TW201721489A - 身分驗證方法、裝置及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

一種身分驗證方法、裝置及電腦程式產品。對使用者的臉部影像序列來執行眼動追蹤演算法，藉以偵測使用者的眼動狀態。基於眼動狀態，透過輸入介面來輸入密碼字串。並且，基於眼動狀態，進行自主意志確認程序，判斷使用者是否處於自主意志狀態。在判定使用者處於自主意志狀態下，啟動操作程序。在判定該使用者處於非自主意志狀態下，產生警示訊號並啟動操作程序。

Description

身分驗證方法、裝置及電腦程式產品

本發明是有關於一種身分驗證機制，且特別是有關於一種利用眼動輸入的身分驗證方法、裝置及電腦程式產品。

目前眼動追蹤技術主要可區分為與侵入性（invasive）與非侵入性（non-invasive）兩種。侵入性的眼動追蹤技術主要是在眼睛中設置搜尋線圈法（search Coil）或使用眼動電波圖（electrooculogram）。而非侵入性的眼動追蹤技術則可區分為免頭戴式（free-head）或頭戴式（head-mount）人眼追蹤技術。而隨著科技的發展，眼動追蹤技術大幅應用於各種領域，例如神經科學、心理學、工業工程、人因工程、行銷廣告、電腦科學等。

藉由眼動追蹤技術來協助口說不便與肢體困難者進行溝通及輔助所需，帶給了許多行動不便者更多的便利。例如，藉由眼動電子產品的輔助，而能夠以眼睛代替滑鼠來完成溝通、上網和影音娛樂活動等。

本發明提供一種身分驗證方法、裝置及電腦程式產品，利用眼動狀態來輸入密碼，讓密碼的輸入更為多樣化。

本發明的身分驗證方法，包括：對使用者的臉部影像序列來執行眼動追蹤演算法，藉以偵測使用者的眼動狀態；基於眼動狀態，透過輸入介面來輸入密碼字串，以啟動眼動驗證程序；基於眼動狀態，進行自主意志確認程序，判斷使用者是否處於自主意志狀態或非自主意志狀態進行眼動驗證程序；在判定使用者處於自主意志狀態進行眼動驗證程序時，啟動操作程序；以及在判定使用者處於非自主意志狀態進行眼動驗證程序時，產生警示訊號並啟動操作程序。

在本發明的一實施例中，上述基於眼動狀態，進行自主意志確認程序的步驟包括：基於眼動狀態判斷輸入介面中的求助選項是否被觸發；以及當求助選項被觸發時，判定使用者處於非自主意志狀態。

在本發明的一實施例中，上述基於眼動狀態，進行自主意志確認程序的步驟包括：當密碼字串符合第一字串時，判定使用者處於自主意志狀態，並且開放操作程序的全部使用權限；以及當密碼字串符合第二字串時，判定使用者處於非自主意志狀態，並且開放操作程序的部分使用權限。

在本發明的一實施例中，上述輸入介面包括密碼輸入區塊以及非密碼輸入區塊。密碼輸入區塊用以提供密碼字串的輸入。而上述基於眼動狀態，進行自主意志確認程序的步驟包括：基於眼動狀態判斷非密碼點選區塊是否被選擇；以及在非點選區塊被點選的次數符合預設次數時，判定使用者處於非自主意志狀態。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：分析臉部影像序列，藉以判斷生物特徵是否符合預設特徵；以及在生物特徵符合預設特徵之後，顯示輸入介面。

在本發明的一實施例中，上述生物特徵為臉部特徵、虹膜特徵或眼白血管紋路特徵。

在本發明的一實施例中，上述基於眼動狀態，透過輸入介面來輸入密碼字串的步驟包括：判斷使用者的眼睛在注視於輸入介面所包括的多個數字的其中之一時的眼動狀態，其中眼動狀態包括眨眼動作、凝視時間、瞳孔位移量以及瞳孔移動方向至少其中之一；以及基於眼動狀態來判斷所欲輸出其中一個數字。

本發明的身分驗證裝置，包括：顯示單元、影像擷取單元以及控制單元。顯示單元用以顯示輸入介面。影像擷取單元用以擷取使用者的臉部影像序列。控制單元耦接至顯示單元及影像擷取單元。控制單元對臉部影像序列執行眼動追蹤演算法，藉以偵測使用者的眼動狀態。控制單元基於眼動狀態，透過輸入介面來輸入密碼字串，以啟動眼動驗證程序。控制單元基於該眼動狀態，進行自主意志確認程序，判斷使用者是否處於自主意志狀態或非自主意志狀態進行眼動驗證程序。在判定使用者處於自主意志狀態進行眼動驗證程序時，控制單元啟動操作程序。在判定使用者處於非自主意志狀態進行眼動驗證程序時，控制單元發出警示訊號並啟動操作程序。

本發明的電腦程式產品，包括電腦可讀取記錄媒體，電腦可讀取記錄媒體記錄至少一程式指令，上述程式指令在載入電子裝置後，用以執行上述身分驗證方法各步驟。

基於上述，使用者在身分認證過程中可利用眼球動作來執行眼動輸入，使得操作更為多樣化。並且，在遭受到威脅的情況下，可利用眼動輸入觸發警示訊號，據此可在不被歹徒發覺的情況下來進行求救。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的身分驗證裝置的方塊圖。請參照圖1，身分驗證裝置100包括顯示單元110、影像擷取單元120、儲存單元130以及控制單元140。控制單元140耦接至顯示單元110、影像擷取單元120及儲存單元130。

顯示單元110用以顯示如輸入介面等圖形化介面，以便於使用者觀看顯示單元110的畫面來進行操作。顯示單元110可以是任一類型的顯示器，例如為液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）、發光二極管（Light Emitting Diode，LED）顯示器或軟性顯示器。

影像擷取單元120用以擷取使用者的臉部影像序列。影像擷取單元120例如是採用電荷耦合元件（Charge coupled device，CCD）鏡頭、互補式金氧半電晶體（Complementary metal oxide semiconductor transistors，CMOS）鏡頭的攝影機、照相機等。

儲存單元130例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、快閃記憶體（Flash memory）、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合。

控制單元140例如為中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）、圖像處理單元（Graphic Processing Unit，GPU）、物理處理單元（Physics Processing Unit，PPU）、可程式化之微處理器（Microprocessor）、嵌入式控制晶片、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）或其他類似裝置。

儲存單元130包括影像識別模組150、密碼驗證模組160以及眼球追蹤模組170，其分別由一或多個程式碼片段而組成，由控制單元140執行上述模組來分別執行多個功能。而儲存單元130還可進一步包括資料庫180，以儲存合格用戶的帳號資料。而在其他實施例中，影像識別模組150、密碼驗證模組160以及眼球追蹤模組170亦可以分別是由多個數位邏輯閘所組成的晶片組。控制單元140驅動並執行影像識別模組150、密碼驗證模組160以及眼球追蹤模組170進而實現相關的操作程序。

眼球追蹤模組160藉由對臉部影像序列執行眼動追蹤演算法，藉以偵測使用者的眼動狀態。並且，眼球追蹤模組160偵測使用者於輸入介面上的多個注視位置，以及偵測眼動狀態，藉以透過輸入介面來輸入密碼字串。眼動狀態包括凝視時間、瞳孔位移量以及瞳孔移動方向至少其中之一。眼球追蹤模組160判斷使用者的眼睛在注視於輸入介面所包括的多個數字的其中之一時的眼動狀態，並且基於眼動狀態來判斷所欲輸出的其中一個數字或符號。例如以瞳孔位移與瞳孔移動方向以及凝視位置來判斷所選擇的候選字元為何，並且用預設的凝視時間作為確定輸入指令。

密碼驗證模組143執行密碼驗證程序。密碼驗證模組150驗證所輸入的密碼字串與合格用戶的預設密碼是否相符。而影像識別模組150為選擇性設置，可加強身分認證的強度。利用影像識別模組150來分析臉部影像序列，以判斷使用者是否為身分驗證裝置100所允許的合格用戶。例如，判斷使用者的生物特徵是否符合預設特徵。

底下搭配上述身分驗證裝置100來說明身分驗證方法各步驟。圖2是依照本發明一實施例的身分驗證方法的流程圖。請參照圖1及圖2，在步驟S205中，影像識別模組150分析臉部影像序列，藉以判斷使用者的生物特徵是否符合預設特徵。即，由影像識別模組150先行判定使用者是否為合格用戶。若判定使用者為合格用戶，則驅動眼球追蹤模組170來偵測使用者的眼動狀態，進而執行步驟S215~S235。若判定使用者不是合格用戶，如步驟S210所示，結束身分驗證程序。

在此，上述生物特徵為臉部特徵、虹膜特徵及眼白血管紋路特徵其中之一或其組合。例如，在臉部影像序列的臉部特徵與預設的人臉影像特徵（預設特徵）相符，且虹膜特徵與預設的虹膜影像特徵（預設特徵）相符的情況下，判定使用者為合格用戶。

影像識別模組150基於資料庫180內的預設特徵來判斷使用者是否為合格用戶。若判定使用者不是合格用戶，影像識別模組150結束身分驗證程序。若判定使用者為合格用戶，影像識別模組150可進一步讀取此合格用戶對應的預設密碼，並傳送至密碼驗證模組160以待後續進行比對。

在此，步驟S205為選擇性執行，並非一定需要先執行此一步驟。在透過影像擷取單元110擷取使用者的臉部影像序列之後，控制單元140亦可直接驅動眼球追蹤模組170來分析臉部影像序列。

在步驟S215中，控制單元140對使用者的臉部影像序列來執行眼動追蹤演算法，藉以偵測使用者的眼動狀態。即，控制單元140驅動眼球追蹤模組170來執行眼動追蹤演算法。

接著，在步驟S220中，控制單元140基於眼動狀態，而透過輸入介面來輸入密碼字串，以啟動眼動驗證程序。

並且，在步驟S225中，控制單元140會基於眼動狀態，進行自主意志確認程序，藉以判斷使用者是處於自主意志狀態或非自主意志狀態進行眼動驗證程序。例如，控制單元140判斷眼動狀態是否符合預設條件，藉此來判斷使用者是否處於自主意志狀態或處於非自主意志狀態。

在判定使用者處於自主意志狀態進行眼動驗證程序時，如步驟S230所示，控制單元140啟動操作程序。在步驟S230中，控制單元140並不會發出警示訊號。在判定使用者處於非自主意志狀態進行眼動驗證程序時，如步驟S235所示，控制單元140發出警示訊號並啟動操作程序。在此，操作程序例如為解鎖程序、金融交易程序等。

底下舉例來說明如何基於眼動狀態，進行自主意志確認程序。

在輸入介面中設置一求助選項，當使用者發生被威脅等非自主意識的操作時，可利用眼動輸入來觸發求助選項。控制單元140基於眼動狀態判斷輸入介面中的求助選項是否被觸發。當求助選項被觸發，則控制單元140判定使用者目前處於非自主意志狀態。進而，身分驗證裝置100會發出警示訊號至一保全設備。並且，在判定使用者處於非自主意志狀態下，倘若眼動輸入的密碼字串正確，則控制單元140仍然會啟動後續的操作程序。

另外，可預先設定兩組預設密碼，其中一組（第一字串）供使用者以自主意志進行操作的情況下使用，而另一組（第二字串）則供發生被威脅等非自主意志的操作時使用。並且，兩組預設密碼分別具有不同的使用權限。具體而言，使用者利用眼動輸入而輸入一密碼字串供密碼驗證模組160執行密碼驗證程序。當密碼字串符合第一字串時，控制單元140判定使用者處於自主意志狀態，並且開放操作程序的全部使用權限。當密碼字串符合第二字串時，控制單元140判定使用者處於非自主意志狀態，並且開放操作程序的部分使用權限。

又，還可進一步設定為如下，當使用者利用眼動輸入在非密碼輸入區塊進行點選，且點選次數超過預設次數，即判定使用者處於非自主意志狀態。具體而言，輸入介面包括密碼輸入區塊以及非密碼輸入區塊，密碼輸入區塊用以提供密碼字串的輸入。控制單元140基於眼動狀態判斷非密碼點選區塊是否被選擇，並且在判定非點選區塊被點選的次數符合預設次數時，便判定使用者處於非自主意志狀態。

另外，上述身分驗證方法亦可由遠端的伺服端裝置來執行，本地端裝置只負責擷取臉部影像序列，並顯示輸入介面及輸出一結果。底下再舉一例說明。

圖3是依照本發明一實施例的身分驗證系統的方塊圖。請參照圖3，身分驗證系統300包括伺服端裝置310、本地端裝置320以及保全設備330。伺服端裝置310、本地端裝置320以及保全設備330為具有運算能力的電子裝置，且通過網際網路而進行溝通。保全設備330例如為警察局的伺服器或是金融機構的伺服器。

伺服端裝置310包括控制單元311、通訊單元312以及儲存單元313。控制單元311及儲存單元313分別與控制單元140及儲存單元130相似。儲存單元313包括影像識別模組314、密碼驗證模組315、眼球追蹤模組316以及資料庫317，其相關描述可參考上述影像識別模組150、密碼驗證模組160、眼球追蹤模組170以及資料庫180。

本地端裝置320包括控制單元321、顯示單元322、影像擷取單元323以及通訊單元324。通訊單元312及通訊單元324例如為有線或無線的網路卡

在本實施例中，本地端裝置320只負責擷取臉部影像序列，之後透過通訊單元324將臉部影像序列傳送至伺服端裝置310，而由伺服端裝置310來執行身分認證程序。

本發明另提出一種電腦程式產品，用於身分驗證裝置。上述電腦程式產品包括電腦可讀取記錄媒體，電腦可讀取記錄媒體記錄至少一程式指令。上述程式指令基本上是由多數個程式碼片段所組成的（例如建立組織圖程式碼片段、簽核表單程式碼片段、設定程式碼片段、以及部署程式碼片段）。當上述程式指令載入至一電子裝置後，可完成上述身分驗證方法及身分驗證裝置的功能。

綜上所述，使用者在身分認證過程中可利用眼球動作來執行眼動輸入，使得操作更為多樣化。並且，在遭受到威脅的情況下，可利用眼動輸入觸發警示訊號，據此可在不被歹徒發覺的情況下來進行求救。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧身分驗證裝置
110、322‧‧‧顯示單元
120‧‧‧影像擷取單元
130、313‧‧‧儲存單元
140、311、321‧‧‧控制單元
150、314‧‧‧影像識別模組
160、315‧‧‧密碼驗證模組
170、316‧‧‧眼球追蹤模組
180、317‧‧‧資料庫
312、324‧‧‧通訊單元
330‧‧‧保全設備
N‧‧‧網際網路
S205~S235‧‧‧身分驗證方法各步驟

圖1是依照本發明一實施例的身分驗證裝置的方塊圖。 圖2是依照本發明一實施例的身分驗證方法的流程圖。 圖3是依照本發明一實施例的身分驗證系統的方塊圖。

S205~S235‧‧‧身分驗證方法各步驟

Claims (15)

1. 一種身分驗證方法，包括： 對一使用者的一臉部影像序列來執行一眼動追蹤演算法，藉以偵測該使用者的一眼動狀態； 基於該眼動狀態，透過一輸入介面來輸入一密碼字串，以啟動一眼動驗證程序； 基於該眼動狀態，進行一自主意志確認程序，藉以判斷該使用者是處於一自主意志狀態或一非自主意志狀態進行該眼動驗證程序； 在判定該使用者處於該自主意志狀態進行該眼動驗證程序時，啟動一操作程序；以及 在判定該使用者處於該非自主意志狀態進行該眼動驗證程序時，產生一警示訊號並啟動該操作程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述的身分驗證方法，其中基於該眼動狀態，進行該自主意志確認程序的步驟包括： 基於該眼動狀態判斷該輸入介面中的一求助選項是否被觸發；以及 當該求助選項被觸發時，判定該使用者處於該非自主意志狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述的身分驗證方法，其中基於該眼動狀態，進行該自主意志確認程序的步驟包括： 當該密碼字串符合一第一字串時，判定該使用者處於該自主意志狀態，並且開放該操作程序的全部使用權限；以及 當該密碼字串符合一第二字串時，判定該使用者處於該非自主意志狀態，並且開放該操作程序的部分使用權限。
4. 如申請專利範圍第1項所述的身分驗證方法，其中該輸入介面包括一密碼輸入區塊以及一非密碼輸入區塊，該密碼輸入區塊用以提供該密碼字串的輸入，而基於該眼動狀態，進行該自主意志確認程序的步驟包括： 基於該眼動狀態判斷該非密碼點選區塊是否被選擇；以及 在該非點選區塊被點選的次數符合一預設次數時，判定該使用者處於該非自主意志狀態。
5. 如申請專利範圍第1項所述的身分驗證方法，更包括： 分析該臉部影像序列，藉以判斷一生物特徵是否符合一預設特徵；以及 在該生物特徵符合該預設特徵之後，顯示該輸入介面。
6. 如申請專利範圍第5項所述的身分驗證方法，其中該生物特徵為一臉部特徵、一虹膜特徵或一眼白血管紋路特徵。
7. 如申請專利範圍第1項所述的身分驗證方法，其中基於該眼動狀態，透過該輸入介面來輸入該密碼字串的步驟包括： 判斷該使用者的眼睛在注視於該輸入介面所包括的多個數字的其中之一時的該眼動狀態，其中該眼動狀態包括一凝視時間、一瞳孔位移量以及一瞳孔移動方向至少其中之一；以及 基於該眼動狀態來判斷所欲輸出該些數字的其中之一。
8. 一種身分驗證裝置，包括： 一顯示單元，顯示一輸入介面； 一影像擷取單元，擷取一使用者的一臉部影像序列；以及 一控制單元，耦接至該顯示單元及該影像擷取單元； 其中，該控制單元對該臉部影像序列執行一眼動追蹤演算法，藉以偵測該使用者的一眼動狀態；該控制單元基於該眼動狀態，透過該輸入介面來輸入一密碼字串，以啟動一眼動驗證程序；該控制單元基於該眼動狀態，進行一自主意志確認程序，藉以判斷該使用者是處於一自主意志狀態或一非自主意志狀態進行該眼動驗證程序；在判定該使用者處於該自主意志狀態下進行該眼動驗證程序時，該控制單元啟動一操作程序；在判定該使用者處於一非自主意志狀態下進行該眼動驗證程序時，該控制單元產出一警示訊號並啟動該操作程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述的身分驗證裝置，其中該控制單元基於該眼動狀態判斷該輸入介面中的一求助選項是否被觸發，當該求助選項被觸發時，判定該使用者處於該非自主意志狀態。
10. 如申請專利範圍第8項所述的身分驗證裝置，其中當該密碼字串符合一第一字串時，該控制單元判定該使用者處於該自主意志狀態，並且開放該操作程序的全部使用權限；當該密碼字串符合一第二字串時，該控制單元判定該使用者處於該非自主意志狀態，並且開放該操作程序的部分使用權限。
11. 如申請專利範圍第8項所述的身分驗證裝置，其中該輸入介面包括一密碼輸入區塊以及一非密碼輸入區塊，該密碼輸入區塊用以提供該密碼字串的輸入，該控制單元基於該眼動狀態判斷該非密碼點選區塊是否被選擇，並且在該非點選區塊被點選的次數符合一預設次數時，判定該使用者處於該非自主意志狀態。
12. 如申請專利範圍第8項所述的身分驗證裝置，其中該控制單元分析該臉部影像序列，藉以判斷一生物特徵是否符合一預設特徵，並且在該生物特徵符合該預設特徵之後，顯示該輸入介面。
13. 如申請專利範圍第12項所述的身分驗證裝置，其中該生物特徵為一臉部特徵、一虹膜特徵或一眼白血管紋路特徵。
14. 如申請專利範圍第8項所述的身分驗證裝置，其中該控制單元判斷該使用者的眼睛在注視於該輸入介面所包括的多個數字的其中之一時的該眼動狀態，並且基於該眼動狀態來判斷所欲輸出該些數字的其中之一；其中該眼動狀態包括一眨眼動作、一凝視時間、一瞳孔位移量以及一瞳孔移動方向至少其中之一。
15. 一種電腦程式產品，包括一電腦可讀取記錄媒體，該電腦可讀取記錄媒體記錄至少一程式指令，該至少一程式指令在載入一電子裝置後，用以執行申請專利範圍第1項至第7項中之任一項之步驟。