TWI557004B - Identity authentication system and its method - Google Patents

Description

身分認證系統及其方法

本發明係有關於一種身分認證系統，尤指一種藉由多重身分認證程序以加強密碼破解困難度的身分認證系統。

目前市面上常見的防盜鎖主要可分為兩種，一種為傳統的機械鎖，另一種為電子鎖。

傳統的機械鎖具有成本低、製造與維護容易、且錯誤發生率較低等優勢，然而，礙於先天結構上的限制，幾乎所有的機械鎖對於開鎖者而言，都是相當容易被破解的，誠言之，甚至只要有心對鎖具細心鑽研者，要學會破解機械鎖的技藝亦不甚困難。因此常有人言道，機械鎖之功能係在於防君子而並非用於防小人，市場上亦逐漸趨向於朝電子鎖的方向進行研究。

是以，鑒於過去機械鎖的種種缺失，為因應高科技時代的來臨，電子式鎖具逐漸受到市場上的重視。一般而言，現今市場上最為常見的電子鎖應屬於電子密碼鎖、及晶片密碼鎖兩種。上述兩種電子鎖的優點在於其安全可靠性高，由於其相較於傳統機械鎖而言並無鎖孔，要破解就必須要針對鎖具的內碼進行解譯。然而，針對內碼的組合視情況不同可能會有幾十億種組合， 以暴力式密碼破解法根本不可能完成，因此，相較於傳統的機械鎖而言，係具有相當之安全可靠度。然而，上述的鎖具都無法有效排除非車主以外者取得鑰匙或解鎖方式，在安全性上仍有不足。

是以，為解決上述問題，中華民國公告號第I306817號專利係揭露一種結合生物辨識技術之車輛雙重認證啟動方法及裝置，其技術特點係在於駕駛人啟動車輛前先以晶片卡進行第一重認證，於通過第一重認證後，再一次的擷取駕駛人的生物特徵(例如指紋、虹膜、聲紋等)與晶片卡內的生物特徵資料進行比對，若兩者均相符方允許車輛啟動，利用雙重認證技術，排除車主以外未獲合法授權者發動車輛。

然而，即便上述之技術可藉由雙重認證避免有心人士侵入，然而，虹膜、指紋、聲紋資料於一定限度上均可以進行仿造，倘若有心人士真有意破解認證，其僅需要破解使用者的RFID卡即可同時取得使用者RFID認證及生物特徵資料。換言之，倘若RFID的內碼被破解了，則有心人士僅需修改內部的生物特徵資料，即可跳過生物特徵的辨識程序，於實務上考量並不甚周全。

本發明之主要目的，在於提供一種具有多重身分認證藉以加強密碼破解困難度的身分認證系統。

為解決上述問題，本發明係提供一種身分認證系統，係用於對使用者進行身分認證以判斷該使用者是否為合法的 使用者，該身分認證系統包含有一影像擷取裝置、一驗證資料庫、以及一處理單元。該影像擷取裝置係用以獲得複數個使用者影像。該驗證資料庫係存有預先儲存之生物特徵範本及動作資訊認證碼。該處理單元耦合於該影像擷取裝置與該驗證資料庫之間，分析該使用者影像，以產生一生物特徵以及一臉部動態資訊，並依據該臉部動態資訊產生一動作資訊編碼。其中該處理單元將該生物特徵與該動作資訊編碼，分別與該驗證資料庫之內的該生物特徵範本與該動作資訊認證碼進行比對。其中若該生物特徵與該生物特徵範本相符時，該處理單元比對該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼。其中若該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼相符時，代表該使用者身份驗證成功。

進一步地，該處理單元係包含有一擷取出生物特徵及臉部動態資訊的影像分析單元，一將該生物特徵與該生物特徵範本進行比對的生物特徵比對模組，以及一將該臉部動態資訊的一連串動作編譯成一動作資訊編碼並將其與該動作資訊認證碼進行比對的臉部動作比對模組。

進一步地，該身分認證系統配合一車載電腦或一車用中控鎖使用，該車載電腦或該車用中控鎖於確認該使用者為合法的使用者時啟動車輛的引擎或開啟車門。

進一步地，該處理單元於該生物特徵與該生物特徵範本相符且該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼相符時係產生一控制信號，傳送至該車載電腦或該車用中控鎖。

進一步地，該身分認證系統包含有一光源照射使用者眼部藉以形成一光斑。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的眼部動作資訊所組成，該影像分析模組於取得該使用者影像後係擷取出眼部影像，並取得瞳孔中心位置，於該瞳孔中心位置上定義一基準線以及該光斑位置至該瞳孔中心位置間之第一連線，並藉由該第一連線與該基準線之間的夾角以及該光斑的位置至該瞳孔中心位置之間的距離所組成的分布關係，決定該眼球運動方向，藉此而獲得該眼部動作資訊。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的臉部擺動資訊所組成，該影像分析模組於取得使用者影像後，偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊，並由該鼻孔位置資訊來判斷該臉部是否轉動，藉此而獲得該臉部擺動資訊。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的嘴部動作資訊所組成，該影像分析模組於取得使用者影像後，偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊，並由該鼻孔位置資訊預估一嘴部搜尋框，藉由該嘴部搜尋框取得該嘴部動作資訊。

進一步地，該身分認證系統包含有一連結至該處理單元的無線射頻標籤讀取器，以及一配對至該無線射頻標籤讀取器的遠端遙控器，該無線射頻標籤讀取器於接收到來自該遠端搖 控器的訊號時係確認該遠端搖控器是否為與之相對的遠端搖控器，確認正確時，將一啟動訊號傳遞至該處理單元以啟動該影像擷取裝置對該使用者進行身分認證。

進一步地，該處理單元於確認該使用者為合法的使用者時，將該使用者的資料藉由無線傳輸方式傳遞至該行控中心。

進一步地，該身分認證系統包含有一連結至該處理單元並用於遠端傳輸資料至一行動裝置或一行控中心的無線傳輸單元，該處理單元於確認該使用者並非為合法的使用者時，係藉由該無線傳輸單元將該使用者影像或該臉部動態資訊遠端傳遞至車主的手機或該行控中心備存。

進一步地，該處理單元更包含有一聲紋比對模組，該聲紋比對模組係將該使用者透過行動裝置傳遞至該無線傳輸單元的語音訊號，與預先基於設定而儲存之聲紋頻譜進行比對，並於比對確認符合時將一啟動訊號傳遞至該處理單元以啟動該影像擷取裝置對該使用者進行身分認證，於確認該使用者並非為合法的使用者時，係藉由該無線傳輸單元將該語音訊號傳遞至車主的手機或行控中心備存。

本發明之另一目的在於提供一種身分認證方法，包含有以下步驟：啟動影像擷取裝置；連續拍攝複數個使用者影像；依據該使用者影像，產生至少一個生物特徵與臉部動態資訊；依據該臉部動態資訊，編譯成一動作資訊編碼；比對該生物特徵與預設之一生物特徵範本；比對該動作資訊編碼與預設之一動作資 訊認證碼；於上述二比對步驟均符合時判斷該使用者為合法的使用者。

進一步地，該方法係可對應一車載電腦或車用中控鎖使用，並於所述二比對步驟均符合時傳送一控制訊號至該車載電腦或該車用中控鎖啟動車輛的引擎或開啟車門。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的眼部動作資訊所組成，該眼部動作資訊係由以下步驟取得：藉由光源照射使用者眼部以形成一光斑；於取得該使用者影像後係擷取出眼部影像；由該眼部影像中取得瞳孔中心位置；於該瞳孔中心位置上定義一基準線以及該光斑位置至該瞳孔中心位置間之第一連線；藉由該第一連線與該基準線之間的夾角以及該光斑的位置至該瞳孔中心位置之間的距離所組成的分布關係，決定該眼球運動方向。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的臉部擺動資訊所組成，該臉部擺動資訊係由以下步驟取得：取得使用者影像後偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊；由該鼻孔位置資訊來判斷該臉部是否轉動，藉此而獲得臉部擺動資訊。

進一步地，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的嘴部動作資訊所組成，該臉部擺動資訊係由以下步驟取得：取得使用者影像後偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊；由該鼻孔位置資訊預估一嘴部搜尋框，藉由該 嘴部搜尋框取得嘴部動作資訊。

進一步地，於啟動該影像擷取裝置前係包含有以下步驟，藉由一無線射頻標籤讀取器接收到來自遠端搖控器的訊號時確認該遠端搖控器是否為與之相對的遠端搖控器，並於確認正確時啟動該影像擷取裝置。

進一步地，於確認該使用者並非為合法的使用者時，係將該使用者影像或該臉部動態資訊傳遞至車主的手機或行控中心備存。

進一步地，於啟動該影像擷取裝置前係包含有以下步驟，將該使用者透過行動裝置傳遞至該無線傳輸單元的語音訊號與聲紋頻譜進行比對以決定是否啟動該影像擷取裝置，於比對不符合時，係將該語音訊號傳遞至車主的手機或行控中心備存。

因此，本發明相較於前述習知技術具有以下之優異效果：

1.本發明係採用多重認證的方式，可大幅地提升密碼破解的困難度，降低密碼被破解的風險。

2.本發明可透過遠端搖控器及行動裝置遠端開啟車輛的車燈或蜂鳴器，於停車場使用時可方便使用者找到車輛的位置。

3.本發明可結合語音指令與眼動指令控制車內裝置。

10‧‧‧影像擷取裝置

10A‧‧‧車用中控鎖

10B‧‧‧車載電腦

20‧‧‧無線傳輸單元

20A‧‧‧行控中心

20B‧‧‧行動裝置

20C‧‧‧後台中心

30、30A、30B‧‧‧處理單元

31‧‧‧影像分析模組

32‧‧‧生物特徵比對模組

33‧‧‧臉部動作比對模組

34‧‧‧聲紋比對模組

40‧‧‧驗證資料庫

50‧‧‧無線射頻標籤

50A‧‧‧遠端搖控器

60‧‧‧顯示介面

61‧‧‧密碼輸入選單

611‧‧‧數字鍵盤

612‧‧‧輸入鍵盤

62‧‧‧游標

B1‧‧‧虹膜外圍邊界

B2‧‧‧瞳孔外圍邊界

R‧‧‧虹膜區域

C1‧‧‧瞳孔中心位置

S1‧‧‧光斑

L1‧‧‧基準線

L2‧‧‧第一連線

θ₁‧‧‧夾角

N1‧‧‧第一鼻孔中心

N2‧‧‧第二鼻孔中心

P‧‧‧參考點

R1‧‧‧基準線

R2‧‧‧連線

B‧‧‧嘴部搜尋框

K1‧‧‧左側嘴角

K2‧‧‧右側嘴角

S11~S14、S21~S23、S31~S34、S101~S109、S201~S209、S301~S307‧‧‧步驟

圖1，本發明身分認證裝置之方塊示意圖。

圖2，本發明眼部動作資訊的計算流程示意圖。

圖3，眼部動作的示意圖。

圖4，本發明臉部擺動資訊的計算流程示意圖。

圖5，臉部擺動的示意圖(一)。

圖6，臉部擺動的示意圖(二)。

圖7，本發明嘴部動作資訊的計算流程示意圖。

圖8，嘴部動作的示意圖。

圖9，本發明第一實施態樣之方塊示意圖。

圖10，本發明第一實施態樣之使用狀態示意圖。

圖11，本發明第一實施態樣之流程示意圖。

圖12，本發明第二實施態樣之方塊示意圖。

圖13，本發明第二實施態樣之使用狀態示意圖。

圖14，本發明第二實施態樣之流程示意圖。

圖15，本發明第三實施態樣之方塊示意圖。

圖16，本發明第三實施態樣之使用狀態示意圖。

圖17，本發明第三實施態樣之流程示意圖。

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。

請參閱「圖1」，係本發明身分認證裝置之方塊示意圖，如圖所示： 本發明係提供一種身分認證系統，係用於對使用者進行身分認證藉以判斷該使用者是否為合法的使用者。該身分認證系統主要包含有一用以獲得複數個使用者影像的影像擷取裝置10，一存有預先儲存之生物特徵範本及動作資訊認證碼的驗證資料庫40，一用以處理影像並用以針對上述認證碼進行比對的處理單元30，以及一連結至該處理單元30並用於遠端傳輸資料至一行動裝置20B或一行控中心20A的無線傳輸單元20(如圖2所示)。該影像擷取裝置10視需求不同，可為一般平面攝影機、主動式深度攝影機(Active Depth Camera)、雙目攝影機(Binocular Stereo Camera)等。該處理單元30係連結至該影像擷取裝置10以取得該使用者影像並進一步取得臉部動態資訊。

該處理單元30依其不同的功能主要包含有以下幾個模組：

1.影像分析模組31：

於本發明中，所述之使用者影像係指針對使用者特徵部位所拍攝的單張影像，所述之臉部動態資訊係指針對多張使用者影像進行臉部擷取，並藉由擷取的臉部所組成一連串的動態影像。本發明中所述之影像分析模組31係用以針對上述取得之使用者影像進行影像分析、處理、及部分特徵的擷取，更具體而言，該影像分析模組31係可針對所擷取到的圖像進行如雜訊抑制、對比調整、銳利度調整、或針對部分圖像特徵進行上色等程序。

2.生物特徵比對模組32：

所述的生物特徵比對模組32係用以將經處理過後的該使用者影像先擷取出生物特徵，再將該生物特徵與預先基於設定而儲存的生物特徵範本進行比對，以確認拍攝到的操作者是否為合法的用戶。所述之生物特徵範本係於起始時預先儲存於驗證資料庫40，具體而言，使用者可依指示先預存複數個使用者影像作為樣本，並針對該樣本擷取特徵，以取得對應之生物特徵範本。所述的使用者生物特徵，具體而言，係指使用者身上單獨具備的生物資訊，諸如使用者的指紋資訊、臉部特徵資訊、虹膜資訊等。

3.臉部動作比對模組33：

所述的臉部動作比對模組33係用以將經處理過後的該臉部動態資訊所表示的一連串動作編譯成一動作資訊編碼，接著，與預先基於設定而儲存的動作資訊認證碼進行比對，若比對結果相符，則輸出一控制訊號至後端設備(如車載電腦、車用中控鎖、或門禁系統)，驗證該使用者為合法的使用者。。所述之動作資訊認證碼可於起始時基於設定而儲存，具體而言，使用者可依指示先預存複數個動作指令作為樣本，並針對該樣本進行編譯，以取得對應之動作資訊認證碼。更具體而言，該動作資訊編碼及該動作資訊認證碼可為經由一連串的眼部動作(如眼珠的轉動方向或移動的軌跡)所構成的編碼，或一連串依照嘴部張合動作及時序所排列而成的編碼(如摩斯電碼)，一連串不同的臉部表情或擺動資訊(如嘴角上揚、緊閉雙眼、舔唇或類似之表情)所構成的編碼，又或是藉由追蹤使用者臉部的特徵部位以透過使用者介面輸入編 碼(如追蹤使用者眼部以控制游標輸入編碼)的方式等，均屬本發明中的均等態樣。有關於眼部動作、嘴部動作、或是臉部動作的擷取及追蹤方式，後面將有更詳細的描述。

該無線傳輸單元20係用以連結至使用者的行動裝置20B或行控中心20A，當車輛遇到不當侵入的情況時，可發揮即時告知及記錄的功能。該無線傳輸單元20之協定可建構於3G、3.5G、4G或類此的通訊結構下，亦可為了確保訊號的品質，於部分可接受到無線AP訊號的位置自動切換至WIFI(Wireless Fidelity)或藍芽(Bluetooth)的協定。

為便於清楚理解本發明的均等態樣，以下係舉幾個較佳實施例進行說明，請參閱「圖2」至「圖8」：如「圖2」、及「圖3」所示，本發明之動作資訊編碼及動作資訊認證碼係由一連串的眼部動作資訊所組成，其眼部動作資訊的擷取方式如下：首先，藉由光源(未圖示)於眼球上形成光斑S1，藉由該光斑S1作為分析眼部運動方向的參考特徵(步驟S11)。接續，影像分析模組31係取得使用者影像，並由臉部擷取出眼部影像，取得瞳孔中心位置C1(步驟S12)。接續，於該瞳孔中心位置C1上定義一基準線L1以及該光斑S1位置至該瞳孔中心位置C1間之第一連線L2(步驟S13)，並藉由該第一連線L2與該基準線L1之間的夾角θ₁以及該光斑S1的位置至該瞳孔中心位置C1之間的距離所組成的分布關係，決定該眼球運動方向，藉此而獲得該眼部動作資訊(步驟S14)。

如「圖4」、「圖5」及「圖6」所示，本發明之動作資訊編碼及動作資訊認證碼係由一連串的臉部擺動資訊所組成，其臉部擺動資訊的擷取方式如下：首先，影像分析模組31係擷取使用者影像(步驟S21)，並偵測臉部的鼻孔區域，而獲得一鼻孔位置資訊，該鼻孔位置資訊包含有第一鼻孔中心N1及第二鼻孔中心N2(步驟S22)。接著，藉由該第一鼻孔中心N1及該第二鼻孔中心N2與參考點R進行比對(如圖5所示)或者藉由第一鼻孔中心N1及第二鼻孔中心N2的連線R2與基準線R1進行比對(如圖6所示)，判斷該臉部是否轉動，藉此而獲得臉部擺動資訊(步驟S23)。

如「圖7」及「圖8」所示，本發明之動作資訊編碼及動作資訊認證碼係由一連串的嘴部動作資訊所組成，其嘴部動作資訊的擷取方式如下：首先，影像分析模組31係擷取使用者的臉部影像，並偵測該臉部的鼻孔區域，而獲得一鼻孔位置資訊(步驟S31)。接續，基於該鼻孔位置資訊向下一段距離設定一嘴部搜尋框B，以取得使用者的嘴部區域(步驟S32)。接續，藉由左側嘴角K1及右側嘴角K2間的連線分辨使用者的上唇及下唇(步驟S33)，藉由該上唇及下唇間的間隙判斷使用者的嘴部是張開或是閉闔(步驟S34)。其中，該上唇及下唇間的間隙大於閥值時判定使用者的嘴部是張開的，於該上唇及下唇間的間隙小於閥值時判定使用者的嘴部是閉闔的，藉以判斷使用者的嘴部動作資訊。

惟，上述的方式僅為本發明所舉的較佳實施例，於本發明中並不僅欲限制於上述實施態樣，在此先行敘明。

請參閱「圖9」、「圖10」及「圖11」，係本發明第一實施態樣之方塊示意圖、使用狀態示意圖、以及流程示意圖，如圖所示：本發明之身分認證系統可安裝於車輛上配合車用中控鎖10A使用，該車用中控鎖10A於確認該使用者為合法的使用者時解鎖車門。於本實施態樣中，本發明更可安裝有一連結至該處理單元30的無線射頻標籤讀取器50，並包含有一配對至該無線射頻標籤讀取器50以供使用者攜帶的遠端遙控器50A。於常時狀態下，為減少不必要的耗電，本發明之影像擷取裝置10係處於關閉的狀態，且該處理單元30亦可設定於休眠狀態。當該無線射頻標籤讀取器50接收到來自該遠端搖控器50A的訊號時(如圖6(A)所示)，係藉由車用中控鎖10A開啟車門並將一啟動訊號傳遞至該處理單元30以啟動該影像擷取裝置10，當使用者上車時，對該使用者進行身分認證(如圖6(B)所示)。此外，該遠端搖控器50A更包含有遠端呼叫的功能，當使用者不能確認車輛的位置時，使用者可藉由遠端搖控器50A上的呼叫按鈕搜尋車輛，該無線射頻標籤50於接收到來自該遠端搖控器50A的呼叫訊號或接收到來自該遠端搖控器50A的訊號開啟門鎖時，係啟動該車輛上的蜂鳴器或車燈以提示車輛的正確位置。所述之實施態樣係應用無線射頻標籤讀取器50開啟車用中控鎖10A，本發明亦不排除透過無線射頻標籤讀取器10A及使用者身分認證後始開啟車用中控鎖的均等態樣，在此先與敘明。

有關於本實施態樣的方法流程，請繼續參閱「圖11」，起始時，使用者係藉由遠端搖控器50A遠端傳輸一訊號至該無線射頻標籤讀取器50(步驟S101)，該無線射頻標籤讀取器50於接受到該訊號時，係確認該遠端搖控器50A是否為與之相對的遠端搖控器50A(步驟S102)，確認為正確時，係透過車用中控鎖10A啟動該影像擷取裝置10進行身分驗證(步驟S103)。於啟動身分驗證時，該影像擷取裝置10係連續拍攝使用者影像，並藉由該影像分析模組31依據該使用者影像擷取出生物特徵及臉部動態資訊(步驟S104)。首先，係進行生物特徵驗證，將該生物特徵與該驗證資料庫40內的該生物特徵範本進行比對，藉由使用者的生物特徵判斷是否為使用者本人(步驟S105)。

接續，進行動作資訊驗證，依據該臉部動態資訊編譯成一動作資訊編碼並將該動作資訊編碼與該驗證資料庫40內的該動作資訊認證碼進行比對(步驟S106)。上述生物特徵驗證及動作資訊驗證其實施順序於實務上可互相置換，於本發明中並不予以限制。於生物特徵驗證及動作資訊驗證均確認為使用者本人時，判斷該使用者為合法的使用者，以便控制車輛。該身分認證系統將會傳遞一登錄信號至該車載電腦10B，記錄使用者的操作的時間、車輛所在的地點、以及使用者的身分，並將上述資料回報至該行控中心20A(步驟S108)。於較佳實施例，當驗證成功後，使用者可利用動作資訊編碼控制車內裝置，例如，啟動引擎、操作空調、音響、車內多媒體系統、導航系統或行動電話等等。

於步驟S102、S105、及S106中，如判斷該使用者並非為合法的使用者，則該身分認證系統係藉由該無線傳輸單元20回報錯誤訊息，將錯誤的紀錄、該非法使用者影像或該臉部動態資訊遠端傳遞至該行控中心20A或車主的行動裝置20B備存，並同時記錄時間、地點(步驟S109)。

請參閱「圖12」、「圖13」及「圖14」，係本發明第二實施態樣之方塊示意圖、使用狀態示意圖、以及流程示意圖，如圖所示：於本實施態樣中，該身分認證系統係用以安裝於車上配合車用中控鎖10A使用，並於確認該使用者為合法的使用者時解鎖。於本實施態樣中，本發明的處理單元30A更包含有一聲紋比對模組34，並與使用者的行動裝置20B配對設置。該聲紋比對模組34係將該使用者透過行動裝置20B傳遞至該無線傳輸單元20的語音訊號與預先基於設定而儲存於驗證資料庫40的聲紋頻譜進行比對，並於比對確認符合時將一啟動訊號傳遞至該處理單元30A以啟動該影像擷取裝置10對該使用者進行身分認證。聲紋比對可藉由擷取共振峰的頻率值轉換為譯碼進行比對，由於其具有很強的特定性，比對結果的可信度較高。於本實施態樣中，使用者可先經由行動裝置進行聲紋認證(如圖9(A)所示)，於比對符合時始啟動該影像擷取裝置10，對該使用者進行身分驗證(如圖9(B)所示)。此時，影像擷取裝置10朝向駕駛座的車門外進行影像擷取，以獲得車門外的駕駛之影像。所述之實施態樣係透過聲紋 認證及使用者身分認證始開啟車用中控鎖10A，惟，本發明亦不排除先透過聲紋認證開啟車用中控鎖10A，再藉由使用者身分認證後始啟動引擎或啟動車輛的均等態樣，在此先與敘明。

有關於本實施態樣的方法流程，請繼續參閱「圖14」，起始時，使用者係藉由行動裝置20B輸入語音訊號傳輸至該無線傳輸單元20(步驟S201)，該無線傳輸單元20於接受到該語音訊號時，係將該語音訊號傳送至該聲紋比對模組34進行聲紋比對。該聲紋比對模組34係將該使用者透過行動裝置20B傳遞至該無線傳輸單元20的語音訊號與預先基於設定而儲存之聲紋頻譜進行比對(步驟S202)，並於比對確認符合時將一啟動訊號傳遞至該處理單元30A以啟動該影像擷取裝置10以便對該使用者進行身分認證(步驟S203)。接續進行下一步驟，於啟動身分驗證時，該影像擷取裝置10係連續拍攝使用者影像，並藉由該影像分析模組31依據該使用者影像擷取出生物特徵及臉部動態資訊(步驟S204)。首先，係進行生物特徵驗證，將該生物特徵與該生物特徵範本進行比對，藉由使用者的生物特徵判斷是否為使用者本人(步驟S205)。接續，進行動作資訊驗證，依據該臉部動態資訊編譯成一動作資訊編碼並將該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼進行比對(步驟S206)。於生物特徵驗證及動作資訊驗證均確認為使用者本人時，判斷該使用者為合法的使用者，該身分認證系統將會傳遞一控制信號至該車用中控鎖10A，用以解鎖車門(步驟S207)，於此同時，係記錄使用者的操作的時間、車輛所在的地點、以及使 用者的身分，並將上述資料回報至該行控中心20A(步驟S208)。於步驟S202、S205、及S206中，如於判斷的步驟中，係認定使用者並非為合法的使用者，則該身分認證系統係藉由該無線傳輸單元20將該非法使用者影像或該臉部動態資訊或該語音訊號遠端傳遞至該行控中心20A或車主的手機備存，並同時記錄時間、地點(步驟S209)。

請參閱「圖15」、「圖16」及「圖17」，係本發明第三實施態樣之方塊示意圖、使用狀態示意圖、以及流程示意圖，如圖所示：於本實施態樣中，係舉應用於一般門禁系統的案例進行說明。於本實施態樣中，係提供一種藉由眼部特徵及眼部動作確認使用者身分的技術，該影像擷取裝置10係用以擷取使用者的眼部資訊，以取得眼睛的虹膜資訊(使用者影像擷取出的生物特徵)，用以與預存於驗證資料庫40內的生物特徵範本進行比對。為擷取該虹膜區域，該影像分析模組31係先定義該瞳孔中心位置C1，並由該瞳孔中心位置C1判斷出該虹膜外圍邊界B1、及瞳孔外圍邊界B2，並將該瞳孔外圍邊界B2及虹膜外圍邊界B1之間定義為虹膜區域R(如圖12(A)所示)。本實施態樣中，更包含有一顯示介面60(如圖12(B)所示)。該顯示介面60係顯示一密碼輸入選單61，於密碼輸入選單61上包含有數字鍵盤611及輸入鍵盤612，使用者可藉由數字鍵盤611輸入對應之密碼，並於輸入完成後藉由輸入鍵盤612確認密碼串已輸入完成，使用者可藉由眼部移動、 注視方向操控該密碼輸入選單上的游標62，藉以輸入一連串的密碼。

有關於本實施態樣的方法流程，請繼續參閱「圖17」，起始時，該門禁系統啟動(藉由使用者觸發或自動啟動)，並開啟該影像擷取裝置10進行身分驗證(步驟S301)。於啟動身分驗證後，該影像擷取裝置10係連續拍攝使用者的眼部影像(步驟S302)。該影像分析模組30係先定義該瞳孔中心位置C1，該虹膜外圍邊界B1、以及該瞳孔外圍邊界B2，並藉由上述邊界擷取出虹膜區域R，並捕捉該使用者的瞳孔移動軌跡、移動方向或注視位置，藉以操縱該顯示介面60上的游標62。於驗證程序中先進行生物特徵驗證，該處理單元30B藉由虹膜區域的色度及紋理，將所取得的該虹膜區域R及該生物特徵範本進行比對(步驟S303)。接續，進行動作資訊驗證，此時，該處理單元30B係依據使用者的眼部移動、注視方向決定顯示介面60上游標62的位置，並藉由該游標62於該顯示介面60上輸入相對應的動作資訊編碼，並將該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼進行比對(步驟S304)。

於生物特徵驗證及該動作資訊驗證均確認為使用者本人時，判斷該使用者為合法的使用者，該身分認證系統將會傳遞一控制信號傳送至後台中心20C，用以開啟門鎖(步驟S305)，於此同時，記錄使用者的操作的時間、以及使用者的身分，並將上述資料回報至該後台中心20C(步驟S306)。於步驟S303、及S304中，如認定使用者並非為合法的使用者，則該身分認證系統係藉 由該無線傳輸單元20將該非法使用者影像或該臉部動態資訊遠端傳遞至該後台中心20C備存，並同時記錄事件發生的時間及地點(步驟S307)。

本發明之身分認證系統亦可安裝於車用注意力偵測裝置，或車用語音、眼動控制設備等，藉由語音或眼動控制車輛上的電子設備。

綜上所述，本發明係藉由多重認證的方式，藉由生物特徵進行第一重認證、再藉由使用者的臉部動作進行第二重認證，可大幅地提升密碼破解的難度，降低密碼被破解的風險。此外，本發明可結合遠端搖控器或行動裝置對車輛及該身分認證系統進行遠端操控，可增加另一層認證，進一步再降低密碼破解的風險。再者，本發明可安裝於車用注意力偵測裝置或語音、眼動控制設備等使用，不須再額外加裝硬體設備。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為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。

10‧‧‧影像擷取裝置

20‧‧‧無線傳輸單元

30‧‧‧處理單元

31‧‧‧影像分析模組

32‧‧‧生物特徵比對模組

33‧‧‧臉部動作比對模組

40‧‧‧驗證資料庫

Claims (20)

1. 一種身分認證系統，係用於對使用者進行身分認證以判斷該使用者是否為合法的使用者，該身分認證系統包含有：一影像擷取裝置，以獲得複數個使用者影像；一驗證資料庫，係存有預先儲存之生物特徵範本及動作資訊認證碼；以及一處理單元，耦合於該影像擷取裝置與該驗證資料庫之間，分析該使用者影像，以產生一生物特徵以及一臉部動態資訊，並依據該臉部動態資訊產生一動作資訊編碼；其中該處理單元將該生物特徵與該動作資訊編碼，分別與該驗證資料庫之內的該生物特徵範本與該動作資訊認證碼進行比對；其中若該生物特徵與該生物特徵範本相符時，該處理單元比對該動作資訊編碼與該動作資訊認証碼；其中若該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼相符時，代表該使用者身份驗證成功。
2. 如申請專利範圍第1項所述之身分認證系統，其中，該處理單元係包含有一擷取出生物特徵及臉部動態資訊的影像分析模組，一將該生物特徵與該生物特徵範本進行比對的生物特徵比對模組，以及一將該臉部動態資訊的一連串動作編譯成一動作資訊編碼並將其與該動作資訊認證碼進行比對的臉部動作比對模組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之身分認證系統，其中，該身分認證系統配合一車載電腦或一車用中控鎖使用，該車載電腦或該車用中控鎖於確認該使用者為合法的使用者時啟動車輛的引擎或開啟車門。
4. 如申請專利範圍第3項所述之身分認證系統，其中，該處理單元於該生物特徵與該生物特徵範本相符且該動作資訊編碼與該動作資訊認證碼相符時係產生一控制信號，傳送至該車載電腦或該車用中控鎖。
5. 如申請專利範圍第4項所述之身分認證系統，更進一步包含有一光源照射使用者眼部藉以形成一光斑。
6. 如申請專利範圍第5項所述之身分認證系統，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的眼部動作資訊所組成，該影像分析模組於取得該使用者影像後係擷取出眼部影像，並取得瞳孔中心位置，於該瞳孔中心位置上定義一基準線以及該光斑位置至該瞳孔中心位置間之第一連線，並藉由該第一連線與該基準線之間的夾角以及該光斑的位置至該瞳孔中心位置之間的距離所組成的分布關係，決定該眼球運動方向，藉此而獲得該眼部動作資訊。
7. 如申請專利範圍第5項所述之身分認證系統，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的臉部擺動資訊所組成，該影像分析模組於取得使用者影像後，偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊，並由該鼻孔位置資訊來 判斷該臉部是否轉動，藉此而獲得該臉部擺動資訊。
8. 如申請專利範圍5項所述之身分認證系統，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的嘴部動作資訊所組成，該影像分析模組於取得使用者影像後，偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊，並由該鼻孔位置資訊預估一嘴部搜尋框，藉由該嘴部搜尋框取得該嘴部動作資訊。
9. 如申請專利範圍第3項所述之身分認證系統，更進一步包含有一連結至該處理單元的無線射頻標籤讀取器，以及一配對至該無線射頻標籤讀取器的遠端遙控器，該無線射頻標籤讀取器於接收到來自該遠端搖控器的訊號時係確認該遠端搖控器是否為與之相對的遠端搖控器，確認正確時，將一啟動訊號傳遞至該處理單元以啟動該影像擷取裝置對該使用者進行身分認證。
10. 如申請專利範圍第1項所述之身分認證系統，其中，該處理單元於確認該使用者為合法的使用者時，將該使用者的資料藉由無線傳輸方式傳遞至該行控中心。
11. 如申請專利範圍第10項所述之身分認證系統，更進一步包含有一連結至該處理單元並用於遠端傳輸資料至一行動裝置或一行控中心的無線傳輸單元，該處理單元於確認該使用者並非為合法的使用者時，係藉由該無線傳輸單元將該使用者影像或該臉部動態資訊遠端傳遞至車主的手機或該行控中心備存。
12. 如申請專利範圍第11項所述之身分認證系統，該處理單元更包含有一聲紋比對模組，該聲紋比對模組係將該使用者透過行 動裝置傳遞至該無線傳輸單元的語音訊號，與預先基於設定而儲存之聲紋頻譜進行比對，並於比對確認符合時將一啟動訊號傳遞至該處理單元以啟動該影像擷取裝置對該使用者進行身分認證，於確認該使用者並非為合法的使用者時，係藉由該無線傳輸單元將該語音訊號傳遞至車主的手機或行控中心備存。
13. 一種身分認證方法，包含有以下步驟：啟動影像擷取裝置；連續拍攝複數個使用者影像；依據該使用者影像，產生至少一個生物特徵與臉部動態資訊；依據該臉部動態資訊，編譯成一動作資訊編碼；比對該生物特徵與預設之一生物特徵範本；比對該動作資訊編碼與預設之一動作資訊認證碼；以及於上述二比對步驟均符合時判斷該使用者為合法的使用者。
14. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，該方法係可對應一車載電腦或車用中控鎖使用，並於所述二比對步驟均符合時傳送一控制訊號至該車載電腦或該車用中控鎖啟動車輛的引擎或開啟車門。
15. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的眼部動作資訊所組成，該眼部動作資訊係由以下步驟取得：藉由光源照射使用者眼部以形成一光斑；於取得該使用者影像後係擷取出眼部影像； 由該眼部影像中取得瞳孔中心位置；於該瞳孔中心位置上定義一基準線以及該光斑位置至該瞳孔中心位置間之第一連線；藉由該第一連線與該基準線之間的夾角以及該光斑的位置至該瞳孔中心位置之間的距離所組成的分布關係，決定該眼球運動方向。
16. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的臉部擺動資訊所組成，該臉部擺動資訊係由以下步驟取得：取得使用者影像後偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊；由該鼻孔位置資訊來判斷該臉部是否轉動，藉此而獲得臉部擺動資訊。
17. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，該動作資訊編碼及/或該動作資訊認證碼係由一連串的嘴部動作資訊所組成，該臉部擺動資訊係由以下步驟取得：取得使用者影像後偵測該使用者影像的鼻孔區域而獲得一鼻孔位置資訊；由該鼻孔位置資訊預估一嘴部搜尋框，藉由該嘴部搜尋框取得嘴部動作資訊。
18. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，於啟動該影像擷取裝置前係包含有以下步驟，藉由一無線射頻標籤讀 取器接收到來自遠端搖控器的訊號時確認該遠端搖控器是否為與之相對的遠端搖控器，並於確認正確時啟動該影像擷取裝置。
19. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，於確認該使用者並非為合法的使用者時，係將該使用者影像或該臉部動態資訊傳遞至車主的手機或行控中心備存。
20. 如申請專利範圍第13項所述之身分認證方法，其中，於啟動該影像擷取裝置前係包含有以下步驟：將該使用者透過行動裝置傳遞至該無線傳輸單元的語音訊號與聲紋頻譜進行比對以決定是否啟動該影像擷取裝置，於比對不符合時，係將該語音訊號傳遞至車主的手機或行控中心備存。