[发明专利]一种基于瞳孔光反射的头戴设备认证方法

说明书

本发明公开了一种基于瞳孔光反射的头戴设备认证方法，瞳孔光反射是一种生物性反射，它通过放大或缩小瞳孔来控制落在视网膜上的光的强度，从而帮助人类适应不同的亮度或暗度。其动态反应由交感神经系统和副交感神经系统控制，这两个系统都是自主神经系统(ANS)的一部分。本发明通过比对头戴设备上所搭载的摄像头所捕获的数据之间的相关性，从而验证比对设备是否是其合法用户，一旦用户认证失败，则其不能使用该设备，反之亦然。

技术领域

本发明涉及一种基于瞳孔光反射(PLR)的头戴设备认证方法，应用在头戴设备技术领域：VR、智能眼镜，通过比对其瞳孔变化数据间的相关性，从而判断所涉及的设备是否属于其合法用户，以达到VR设备能够成功认证以供其合法用户使用的目的。

背景技术

众所周知，智能头戴或智能头盔设备，包括智能眼镜，如增强现实(AR：Vuzix)和虚拟现实(VR：Oculus)，近年来受到了极大的欢迎。移动设备，尤其是流行的VR头戴式设备，为每个人的生活提供了一种新的娱乐形式，增加了很多便利。然而，随着VR头盔的出现，许多安全隐私问题也随之出现。使用者可以其移动设备中存储他们的个人信息，如信用卡信息、银行账户信息等；VR还会导致虚拟犯罪(如偷窃数字产品)，这些已经在之前的工作中得到了证明。由此，为了解决这些问题，认证技术变得更加迫切。由于智能头戴设备主要戴在头上，针对VR头盔的局限性，本发明采用了生物特征识别技术。

随着技术的日新月异，利用生理或行为特征为不同的人提供不同的结果的生物识别认证已经成为一种很有前景的认证方法，就像传统的密码或者PINs一样。生物认证通常包括指纹、面部识别和虹膜认证。然而，这些方法存在一个很大的问题，即生物特征信息本身很容易获取。如果生物信息是指纹，则可收集以及使用先前的指纹；如果生物信息是面部或虹膜图案，则可使用合法使用者的适当尺寸照片进行欺骗。因此，更加安全的生物特征认证技术是不应该被曾经合法用户遗留下的生物信息或者是攻击者伪造的合法用户的生物信息来欺骗设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现更加安全的用户认证。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种基于瞳孔光反射(PLR)的生物行为特征的认证方法，瞳孔光反射是一种生物性反射，它通过放大或缩小瞳孔来控制落在视网膜上的光的强度，从而帮助人类适应不同的亮度或暗度。其动态反应由交感神经系统和副交感神经系统控制，这两个系统都是自主神经系统(ANS)的一部分。本发明通过比对头戴设备上所搭载的摄像头所捕获的数据之间的相关性，从而验证比对设备是否是其合法用户，一旦用户认证失败，则其不能使用该设备，反之亦然。

该方法采用的头戴设备认证主要包括以下四个组件：1.头戴设备；本发明使用的是暴风智能VR眼镜，它是一种十分廉价的配合移动手机来使用从而达到VR效果的眼镜，本发明通过它来真正模拟市场上存在的一体VR设备。2.摄像头；本发明使用的是罗技摄像头，摄像头是被安装在VR眼镜中，用来采集使用者瞳孔生物信息。3.单片机；单片机使用的是最为实用的Arduino平台；单片机是用来控制灯光变化的，因为瞳孔的生物信息正是由于它所受到的外界光强的大小而决定的。4.LED灯。本发明用LED灯来给予眼部不同的光照强度刺激，从而产生瞳孔变化；它的供电设备是Arduino单片机。

附图说明

图1(a)为著名心理学变灰公式效果图；

图1(b)为本发明采用的变灰算法效果图；

图1(c)为中值滤波之后效果图；

图2为原始信号与滤波后信号示意图；

图3为提取特征的示意图；

图4(a)为认证光强对准确率的影响结果图；

图4(b)为认证光强对误识率的影响结果图；

图4(c)为认证光强对拒识率的影响结果图；