CN206532304U - 虹膜身份认证附件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与移动终端连接通信的虹膜身份认证附件，包括：光学镜头部件，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像；图像传感器，适于将包含用户虹膜的感兴趣区域的光学图像转换成原始电子图像；USB OTG接口，适于将虹膜身份认证附件连接到移动终端；数据处理单元，适于对图像传感器输出的原始电子图像进行处理，以及通过USB OTG接口向移动终端传输经过处理的电子图像；以及ID电路模块，包括至少一个唯一的虹膜身份认证附件ID序列号存储区。

Description

虹膜身份认证附件

技术领域

本实用新型涉及支付认证技术，尤其涉及虹膜身份认证附件。

背景技术

随着移动支付等支付方式的快速发展，生物识别技术被越来越广泛的应用到移动支付中，以提高支付的安全性。例如，目前提出的使用指纹取代密码进行手机支付的身份认证手段(如支付宝的指纹支付)，相比于数字密码，指纹具有唯一性和方便性等特点，能有效减少密码泄漏的风险，用户无需记忆复杂的支付密码，提升了用户体验。然而，指纹因其接触性容易留下特征痕迹，能够通过硅胶等材料轻易仿造。一些网络电商平台已经普遍销售指纹套，很多他人指纹代打卡的事件经常发生。特别是，即便不被造假，指纹在用户不清醒(比如熟睡、酒醉)的时候可以被第三者借机盗按指纹，这在移动支付领域有十分大的风险。另外的一种更加安全可靠的生物识别方式为虹膜身份认证方式，相比于指纹识别，虹膜识别具有诸多优点：生物特征点多、特征稳定性高、非接触式识别、更精确、难以伪造以及安全性更高。因此，虹膜支付在移动支付领域具有更大的优势。

然而，在移动支付中应用虹膜身份认证需要手机硬件支持，特别是需要专用的虹膜采集成像传感器，难以在手机等移动终端中迅速普及。如何使得移动终端具有虹膜身份认证功能是当前虹膜移动支付的一大瓶颈。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种移动支付的虹膜身份认证附件，在不改动现有的移动终端(比如手机、平板电脑)的硬件结构的基础上，使现有移动终端具备虹膜识别和虹膜身份认证的功能，从而有效的解决了虹膜移动支付的瓶颈。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种与移动终端通信的虹膜身份认证附件，包括：光学镜头部件，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像；图像传感器，适于将包含用户虹膜的感兴趣区域的光学图像转换成原始电子图像；USB OTG接口，适于将虹膜身份认证附件连接到移动终端；数据处理单元，适于对图像传感器输出的原始电子图像进行处理，以及通过USB OTG接口向移动终端传输经过处理的电子图像；以及ID电路模块，包括至少一个唯一的虹膜身份认证附件ID序列号存储区。

可选地，根据本实用新型的虹膜身份认证附件还包括电源单元，适于向虹膜身份认证附件供电。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，USB OTG接口包括USB2.0、USB3.0和MicroUSB接口中任一种。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，还包括外壳，其中USB OTG接口与外壳物理固定连接。这样，可以将虹膜身份认证附件固定在移动终端设备上，从而使得移动终端具有虹膜识别的整体功能。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，数据处理单元还包括加密模块，适于对所述电子图像进行加密处理。经过加密处理后的人眼或虹膜图像需要进行解密才能被打开，否则即便在传输过程中被黑客截获虹膜身份认证附件采集的数据流，黑客也无法解析破解得到用户的虹膜图像，具有很强的硬件加密性和抗攻击性，在对数据安全性有较高要求的应用场景(比如移动支付)具有独特优势。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，还包括注册虹膜模板存储模块，适于以加密方式存储用户的注册虹膜模板数据。同时，该存储模块也可以存储用户采集的虹膜原始图像以及经过处理后的虹膜图像。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，ID电路模块还包括加密电路和/或解密电路。每一个独立的虹膜身份认证附件设备拥有一个唯一的独特的设备ID序列号。该ID序列号由ID电路模块产生或存储，并可以通过加密电路进行加密以经过加密后的格式输出。当虹膜身份认证附件与移动终端建立通信连接后，移动终端会读取该设备ID序列号，如果该序列号被加密过，则在移动终端经过解密还原ID序列号。移动终端通过该设备ID序列号来识别与其连接的虹膜身份认证附件设备的有效性。如果读入的ID序列号非法，则拒绝识别该虹膜身份认证附件设备，不进行后续的虹膜身份识别工作。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，光学镜头部件还包括镜头、适于固定镜头的镜头座和适于允许红外光通过的滤光片。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，光学镜头部件还包括焦距调节单元，适于对镜头的焦距进行调节。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，在USB OTG接口与移动终端物理连接后，镜头成像方向和与其连接的移动终端的显示屏幕在移动终端的同一侧。特别的，用户手持通过USB OTG接口插入的认证附件的移动终端进行虹膜身份认证时，能够在移动终端的显示屏幕上预览该附件实时采集的用户自身的虹膜视频或图像，提高用户体验。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，还包括至少一个LED灯，适于为虹膜成像提供照明。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，还包括LED灯控制模块，适于调节LED灯的模式和/或LED灯的亮度。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，LED灯的模式包括常亮模式和闪烁模式。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，LED灯控制模块还适于根据预定的模式调节所述LED灯的亮度，以便获取用户瞳孔因此缩放变化的电子图像，从而便于活体检测。

可选地，在根据本实用新型的虹膜身份认证附件中，LED灯包括红外光LED或可见光LED之一。

根据本实用新型的虹膜身份认证技术方案，通过采用独立的虹膜身份认证附件与移动终端进行连接，从而能够获取高质量的虹膜图像并进行虹膜身份认证。根据本实用新型的虹膜身份认证附件通过多个硬件单元实现了对虹膜图像的获取和处理，能够在不增加移动终端过多负担的情况下，向移动终端提供高质量的虹膜图像。进一步，根据本实用新型的虹膜身份认证附件具有唯一的ID序列号，能够对虹膜身份认证附件进行防伪识别，从而保证了进行虹膜识别的虹膜身份认证附件为经过合法授权认证的设备，防止了非法用户通过伪造未经授权的虹膜身份认证附件来进行攻击。进一步，根据本实用新型的虹膜身份认证附件可以存储加密的注册虹膜模板，进而可以保持注册虹膜模板的独立性和安全性。根据本实用新型的虹膜身份认证附件可以方便的与不同的移动终端进行连接，在不对移动终端硬件进行定制的基础上，使得移动终端可以在进行移动支付等应用中，通过采用虹膜身份认证方式代替传统的密码认证和指纹认证，具有更高的安全性。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的虹膜身份认证系统的示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的虹膜身份认证附件200的示意图；

图3示出了根据本实用新型又一个实施例的虹膜身份认证附件200的示意图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的用户实际使用虹膜身份认证系统的示例；以及

图5示出了根据本实用新型一个实施例的虹膜身份认证附件200的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的虹膜身份认证系统。虹膜身份认证系统包括虹膜身份认证附件200和移动终端100。在移动终端100进行网络支付、登录和解锁等需要进行身份认证时，用户可以通过虹膜身份认证附件200以及移动终端100中的应用来完成身份验证，从而实现了在不需要改变移动终端100本身硬件设备的基础上，使移动终端100具有虹膜身份认证的功能。这样，用户只需要配备体积小巧、价格低廉的虹膜身份认证附件200，就能够使现有的包括手机、平板电脑等在内的移动终端具有虹膜采集和身份认证的功能。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的移动终端的虹膜身份认证附件200的示意图。如图2所示，本实施例的虹膜身份认证附件200包括了光学镜头部件210。该光学镜头部件210适于对包含了用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像。该光学镜头部件210还包括镜头、适于固定镜头的镜头座和适于允许红外光通过的滤光片。另外，光学镜头部件还可以包括焦距调节单元。用户可以通过该焦距调节单元对焦距进行调节，这样在获取光学图像时，可以有更高的图像质量和更自由的拍摄距离。

图3示出了根据本实用新型又一个实施例的虹膜身份认证附件200的示意图。如图3所示，光学镜头部件210周围还可以设置有至少一个LED灯270，适于为光学镜头部件进行图像获取时提供照明。例如，光学镜头部件210两侧都设置有600～1200nm范围波长内的红外LED灯。这样，光学镜头部件210周围分布的LED灯可以进行交叉照明。特别是，在用户佩戴有眼镜时，交叉照明的方式可以很好的减少眼镜片的反光干扰。根据本实用新型的虹膜身份认证附件200还可以包括LED灯控制模块。该LED灯控制模块能够控制LED灯的照明模式。例如，LED灯控制模块可以控制LED灯在闪烁模式和长亮模式之间进行切换，能够降低功耗。在又一个实施例中，LED控制模块能够控制LED灯的亮度按照预定方式进行变化。例如，虹膜身份认证附件200在进行眼部区域图像获取时，LED灯按照一定规律由亮逐渐变暗，再由暗逐渐变亮，以能够刺激人的瞳孔进行大小变换。这样，虹膜身份认证附件200可以获取得到瞳孔缩放变化的反馈电子图像。这样，虹膜身份认证系统200可以通过该反馈得到的眼部电子图像进行活体检测，即判断提供眼部图像的生物体的生命体征是否正常。进而，虹膜身份认证系统可以根据对生命体征的判断结果而进行安全认证，从而确保要验证的对象是真实活体的眼部，而不是已脱离人体的器官或者假的模型。利用瞳孔缩放变化进行的活体检测提供了比其他生物特征(如指纹)验证更高的安全级别。

如图2和图3所示，虹膜身份认证附件外部具有外壳230。虹膜身份认证附件的电路结构位于该外壳230内部。该外壳230的形状可以根据内部结构的不同布置或者美观因素的考虑进行任意设定。另外，根据本实用新型的USB OTG接口包括USB2.0、USB3.0和MicroUSB接口中任一种。USB OTG是USB On-The-Go的缩写，主要应用于各种不同的设备或移动设备，特别是PDA、移动电话、消费类设备之间的数据连接。USB OTG可以将数码照相机、摄像机、打印机等多种不同设备进行连接，以解决各种设备或者存储卡之间交换数据的不便。一般来说，移动终端拥有USB OTG接口类型为母口，虹膜身份认证附件200拥有的USB OTG接口类型为公口。通过将虹膜身份认证附件200的USB OTG公口插到移动终端的USB OTG母口上，便可将虹膜身份认证附件(包括外壳、电路硬件、镜头等)固定在移动终端100上，从而使得移动终端具有虹膜识别的整体功能。该虹膜身份认证附件的USB OTG接口与外壳及电路结构固定连接。

图4示出了根据本实用新型一个实施例的用户实际使用虹膜身份认证系统的示例。如图4所示，当虹膜身份认证附件200通过USB OTG接口220连接到移动终端100上时，虹膜身份认证附件200的镜头的成像方向与移动终端100的显示屏幕在移动终端的同一侧。这样，用户可以手持移动终端100，方便地将虹膜身份认证附件200的光学镜头部件210对准人眼部区域，同时能够在移动终端100的屏幕上看到虹膜人份认证附件所采集的眼部区域的实时成像，以便用户及时调整虹膜图像采集的空间位置和使用距离，从而提升了用户身份认证的速度，并提高了用户的体验度。目前的移动终端的USB OTG接口的朝向并不尽相同，从而可能出现这样的情况，即，在虹膜身份认证附件200插入一个移动终端后，光学镜头部件210的成像方向与该移动终端100的显示屏幕在同一侧。在插入另一个移动终端100后，光学镜头部件210的成像方向在显示屏幕的相反侧，从而用户在面对虹膜身份认证附件200的光学镜头部件210时看不到移动终端100的显示屏幕中实时成像。为了避免这种情况的出现，根据本实用新型的虹膜认证附件200可以针对特定USB OTG接口朝向的移动终端设定本身的USB OTG接口朝向，从而确保虹膜身份认证附件在插入移动终端后，光学镜头部件210的成像方向与移动终端100的显示屏幕在移动终端的同一侧。或者，也可以在虹膜身份认证附件200中增加镜头旋转机构，以改变其光学镜头部件210的成像方向。

图5示出了根据本实用新型一个实施例的虹膜身份认证附件200的结构框图。如图5所示，移动终端的虹膜身份认证附件包括了光学镜头部件210、图像传感器240、USB OTG接口220、数据处理单元250和ID电路模块260。

图像传感器240适于将包含用户虹膜的感兴趣区域的光学图像转换成电子图像。

USB OTG接口220，适于连接到移动终端100以及进行通信。这里所说的连接方式包括了物理的可拆卸连接方式和无线连接方式。USB OTG接口220可以选用通用的连接标准结构中任一种。

数据处理单元250，适于对图像传感器240输出的原始图像数据进行转换和处理，以及通过USB OTG接口220向移动终端100传输经过处理的虹膜电子图像，以便移动终端100从接收到的虹膜电子图像，通过虹膜识别算法生成虹膜模板，进而通过该虹膜模板和用户的注册虹膜模板数据进行比对来认证用户身份。虹膜电子图像可以是单眼图像，也可以是双眼图像。根据本实用新型的一个实施例采用了测量汉明距离的方式，虹膜比对结果小于规定的汉明距离门限值，识别结果为同一个用户。在比对结果大于规定的门限值时，移动终端100识别实时虹膜模板与注册的虹膜模板对应不同的用户。数据处理单元250对电子图像的处理包括对电子图像进行去噪处理，并从多个电子图像中选取所包含的虹膜图像质量较高的电子图像。数据处理单元250能够将经过处理的电子图像通过USB OTG接口220向移动终端100传输。

ID电路模块260，包括至少一个唯一的虹膜身份认证附件ID序列号存储区，以便由所述移动终端从中读取唯一ID序列号。这样，移动终端100的应用可以通过ID序列号对虹膜身份认证附件的身份进行验证，从而保证经过合法注册的虹膜身份认证附件才能进行相应操作，以保证用户的身份安全性。这样，通过如图5所示的虹膜身份认证附件200，可以在通常的、非硬件定制化的移动终端100中进行基于虹膜特征的身份验证，以及完成移动支付的安全操作。此外，该ID电路模块260还可以包括加密电路和/或解密模块。只有移动终端驻留了对应该ID电路的解密应用或插件后，移动终端才可以解析从ID电路模块获取的ID数据。这样，虹膜身份认证附件200对应的唯一的ID序列号存放安全性更高，不容易被截获并盗用ID身份。每一个独立的虹膜身份认证附件设备拥有一个唯一的设备ID序列号。该ID序列号由ID电路模块产生或存储，并可以由加密电路进行加密。这样ID电路模块260可以采用加密格式输出该ID序列号。当虹膜身份认证附件200与移动终端100建立通信连接后，移动终端100会读取该设备ID序列号。如果该ID序列号被加密过，则移动终端经过解密以还原ID序列号。移动终端通过该ID序列号来识别与其连接的虹膜身份认证附件200的有效性。例如，移动终端中的应用知晓合法的设备ID序列号列表或者合法性判断规则，能够判断出读取的设备ID序列号是否合法。如果判断读取的ID序列号非法，则拒绝识别该虹膜身份认证附件设备，不再进行后续的虹膜身份识别工作。

在根据本实用新型一个实施例中，虹膜身份认证附件可以通过USB OTG接口从移动终端获取供电。这样，虹膜身份认证附件的电路结构可以进一步进行压缩，从而减小虹膜身份认证附件200的体积。当数据处理单元的数据处理量较大时，通过USB OTG的供电可能不足，为此虹膜身份认证附件也可以包括单独的电源单元，用于向虹膜身份认证附件供电。在根据本实用新型一个实施例中，移动终端100通过应用对虹膜认证附件200进行启动以及获取虹膜认证附件200传送的数据。该应用通过移动终端100的底层USB视频类(UVC)驱动对虹膜认证附件200进行操控。用户可以在移动终端100上自行安装虹膜采集应用并获得应用的系统ROOT权限。当然，该应用也可以作为移动终端100上的系统软件发布，用户不再需要自行获得应用的系统root权限。

在根据本实用新型又一个实施例中，数据处理单元250还包括加密模块，适于对电子图像进行加密处理。数据处理单元250将图像传感器中获取的电子图像进行去噪处理后，选取成像质量较好的电子图像。然后，加密模块对准备传输的电子图像进行加密处理。当经过加密处理的电子图像到达移动终端100后，移动终端100中应用对该电子图像进行解密以获取虹膜图像。这样，虹膜身份认证附件200就对所传输的数据本身进行了加密处理，进而保证了包含用户虹膜数据的电子图像的安全性。加密算法可以使用对称加密算法、非对称加密算法、公钥私钥加密算法、量子加密算法或其他特定的加密算法。虹膜身份认证附件200也可以采用不开源的图像压缩的技术对图像进行压缩输出进行加密。经过加密处理后的人眼或虹膜图像需要进行解密才能被打开。否则即便在传输过程中，非法用户截获虹膜身份认证附件200采集的数据流，也无法从该数据流解析破解得到用户的虹膜图像。这样虹膜身份认证附件200具有很强的硬件加密性和抗攻击性，在对数据安全性有较高要求的应用场景中，比如移动支付，具有独特优势。

进一步，数据处理单元250在通过USB OTG接口220向移动终端100传输时，可以采用多种图像传输格式。所传输的图像格式可以是未经压缩的图像格式(如Raw Data)，也可以是经过处理的图像格式，比如YUV、RGB、或UVC，并且可以经过加密。例如，数据处理单元250可以将从图像传感器240输出的原始电子图像转换为UVC图像。相应地，移动终端100获取到UVC图像后，可以根据需要对原始的UVC图像进行解析和进行诸如提取虹膜特征的后续处理。另外，在根据本实用新型的又一个实施例中，数据处理单元250可以对从图像传感器240输出的每一帧原始图像进行筛选，从中获取虹膜图像质量较高的图像数据，然后把符合虹膜识别要求的图像通过USB OTG接口220传输给移动终端100。这样，减少了虹膜身份认证附件200向移动终端100所传输的数据量，也降低了移动终端的数据处理量，提高了虹膜身份认证的效率。

虹膜身份认证附件200中还可以包括注册虹膜模板存储模块(图中未示出)，适于以加密方式存储用户的注册虹膜模板数据。这样，用户可以选择将经过注册的虹膜模板数据存放在一个独立的设备中(即本实用新型的虹膜身份认证附件)。在虹膜身份认证附件200连接到移动终端100时，移动终端100可以从该虹膜模板存储模块中读取加密的虹膜模板数据，进而与实时采集获取的虹膜图像进行比对，从而确认当前虹膜识别的用户身份是否与注册虹膜模板数据表示的用户身份一致。这样，用户可以在不同的移动终端上使用存储有本人注册虹膜模板数据的虹膜身份认证附件进行身份认证，从而提高了用户进行身份认证的便利性。此外，与将注册虹膜模板数据存储在移动终端(典型地是存储在存储卡)中的方式相比，在虹膜身份认证附件中以加密方式存储用户的注册虹膜模板的方式可以提供更高的安全性。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该实用新型的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种移动终端的虹膜身份认证附件，其特征在于包括：

光学镜头部件，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像；

图像传感器，适于将包含用户虹膜的感兴趣区域的光学图像转换成原始电子图像；

USB OTG接口，适于将虹膜身份认证附件连接到移动终端；

数据处理单元，适于对图像传感器输出的原始电子图像进行处理，以及通过USB OTG接口向移动终端传输经过处理的电子图像；以及

ID电路模块，包括至少一个唯一的虹膜身份认证附件ID序列号存储区。

2.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于还包括电源单元，适于向虹膜身份认证附件供电。

3.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于，所述USB OTG接口包括USB2.0、USB3.0和MicroUSB接口中任一种。

4.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于还包括外壳，其中所述USB OTG接口与外壳物理固定连接。

5.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于，所述数据处理单元还包括加密模块，适于对所述电子图像进行加密处理。

6.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于还包括注册虹膜模板存储模块，适于以加密方式存储用户的注册虹膜模板数据。

7.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于所述ID电路模块还包括加密电路和/或解密电路。

8.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于所述光学镜头部件还包括镜头、适于固定镜头的镜头座和适于允许红外光通过的滤光片。

9.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于，在OTG接口与移动终端物理连接后，镜头成像方向和与其连接的移动终端的显示屏幕在移动终端的同一侧。

10.如权利要求1所述的虹膜身份认证附件，其特征在于还包括至少一个LED灯，适于为虹膜成像提供照明。