一种基于视线跟踪的密码输入控制方法

摘要

本发明提供了一种基于视线跟踪的密码输入控制方法，该密码输入控制方法包括具体包括以下步骤：(1)人脸图像预处理及人眼特征参数提取：根据人脸的结构特性进行人脸检测并在符合人脸结构特性的人脸区域内进行人眼特征参数的提取；(2)估计当前注视点位置：采用基于相似三角形的双光源视线跟踪实现从人眼特征参数到当前注视点位置的估计；(3)根据注视点位置进行密码输入操作控制：根据注视点的位置，利用时间门限及声音反馈来控制密码输入的操作。本发明可有效地防止用户密码被窃取，不通过键盘输入密码，避免了不同个体之间通过键盘上残留的细菌病毒形成交叉感染；具有简单方便、安全性更高的特点。

主权项

1.一种基于视线跟踪的密码输入控制方法，其特征是，实现该控制方法的系统包括一个能够显示密码输入键盘及其他操作按钮的显示屏，并在显示屏幕下边界的中间位置安放一个摄像头，用于人脸图像的拍摄；另外，分别在显示屏的左下角、右下角以及左上角各放置一个红外光源，其中，左下角和右下角的红外光源用于从人眼特征到屏幕上注视点位置的估计，左上角的红外光源则被作为参考目标位置，用于视线估计的校正；通过对采集到的人脸图像进行预处理来识别人脸，并对通过人脸检测的图像进行人眼定位及人眼特征参数提取，估计出人眼在屏幕上注视点的位置，并根据注视点的位置完成密码的输入控制，具体包括以下步骤：（1）人脸图像预处理及人眼特征参数提取：根据人脸的结构特性进行人脸检测并在符合人脸结构特性的人脸区域内进行人眼特征参数的提取；具体实现步骤为：A当接收到激励信号时，启动摄像机及红外光源拍摄人脸图像，根据人脸的结构特性进行人脸检测，从所拍摄图像中寻找符合人脸结构特性的人脸区域，若不存在符合条件的人脸区域则疑似非法操作，若存在则继续在符合人脸结构特性的人脸区域内进行人眼特征参数的提取；B根据人眼的位置结构及瞳孔与角膜反射点之间的灰度差从识别出的人脸区域中进行人眼定位；C从定位出的人眼区域中提取用于视线跟踪的瞳孔中心坐标及反射点坐标的人眼特征参数；（2）估计当前注视点位置：采用基于相似三角形的双光源视线跟踪实现从人眼特征参数到当前注视点位置的估计；具体实现步骤如下：A采用相似三角形的方法估计注视点的大致位置；注视点的大致位置通过如下公式计算获得：上式中，分别为左右下角红外光源的坐标位置，它们的值是固定的，通过测量获得，的值等于屏幕的宽度，分别为瞳孔中心以及两角膜反射点在图像坐标系中X轴上的坐标位置，分别为瞳孔中心以及一侧角膜反射点在图像坐标系中Y轴上的坐标值；B将左上角的红外光源作为参考目标位置，根据该参考目标的估计值与真实值之间的误差进行注视点位置估计结果的校正，得到较为精确的注视点估计结果； （3）根据注视点位置进行密码输入操作控制：根据注视点的位置，利用时间门限及声音反馈来控制密码输入的操作，具体实现步骤为：A判断估计出的注视点位置是否在数字键或指令键区域，若在则计时，当视线在该位置驻留超过一定时间门限，系统便接受该输入指令；B通过声音反馈输入指令的状态，当用户听到声音反馈时表明该指令已被系统接受，用户可通过视线来控制下一条指令的输入。