TW201725528A - 結合臉部認證的視線軌跡認證系統、方法、電腦可讀取紀錄媒體及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

一種視線軌跡認證系統，包含有一影像擷取裝置、一顯示裝置、以及一控制單元。該影像擷取裝置用以拍攝用戶影像。該顯示裝置係提供顯示介面。該控制單元係包含有一臉部特徵辨識模組、一眼動分析模組、一視線軌跡解鎖模組、以及一自主意志確認模組。該視線軌跡認證系統係透過臉部特徵確認用戶身分，並偵測該用戶的注視方向及眼部動作。一方面依據該用戶的注視方向記錄用戶的視線軌跡以確認用戶身分。另一方面分析該用戶的眼部動作，以藉由該用戶的眼部動作確認該用戶是否於自主意志下進行操作。

Description

結合臉部認證的視線軌跡認證系統、方法、電腦可讀取紀錄媒體 及電腦程式產品

本發明係有關於一種視線軌跡認證系統及其方法，尤指一種結合臉部認證或自主意志確認的視線軌跡認證系統及其方法。

身分驗證(Authentication)係指透過一定的手段，完成對用戶身分的查驗，透過對用戶身分的查驗確定用戶的權限。過去關於身分驗證的技術，多半經由密碼進行驗證，透過數字、或圖形的組合，將密碼組合繫屬於對應的用戶。所述的密碼組合可能對應至一個用戶的權限包括取得一樣物品、取得一份資料、或是通行權等類似的實施型態。

密碼驗證的缺點在於其係僅透過用戶的心智能力確認用戶的身分，因此，密碼如果遭側錄外洩時，即便輸入密碼的人並非用戶本人，設備亦無從查驗用戶的身分，將會導致身分驗證能力產生瑕疵。而因為這類問題導致密碼失竊的情況層出不窮，例如透過殘留於鍵盤上的指紋取得用戶的密碼、或是透過側 錄的方式記錄用戶鍵入的密碼等。

是以，為解決上述問題，過去的技術中係提出追蹤用戶的眼跡輸入用戶密碼的概念。藉由跟蹤測量眼球位置及眼球運動信息的設備，用戶可透過注視螢幕上不同的位置，對應輸入該螢幕上所顯示的複數個密碼，藉此避免他人透過違法的手段竊取密碼。然而，透過注視方向輸入密碼，仍然會有可能被側錄裝置記錄用戶的眼動軌跡，從而藉由眼動的模式推導出螢幕上密碼的可能性，因此，如何避免用戶被側錄裝置側錄而導致密碼外洩的情況，實為目前本領域技術人員所必須解決的問題。

本發明的目的，在於解決過去以眼動輸入密碼時可能被側錄裝置記錄眼動軌跡，因而導致密碼遭竊的問題。

為解決上述問題，本發明係提供一種視線軌跡認證系統，包含影像擷取裝置、顯示裝置、以及控制單元。該影像擷取裝置用以拍攝用戶影像。該顯示裝置係提供可供該用戶注視的顯示介面。該控制單元包括眼動分析模組、視線軌跡解鎖模組、以及自主意志確認模組。該眼動分析模組根據該用戶影像之眼部影像，得到該用戶的注視方向。該視線軌跡解鎖模組係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊，將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備。該自主意志確認模組提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視 方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向決定該用戶是否於自主意志下進行操作。

本發明的另一目的，在於提供一種結合臉部認證的視線軌跡認證系統，包含影像擷取裝置、顯示裝置、以及控制單元。該影像擷取裝置用以拍攝用戶影像。該顯示裝置係提供可供該用戶注視的顯示介面。該控制單元包括臉部特徵辨識模組、眼動分析模組、以及視線軌跡解鎖模組。該臉部特徵辨識模組係取得該用戶影像，並由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫內的臉部資料進行比對以驗證用戶身分。該眼動分析模組根據該用戶影像之眼部影像，得到該用戶的注視方向。該視線軌跡解鎖模組係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊，將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備。

進一步地，該控制單元更包括一自主意志確認模組，提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向決定該用戶是否於自主意志下進行操作。

進一步地，該控制單元係包含有一圖形生成模組，該圖形生成模組係提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作以依據用戶的注視方向輸入該視線軌跡資訊。

進一步地，該圖形生成模組係於該視線軌跡輸入介面提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該 視線軌跡資訊。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中虹膜區域的虹膜影像。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的臉部影像中的五官特徵影像。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中鞏膜區域的血管分布影像。

本發明的更一目的，在於提供一種視線軌跡認證方法，包含：拍攝用戶影像；經由該用戶影像擷取出眼部影像，並由該眼部影像得到該用戶的注視方向；記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊；將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備；以及提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向確認該用戶是否於自主意志下進行操作。

本發明的更一目的，在於提供一種結合臉部認證的視線軌跡認證方法，包含：拍攝用戶影像；經由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫內的臉部資料進行比對以確認用戶身分；經由該用戶影像擷取出眼部影像，並由該眼部影像得到該用戶的注視方向；記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊；以及將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備。

進一步地，更包括提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向確認該用戶是否於自主意志下進行操作。

進一步地，於記錄該用戶的注視方向時，提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作，以依據用戶的注視方向輸入該視線軌跡資訊。

進一步地，於提供該視線軌跡輸入介面時，於該視線軌跡輸入介面上，提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該視線軌跡資訊。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中虹膜區域的虹膜影像。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的臉部影像中的五官特徵影像。

進一步地，所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中鞏膜區域的血管分布影像。

本發明的更一目的，在於提供一種內儲視線軌跡認證程式的電腦可讀取紀錄媒體，由電腦載入該程式並執行後，可完成如上所述的視線軌跡認證方法。

本發明的更一目的，在於提供一種內儲視線軌跡認證程式的電腦程式產品，由電腦載入該程式並執行後，可完成如上所述的視線軌跡認證方法。

本發明係比起習知技術具有以下的優勢功效：

1.本發明經由臉部辨識及視線軌跡確認用戶身分，可減少密碼被他人破解的可能性。透過上述的技術達到確保網路活動與實體活動所使用密碼不會遺失、不會被複製、且確保於自由意志下使用的效果。

2.本發明透過視線軌跡認證，可避免因同一組密碼被重複使用因而第三人被破解的風險，亦可降低用戶的密碼被第三人猜出的可能性。

100‧‧‧視線軌跡認證系統

1A‧‧‧身分驗證設備

10‧‧‧影像擷取裝置

20‧‧‧顯示裝置

21‧‧‧顯示介面

30‧‧‧控制單元

31‧‧‧臉部特徵辨識模組

32‧‧‧眼動分析模組

33‧‧‧圖形生成模組

34‧‧‧視線軌跡解鎖模組

35‧‧‧自主意志確認模組

36‧‧‧資料庫

IN‧‧‧連網設備

ME‧‧‧儲存單元

1B‧‧‧保險箱

11B‧‧‧箱體

12B‧‧‧防護門

13B‧‧‧門鎖模組

14B‧‧‧接目裝置

141B‧‧‧窗口

15B‧‧‧傳輸線

16B‧‧‧收納盒

17B‧‧‧捲線器

1C‧‧‧門禁系統

11C‧‧‧壁掛主機

12C‧‧‧門鎖模組

13C‧‧‧接目裝置

14C‧‧‧保全主機

15C‧‧‧大門

16C‧‧‧傳輸線

B1‧‧‧視線軌跡輸入介面

B11‧‧‧游標

L1‧‧‧視線軌跡線段

C1‧‧‧視線軌跡輸入介面

C11‧‧‧指引圖形

L2‧‧‧視線軌跡線段

C12‧‧‧游標

D1‧‧‧視線軌跡輸入介面

D11‧‧‧物件

D12‧‧‧物件

L31‧‧‧線段

L32‧‧‧線段

L33‧‧‧線段

L34‧‧‧線段

J‧‧‧圖形化介面

J1‧‧‧選項鈕

J2‧‧‧選項鈕

PA‧‧‧虹膜對正圖形

PB‧‧‧臉部對正圖形

PC‧‧‧鞏膜對正圖形

步驟S01~步驟S11

圖1，係為本發明視線軌跡認證系統的方塊示意圖。

圖2，係為本發明第一實施態樣的示意圖。

圖3，係為本發明第二實施態樣的示意圖。

圖4，係為本發明自主意志詢答選單的示意圖。

圖5，係為本發明臉部特徵比對選單的示意圖(一)。

圖6，係為本發明臉部特徵比對選單的示意圖(二)。

圖7，係為本發明臉部特徵比對選單的示意圖(三)。

圖8-1及圖8-2，係為本發明視線軌跡輸入介面的示意圖(一)。

圖9-1及圖9-2，係為本發明視線軌跡輸入介面的示意圖(二)。

圖10-1及圖10-2，係為本發明視線軌跡輸入介面的示意圖(三)。

圖11，係為本發明視線軌跡認證方法的流程示意圖(一)。

圖12，係為本發明視線軌跡認證方法的流程示意圖(二)。

圖13，係為本發明視線軌跡認證方法的流程示意圖(三)。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪製，該等圖式及其比例並非用以限制本發明之範圍，在此先行敘明。

本發明係提供一種結合臉部認證的視線軌跡認證系統100，係可應用於各式身分驗證設備1A上，以確認用戶的身分。所述的身分驗證設備1A例如保險箱、門禁系統、ATM裝置、網路ATM裝置、自然人憑證裝置等或其他類此之身分驗證設備，於本發明中並不欲予以限制。

以下係針對本發明的視線軌跡認證系統舉一具體實施例進行說明，請參閱「圖1」，係本發明視線軌跡認證系統的方塊示意圖，如圖所示：所述的視線軌跡認證系統100主要包含有一影像擷取裝置10、一顯示裝置20、以及一連接至該影像擷取裝置10及該顯示裝置20的控制單元30。

所述的影像擷取裝置10用以拍攝用戶影像，以進一步擷取出用戶的臉部特徵及眼部影像。具體而言，該影像擷取裝置10係可為搭載有感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)的攝像機，於本發明中不予以限制。該影像擷取裝置10於拍攝到用戶影像時，將該用戶影像傳送至該控制單元30進行分析。

所述的顯示裝置20係提供可供該用戶注視的顯示介面21。所述的顯示介面21係可以為TN面板(Twisted Nematic)、STN面板(Super-twisted nematic display)、VA面板(Vertical Alignment)、IPS面板(In-Plane Switching)、PLS面板(Plane to Line Switching)、ASV面板(Advanced Super-V)、FFS面板(Fringe Field Switching)、OCB(Optical Compensated Birefringence)等或其他類此之面板，或傳統式CRT螢幕(Cathode Ray Tube)，於本發明中不予以限制。

所述的控制單元30可耦接於用以儲存資料的儲存單元ME以藉由存取該儲存單元ME內的程式或資料執行對應的步驟。該控制單元30可為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)，或是其他可程式化並具有一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。所述的儲存單元ME可以是任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory,ROM)、快閃記憶體(Flash Memory)或類似元件或上述元件的組合。該儲存單元ME亦可由一或更多個可存取之非揮發性記憶構件所構成。具體而言，其可為硬碟、記憶卡，亦可為積體電路或韌體。於另一較佳實施例中，所述的控制單元30可與儲存單元ME共同構成處理器，該控制單元30係載入該儲存單元ME所預存的程式，並執行對應的演算法。

針對身分驗證設備1A，以下係舉二不同實施態樣進行說明：於一較佳實施態樣中，所述的身分驗證設備1A可以為一保險箱1B，請參閱「圖2」。所述的保險箱1B包括有箱體11B、防護門12B、門鎖模組13B、以及接目裝置14B。該箱體11B係具有供物品存放的容置空間。該防護門12B可活動地設於該箱體11B之一側，遮覆住該容置空間，使該容置空間成為與外界隔絕的密閉狀態。該門鎖模組13B用以控制該防護門12B的開啟或關閉。所述的接目裝置14B與該箱體11B間係藉由傳輸線15B連接，於該箱體11B上係設置有收納盒16B，以及設置於該收納盒16B下方的捲線器17B，於使用者不使用時，該捲線器17B可將該傳輸線15B纏繞後收納於該收納盒16B下方。

於接目裝置14B內係設置有上述的顯示裝置20及影 像擷取裝置10，操作時，使用者可將該接目裝置14B上的窗口141B靠置於用戶的眼部，並藉由注視方向操作顯示裝置20上的游標以輸入認證輸入資訊，透過比對的結果，解鎖或鎖定該門鎖模組13B。

於另一較佳實施態樣中，所述的身分驗證設備1A可以為一門禁系統1C，請參閱「圖3」。所述的門禁系統1C包括有壁掛主機11C、門鎖模組12C、以及接目裝置13C。於屋內設置有保全主機14C。該壁掛主機11C係設置於大門15C的一側、或是直接設置於該大門15C上。該門鎖模組12C用以控制大門15C的開啟或關閉。所述的接目裝置13C與該壁掛主機11C間藉由傳輸線16C連接，於該壁掛主機11C上係設置有擺設槽，以及設置於該壁掛主機11C內側的捲線器，於使用者不使用時，該捲線器可將該傳輸線16C纏繞後收納於該壁掛主機11C內，以便該接目裝置13C收回至該壁掛主機11C上供接目裝置13C設置的擺設槽。

於接目裝置13C內係設置有上述的顯示裝置20及影像擷取裝置10，操作時，用戶可將該接目裝置13C上的窗口靠置於眼部，並藉由注視方向操作顯示裝置20上的游標以輸入認證輸入資訊。

所述的控制單元30係包含有臉部特徵辨識模組31、眼動分析模組32、圖形生成模組33、視線軌跡解鎖模組34、自主意志確認模組35、以及資料庫36。

所述的資料庫36係存有用戶資料以及用戶索引，該用戶資料係包含有用戶設定的身分資訊例如用戶權限、姓名、出 生年月日、或其他個人資訊，該用戶索引係包含有對應於用戶的軌跡密碼、虹膜代碼、鞏膜代碼、五官特徵代碼等，該用戶索引係針對每一個用戶分別具有一對應的代碼，於進行身分確認時，可透過密碼、指紋特徵、手掌特徵、或是直接由I/O設備輸入的用戶名，找到對應代碼的用戶，藉以經由該用戶的用戶資料判斷用戶的權限。該資料庫36係可依據預先設定，供用戶輸入用戶資料，並由I/O設備(例如透過鍵盤、觸控螢幕等)、以及影像擷取裝置10輸入上述密碼、或身分資訊。

所述的臉部特徵辨識模組31係用以取得該用戶影像，並由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫36內的臉部資料進行比對以確認用戶身分。為達到精確的辨識率，於較佳實施態樣中，所述的臉部特徵可以為用戶的虹膜特徵、五官特徵、鞏膜特徵或上述三種特徵的組合(例如先進行虹膜特徵比對、再進行臉型特徵、鞏膜特徵比對等)。

以下係針對虹膜特徵、五官特徵、及鞏膜特徵的實施態樣分別進行說明：於其中一較佳實施態樣中，該臉部特徵辨識模組31係由用戶影像中擷取出用戶的眼部影像，以經由該眼部影像中的虹膜區域取得虹膜影像。於進行臉部辨識時擷取出的虹膜區域將與資料庫36內的虹膜資料(臉部資料)進行比對，以確認用戶的身分。

以下係簡略說明虹膜比對的方法。由於虹膜對於近 紅外光的頻段會有較高的反照率，為便於取得虹膜的特徵，係以近紅外光對用戶的眼部進行照明以擷取虹膜影像。接續，該臉部特徵辨識模組31係由該用戶的臉部影像中定義出眼部區域，並經由將該眼部區域進行二值化處理後取得虹膜至眼白及虹膜至瞳孔邊界之間的區域，將該區域定義為虹膜區域。為避免虹膜本身因為瞳孔放大縮小而有所變化所帶來的影響，可藉由將所取得的虹膜進行正規化處理後再進行比對。接續，經正規化後的虹膜影像經由濾波器抽取出其中的虹膜特徵來代表虹膜資訊，所抽取出來的資訊為二位元的虹膜代碼。最後，將抽取出來的虹膜代碼，與資料庫36中的虹膜資料逐一比對，尋找出最相近的虹膜資料，以確認用戶的權限。

除上述透過虹膜特徵進行身分認證的實施態樣外，於另一較佳實施態樣中，所述的臉部特徵係為該用戶的臉部影像中例如臉型輪廓、五官相對位置、或臉部凸起部位等的五官特徵影像。臉部特徵辨識模組31可透過拍攝用戶整張臉部的影像與資料庫36內的臉部資料進行比對，以確認用戶的身分。

具體而言，所述的五官特徵可透過主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)、線性鑑別分析法(Linear Discriminant Analysis,LDA)、正交局部保持投影法(Orthogonal Local Preserving Projection,OLPP)、離散小波變換(Discrete Wavelet Transform)、支持向量機器(Support Vector Machine)、或K-近鄰算法(K-nearest Neighbors)等方法進行演算，將有關於臉型 輪廓、五官相對位置、或臉部凸起部位的臉部特徵與資料庫36內的臉部資料進行比對，藉以判斷用戶的權限。

有關於五官特徵辨識的技術過去已有許多相關技術得以支持，在此即不再予以贅述。

於另一較佳實施態樣中，所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中鞏膜區域的血管分布影像。原則上，鞏膜辨識的方法與虹膜辨識的方式相當近似，均可以二值化的方式將感興趣區域擷取出來。鞏膜辨識及虹膜辨識二者主要的差異點在於擷取的區域不相同，虹膜辨識所擷取的影像係為人眼的虹膜紋理，鞏膜辨識所擷取的影像為人眼中鞏膜(眼白)的血管分布。

以下係簡略說明鞏膜比對的方法。首先，該臉部特徵辨識模組31係由該用戶的臉部影像中定義出眼部區域，並經由將該眼部區域進行二值化處理(或色調分離)後取得眼瞼至鞏膜及鞏膜至角膜邊界之間的邊界，將該二邊界之間的區域定義為鞏膜區域。所擷取到的鞏膜影像可進行正規化處理以便於後續比對。接續，經正規化後的鞏膜影像經由濾波器抽取出其中的血管分布來代表鞏膜資訊，所抽取出來的資訊為二位元的鞏膜代碼。最後，將抽取出來的鞏膜代碼，與資料庫36中的鞏膜資料逐一比對，尋找出最相近的鞏膜資料，以確認用戶的權限。

影像擷取裝置10於取得用戶影像後，所擷取到的用戶影像係提供至眼動分析模組32進行分析，以取得用戶的注視方向並依據該注視方向形成可操作的游標。

所述的眼動分析模組32於取得該用戶影像時，係根據該用戶影像之眼部影像，得到該用戶的注視方向與眼部動作。所述的注視方向係指用戶注視於顯示裝置20上所對應的座標位置，該眼動分析模組32係可透過分析瞳孔中心位置與光斑間的幾何關係產生眼部動作資訊以確認該注視方向。具體而言，該眼動分析模組32於拍攝到的眼部影像中，透過二值化處理的方式取得使用者的瞳孔中心位置、及光斑位置，由該瞳孔中心位置定義基準線，再由該瞳孔中心位置與該光斑產生連結線，並測量該基準線與該連結線之間的夾角，依據該夾角判斷該瞳孔中心位置與該光斑之間的相對幾何關係，以判斷注視的方向。上述的流程可藉由訓練器預先建立人眼動作的複數個樣本後，透過插入法的方式，判斷使用者的注視方向，藉此可確立使用者的注視方向。

所述的眼部動作係指例如眼球的運動方向、或是眼球的運動軌跡等，可透過簡單的演算方式得到用戶的眼部動作，判斷用戶輸入的指令。於其中一較佳實施態樣中，所述的眼部動作可透過簡單的演算程序取得，例如將二眼瞼間的鞏膜分為複數個區塊依據該複數個區塊間的比例而產生控制訊號。由於針對注視方向及眼部動作偵測的相關技術已有許多相關前案可予以支持，在此亦不再一一舉例說明。

所述的視線軌跡解鎖模組34係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊，將該視線軌跡資訊與資料庫36中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至該 身分驗證設備1A。該視線軌跡解鎖模組34係由該眼動分析模組32取得用戶的注視方向，並記錄每一注視方向所對應的座標，依據該注視方向的順序及連線組成代碼串後，將該代碼串與儲存於該資料庫36內的儲存的軌跡資料進行比對，以驗證用戶身分。於啟動時，圖形生成模組33係提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作以依據用戶的注視方向輸入該視線軌跡資訊。於一較佳實施態樣中，該圖形生成模組33可更進一步於該視線軌跡輸入介面提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該視線軌跡資訊。

所述的自主意志確認模組35係連接至該圖形生成模組33以提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並與該眼動分析模組32對應，以取得該用戶的眼部動作或注視方向。該自主意志確認模組35係藉由該用戶的眼部動作或注視方向決定該用戶是否於自主意志下進行操作。

於一較佳實施態樣中，於啟動自主意志確認模式時，圖形生成模組33係提供圖形化介面J供用戶使用，所述的圖形化介面J係可提供一智慧詢答功能，該智慧詢答功能係依據用戶預先輸入的身分資料，產生對應的詢答內容，依據詢答內容的結果判斷用戶是否於自主意志的情況下操作裝置。請參閱「圖4」所示，該自主意志確認模組35係依據用戶的身分提出問題請求用戶回答，於實施例中問題內容為「請問您最喜歡吃的食物是什麼？」並提供用戶對應的選項鈕J1、J2，選項鈕J1係顯示「牛肉麵」， 選項鈕J2係顯示「義大利麵」，假另用戶初始設定時係於資料中填寫喜好的食物為牛肉麵，當用戶於操作選單時選擇選項鈕J2(義大利麵)時，該自主意志確認模組35即判定用戶係於非自主意志情況下操作選單，並產生對應的控制訊號。於一較佳實施態樣中，所述的控制訊號例如可以傳送至保密設備，執行鎖定的功能，並禁止任何的訪問動作。於另一較佳實施態樣中，所述的控制訊號可經由連網設備IN傳送至一後台中心，向該後台中心進行警示。

於另一較佳實施態樣中，所述的圖形化介面可以為供用戶注視點選的圖形，以利用戶於非自主意志操作選單的情況下，於隱密的狀態請求救援。如「圖9-1」至「圖9-2」所示，圖形生成模組33係於視線軌跡輸入介面C1中的右上角係具有緊急求救按鈕C13。用戶於被脅迫的情況下操作裝置時，可經由注視方向移動至該緊急求救按鈕C13上，該自主意志確認模組35於確認用戶的注視方向移動至該緊急求救按鈕C13上時，係經由連網設備IN將一警示訊號傳送至後台中心或雲端救援中心。

於另一較佳實施態樣中，所述的自主意志確認模組35係提供例如於背景中執行的隱藏式介面，藉由用戶的眼部動作而被觸發。用戶於遭受外在脅迫時，可於選單中輸入對應的眼部動作(例如依據注視方向、規律或不規律的眼部轉動動作等)，當該自主意志確認模組35係經由該眼動分析模組32偵測到用戶進行預定義的眼部動作時，該自主意志確認模組35係產生對應的控制訊號。於一較佳實施態樣中，用戶可透過眼部動作決定所欲傳送 的救援指令或是決定所欲請求救援的對象。例如用戶可透過特定的眼部動作聯絡市警專線，透過雲端報案系統或是後台服務系統與市警局聯絡。於遇到火災時，則透過另一特定的眼部動作聯絡消防局，請求消防局或後台系統協助報案支援等。亦或是傳送至後台中心或雲端救援系統以便達到警示通知的功能。

以下係舉一具體實施例進行說明，請一併參閱「圖5」、「圖6」、及「圖7」。以下係揭示本發明的一較佳實施態樣的臉部特徵比對選單，請先參閱「圖5」：用戶於啟動視線軌跡認證系統100時，該圖形生成模組33會先於顯示介面21上先顯示臉部特徵驗證選單(虹膜驗證選單、五官驗證選單、鞏膜驗證選單)。於本實施態樣中，係用於擷取用戶的虹膜特徵以進行比對。於該虹膜驗證選單上係顯示一虹膜對正圖形PA。於進行身分驗證時，用戶先進一步將眼部靠近該影像擷取裝置10，以藉由該影像擷取裝置10拍攝該用戶的眼部影像，所拍攝到的眼部影像係顯示於該虹膜驗證選單上。於拍攝的同時，該視線軌跡認證系統100係啟動一近紅外光發光裝置(未圖式)，對用戶的眼部進行照明。用戶係可依據該虹膜對正圖形PA與用戶眼部影像的相對位置於影像擷取裝置10前移動，以將用戶眼部影像中的虹膜區域對正至該虹膜對正圖形PA的中間，以利臉部特徵辨識模組31擷取出用戶的虹膜影像，並與該資料庫36內的虹膜資料(臉部資料)進行比對，完成身分驗證。

有關於五官特徵比對的實施態樣，請參閱「圖6」： 於本實施態樣中，係用於擷取用戶臉部的五官特徵以進行比對。於進行臉部特徵辨識時，該圖形生成模組33係於該五官驗證選單上係顯示一臉部對正圖形PB。所述的臉部對正圖形PB係呈橢圓形，並顯示於該臉部特徵比對選單的中間。該影像擷取裝置10拍攝該用戶的臉部影像，所拍攝到的臉部影像係顯示於該五官驗證選單上，用戶係可依據該臉部對正圖形PB與用戶臉部影像的相對位置於影像擷取裝置10前移動，以確定用戶的輪廓範圍均能移動至該臉部對正圖形PB的內側，以利臉部特徵辨識模組31依據該用戶的五官特徵影像進行辨識，並與資料庫36內的五官資料(臉部資料)進行比對，以完成身分驗證。

有關於鞏膜特徵比對的實施態樣，請參閱「圖7」：於本實施態樣中，係用於擷取用戶的鞏膜特徵以進行比對。於該鞏膜驗證選單上係顯示一鞏膜對正圖形PC。所述的鞏膜對正圖形PC係呈長方形，設置於該鞏膜驗證選單上的中間位置。於進行身分驗證時，用戶先進一步將眼部靠近該影像擷取裝置10，以藉由該影像擷取裝置10拍攝該用戶的眼部影像，所拍攝到的眼部影像係顯示於該鞏膜驗證選單上。用戶係可依據該鞏膜對正圖形PC與用戶眼部影像的相對位置於影像擷取裝置10前移動，以將用戶眼部影像中的整個眼部區域移動至該鞏膜對正圖形PC的中間，以利臉部特徵辨識模組31擷取出用戶的鞏膜影像，並與該資料庫36內的鞏膜資料(臉部資料)進行比對，完成身分驗證。

於另一較佳實施態樣，可藉由該臉部特徵辨識模組31直接由該臉部影像中擷取眼睛區域以獲得鞏膜影像，藉由比對該鞏膜影像完成身分驗證。

以下係針對視線軌跡輸入介面的實施態樣進行說明，請參閱「圖8-1」至圖「8-2」：用戶於身分驗證完成時，所述的視線軌跡解鎖模組34係於該顯示裝置20上顯示視線軌跡輸入介面B1，以供用戶注視並依據視線的移動方向輸入視線軌跡。

本實施態樣中的視線軌跡輸入介面B1係為一空白視窗，於該空白視窗上係顯示供用戶確認注視方向的游標B11，該游標B11係追隨用戶的注視方向移動，並依據控制指令決定軌跡輸入的起始點及終點。用戶於輸入控制指令時，於游標B11所在的位置即為軌跡輸入的起始點，並於用戶再次輸入控制指令時，游標B11所在的位置作為軌跡的終點並結束軌跡繪製(如圖8-2所示)，藉以繪製一視線軌跡線段L1。將所取得的視線軌跡線段L1編譯為一組對應的軌跡代碼後儲存為軌跡輸入資訊，並將該軌跡輸入資訊與用戶索引中對應用戶預存的軌跡資料進行比對，以驗證用戶身分。

於一較佳實施例中，所述的控制指令可透過實體或虛擬的按鈕，供用戶按壓輸入以決定軌跡的起始點及終點。於另一較佳實施例中，所述的控制指令可透過用戶的眼部動作指令(例如眨眼)決定軌跡的起始點及終點。

以下係針對視線軌跡輸入介面的另一較佳實施態樣進行說明，請參閱「圖9-1」至圖「9-2」：本實施態樣的視線軌跡輸入介面C1係提供複數個指引圖形C11，該指引圖形C11係分布於該視線軌跡輸入介面C1上，用戶於注視該視線軌跡輸入介面C1時可對準並注視上方的指引圖形C11，以藉由該指引圖形C11引導用戶的視線，增加視線軌跡線段L2輸入的準確度。於用戶的視線(游標C12)移動至指引圖形C11上時，該指引圖形C11係變更圖形特徵(例如反黑)，供用戶確認注視方向移動的位置，以便用戶確認輸入的軌跡，並於輸入完成時取得一視線軌跡線段L2，並將該視線軌跡線段L2編譯為一組對應的軌跡代碼，儲存為軌跡輸入資訊，與對應用戶預存的軌跡資料進行比對，以驗證用戶身分。

以下係針對視線軌跡輸入介面的另一較佳實施態樣進行說明，請參閱「圖10-1」至「圖10-2」：本實施態樣的視線軌跡輸入介面D1係提供複數個可供點選的物件，供用戶移動游標D13並注視點選。當用戶注視方向停留在物件D11上時，係啟動系統的一計時器，並計算用戶視線的停留時間，當停留時間超過設定值時，係確認用戶選擇的物件D11，此時用戶的注視方向即可移動至下一物件D12。當用戶視線移動至下一物件D12並完成選擇時，下一物件D12與上一物件D11之間係主動連接成一線段L31。具體而言如圖10-2所示，用戶的注視方向係依序停留於木星(起始點)-土星-天王星-太陽-地 球(終點)，當用戶的視線由木星移動至土星並完成選擇時，係輸入一線段L31；當用戶的視線由土星移動至天王星並完成選擇時，係輸入一線段L32；當用戶的視線由天王星移動至太陽並完成選擇時，係輸入一線段L33；當用戶的視線由太陽移動至地球並完成選擇時，係輸入一線段L34。於所有線段均輸入完成時，該視線軌跡解鎖模組34係將所有的線段L31-L34編譯為一組對應的軌跡代碼後儲存為軌跡輸入資訊，並將該軌跡輸入資訊與對應用戶預存的軌跡資料進行比對，以驗證用戶身分。

以下係針對本發明的視線軌跡認證方法進行說明，請一併參閱「圖11」、「圖12」，係本發明視線軌跡認證方法的流程示意圖(一)及流程示意圖(二)，如圖所示：所述的視線軌跡認證方法，係可配合上述視線軌跡認證系統100的硬體使用，該視線軌跡認證方法含以下步驟：於啟動視線軌跡認證系統100後，該視線軌跡認證系統100係啟動影像擷取裝置10，用以拍攝用戶影像(步驟S01)。

接續，該視線軌跡認證系統100係經由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫36內的臉部資料進行比對以確認用戶身分(步驟S02)。於確認用戶身分具備權限時，係進行下一步驟進行圖形認證程序。於認定用戶身分不具備權限時，係產生一錯誤認證訊息(步驟S03)。其中，所述的臉部特徵可以為該用戶的眼部影像中虹膜區域的虹膜影像、或該用戶的臉部影像中的臉型輪廓、五官相對位置、臉部凸起部位、或該用戶的眼部 影像中鞏膜區域的血管分布影像等。於另一較佳實施態樣中，所述的用戶影像認證亦可設定於密碼輸入完成之後，於本發明中不予以限定。

於前一步驟中確認用戶具備權限時，該圖形生成模組33係提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作(步驟S04)。於較佳實施態樣中，該視線軌跡輸入介面上可提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該視線軌跡資訊。

提供視線軌跡輸入介面至該顯示裝置20上時，眼動分析模組32經由該用戶影像擷取出眼部影像，並由該眼部影像得到該用戶的注視方向(步驟S05)。此時，該圖形生成模組33係提供一游標，以追隨該用戶的注視方向以藉由該用戶的注視方向操作該視線軌跡輸入介面。

接續，該視線軌跡解鎖模組34係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊(步驟S06)。

最後，該視線軌跡解鎖模組34係將該視線軌跡資訊與資料庫36中的軌跡資料進行比對，確認該視線軌跡資訊是否符合資料庫36內的軌跡資料(步驟S07)。當確認相符時，係提供一控制訊號至身分驗證設備1A，以啟動對應的程序(步驟S08)；若確認不符時，係產生一錯誤認證訊息(步驟S09)。

於上述的流程執行中、或是於進行驗證前或驗證後，所述的自主意志確認模組35係可提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向確認 該用戶是否於自主意志下進行操作。請一併參閱「圖13」，於一較佳實施態樣中，在執行上述自主意志確認程序時，係背景執行該隱藏式介面，將該眼部動作或注視方向與資料庫36內的軌跡資料進行比對(步驟S10)，並於用戶的眼部動作符合預定義條件時產生一控制訊號(步驟S11)。

於另一較佳實施態樣中，所述的自主意志確認模組35可以隨機亂數進入的方式，詢答要求用戶針對圖形化介面上的問題進行反應，藉由用戶對於詢答問題的眼部動作，確認用戶是否於自主意志下操作選單，並於判定用戶係於非自主意志情況下操作選單，產生對應的控制訊號。

上述的方法步驟可透過電腦可讀取紀錄媒體的方式實施，所述的電腦可讀取紀錄媒體例如可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之儲存媒介。當電腦載入視線軌跡認證程式並執行後，可完成如上所述的方法。

除電腦可讀取記錄媒體外，上述的方法步驟亦可作為一種電腦程式產品實施，用以儲存於網路伺服器的硬碟、記憶裝置，例如app store、google play、windows市集、或其他類似之應用程式線上發行平台，可藉由將電腦程式產品上傳至伺服器後供使用者付費下載的方式實施。

綜上所述，本發明經由臉部辨識及視線軌跡確認用戶身分，可減少密碼被他人破解的可能性。透過上述的技術達到 確保網路活動與實體活動所使用密碼不會遺失、不會被複製、且確保於自由意志下使用的效果。本發明透過視線軌跡認證，可避免因同一組密碼被重複使用因而第三人被破解的風險，亦可降低用戶的密碼被第三人猜出的可能性。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅惟本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

100‧‧‧視線軌跡認證系統

1A‧‧‧身分驗證設備

10‧‧‧影像擷取裝置

20‧‧‧顯示裝置

30‧‧‧控制單元

31‧‧‧臉部特徵辨識模組

32‧‧‧眼動分析模組

33‧‧‧圖形生成模組

34‧‧‧視線軌跡解鎖模組

35‧‧‧自主意志確認模組

36‧‧‧資料庫

IN‧‧‧連網設備

ME‧‧‧儲存單元

Claims (18)

1. 一種視線軌跡認證系統，包含：一影像擷取裝置，用以拍攝用戶影像；一顯示裝置，係提供可供該用戶注視的顯示介面；以及一控制單元，該控制單元包括：一眼動分析模組，根據該用戶影像之眼部影像得到該用戶的注視方向；一視線軌跡解鎖模組，係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊，將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備；以及一自主意志確認模組，提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向決定該用戶是否於自主意志下進行操作。
2. 一種結合臉部認證的視線軌跡認證系統，包含：一影像擷取裝置，用以拍攝用戶影像；一顯示裝置，係提供可供該用戶注視的顯示介面；以及一控制單元，該控制單元包括：一臉部特徵辨識模組，係取得該用戶影像，並由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫內的臉部資料進 行比對以驗證用戶身分；一眼動分析模組，根據該用戶影像之眼部影像得到該用戶的注視方向；一視線軌跡解鎖模組，係記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊，將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備。
3. 如申請專利範圍第2項所述的視線軌跡認證系統，其中該控制單元更包括一自主意志確認模組，提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向決定該用戶是否於自主意志下進行操作。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的視線軌跡認證系統，其中該控制單元係包含有一圖形生成模組，該圖形生成模組係提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作以依據用戶的注視方向輸入該視線軌跡資訊。
5. 如申請專利範圍第4項所述的視線軌跡認證系統，其中該圖形生成模組係於該視線軌跡輸入介面提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該視線軌跡資訊。
6. 如申請專利範圍第2至3項中任一項所述的視線軌跡認證系統，其中所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中虹膜區域的虹膜影像。
7. 如申請專利範圍第2至3項中任一項所述的視線軌跡認證系統，其中所述的臉部特徵係為該用戶的臉部影像中的五官特徵影像。
8. 如申請專利範圍第2至3項中任一項所述的視線軌跡認證系統，其中所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中鞏膜區域的血管分布影像。
9. 一種視線軌跡認證方法，包含：拍攝用戶影像；經由該用戶影像擷取出眼部影像，並由該眼部影像得到該用戶的注視方向；記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊；將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備；以及提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方 向確認該用戶是否於自主意志下進行操作。
10. 一種結合臉部認證的視線軌跡認證方法，包含：拍攝用戶影像；經由該用戶影像擷取出臉部特徵，將該臉部特徵與資料庫內的臉部資料進行比對以確認用戶身分；經由該用戶影像擷取出眼部影像，並由該眼部影像得到該用戶的注視方向；記錄該用戶的注視方向以取得一視線軌跡資訊；以及將該視線軌跡資訊與資料庫中的軌跡資料進行比對，並於比對結果符合時產生一控制訊號傳送至一身分驗證設備。
11. 如申請專利範圍第9至10項中任一項所述的視線軌跡認證方法，更包括提供圖形化介面或隱藏式介面供該用戶注視輸入，並取得該用戶的眼部動作或注視方向，以藉由該用戶的眼部動作或注視方向確認該用戶是否於自主意志下進行操作。
12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項所述的視線軌跡認證方法，於記錄該用戶的注視方向時，提供一視線軌跡輸入介面，供用戶注視操作，以依據用戶的注視方向輸入該視線軌跡資訊。
13. 如申請專利範圍第12項所述的視線軌跡認證方法，於提供該視線軌跡輸入介面時，於該視線軌跡輸入介面上，提供供用戶注視的輔助圖形，以便用戶依據該輔助圖形輸入該視線軌跡資訊。
14. 如申請專利範圍第10至11項中任一項所述的視線軌跡認證方法，其中所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中虹膜區域的虹膜影像。
15. 如申請專利範圍第10至11項中任一項所述的視線軌跡認證方法，其中所述的臉部特徵係為該用戶的臉部影像中的五官特徵影像。
16. 如申請專利範圍第10至11項中任一項所述的視線軌跡認證方法，其中所述的臉部特徵係為該用戶的眼部影像中鞏膜區域的血管分布影像。
17. 一種內儲視線軌跡認證程式的電腦可讀取紀錄媒體，由電腦載入該程式並執行後，可完成如申請專利範圍第9至16項中任一項所述的視線軌跡認證方法。
18. 一種內儲視線軌跡認證程式的電腦程式產品，由電腦載入該程 式並執行後，可完成如申請專利範圍第9至16項中任一項所述的視線軌跡認證方法。