用于與配備有相機的設備相關的生物特征驗證的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于與配備有相機的設備相關的生物特征驗證的系統(tǒng)和方 法 相關申請的奪叉引用
[0001] 本申請依賴于并且要求2012年9月5日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/696, 820 的申請日的權益，該文獻的全部公開內容通過引用并入于此。 發(fā)明背景 發(fā)明領域
[0002] 本發(fā)明總體上涉及用于驗證和識別的生物特征技術的使用，并且更具體地涉及基 于無接觸的解決方案，該解決方案用于經由諸如移動設備之類的計算機來驗證和識別用 戶，從而選擇性地允許或拒絕對各種資源的訪問。在本發(fā)明中，使用個人的手掌的一個圖像 或一組圖像，通過涉及下列關鍵步驟的過程來進行驗證和/或識別，所述關鍵步驟為：（1) 使用局部分類器（localclassifier)檢測手掌區(qū)域；（2)從一個或多個感興趣區(qū)提取特 征；以及（3)相對于存儲在數(shù)據(jù)庫中的用戶模型，計算匹配得分，該數(shù)據(jù)庫可以通過學習過 程而得到動態(tài)增強。 相關技術討論
[0003] 諸如智能電話、平板計算機和筆記本計算機等移動設備已被許多人每天廣泛地采 用和使用。這些設備已變得越來越強大，并且隨著開發(fā)者創(chuàng)造出越來越多的運行于這些設 備上的應用和服務，它們變得更加深入我們的日常生活之中。這些移動設備不僅本身提供 了強大的計算平臺，而且它們還提供了對在遠程平臺上可用的幾乎無限種服務、應用和數(shù) 據(jù)的連接性，這些遠程平臺通常經由通往蜂窩基站并繼而回傳到因特網骨干網的無線鏈路 來訪問。除了訪問這些遠程平臺之外，移動設備還具有通過短距離和遠距離無線連接而連 接至其他移動設備的能力。
[0004] 或許最重要的是，這些設備的日益增加的普及與這些設備中的組成部件相關的成 本的不斷降低相結合，已經導致這些設備變得能夠以更強的性能而同時對于許多用戶仍然 負擔得起的價格獲得。例如，由于組成部件成本的降低以及更強大的軟件的開發(fā)，相當數(shù)目 的智能電話現(xiàn)在包括強大的相機，所述相機可以拍攝八百萬像素或更高量級的非常細致的 照片。
[0005] 在移動設備及其與如此之多的功能相關的廣泛使用以及它們與如此之多的不同 資源進行交互的需求的背景下，出現(xiàn)的一個重要問題是需要控制對這些資源中的每一個的 訪問，以便只有那些應被授權訪問適用資源的個人或設備才能夠實際上進行訪問。在典型 情況下，通過輸入文本/數(shù)字字符串（諸如用戶ID和密碼）來控制資源訪問。例如，智能 電話用戶在他被允許訪問該設備上的任何功能之前可能被要求輸入四位數(shù)碼。另外，設備 上的每個本地應用或其他資源可能要求該用戶在獲得對該資源的訪問之前輸入一個或多 個文本/數(shù)字字符串。在這種情況下，正確的數(shù)據(jù)（用戶ID、密碼等）可以儲存于該設備的 存儲器中。或者，為了訪問位于該設備的遠程的資源（應用、數(shù)據(jù)、通信能力等），可能要求 用戶和/或設備傳輸一組正確的文本/數(shù)字字符串到該遠程資源，而該遠程資源進而在允 許訪問該資源之前檢驗所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)匹配于正確數(shù)據(jù)。
[0006] 人們可以想象到，舉例而言，對于典型的智能電話用戶，上述用于驗證和識別的技 術存在若干個缺點。其中之一是，需要記住用于如此之多的不同應用、服務及其他資源的用 戶ID和密碼，而這些不同應用、服務及其他資源各自對于必須如何構成這些ID和密碼均有 其自己的要求，這可能是相當讓人畏縮的，并且用戶對于那些他們不經常訪問的資源往往 會忘記它們的ID和密碼。另一不利之處在于，使用文本/數(shù)字字符串來控制對資源的訪問 會存在安全問題。例如，存在可以用于破解這些字符串以獲得對資源的未經授權訪問的強 大軟件程序。
[0007] 而且，由用戶使用他或她的手指在智能電話屏幕上輸入密碼和用戶ID的基于接 觸的典型方法自身就會造成安全風險。有經驗的黑客往往能夠基于由手指留下的殘油而從 屏幕"拾取"出指紋圖案，從而獲得未經授權訪問。在輸入諸如四位數(shù)字等短數(shù)字字符串來 解鎖設備的背景下尤其如此。一旦設備被解鎖，該設備上的許多資源可能甚至沒有安全防 護，從而導致嚴重的安全風險。
[0008] 一種以消除或減少以上討論的缺點為目標的解決方案涉及使用生物特征技術來 控制對可經由移動設備獲取的資源的訪問。雖然這些解決方案在一些情況下消除了以上討 論的缺點中的一些缺點，但它們仍然遭受到諸多不利。例如，一些基于接觸的解決方案要求 用戶將他或她的手指放置在有能力捕捉該用戶指紋的設備傳感器上，該指紋繼而與本地的 或者位于遠程的指紋數(shù)據(jù)相匹配，以確定是否存在足以允許該用戶或該設備訪問一個或多 個資源的匹配。在這種情況下，如上文所提到，指紋可能會被黑客從設備傳感器拾取出來， 并被用于隨后利用那個被盜用的指紋來獲得對一個或多個資源的未經授權訪問。這些解決 方案通常還遭受到這樣的缺點：即，在試圖在典型的一天里獲取對設備上的許多不同資源 的訪問的忙碌用戶的背景下，執(zhí)行確定指紋是否匹配所必需的處理所花費的時間可能是不 可接受的。
[0009] 存在涉及細菌、病毒或其他生物危害傳播的、與基于接觸的方法相關聯(lián)的額外健 康問題，在多個用戶之間共享設備的情況下尤為如此。如本領域中已知，個人的指尖，以及 更一般而言個人的手，往往是在人與人之間傳遞細菌、病毒或其他生物危害的主要媒介之 一。在單個設備在多人之間共享的情況下，基于接觸的驗證和識別方法一一其中由用戶用 他或她的指尖輸入識別字符串，或者通過基于接觸的生物特征方法（諸如指紋或掌紋識別 等等）來驗證或識別他或她自己一一產生了經由共享的接觸媒介傳遞所述生物危害的風 險。

【發(fā)明內容】

[0010] 因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種基于無接觸的生物特征系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng) 和方法支持對用戶和設備的準確、安全和快速的驗證和/或識別，從而提供對可通過配備 有相機的設備訪問的資源的選擇性訪問。
[0011] 在本發(fā)明的一個實施方式中，此類配備有相機的設備（下文為了方便起見而有時 將其稱為"智能電話"，但該設備應理解為包括所有的具有相機功能的設備，包括移動設備 和固定設備（例如臺式計算機））的用戶（該用戶被要求識別或驗證自己，以作為獲取對一 個或多個資源的訪問的條件）使用該智能電話的相機拍攝他們的一個手掌或全部兩個手 掌的一張或者一系列照片。本發(fā)明的系統(tǒng)繼而采用計算機視覺技術來分析該掌紋圖像，并 且檢驗掌紋簽名匹配于數(shù)據(jù)庫中的用戶模型（用戶驗證），或者在數(shù)據(jù)庫中的許多模型間 找出匹配的用戶模型（用戶識別）。
[0012] 通過下面結合附圖對示例性實施方式的詳細描述，本發(fā)明的其他特征和方面將會 變得顯而易見。
【附圖說明】
[0013] 圖1是描繪本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的系統(tǒng)的主要組件的示圖；
[0014] 圖2是用于圖示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的方法的框圖；
[0015] 圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的、在移動設備與一個或多個遠程服務器 之間的安全連接性的示圖；
[0016] 圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的、在對用戶或設備進行驗證中的關鍵步 驟的流程圖；以及
[0017] 圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的、在對用戶或設備進行識別中的關鍵步 驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明的各個示例性實施方式。應當理解的是，如本文所寬泛地公 開，以下對示例性實施方式的討論并不旨在限制本發(fā)明。相反，提供下面的討論以便給予讀 者對本發(fā)明某些方面和特征的更詳細的理解。
[0019] 在詳細描述本發(fā)明的實施方式之前，應當理解的是，本文所使用的術語的目的僅 僅是描述具體的實施方式，而不是旨在作出限制。除非另有定義，本文使用的所有技術術語 具有與該術語所屬領域的普通技術人員所通常理解的含義相同的含義。雖然在實施本發(fā)明 時能夠使用類似于或等同于本文所描述方法和材料的任何方法和材料，現(xiàn)在描述優(yōu)選的方 法和材料。本文提到的所有出版物均通過引用而并入與此，以公開和描述與引用該出版物 有關的方法和/或材料。若本公開內容與任何并入的出版物相沖突，則以本公開內容為準。
[0020] 如在本文和隨附的權利要求書中所使用的那樣，除非上下文另有明確規(guī)定，單數(shù) 形式"一個"、"一種"等包括復數(shù)個指代物。因此，舉例而言，提到的"一個手掌"包括個人 的單一手掌或者全部兩個手掌，并且提到的"一個圖像"包括對一個或多個圖像的參考。此 外，對于可使用等同術語描述的術語的使用包括對那些等同術語的使用。因此，舉例而言， 術語"相機"的使用應理解為包括任何能夠獲取物體的圖像的設備。作為另一示例，并且如 上文所述，術語"智能電話"包括所有具有相機功能的設備。
[0021] 下面給出本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述。參考圖1，下面給出本發(fā)明的系統(tǒng)的關鍵 組件以及在其中這些組件相互交互的背景的討論，從而得出本發(fā)明的優(yōu)點。設備100可以 是包含能夠拍攝高質量照片的相機的任何設備。優(yōu)選地，設備100的相機還包含閃光燈元 件，該閃光燈元件能夠被選擇性地和快速地啟用和停用，以供照亮所要拍攝的區(qū)域。這樣的 設備100的示例包括智能電話、平板計算機、筆記本計算機和任何其他可由用戶攜帶并提 供使本發(fā)明的功能性可以操作的計算平臺的設備，以及臺式計算機或多種固定的嵌入式設 備。此類固定的嵌入式設備的示例包括固定至提供對物理空間或其他資源的安全訪問的設 施入口通道或其他關鍵位置的相機設備，或者固定至用于諸如時間和出勤規(guī)程以及其他應 用目的的關鍵位置的相機設備。盡管不是必需的，設備100還可以包含各種其他特征，諸如 屏幕（也可以是觸摸屏）、小鍵盤、加速度計、GPS功能、存儲容量和中央處理器（CPU)。
[0022] 設備100包括至少一個相機105,該相機