100c还可包括面向外的相机(OFC)234。OFC 234可附接到框架231和/或透镜232或与其一体形成。尽管被描述为面向外的，但OFC 234具有任何取向或位置以获得用户环境的图像。例如，OFC 234可被定位成获得大体对应于用户的视场的图像。在一些示例中，智能眼镜100c包括多个面向外的相机。此外，在一些示例中，单个相机(诸如广角相机)可作为UFC和OFC两者来操作。

OFC 234可包括图像识别和跟踪能力。通过OFC 234，智能眼镜100c可确定物体相对于智能眼镜100c的位置和/或取向。OFC 234和UFC 238可被容纳在分开且截然不同的外壳中。在一些示例中，OFC 234和UFC 238可形成在单个外壳中。下文参考图2D和图2E提供了智能眼镜100c的进一步细节。

图2D示出了智能眼镜100c的示例性注视和图像跟踪能力。具体地，图2D示出了其中用户没有看着配套设备200的示例。在一些示例中，OFC 234和UFC 238可响应于配套设备200被带到智能眼镜100c的预定距离内而激活。例如，智能眼镜100c和/或配套设备200可包括接近传感器，该接近传感器被编程为响应于配套设备200被带到智能眼镜100c的不到3英尺内而传输信号。在一些示例中，OFC 234和UFC 238被配置为当接近传感器或任何其他合适的检测系统确定或检测到配套设备200和智能眼镜100c在彼此的预定阈值距离内时激活。在一些示例中，预定阈值距离可分开小于1英尺、分开小于3英尺、分开小于5英尺、分开小于10英尺、或分开小于50英尺或更多。在一些示例中，响应于接近传感器确定配套设备200在与智能眼镜100c相距的预定距离内，OFC 234和UFC 238被激活。在一些示例中，OFC234和/或UFC 238响应于接收到用户正在尝试解锁配套设备200的信号而被激活。例如，OFC234和/或UFC 238可响应于配套设备200的视觉系统或面部识别系统至少部分地识别脸部而激活。在一些示例中，配套设备200必须在向智能眼镜100c发信号以激活OFC 234和/或UFC 238之前建立授权用户的脸部的至少部分匹配(例如，40-80％)。

一旦被激活，OFC 234就可定位配套设备200的位置。在一些示例中，检测配套设备200的位置包括使用OFC 234以便使用视频跟踪(VIO)算法在3D空间中定位配套设备200。在一些示例中，配套设备200相对于智能眼镜100c或用户的位置可由配套设备200的视觉系统确定。

为了确保OFC 234正在看正确设备，配套设备200可显示唯一背景图像或显示动态同步背景。在一些示例中，为了在正确设备之间建立“握手”，可在智能眼镜100c或配套设备200上显示一个或多个基准标记。标记可在可见或不可见频谱中，或者可以是以唯一模式的脉冲式光，使得设备可检测和识别彼此。在一些示例中，响应于通过使用电子通信协议(诸如以上参考图1所讨论的那些)来接收到消息或信号，智能眼镜100c可检测配套设备200，或反之亦然。

在一些示例中，配套设备200的取向可由OFC 234或配套设备的视觉系统确定。配套设备200的取向可指配套设备200的一个或多个表面的相对位置(即，配套设备200正面向的旋转位置或方向)。用户访问配套设备200的意图可根据配套设备200相对于用户或智能眼镜100c的取向来确定。例如，智能眼镜100c可通过OFC 234确定配套设备200的显示器或其一部分对于用户是可见的，诸如在与用户的视线中心相距的限定偏移范围内。在一些示例中，智能眼镜100c可确定配套设备200在空间上被取向在限定偏移范围之外(即，显示器对于用户不可见)，并且可穿戴设备因此可确定不存在用户访问配套设备的意图。下文参考图3和图4提供了关于配套设备的检测的进一步细节。

在确定配套设备200相对于智能眼镜100c的位置和/或取向(由向量243表示)后，可确定用户的注视241并且将其与向量243比较以确定用户的注视241的取向是否指向配套设备200。可使用UFC 238来确定用户的注视241。在一些示例中，响应于配套设备200在智能眼镜100c的预定接近度内而确定注视241。在一些示例中，当配套设备200经由配套设备200的面部识别软件识别用户的脸部时，智能眼镜100c可检测注视的取向。例如，可响应于OFC234检测到配套设备或配套设备的视觉系统至少部分地识别用户的脸部来确定注视241。在一些示例中，当智能眼镜100c在使用中时，连续地确定注视241，而不管配套设备200的位置如何。下文参考图3和图4提供了关于确定用户的眼睛的取向的进一步细节。

如本文所描述，各种用户认证协议可要求用户正在看设备以解锁或执行某个动作。因此，在图2D所描绘的其中注视241不指向配套设备200的示例中，配套设备200将不会解锁。

图2E示出了其中用户正在看配套设备200的示例。响应于确定或检测到用户的注视241的取向在配套设备200的位置的预定程度阈值内，可确定用户正在看配套设备200，从而指示用户期望解锁配套设备200。在一些示例中，如果注视241在配套设备200的任何部分的5度内，则智能眼镜100c确定用户正在看配套设备200。在一些示例中，如果注视241在配套设备200的任何部分的1度内，则智能眼镜100c确定用户正在看配套设备200。在一些示例中，系统要求用户的注视241在解锁配套设备200之前指向配套设备200持续最小持续时间。这可防止配套设备200由于仅漫不经心的扫视而被解锁。在一些示例中，在认为用户正在看配套设备200之前，注视必须指向配套设备200持续超过1秒。在一些示例中，在认为用户正在看配套设备200之前，注视必须指向配套设备200持续超过0.5秒。在一些示例中，系统要求用户的注视241在解锁配套设备之前停止在或停留在配套设备200上。下文参考图3和图4提供了关于执行动作(诸如向配套设备提供认证凭据)的进一步细节。

在一些示例中，响应于确定配套设备的位置/取向(例如，经由OFC 234或接近传感器)以及确定配套设备先前与智能眼镜100c配对，可向配套设备200提供信息(诸如认证凭据)。换句话说，可不确定用户的注视241，而是用户认证基于配对的配套设备的检测以及配套设备的显示器对于用户可见的确定。配套设备200还可响应于分析穿戴配对智能眼镜的脸部而实现简化面部识别协议。

任何配置中的任何数量或种类的部件或设备可包括在本文所描述的用于用户认证的系统中。系统、方法和设备可包括本文所描述的特征的任何组合，可以本文所述的各种方式中的任一者布置，并且可以任何顺序执行或操作，其中任何过程步骤中的一些或全部按顺序或并行地执行。本文所描述的用于用户认证的系统和方法的结构、设备、步骤和过程以及关于声音的表征的概念不仅可应用于本文所讨论的特定示例，而且还可应用于任何组合中的任何数量的实施方案。下文参考图3和图4描述了用于用户认证的方法的各种示例。

图3示出了用于用户认证的示例性过程300的流程图。过程300可在主设备与配套或接近电子设备之间实现，诸如在如图1所示的可穿戴设备100与配套设备200之间、在如图2A所示的头戴式设备100a与配套设备200a、200b和200c之间、以及在如图2D和图2E所示的智能眼镜100c与配套设备200之间。

在步骤302处，检测配套设备。配套设备可由已认证的主设备(诸如已认证的可穿戴设备)检测。配套设备的检测可由于主设备或可穿戴设备与配套设备的预定义接近度而发生，诸如在预定义空间距离(诸如小于50英尺、小于10英尺、小于3英尺)内、或在视线内。

可穿戴设备可响应于使用电子通信协议(诸如上面参考图1所讨论的那些)从配套设备接收到消息或信号而检测配套设备。例如，可穿戴设备可使用电子通信协议从配套设备接收指示配套设备的接近或存在的消息或信号，并且可穿戴设备可基于或响应于所接收的消息或信号来识别配套设备。可穿戴设备可经由基于无线电的无线电子通信介质(诸如无线以太网、蓝牙或NFC)来接收消息或信号。在一些示例中，可穿戴设备可经由基于光的电子通信介质(诸如，红外线)接收消息或信号。可穿戴设备可经由基于声音的电子通信介质(诸如，超声波)接收消息或信号。可穿戴设备可经由基于人体传导性的通信介质接收消息或信号。在一些示例中，可穿戴设备可响应于发射设备接近检测信号或消息而经由相同或不同的电子通信介质接收消息或信号。

在一些示例中，可穿戴设备可响应于分析从可穿戴设备的传感器(诸如上面讨论的面向外的相机(OFC)234)接收到的数据而检测配套设备，该传感器可捕获可穿戴设备的环境的一个或多个图像。可穿戴设备可分析一个或多个图像以识别对应于配套设备的内容，并且可基于图像分析和视频跟踪算法来识别配套设备的位置和取向。在一些示例中，配套设备可能正在呈现可视显示，该可视显示可被捕获在由可穿戴设备的相机捕获的一个或多个图像中，并且可穿戴设备可基于图像分析识别出由配套设备呈现的可视显示而检测配套设备。

在一些示例中，可穿戴设备可响应于从配套设备接收到指示解锁配套设备的请求的数据而检测配套设备。例如，认证配套设备的请求可由于配套设备上的面部识别软件被激活并完成用户脸部的部分匹配而产生，并且可穿戴设备响应于所请求的配套设备上的认证而检测配套设备。在一些示例中，认证配套设备的请求可由于配套设备上的用户输入(诸如按钮按压或语音命令)而产生，并且可穿戴设备可响应于用户输入而检测配套设备。

在步骤306处，例如使用如上所讨论的面向用户的相机来检测或确定用户的注视的取向。在一些示例中，可响应于检测到配套设备而检测用户的注视的取向，诸如根据通过配套设备上的面部识别软件认证配套设备的请求。通过检测或确定用户的注视的取向，可穿戴设备可确定用户相对于配套设备的意图，例如解锁配套设备的意图。通过面向用户的相机，可穿戴设备可基于一个或多个光学跟踪度量(诸如瞳孔、虹膜、角膜跟踪、注视检测和/或光亮检测)确定或检测用户的注视的取向。可穿戴设备还可确定或检测用户的眼睛或注视已经以特定方式或投射注视路径进行取向的持续时间。

在一些示例中，可穿戴设备的面向用户的相机可确定眼睛姿势。可穿戴设备可响应于检测到眼睛姿势而确定用户访问配套设备的意图。在一些示例中，眼睛姿势可以是对意图确认请求(诸如由可穿戴设备输出的意图确认请求)的预期响应。可定义一个或多个可具有用户特异性的眼睛姿势，以指示意图或意愿或者无此意图或意愿。例如，可穿戴设备可呈现对意图确认的请求，诸如指示“眨眼解锁”的音频或视频输出，并且可穿戴设备可检测由用户进行的眨眼作为用户访问配套设备的意图的指示。

在步骤308处，响应于确定用户的注视的取向满足条件而执行动作。所执行的动作可以是配套设备的认证辅助，诸如从主设备向配套设备传输包括认证凭据的信息。在一些示例中，主设备或可穿戴设备的通信或传输部件可用于将包括认证凭据的信息传输到配套或接近设备。

用户的注视的取向所满足的条件可以是用户的注视指向配套设备。在一些示例中，条件可因此至少部分地基于配套或接近设备的位置。在一些示例中，条件可以是用户的注视的取向是否在配套或接近设备的位置的预定程度阈值内。在一些示例中，条件可至少部分地基于用户的注视的取向是否在接近或配套设备的显示器的位置的预定程度阈值内。

在一些示例中，步骤302、306、308中的任一者可至少部分地由主设备或可穿戴设备的处理器执行。例如，主设备的处理器可被配置为确定用户的注视的取向是否满足条件。在一些示例中，处理器可被配置为响应于作出此确定而提供信号。处理器可与主设备的一个或多个部件通信，并且因此可响应于由处理器提供的信号而执行动作。

执行动作可取决于配套设备的状态。例如，如果配套设备已经处于解锁状态，则可穿戴设备将不传输认证凭据。因此，执行认证辅助可包括执行配套设备的状态确定。同样地，执行动作可取决于可穿戴设备的状态。例如，如果可穿戴设备处于锁定状态，则可穿戴设备将不传输认证凭据，而不管配套设备的接近度或用户的注视方向如何。换句话说，执行过程300的步骤中的任一者可包括执行可穿戴设备的状态确定。在一些示例中，执行动作可至少部分地基于接近或配套设备的取向或位置。

配套设备的状态确定可指示配套设备处于锁定状态。可穿戴设备可经由电子通信协议接收指示配套设备易于接收认证数据的消息或信号，诸如指示配套设备正在等待登录或解锁信息的信号。

一旦步骤302和306已经完成，可穿戴设备可经由电子通信或传输部件(诸如本文所讨论的那些中的任一者)发射或传输信息(诸如认证数据)。认证数据可包括与用户相关联的安全认证凭据数据。安全认证凭据数据可包括唯一地识别用户或与用户相关联的用户账户的信息，诸如用户名或者与用户相关联的唯一令牌。用户识别数据可以安全或非安全形式发送。安全认证凭据数据可包括用户身份验证数据，诸如用户密码数据或者表示用户密码数据的令牌。用户身份验证数据可以安全形式发送。

图4示出了用于用户认证的示例性过程400的流程图。在一些示例中，过程400可基本上类似于以上讨论的过程300，并且可包括该过程的步骤或教导内容中的一些或全部。

在步骤402处，检测配套设备。步骤402可基本上类似于以上讨论的步骤302。例如，配套设备可由可穿戴设备使用上述方法中的任一者来检测。在一些示例中，配套设备的检测可由于配套设备在主设备或可穿戴设备的预定空间邻近度内、由于配套设备接收对访问的请求、或者由于可穿戴设备诸如通过面向外的相机来检测到配套设备而发生。在一些示例中，对接近、辅助或配套设备的检测可包括检测如本文所述的接近、辅助或配套设备的位置、定位和/或取向。

在步骤404处，检测配套设备的取向。配套设备的取向可由主设备或可穿戴设备的视觉系统或配套设备的视觉系统检测或确定。用户访问配套设备的意图可根据配套设备相对于用户的取向来确定。例如，可穿戴设备可通过面向外的相机来确定配套设备的显示器或其一部分对于用户是可见的，诸如在与用户的视线中心相距的限定偏移范围内。在一些示例中，可穿戴设备可确定配套设备在空间上被取向在限定偏移范围之外(即，显示器对于用户不可见)，并且可穿戴设备因此可确定不存在用户访问配套设备的意图。

配套设备的取向可使用可穿戴设备的面向外的相机(诸如图2D和图2E的OFC 234)和/或配套设备的视觉系统来检测或确定。OFC可使用计算机视觉和VIO算法来确定配套设备的取向。在一些示例中，符号或标记可显示在配套设备上以帮助OFC确定配套设备的取向。在一些示例中，配套设备的取向可基于配套设备的面部识别软件已检测到用户的脸部并且正处于识别用户的脸部的过程中的指示来确定。配套设备的取向可相对于可穿戴设备、重力方向或用户的脸部来确定。

可穿戴设备或配套设备可确定配套设备的取向的持续时间。换句话说，系统可确定配套设备已经处于特定取向持续多长时间，或者配套设备的取向是否动态改变以及以什么速率改变。例如，可穿戴设备可跟踪配套设备的空间取向并且可确定配套设备的空间取向的变化在一定持续时间内低于限定最大空间变化阈值，并且可穿戴设备可响应于确定配套设备相对于用户的空间取向的变化在一定持续时间内低于限定最大空间变化阈值而确定用户访问配套设备的意图。

在步骤406处，检测或确定用户的注视的取向。步骤406可基本上类似于图3的步骤306。通过确定或检测用户的注视的取向，可穿戴设备(诸如其处理器)可确定用户的注视是否满足条件。例如，可穿戴设备的处理器可确定用户的注视的取向是否在配套设备和/或配套设备的显示器的预定程度阈值内。也就是说，主设备或可穿戴设备可确定用户正在看配套设备并且因此推断用户相对于配套设备的意图，例如解锁配套设备的意图。通过面向用户的相机，可穿戴设备可基于一个或多个光学跟踪度量(诸如瞳孔、虹膜、角膜、注视和/或光亮的跟踪)来检测或确定用户的注视的取向。可穿戴设备还可确定用户的眼睛已经以特定方式或投射注视轨迹进行取向的持续时间。

在步骤408处，至少部分地基于所检测到的用户的注视的取向是否满足条件，将认证凭据从主设备或可穿戴设备提供给配套设备。步骤408可基本上类似于图3的步骤308。响应于检测到配套设备、确定配套设备的取向与访问配套设备的意图一致，以及确定用户的眼睛的取向与用户正在看配套设备一致，可穿戴设备可经由电子通信或传输部件(诸如本文所讨论的那些中的任一者)来发射、传输或提供例如包括认证凭据的信息。认证数据可包括与用户相关联的安全认证凭据数据。安全认证凭据数据可包括唯一地识别用户或与用户相关联的用户账户的信息，诸如用户名或者与用户相关联的唯一令牌。用户识别数据可以安全或非安全形式发送。安全认证凭据数据可包括用户身份验证数据，诸如用户密码数据或者表示用户密码数据的令牌。用户身份验证数据可以安全形式发送。

在一些示例中，步骤402、404、406、408中的任一者可至少部分地由主设备或可穿戴设备的处理器执行。例如，主设备的处理器可被配置为确定用户的注视的取向是否满足条件。在一些示例中，处理器可被配置为响应于作出此确定而提供信号。处理器可与主设备的一个或多个部件通信，并且因此可响应于由处理器提供的信号而执行动作。

使用以上讨论的系统、方法和过程，可穿戴设备的视觉系统可实现需要面部识别和注视确定访问的对配套设备的用户认证，即使当用户的眼睛被阻挡免于IR光时也是如此。

如本文所用，物理环境可包括在没有电子系统的情况下可感测和/或交互的物理世界。相比之下，计算机生成的现实可在任何程度上包括人们使用电子系统来感知其和/或与其交互的模拟环境，包括虚拟现实和混合现实。类似地，虚拟现实可指被设计成对于一个或多个感觉完全基于计算机生成的感官输入的模拟环境。相比之下，混合现实环境是指被设计成除了包括虚拟对象之外还结合来自物理环境的感官输入或其表示的模拟环境。这些环境可使用任何数量的硬件部件来生成，这些硬件部件包括但决不限于头戴式系统、基于投射的系统、平视显示器、移动电话、具有集成显示器的挡风玻璃、扬声器、耳机、平板计算机、膝上型计算机、监测器、电视、所有类型的显示器等。

个人信息数据可用于实现和改进本文所述的各种实施方案，并且应根据适于所收集的数据的类型的授权和良好建立的安全隐私策略和实践来收集。然而，所公开的技术在没有此类个人信息数据的情况下不能操作。

将理解的是，以上的本系统和方法的细节可以各种组合并且与另选部件组合。本系统和方法的范围将通过所附权利要求来进一步理解。

Claims (20)

1.一种用于用户认证的系统，所述系统包括：

可穿戴设备，所述可穿戴设备被配置为：

检测用户的注视的取向；

至少部分地基于配套设备的位置确定所述注视的所述取向是否满足条件；以及

响应于确定所述注视的所述取向满足所述条件而向所述配套设备传输信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述注视的所述取向包括所述用户正在看的方向；

所述条件包括所述注视的所述取向在所述配套设备的所述位置的一度内；并且

所述信号包括用于访问所述配套设备的认证凭据。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述配套设备具有锁定状态和解锁状态；并且

所述信号包括用于将所述配套设备从所述锁定状态改变为所述解锁状态的认证凭据。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

在所述锁定状态下，所述用户不能访问所述配套设备的限制访问功能；并且

在所述解锁状态下，所述用户能够访问所述配套设备的所述限制访问功能。

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述可穿戴设备包括被配置为捕获所述用户的眼睛的图像的相机；并且

所述可穿戴设备至少部分地基于所捕获的图像确定所述注视的所述取向是否满足所述条件。

6.根据权利要求5所述的系统，其中：

所述相机是第一相机，并且所述可穿戴设备包括被配置为确定所述配套设备的取向的第二相机；并且

所述可穿戴设备至少部分地基于所述配套设备的所述取向确定所述注视的所述取向是否满足所述条件。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴设备包括用于检测所述配套设备的所述位置的接近传感器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴设备被配置为在向所述配套设备传输所述信号之前认证所述用户。

9.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述配套设备包括被配置为识别用户的脸部的面部识别系统；并且

所述可穿戴设备被配置为在所述配套设备识别所述用户的脸部时检测所述注视的所述取向。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴设备包括头戴式设备。

11.一种可穿戴设备，包括：

面向用户的相机，所述面向用户的相机被配置为检测用户的眼睛姿势；

处理器，所述处理器与所述面向用户的相机通信，所述处理器被配置为至少部分地基于所述眼睛姿势确定所述用户是否正在看接近设备；以及

传输部件，所述传输部件与所述处理器通信，所述传输部件被配置为响应于确定所述用户正在看所述接近设备而向所述接近设备传输认证凭据。

12.根据权利要求11所述的可穿戴设备，还包括被配置为检测所述接近设备的位置的面向外的相机。

13.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述处理器被进一步配置为：

确定所述接近设备的显示器是否正面向所述用户的眼睛；以及

响应于确定所述用户正在看所述接近设备并且所述接近设备的所述显示器正面向所述用户的眼睛而提供信号。

14.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述可穿戴设备包括头戴式设备，所述头戴式设备包括红外保护透镜。

15.一种用于用户认证的方法，所述方法包括：

由主设备检测用户的注视方向；

检测辅助设备的位置；

响应于确定所述注视方向朝向所述辅助设备的所述位置取向而从所述主设备向所述辅助设备提供信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中检测所述辅助设备的所述位置包括检测所述辅助设备的取向。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述信号包括认证凭据。

18.根据权利要求15所述的方法，其中检测所述辅助设备的所述位置包括检测所述辅助设备在与所述主设备相距的预定阈值距离内。

19.根据权利要求15所述的方法，其中当所述注视方向在所述辅助设备的任何部分的一度内时，所述注视方向被确定为朝向所述辅助设备的所述位置取向。

20.根据权利要求15所述的方法，其中检测所述辅助设备的所述位置包括：

在所述辅助设备上显示符号；以及

通过所述主设备检测所述符号。