淺談智能終端中基于生物特征的屏幕解鎖新技術(shù)

李紫君，崔晉培

（1.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作天津中心，天津 300300：2.國(guó)家天津市電力公司東麗供電分公司，天津 300300）

觸摸式移動(dòng)終端已經(jīng)成為我們生活中最重要的部分之一了，是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常需要使用的設(shè)備之一，正因其在生活中參與度越來(lái)越高，其安全性、便捷性也變得越來(lái)越重要，其中終端屏幕解鎖技術(shù)則是目前的研究熱點(diǎn)之一。

在移動(dòng)終端的屏幕解鎖的發(fā)展中，早期使用的解鎖方式主要有按鍵、滑動(dòng)、圖案、密碼等。早期人們?cè)O(shè)計(jì)增加解鎖功能時(shí)是出于對(duì)手機(jī)設(shè)備的保護(hù)，而不是基于安全性或者人機(jī)交互時(shí)的體驗(yàn)感；隨后的發(fā)展中，出于安全性的考慮，出現(xiàn)了包含滑動(dòng)、圖案、密碼中至少一種的綜合解鎖方式；近年來(lái)，技術(shù)正在向更安全更便捷用戶體驗(yàn)更加的方向發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了利用了生物特征的解鎖方式，例如人臉、指紋、聲紋、 虹膜等方式。

1 利用生物特征屏幕解鎖分類(lèi)

1.1 指紋解鎖

指紋解鎖是一款使用您的指紋數(shù)據(jù)，并進(jìn)行記錄驗(yàn)證的屏保解鎖軟件。若在鎖屏狀態(tài)下，接收到目標(biāo)信息，則確定該目標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的采集區(qū)域，若該指紋圖像與目標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)指紋模板匹配成功，即可成功解鎖。

1.2 視頻解鎖

視頻解鎖在智能移動(dòng)終端解鎖中主要包括利用移動(dòng)終端中攝像功能，目前應(yīng)用廣泛的主要是兩類(lèi)，一是人臉識(shí)別二是虹膜識(shí)別。

人臉識(shí)別智能解鎖的過(guò)程，主要分為：首先，設(shè)置人臉圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，將預(yù)設(shè)人臉圖像存入終端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后利用攝像機(jī)或攝像頭采集信息，即采集當(dāng)前含有人臉的圖像或視頻流，之后再將采集到的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中人臉信息進(jìn)行比對(duì)，若比對(duì)合格即解鎖成功。

虹膜識(shí)別智能解鎖的依據(jù)是眼睛中的虹膜，其與人臉識(shí)別過(guò)程類(lèi)似，只是基于不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行識(shí)別，其過(guò)程為：首先，設(shè)置人體虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)，將預(yù)設(shè)人體虹膜數(shù)據(jù)存入終端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后利用攝像機(jī)或攝像頭采集信息，即采集當(dāng)前含有人體虹膜的圖像或視頻流，之后再將采集到的人體虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中人體虹膜信息進(jìn)行比對(duì)，若比對(duì)合格即解鎖成功。

1.3 音頻解鎖

音頻解鎖也就是利用人體的聲紋進(jìn)行解鎖的技術(shù)。聲紋識(shí)別主要包括兩類(lèi)，一類(lèi)是說(shuō)話人辨認(rèn)，另一類(lèi)是說(shuō)話人確認(rèn)。聲紋是一種聲信號(hào)，在利用其進(jìn)行解鎖的時(shí)候需要將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，之后可利用計(jì)算機(jī)識(shí)別。音頻解鎖在應(yīng)用時(shí)利用的是第二類(lèi)聲紋識(shí)別技術(shù)，即確認(rèn)技術(shù)，首先預(yù)先輸入預(yù)設(shè)聲音，然后通過(guò)采集設(shè)備采集獲取的聲音，將二者進(jìn)行對(duì)比，若匹配則解鎖成功。

1.4 其他生物特征解鎖方式

除上述主要的利用生物特征解鎖方式外，還有其他一些已經(jīng)或正在被研究用來(lái)生物識(shí)別的技術(shù)。其主要利用的生理特征主要包括心電、靜脈、眼部、臉部以及手部特征等。

2 人臉識(shí)別在屏幕解鎖中的應(yīng)用

服務(wù)器判斷第一人臉圖像與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征信息是否匹配；若不匹配，服務(wù)器觸發(fā)所述移動(dòng)終端進(jìn)入鎖屏狀態(tài)。包括如下步驟：

（1）服務(wù)器對(duì)第一人臉圖像進(jìn)行噪聲點(diǎn)檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)出的噪聲點(diǎn)進(jìn)行處理。

（2）服務(wù)器提取處理后的第一人臉圖像的特征區(qū)域。

①設(shè)定尺寸為α×β的檢測(cè)窗口，將檢測(cè)窗口的中心對(duì)準(zhǔn)一像素點(diǎn)（x，y），計(jì)算所述像素點(diǎn)（x，y）的檢測(cè)值：

式中，Sx，y為所述第一人臉圖像的任意一像素點(diǎn)（x，y）處的檢測(cè)值，gi，j為檢測(cè)窗口在（i，j）處的像素值，gx，y為像素點(diǎn)（x，y）處的像素值。

②將檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)檢測(cè)值閾值的像素點(diǎn)視為特征區(qū)域的邊緣像素點(diǎn)，其余像素點(diǎn)視為背景點(diǎn)。

③將所述邊緣像素點(diǎn)進(jìn)行拼接，得到所述特征區(qū)域。

（3）服務(wù)器將所述特征區(qū)域與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征信息進(jìn)行匹配；服務(wù)器判斷第一人臉圖像與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征信息是否匹配，若不匹配，服務(wù)器觸發(fā)所述移動(dòng)終端進(jìn)入鎖屏狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

人臉識(shí)別具備自然性的識(shí)別方式是通過(guò)觀察比對(duì)人臉來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證，在采集面部圖像信息時(shí)可以不讓被測(cè)用戶察覺(jué)，運(yùn)用光線的反射與折射獲取面部圖像信息，從而安全性得意提高。與其他基于生物特征識(shí)別的技術(shù)相比，不需接觸即可識(shí)別，可以在保證安全性的前提下極大的方便使用。