TWI528213B

TWI528213B - 手持式身分驗證裝置、身分驗證方法與身分驗證系統

Info

Publication number: TWI528213B
Application number: TW103119023A
Authority: TW
Inventors: 鄒嘉駿; 方志恆; 林伯聰
Original assignee: 由田新技股份有限公司
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2016-04-01
Also published as: CN105279409A; CN105279409B; TW201544988A

Description

手持式身分驗證裝置、身分驗證方法與身分驗證系統

本發明是有關於一種出入口管控方式，且特別是有關於一種手持式身分驗證裝置、身分驗證方法與身分驗證系統。

在資訊科技發達的今日，為了限制進入特定區域的人員，因而在特定區域的入口安裝手持式身分驗證裝置。例如，辦公室大門、電梯、工廠、倉庫、捷運入口、機場特定入口、醫院等。而一般門禁系統大多使用遙控器或識別卡來作為開啟門禁系統之依據。人們需使用被允許的遙控器或識別卡進行感應，待門禁系統確認無誤之後，才能進入門禁系統所管控的區域。然而，一般的門禁系統並無法有效地管控進出人員的身分，人們只要持有被允許的遙控器或識別卡即可通過門禁系統的驗證。

本發明提供一種手持式身分驗證裝置、身分驗證方法與身分驗證系統，可利用眼動狀態來輸入密碼，讓密碼的輸入更為多樣化。

本發明的手持式驗證裝置的身分驗證方法，包括：提供手持式驗證裝置，以便一使用者進行身分驗證；透過手持式驗證裝置擷取使用者之人臉影像序列與眼睛影像序列；比對人臉影像序列與預設之人臉影像特徵是否相符；比對眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵是否相符；透過手持式驗證裝置，提供使用者介面進行密碼驗證程序；偵測使用者於使用者介面上的複數個注視位置，據以確定一密碼字串；以及驗證密碼字串與合格用戶之預設密碼是否相符。

在本發明的一實施例中，上述使用者介面包括一密碼輸入選單。而上述身分驗證方法更包括：基於預設密碼產生多個候選字元，並顯示上述候選字元於密碼輸入選單，其中上述候選字元分別對應至上述注視位置，並且依據偵測到的使用者在其中一注視位置，在上述候選字元中選擇一輸入字元。之後，判斷輸入字元是否正確。在輸入字元為正確的情況下，累計一字元長度，並將以上述輸入字元加入至密碼字串。若字元長度尚未到達預設密碼的密碼長度，重新基於預設密碼產生多個候選字元，並顯示上述候選字元於密碼輸入選單，以繼續依據偵測到使用者在其中一注視位置選擇後續的輸入字元。在輸入字元為正確的情況下，若字元長度到達預設密碼的密碼長度，產生解鎖信號至保全設備。在輸入字元錯誤的情況下，亂數產生候選字元並顯示上述候選字元於密碼輸入選單，以及在選擇上述候選字元其中之一之後，繼續亂數產生候選字元並顯示上述候選字元於密碼輸入選單，直到退出密碼驗證程序。

在本發明的一實施例中，上述在第1次產生候選字元時，以預設密碼的第1碼來作為其中一個候選字元；並且在第N-1次所選擇的輸入字元為正確的情況下，在第N次重新產生候選字元時，以預設密碼的第N碼來作為其中一個候選字元。在此，N為大於1的整數，並且N為小於或等於密碼長度的整數。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：在顯示密碼輸入選單的情況下，倘若在一預設時間內未偵測到在上述候選字元中選擇其中之一，則退出密碼驗證程序。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：透過影像擷取單元擷取使用者的人臉影像序列。若人臉影像序列與與預設之人臉影像特徵相符，驅動虹膜擷取單元去擷取使用者的眼睛影像序列。眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵相符，提供使用者介面進行密碼驗證程序。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：偵測使用者是否位於影像擷取單元的第一偵測範圍內，以在使用者位於第一偵測範圍內時，分析影像擷取單元所擷取的使用者的人臉影像序列；偵測使用者是否位於手持式身分驗證裝置的虹膜擷取單元的第二偵測範圍內，在使用者位於第二偵測範圍內時，分析虹膜擷取單元所擷取的使用者的眼睛影像序列；以及倘若使用者不在第一偵測範圍或第二偵測範圍內，發出第一提示訊息或第二提示訊息。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：若密碼字串與合格用戶之預設密碼相符，產生一解鎖信號至保全設備。

在本發明的一實施例中，上述身分驗證方法更包括：可在使用者介面中進一步顯示一求救圖示與一解鎖圖示。在解鎖圖示被致能時，執行密碼驗證程序。在求救圖示被致能時，產生警示訊號至保全設備，並執行密碼驗證程序。

本發明的手持式身分驗證裝置包括：顯示單元、儲存單元、影像擷取單元、虹膜擷取單元以及處理單元。處理單元耦接至顯示單元、儲存單元、影像擷取單元及虹膜擷取單元。儲存單元包括影像識別模組、密碼驗證模組以及眼動追蹤模組。影像擷取單元用以擷取使用者的人臉影像序列。虹膜擷取單元用以擷取使用者的眼睛影像序列。處理單元執行影像識別模組、密碼驗證模組以及眼動追蹤模組。上述影像識別模組分析人臉影像序列與眼睛影像序列，以判斷使用者是否為合格用戶。上述眼動追蹤模組偵測使用者於使用者介面上的複數個注視位置，並據以確定一密碼字串。密碼驗證模組驗證密碼字串與合格用戶之預設密碼是否相符。

本發明的身分驗證系統包括手持式驗證裝置以及遠端驗證主機。手持式驗證裝置包括影像擷取單元、虹膜擷取單元以及傳輸單元。遠端驗證主機包括處理單元、儲存單元以及傳輸單元。處理單元耦接至儲存單元及傳輸單元。儲存單元中包括影像識別模組、密碼驗證模組以及眼動追蹤模組。上述影像識別模組分析人臉影像序列與眼睛影像序列，以判斷使用者是否為合格用戶。上述眼動追蹤模組偵測使用者於使用者介面上的複數個注視位置，並據以確定一密碼字串。密碼驗證模組驗證密碼字串與合格用戶之預設密碼是否相符。

基於上述，利用生物特徵資料來進行身分辨識，並搭配密碼輸入來取代傳統遙控器或識別卡的感應，不僅可減少人們攜帶太多遙控器或識別卡的負擔，還可提高安全性。並且，利用眼動狀態來輸入密碼，讓密碼的輸入更為多樣化。

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。

100‧‧‧手持式身分驗證裝置

110‧‧‧影像擷取單元

120‧‧‧虹膜擷取單元

130‧‧‧處理單元

140‧‧‧儲存單元

141‧‧‧資料庫

142、631‧‧‧影像識別模組

143、632‧‧‧密碼驗證模組

144、633‧‧‧眼動追蹤模組

150‧‧‧顯示單元

160、640‧‧‧傳輸單元

R1、R2‧‧‧圓圈

401‧‧‧解鎖圖示

402‧‧‧求救圖示

500‧‧‧密碼輸入選單

501‧‧‧密碼顯示格

502‧‧‧候選字元視窗

600‧‧‧身分驗證系統

610‧‧‧遠端驗證主機

620‧‧‧處理單元

630‧‧‧儲存單元

S20~S25、S205~S250‧‧‧手持式驗證裝置的身分驗證方法各步驟

圖1是依照本發明一實施例的手持式身分驗證裝置的方塊圖。

圖2A及圖2B是依照本發明一實施例的手持式驗證裝置的身分驗證方法的流程圖。

圖3A~圖3C是依照本發明一實施例的手持式身分驗證裝置的操作示意圖。

圖4是依照本發明一實施例的具有求救圖示的使用者介面的示意圖。

圖5是依照本發明一實施例的密碼輸入選單的示意圖。

圖6是依照本發明一實施例的身分驗證系統的方塊圖。

圖1是依照本發明一實施例的手持式身分驗證裝置的方塊圖。請參照圖1，手持式身分驗證裝置100包括影像擷取單110、虹膜擷取單元120、處理單元130、儲存單元140、顯示單元150以及傳輸單元160。處理單元130耦接至影像擷取單元110、虹膜擷取單元120、儲存單元140、顯示單元150以及傳輸單元160。

影像擷取單元110用以擷取人臉影像序列。虹膜擷取單元120用以擷取眼部影像序列。影像擷取單元110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。虹膜擷取單元120例如是或紅外線鏡頭的攝影機、照相機等。於較佳實施例，包含但不限於，亦可用單一攝影機執行虹膜擷取單元120與影像擷取單元110的功能。

在此，手持式身分驗證裝置100是以程式碼來實現身分驗證方法。即，儲存單元140中儲存有多個程式碼片段，上述程式碼片段在被安裝後，會由處理單元130來執行。例如，儲存單元140中包括影像識別模組142、密碼驗證模組143以及眼動追蹤模組144，其分別由一或多個程式碼片段而組成，以分別執行多個功能。而儲存單元140還包括資料庫141，以儲存合格用戶的帳號資料。

處理單元130例如為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)或是其他可程式化的微處理器(microprocessor)等。儲存單元140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。

眼動追蹤模組144偵測使用者於使用者介面上的複數個注視位置，並據以確定密碼字串。例如，透過眼動追蹤模組144分析眼睛影像序列藉以偵測使用者的眼動狀態。影像識別模組142分析人臉影像序列與眼睛影像序列，以判斷使用者是否為手持式身分驗證裝置100所允許的合格用戶。並且，在判定使用者為合格用戶後，密碼驗證模組143執行密碼驗證程序。密碼驗證模組143驗證密碼字串與合格用戶之預設密碼是否相符。

下述搭配上述手持式身分驗證裝置100，說明其身分驗證方法。圖2A及圖2B是依照本發明一實施例的手持式驗證裝置的身分驗證方法的流程圖。

請參照圖2A，在步驟S20中，透過手持式驗證裝置100 擷取使用者之人臉影像序列與眼睛影像序列。即，由影像擷取單元110來擷取人臉影像序列，由虹膜擷取單元120來擷取眼睛影像序列。人臉影像序列包括多個人臉影像。眼睛影像序列包括多個眼睛影像或虹膜影像。

接著，在步驟S21中，影像識別模組142比對人臉影像序列與預設之人臉影像特徵。並且，在步驟S22中，影像識別模組142比對眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵。藉由步驟S21與步驟S22來判斷使用者是否為合格用戶。在人臉影像序列與預設之人臉影像特徵相符，且眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵相符的情況下，判定使用者為合格用戶。

之後，在步驟S23中，透過手持式驗證裝置100提供一使用者介面來進行密碼驗證程序。在步驟S24中，依序偵測使用者於使用者介面上的複數個注視位置，據以確定一密碼字串。並且，在步驟S25中，驗證密碼字串與合格用戶之預設密碼是否相符。

接著，請參照圖2B，在步驟S205中，影像識別模組142基於資料庫141內預設的人臉影像特徵及虹膜影像特徵判斷使用者是否為特定帳號的合格用戶。若判定使用者不是合格用戶，影像識別模組142結束身分驗證程序。若判定使用者為合格用戶，在步驟S210中，影像識別模組142讀取使用者對應的預設密碼，並傳送識別結果至密碼驗證模組143以執行步驟S215，進入密碼驗證程序。

舉例來說，手持式身分驗證裝置100透過影像擷取單元110擷取使用者的人臉影像序列，在接收到人臉影像序列後，處理單元130會驅動影像識別模組142來分析人臉影像序列以獲得人臉影像特徵。而影像識別模組142判斷人臉影像特徵是否與資料庫141所儲存的其中一組帳號資料預設的人臉影像特徵相符。換言之，影像識別模組142在獲得人臉影像特徵之後，會去查詢資料庫141，將人臉影像特徵與所儲存的帳號資料人臉影像特徵逐一進行比對，以尋找是否有與相符人臉影像特徵。影像識別模組142可利用AdaBoost演算法或其他現有的人臉辨識演算法(如，利用Haar-like特徵來進行人臉辨識動作)來獲得各影像中的臉部物件，以自臉部物件來擷取出人臉影像特徵。

若找到與人臉影像序列相符的預設之人臉影像特徵，則影像識別模組142會進一步驅動虹膜擷取單元120擷取使用者的眼睛影像序列，藉以分析眼睛影像序列以獲得虹膜影像特徵。接著，影像識別模組142將虹膜影像特徵與上述帳號資料(即，上述相匹配預設之人臉影像特徵對應的帳號資料)中的預設虹膜影像特徵進行比對，以判斷所獲得的虹膜影像特徵與預設之虹膜影像特徵是否相符。若所獲得的虹膜影像特徵與預設之虹膜影像特徵相符，影像識別模組142判定使用者為合格用戶。

一般來說，虹膜充滿可量化以明確辨別人眼的特徵，影像識別模組142藉由分析量化這些特徵的模式及彼此的空間關係，以進行辨識。例如，影像識別模組142會先在眼睛影像序列中排除眼皮遮蓋處、影深(deep shadow)、倒影(specular reflection)等地方，接著快速找出虹膜合適、可用的區塊，並就此區塊擷取特徵進行分析。

另一方面，倘若影像識別模組142未找到與所獲的人臉影像特徵相符的帳號資料，則判定使用者不是合格用戶，結束身分驗證程序。另外，即便影像識別模組142找到與人臉影像特徵相符的帳號資料，倘若虹膜影像特徵的比對不合適，亦判定使用者不是合格用戶，因而結束身分驗證程序。

另外，在其他實施例中，手持式身分驗證裝置100亦可先擷取虹膜影像，在成功獲得虹膜影像特徵之後，再進行人臉影像的擷取。在此並不限制獲得人臉影像特徵與虹膜影像特徵的順序。

圖3A~圖3C是依照本發明一實施例的手持式身分驗證裝置的操作示意圖。在圖3A所示，使用者將手持式身分驗證裝置100拿起，使得影像擷取單元110得以對準自己的臉部，並且，顯示單元150會同時顯示出影像擷取單元110所擷取到的人臉影像，如圖3B所示。在此，假設手持式身分驗證裝置100在距離使用者的臉部約40cm~50cm(第一偵測範圍)處時，在顯示單元150中顯示“系統偵測中”的訊息。而在使用者超出第一偵測範圍時，在顯示單元150中顯示“無法偵測”的第一提示訊息。

在此，可利用一紅外線測距元件及/或影像分析方式判斷影像擷取單元110及虹膜擷取單元120與使用者的臉部之間的距離，並在偵測到已達一工作距離後，發出聲音提示或文字提示。

在成功獲得人臉影像特徵之後，由影像識別模組142來判斷所獲得的人臉影像特徵是否符合其中一組帳號資料的預設之人臉影像特徵。在確定所獲得的人臉影像特徵與存在於資料庫141的預設之人臉影像特徵相匹配之後，進行虹膜影像的擷取。在此，使用者將手持式身分驗證裝置100置於臉部前方約13cm~15cm(第二偵測範圍)處，並且，顯示單元150會同時顯示出使用者的眼部影像(可以是單眼影像或雙眼影像)，如圖3C所示。使用者觀看顯示單元150以調整其眼睛的位置，使得眼睛可以置於顯示單元150的中央。當顯示單元150中的圓圈R1變為圓圈R2時，表示使用者的眼睛已經置於適當的位置，使得虹膜擷取單元120得以成功取得虹膜影像。而在使用者超出第二偵測範圍時，在顯示單元150中顯示“無法辨識資料”的第二提示訊息。

回到圖2B，為了避免使用者是在受到脅迫之下來進行身分驗證，在判定使用者為合格用戶之後，也就是在步驟S205之後，並且在進入步驟S215之前，於步驟S207中，還可進一步先於顯示單元150的使用者介面中顯示一求救圖示與一解鎖圖示。在解鎖圖示被致能時，執行密碼驗證程序。在求救圖示被致能時，在步驟S209中，影像識別模組142產生警示訊號，並透過傳輸單元160傳送警示訊號至保全設備，之後亦執行密碼驗證程序。

舉例來說，圖4是依照本發明一實施例的具有求救圖示的使用者介面的示意圖。請參照圖4，在影像識別模組142判定使用者為合格用戶之後，在顯示單元150顯示如圖4所示的使用者介面，使用者介面中包括求救圖示402與解鎖圖示401。

眼動追蹤模組144會偵測使用者的眼動狀態，以基於眼動狀態致能求救圖示402或解鎖圖示401。例如，眼動追蹤模組144偵測到使用者的眼睛凝視解鎖圖示401約1.5~2秒時，則解鎖圖示401將會被致能。或者，眼動追蹤模組144偵測到使用者的眼睛凝視致能求救圖示402約1.5~2秒時，則致能求救圖示402將會被致能。

在解鎖圖示401被致能時，繼續執行步驟S210，以及執行密碼驗證程序(即，步驟S215)。在求救圖示402被致能時，手持式身分驗證裝置100會發出警示訊號至保全設備，如步驟S209所示。之後，繼續執行步驟S210，以及執行密碼驗證程序(即，步驟S215)。也就是說，即便使用者選擇了求救圖示402，則手持式身分驗證裝置100在通知保全設備的同時，還是會進入密碼驗證程序。

在步驟S210中，影像識別模組142自使用者對應的帳號資料中，讀取使用者的預設密碼。並且，影像識別模組142會驅動密碼驗證模組143，使得密碼驗證模組143執行密碼驗證程序，如步驟S215所示，其包括步驟S220~步驟S250。在其他實施例中，步驟S207亦可在步驟S210之後才執行。

另外，在影像識別模組142判定使用者為合格用戶之後，亦會去驅動眼動追蹤模組144來偵測使用者的眼動狀態，藉以偵測使用者於使用者介面上的注視位置。據此，在執行密碼驗證程序中，密碼驗證模組143會基於眼動狀態來選定輸入字元。眼動狀態包括瞳孔位移、瞳孔移動方向、凝視位置以及眨眼動作至少其中之一。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，並且以眨眼動作來判斷是否欲以所選擇的候選字元作為輸入字元，亦或用預設的凝視時間作為確定輸入指令。

眼動觸發方式如下所述，例如，將手持式身分驗證裝置100置於臉前約15cm處，當眼睛凝視某一按鍵、數字或圖示約1.5~2秒時，則此按鍵、數字或圖示將會被觸發。如果在觸發前變更凝視位置，則不會觸發。

於密碼驗證程序下，在步驟S220中，密碼驗證模組143於顯示單元150中顯示密碼輸入選單。具體而言，密碼驗證模組143提供上述密碼輸入選單，以在密碼輸入選單中顯示多個候選字元供使用者來進行眼動輸入。當影像識別模組142判定使用者為合格用戶而發出相關訊號至密碼驗證模組143時，密碼驗證模組143會基於上述所讀取到的預設密碼來產生多個候選字元，並顯示這些候選字元至密碼輸入選單。在此，每一個候選字元在使用者介面中會對應至一個注視位置。

圖5是依照本發明一實施例的密碼輸入選單的示意圖。為便於說明，在此以預設密碼的密碼長度為4碼來進行說明，然，並不以此為限，在其他實施例中，預設密碼的密碼長度可以依照需求來進行限定。請參照圖5，影像擷取單元110設置在顯示單元150的上方，虹膜擷取單元120設置在顯示單元150的下方。密碼輸入選單500顯示在顯示單元150的使用者介面中。在密碼輸入選單500中包括候選字元視窗502以及一密碼顯示格501。密碼顯示格501用以顯示目前已輸入至第幾個數字。候選字元視窗502包括四個候選字元，但並非限於此數目，候選字元的數目可依照使用者需求而調整之。

密碼驗證模組143在第1次產生多個候選字元時，以預設密碼的第1碼來作為其中一個候選字元，而其餘候選字元為亂數產生。並且，密碼驗證模組143在第N-1次所選擇的輸入字元為正確的情況下，在第N次重新產生候選字元時，以預設密碼的第N碼來作為其中一個候選字元，其中N為大於1的整數，並且N為小於或等於密碼長度的整數。

在選定輸入字元之後，在步驟S230中，密碼驗證模組143判斷輸入字元是否正確。在此，密碼驗證模組143依據目前的輸入次數來判斷輸入字元是否正確。例如，在第1次選定輸入字元時，判斷輸入字元是否與預設密碼的第1碼相匹配。

倘若判定輸入字元正確，則在步驟S235中，密碼驗證模組143在輸入字元為正確的情況下，累計一字元長度。接著，在步驟S240中，密碼驗證模組143判斷輸入字元的字元長度是否已到達預設密碼的密碼長度，以決定是否要結束密碼的輸入。

倘若字元長度尚未到達預設密碼的密碼長度，重新執行步驟S220，密碼驗證模組143會重新顯示密碼輸入選單。即，重新基於預設密碼產生多個候選字元，並顯示這些候選字元於密碼輸入選單，以繼續基於眼動狀態選擇後續的輸入字元。另一方面，倘若字元長度到達預設密碼的密碼長度，則執行步驟S245，以進行解鎖動作。

例如，在第1次所選擇的輸入字元與預設密碼的第1碼相匹配時，重新執行步驟S220，而於第2次產生候選字元時，以預設密碼的第2碼來作為其中一個候選字元，而其餘候選字元則可以為亂數產生。在第2次所選擇的輸入字元與預設密碼的第2碼相匹配時，重新執行步驟S220，於第3次產生候選字元時，以預設密碼的第3碼來作為其中一個候選字元，而其餘候選字元則可以為亂數產生。以此類推，直到輸入字元的字元長度已到達預設密碼的密碼長度，才進行解鎖動作。

另外，在輸入字元錯誤的情況下，在步驟S250中，持續顯示密碼輸入選單。詳細地說，亂數產生多個候選字元並顯示這些候選字元於密碼輸入選單，並且在選擇其中一候選字元之後，繼續亂數產生多個候選字元並顯示這些候選字元於密碼輸入選單500，直到退出密碼驗證程序。

例如，為在顯示密碼輸入選單500的情況下，倘若在預設時間(例如20秒)內未偵測到在候選字元中選擇其中之一，則退出密碼驗證程序。進一步地說，倘若使用者在20秒內都沒有輸入任何候選字元、或者影像擷取單元110在20秒內未偵測到使用者、或虹膜擷取單元120在20秒內未偵測到眼睛的情況下，則密碼驗證模組143退出密碼驗證程序。在退出密碼驗證程序之後，倘若欲重新執行身分驗證，則重新執行步驟S205。

也就是說，只有在輸入字元為正確的情況下，下一次所產生的候選字元中才會有一碼是正確的。而在輸入字元錯誤的情況下，下一次將不會依據預設密碼來產生候選字元，而直接以亂術來產生所有的候選字元，並且不會告知使用者輸入錯誤，而是重複顯示密碼輸入選單500。

另外，上述身分驗證方法亦可由一遠端驗證主機來執行，手持式驗證裝置100只負責擷取人臉影像序列及眼睛影像序列。底下再舉一例說明。

圖6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6，身分驗證系統600包括手持式驗證裝置100以及遠端驗證主機610。手持式驗證裝置100透過傳輸單元160與遠端驗證主機610的傳輸單元640進行溝通。

在圖6中，手持式驗證裝置100包括影像擷取單元110、虹膜擷取單元120以及傳輸單元160。遠端驗證主機610包括處理單元620、儲存單元630以及傳輸單元640。處理單元620耦接至儲存單元630及傳輸單元640。儲存單元630中包括影像識別模組631、密碼驗證模組632以及眼動追蹤模組633，其功能分別與圖1的影像識別模組142、密碼驗證模組143以及眼動追蹤模組144相同，故在此不再贅述。

在本實施例中，手持式驗證裝置100只負責擷取人臉影像序列及眼睛影像序列，之後透過傳輸單元160傳送至遠端驗證主機610，而由遠端驗證主機610來執行人臉辨識、虹膜辨識以及密碼驗證程序。

綜上所述，以密碼輸入來取代傳統遙控器或識別卡的感應，可減少人們攜帶太多遙控器或識別卡的負擔。並且，提供眼動輸入的機制，讓密碼的輸入更為多樣化。另外，由於手持式身分驗證裝置中所建立的帳號資料包括了使用者對應的帳號資料，因而在進入密碼驗證程序之前，藉由生物特徵資料來作為第一道把關動作，使得手持式身分驗證裝置在掌握使用者的身分之後，才開始進行密碼驗證程序，可提高進出的安全性。此外，利用手持式身分驗證裝置進行驗證而非侷限於固定位置，使用者可自行手動調整手持式身分驗證裝置與自身之間的距離，進而可提高使用者使用的便利性。

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。

S20~S25‧‧‧手持式驗證裝置的身分驗證方法各步驟

Claims

一種利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，包括：提供該手持式驗證裝置，以便一使用者進行身分驗證；透過該手持式驗證裝置擷取該使用者之一人臉影像序列與一眼睛影像序列；比對該人臉影像序列與預設之人臉影像特徵是否相符；比對該眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵是否相符；透過該手持式驗證裝置，提供一使用者介面進行一密碼驗證程序，其中該使用者介面包括一密碼輸入選單；偵測該使用者於該使用者介面上的複數個注視位置，據以確定一密碼字串；基於一預設密碼產生多個候選字元，並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，其中該些候選字元分別對應至該些注視位置；依據偵測到的該使用者在該些注視位置其中之一，在該些候選字元中選擇一輸入字元；判斷該輸入字元是否正確；在該輸入字元為正確的情況下，累計一字元長度，並將以上述輸入字元加入至該密碼字串；以及驗證該密碼字串與一合格用戶之該預設密碼是否相符；若該字元長度尚未到達該預設密碼的密碼長度，重新基於該預設密碼產生該些候選字元，並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，以繼續依據偵測到的該使用者在該些注視位置其中之一選擇後續的該輸入字元；以及若該字元長度到達該預設密碼的密碼長度，產生一解鎖信號至一保全設備。
如申請專利範圍第1項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，該身分驗證方法更包括：在該輸入字元錯誤的情況下，亂數產生該些候選字元並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，以及在選擇該些候選字元其中之一之後，繼續亂數產生該些候選字元並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，直到退出該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第2項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，其中在第1次產生該些候選字元時，以該預設密碼的第1碼來作為該些候選字元其中之一；並且在第N-1次所選擇的該輸入字元為正確的情況下，在第N次重新產生該些候選字元時，以該預設密碼的第N碼來作為該些候選字元其中之一，其中N為大於1的整數，並且N為小於或等於該密碼長度的整數。
如申請專利範圍第2項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，更包括：在顯示該密碼輸入選單的情況下，倘若在一預設時間內未偵測到在該些候選字元中選擇其中之一，則退出該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第1項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，更包括：透過一影像擷取單元擷取該人臉影像序列；若該人臉影像序列與預設之該人臉影像特徵相符，驅動一虹膜擷取單元去擷取該眼睛影像序列；以及若該眼睛影像序列與預設之該虹膜影像特徵相符，提供該使用者介面進行該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第5項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，更包括：偵測該使用者是否位於該影像擷取單元的一第一偵測範圍內，以在該使用者位於一第一偵測範圍內時，分析該影像擷取單元所擷取的該使用者的該人臉影像序列；偵測該使用者是否位於該手持式身分驗證裝置的該虹膜擷取單元的一第二偵測範圍內，在該使用者位於該第二偵測範圍內時，分析該虹膜擷取單元所擷取的該使用者的該眼睛影像序列；以及倘若該使用者不在該第一偵測範圍或該第二偵測範圍內，發出一第一提示訊息或一第二提示訊息。
如申請專利範圍第1項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，更包括：若該密碼字串與該合格用戶之該預設密碼相符，產生一解鎖信號至一保全設備。
如申請專利範圍第1項所述的利用手持式驗證裝置的身分驗證方法，更包括：在該使用者介面中顯示一求救圖示與一解鎖圖示；在該解鎖圖示被致能時，執行該密碼驗證程序；以及在該求救圖示被致能時，產生一警示訊號至一保全設備，並執行該密碼驗證程序。
一種手持式身分驗證裝置，包括：一顯示單元，顯示一使用者介面；一影像擷取單元，擷取一使用者的一人臉影像序列；一虹膜擷取單元，擷取該使用者的一眼睛影像序列；一儲存單元，具有一影像識別模組、一密碼驗證模組以及一眼動追蹤模組；以及一處理單元，耦接至該顯示單元、該儲存單元、該影像擷取單元以及該虹膜擷取單元，並且執行影像識別模組、該密碼驗證模組以及該眼動追蹤模組；其中該影像識別模組分析該人臉影像序列與該眼睛影像序列，以判斷該使用者是否為一合格用戶；其中該眼動追蹤模組偵測該使用者於該使用者介面上的複數個注視位置，並據以確定一密碼字串；其中該密碼驗證模組基於一預設密碼產生多個候選字元，並顯示該些候選字元於一密碼輸入選單；並且，該密碼驗證模組依據偵測到該使用者在該些注視位置其中之一而在該些候選字元中選擇一輸入字元，並判斷該輸入字元是否正確；在該輸入字元為正確的情況下，該密碼驗證模組累計一字元長度，並將以上述輸入字元加入至該密碼字串，其中該密碼驗證模組驗證該密碼字串與該合格用戶之該預設密碼是否相符，其中在該字元長度尚未到達該預設密碼的密碼長度，重新基於該預設密碼產生該些候選字元，並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，以繼續依據偵測到該使用者在該些注視位置其中之一選擇後續的該輸入字元；以及在該字元長度到達該預設密碼的密碼長度，該密碼驗證模組產生一解鎖信號至一保全設備。
如申請專利範圍第9項所述的手持式身分驗證裝置，其中在該輸入字元錯誤的情況下，該密碼驗證模組亂數產生該些候選字元並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，以及在選擇該些候選字元其中之一之後，該密碼驗證模組繼續亂數產生該些候選字元並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，直到退出該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第10項所述的手持式身分驗證裝置，其中該密碼驗證模組在第1次產生該些候選字元時，以該預設密碼的第1碼來作為該些候選字元其中之一；並且在第N-1次所選擇的該輸入字元為正確的情況下，在第N次重新產生該些候選字元時，以該預設密碼的第N碼來作為該些候選字元其中之一，其中N為大於1的整數，並且N為小於或等於該密碼長度的整數。
如申請專利範圍第10項所述的手持式身分驗證裝置，其中在顯示該密碼輸入選單的情況下，倘若在一預設時間內未偵測到在該些候選字元中選擇其中之一，則該驗證密碼模組退出該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第9項所述的手持式身分驗證裝置，其中該影像識別碼組在判定該人臉影像序列與預設之人臉影像特徵相符時，驅動該虹膜擷取單元去擷取該眼睛影像序列，並在判定該眼睛影像序列與預設之虹膜影像特徵相符時，驅動該密碼驗證模組進行該密碼驗證程序。
如申請專利範圍第13項所述的手持式身分驗證裝置，其中該影像識別模組偵測該使用者是否位於該影像擷取單元的一第一偵測範圍內，並且偵測該使用者是否位於該虹膜擷取單元的一第二偵測範圍內，倘若該使用者不在該第一偵測範圍或該第二偵測範圍內，發出一第一提示訊息或一第二提示訊息。
如申請專利範圍第9項所述的手持式身分驗證裝置，其中該密碼驗證模組在該密碼字串與該合格用戶之該預設密碼相符時，產生一解鎖信號至一保全設備。
如申請專利範圍第9項所述的手持式身分驗證裝置，其中該使用者介面中顯示有一求救圖示與一解鎖圖示，在該解鎖圖示被致能時，執行該密碼驗證程序，而在該求救圖示被致能時，產生一警示訊號至一保全設備，並執行該密碼驗證程序。
一種身分驗證系統，包括：一手持式驗證裝置，用以擷取一使用者的一人臉影像序列與一眼睛影像序列，並具有一使用者介面供該使用者進行一密碼驗證程序；一遠端驗證主機，耦合至該手持式驗證裝置，接收自該手持式驗證裝置所傳送之該人臉影像序列與該眼睛影像序列，以判斷該使用者是否為一合格用戶；其中該遠端驗證主機具有一影像識別模組、一密碼驗證模組、一眼動追蹤模組與一處理單元；其中該影像識別模組分析該人臉影像序列與該眼睛影像序列，以判斷該使用者是否為一合格用戶；其中該眼動追蹤模組偵測該使用者於該使用者介面上的複數個注視位置，並據以確定一密碼字串；其中該密碼驗證模組基於一預設密碼產生多個候選字元，並顯示該些候選字元於一密碼輸入選單；並且，該密碼驗證模組依據偵測到該使用者在該些注視位置其中之一而在該些候選字元中選擇一輸入字元，並判斷該輸入字元是否正確；在該輸入字元為正確的情況下，該密碼驗證模組累計一字元長度，並將以上述輸入字元加入至該密碼字串，其中該密碼驗證模組驗證該密碼字串與該合格用戶之一預設密碼是否相符，其中在該字元長度尚未到達該預設密碼的密碼長度，重新基於該預設密碼產生該些候選字元，並顯示該些候選字元於該密碼輸入選單，以繼續依據偵測到該使用者在該些注視位置其中之一選擇後續的該輸入字元；以及在該字元長度到達該預設密碼的密碼長度，該密碼驗證模組產生一解鎖信號至一保全設備。