专利名称：用于触摸屏的身份验证方法和装置的制作方法
技术领域：
本申请总体上涉及用于电子设备的身份验证，更具体地，涉及用于具有触摸屏的电子设备的身份验证。
背景技术：
随着智能便携电子设备的普及，用户越来越倾向于在其使用的诸如手机、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、图像获取装置等便携电子设备中存储大量私人信息。这些私人信息可能不仅涉及各种数据格式的私人数据资料，而且可能涉及商务、金融等隐私度较高的数据信息。为了保护各种私人信息的安全性，目前在便携电子设备中通常采用输入用户密码以解锁该便携电子设备的方式。例如，在用户尝试激活该便携电子设备时，便携电子设备则显示输入预设密码的界面，用户通过诸如键区或触摸屏的虚拟键区等输入装置输入密码，以进行身份验证从而解锁该便携电子设备。一种基于触摸屏的手势的身份验证方法给用户带来了全新的体验。在进行身份验证之前，用户需要通过触摸屏设置用于身份验证的标准手势。设定成功之后，在每次需要进行身份验证的情况下，通过触摸屏输入待验证的手势。通过将输入的待验证的手势与预先设定的标准手势进行对比，判断该用户是否通过身份验证。目前这种手势验证仅支持简单的手势轨迹识别。例如，在一种称为9点解锁的身份验证方式中，为用户显示作为手势参照标记的三行三列点阵列或方格阵列。用户的手势依次经过该阵列中的参照标记，以形成相应的轨迹。身份验证时，对比输入的待验证的手势轨迹和预先设定的标准手势轨迹，判断该用户是否通过身份验证。这种基于简单手势轨迹识别的身份验证方法需要用户按照参照标记在触摸屏上提供手势，例如，通过点阵中点之间的连线等，因此形成的轨迹在屏幕上位置相对固定，轨迹图形模式相对简单而易于穷举。恶意攻击者例如可以通过模仿用户进行验证时提供手势的动作或者观察触摸屏上留有的指纹印记，来预测可能的手势轨迹。而且，容易设计出专门的恶意软件破解上述简单的手势轨迹识别。因此，这种基于简单手势轨迹识别的身份验证方式在面临恶意攻击时是缺乏安全性的。因此，现有技术中缺乏一种提供更加完备安全性的用于触摸屏的身份验证方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，根据本发明的实施方式提出一种基于触摸屏的手势的身份验证方案。根据本发明的实施方式，在提供手势时无需依照手势参照标记，而是以自由的方式按照用户的期望在触摸屏的任意位置上提供个性的手势。根据本发明的一个方面，提供一种基于触摸屏的身份验证方法，包括在标准手势设置阶段接收输入的手势；利用模式识别技术对输入的手势进行特征向量提取；将接收的输入的手势存储为第一标准手势，并存储所提取的特征向量，在身份验证阶段接收待验证的手势；利用模式识别技术对待验证的手势进行特征向量提取；对比待验证的手势和第一标准手势，计算第一特征向量距离；根据该第一特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该待验证的手势是否通过验证。根据本发明的另一方面，提供一种基于触摸屏的身份验证装置，包括在标准手势设置阶段用于接收输入的手势的装置；用于利用模式识别技术对输入的手势进行特征向量提取的装置；用于将接收的输入的手势存储为第一标准手势，并存储所提取的特征向量的装置，在身份验证阶段用于接收待验证的手势的装置；用于利用模式识别技术对待验证的手势进行特征向量提取的装置；用于对比待验证的手势和第一标准手势计算第一特征向量距离的装置；用于根据该第一特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该待验证的手势是否通过验证的装置。根据本发明的另一方面，提供一种便携电子设备，包括根据本发明的基于触摸屏的身份验证装置。
为了更完善地理解本发明的示例性实施方式，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中图1示意性地示出了 9点解锁的身份验证方式；图2示出了根据本发明的示例性实施方式的标准手势设置的处理流程；图3不出了根据本发明一个实施方式的方向的数字表不；图4示出了根据本发明的示例性实施方式的手势验证的处理流程；图5示出了根据本发明的示例性实施方式的便携电子设备。
具体实施例方式在以下对于实施方式的详细描述中，参考了构成本文一部分的附图。通过示例说明的方式而示出了可在其中对本发明进行实践的实施方式。可以在不偏离本发明的范围的情况下利用其它实施方式以及做出结构上或者逻辑上的改变。因此，以下的详细描述对本申请所要保护的范围不构成限制。在说明书中参照流程图所描述的各种操作流程按照有助于理解本发明实施方式的方式表述为依次进行的多个分立的操作。然而，不应将在这里描述的流程顺序解释为这些操作必须取决于所描述的顺序。本领域的技术人员可以在不偏离本发明范围的情况下采用其它的流程顺序来实现本发明的实施方式，例如，并行的执行某些流程步骤、合并某些流程步骤、细分某些流程步骤，等等。根据本发明的实施方式，提供一种基于触摸屏的手势的身份验证方案。便携电子设备的用户在触摸屏上提供手势时无需依照手势参照标记而输入特定的手势轨迹，而是以自由的方式按照用户的期望在触摸屏的任意位置上提供个性的手势。使用本发明的实施方式所能支持的用户个性手势可以包括但不限于在触摸屏任一位置所划过的具有特定轨迹的线条等。根据本发明的实施方式，用户可以定制其私人化且个性化的身份验证手势，由此显著增加了身份验证的安全性。而且，相比于提供手势参考标记的验证方法而言，根据本发明实施方式的技术方案使得用户无需查看触摸屏的显示就可以在触摸屏的任何位置以任何取向输入身份验证手势并将便携电子设备解锁。这在用户不方便观察显示屏又需要对便携电子设备进行解锁时特别有利。与现有技术类似，根据本本发明实施方式的身份验证方案包括两个阶段标准手势设置阶段和身份验证阶段。标准手势设置阶段，用户需要通过触摸屏设置用于身份验证的标准手势。设定成功之后，在每次需要进行身份验证的情况下，在身份验证阶段通过触摸屏输入待验证的手势，并通过将输入的待验证的手势与预先设定的标准手势进行对比，判断该用户是否通过身份验证。图2示出了根据本发明的示例性实施方式的标准手势设置的处理流程。如图2所示，在步骤S200该处理流程开始。在步骤S201，用户在便携电子设备的触摸屏上输入期望被用于验证的手势。该手势可以包括但不限于在触摸屏任一位置所划过的具有特定轨迹的线条等。触摸屏例如可以是电容屏或电阻屏，以及所有可以接收输入的触摸屏。用户既可以通过手指也可以通过触摸笔等触摸工具来进行输入。用户通过触摸屏输入的轨迹由一系列点组成。每个点P可用三元组(d，x, y)表示，其中，d表示点P运动的方向，(x,y)表示点P在屏幕上的坐标。图3示出了根据本发明一个实施方式的方向d的数字表示。在一种实现中，假设以触摸屏幕左上角为原点，且x，y轴分别指向右、下，则
权利要求
1.一种基于触摸屏的身份验证方法，包括在标准手势设置阶段接收输入的手势；利用模式识别技术对输入的手势进行特征向量提取；将接收的输入的手势存储为第一标准手势，并存储所提取的特征向量，在身份验证阶段接收待验证的手势；利用模式识别技术对待验证的手势进行特征向量提取；对比待验证的手势和第一标准手势，计算第一特征向量距离；根据该第一特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该待验证的手势是否通过验证。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在标准手势设置阶段和在身份验证阶段中，接收手势的步骤还包括通过检测触摸离开触摸屏的时间是否超过预先设置的时间门限，确定手势是否输入完毕。
3.根据权利要求1所述方法，还包括在标准手势设置阶段计算输入手势的复杂度，其中，响应于输入手势的复杂度符合要求，对输入的手势进行特征向量提取，否则提示重新输入手势。
4.根据权利要求1所述方法，还包括在标准手势设置阶段接收再次输入的手势；利用模式识别技术对再次输入的手势进行特征向量提取；对比再次输入的手势和首次输入的手势，计算特征向量距离；根据该特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该再次输入的手势是否与首次输入的手势相匹配；响应于确定首次输入的手势和再次输入的手势相匹配，执行存储标准手势的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在标准手势设置阶段和身份验证阶段中的对比手势的步骤之前还包括确定待比较的手势轨迹方向是否匹配；响应于确定待比较的手势轨迹方向匹配，执行所述比较步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在标准手势设置阶段，存储标准手势的步骤还包括存储与首次输入的手势相匹配的再次输入的手势作为第二标准手势，并存储该再次输入的手势的所提取的特征向量；其中在身份验证阶段中还包括对比待验证的手势和第二标准手势，计算第二特征向量距离；根据该第一特征向量距离和第二特征向量距离是否均在预先设定的门限之内来确定该待验证的手势是否通过验证。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中对手势提取的特征向量包括手势轨迹的Hu矩的绝对值所构成的特征向量。
8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中对手势提取的特征向量包括利用K-L变换方法提取手势轨迹的主成分所构成的特征向量。
9.根据权利要求5所述的方法，其中还包括计算待比较手势轨迹的方向分量之间的动态时间规整距离；响应于待比较手势轨迹的方向分量之间的计算的动态时间规整距离小于预先设定的门限，确定待比较的手势轨迹方向匹配。
10.根据权利要求5所述的方法，其中所述输入的手势包括在触摸屏任一位置所划过的具有特定轨迹的线条。
11.一种基于触摸屏的身份验证装置，包括在标准手势设置阶段用于接收输入的手势的装置；用于利用模式识别技术对输入的手势进行特征向量提取的装置；用于将接收的输入的手势存储为第一标准手势，并存储所提取的特征向量的装置，在身份验证阶段用于接收待验证的手势的装置；用于利用模式识别技术对待验证的手势进行特征向量提取的装置；用于对比待验证的手势和第一标准手势计算第一特征向量距离的装置；用于根据该第一特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该待验证的手势是否通过验证的装置。
12.根据权利要求11所述的身份验证装置，其中在标准手势设置阶段和在身份验证阶段中，用于接收手势的装置还包括用于通过检测触摸离开触摸屏的时间是否超过预先设置的时间门限，确定手势是否输入完毕的装置。
13.根据权利要求11所述身份验证装置，还包括在标准手势设置阶段用于计算输入手势的复杂度的装置，其中，响应于输入手势的复杂度符合要求，由提取装置对输入的手势进行特征向量提取，否则提示重新输入手势。
14.根据权利要求11所述身份验证装置，还包括在标准手势设置阶段用于接收再次输入的手势的装置；用于利用模式识别技术对再次输入的手势进行特征向量提取的装置；用于对比再次输入的手势和首次输入的手势，计算特征向量距离的装置；用于根据该特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该再次输入的手势是否与首次输入的手势相匹配的装置；其中响应于确定首次输入的手势和再次输入的手势相匹配，由存储装置执行存储标准手势的步骤。
15.根据权利要求14所述的身份验证装置，还包括在标准手势设置阶段和身份验证阶段中用于确定待比较的手势轨迹方向是否匹配的装置；其中响应于确定待比较的手势轨迹方向匹配，由比较装置执行比较步骤。
16.根据权利要求14所述的身份验证装置，其中在标准手势设置阶段，存储标准手势的装置还包括用于存储与首次输入的手势相匹配的再次输入的手势作为第二标准手势，并存储该再次输入的手势的所提取的特征向量的装置；其中在身份验证阶段中还包括用于对比待验证的手势和第二标准手势，计算第二特征向量距离的装置；用于根据该第一特征向量距离和第二特征向量距离是否均在预先设定的门限之内来确定该待验证的手势是否通过验证的装置。
17.根据权利要求11-16中任一权利要求所述的身份验证装置，其中对手势提取的特征向量包括手势轨迹的Hu矩的绝对值所构成的特征向量。
18.根据权利要求11-16中任一权利要求所述的身份验证装置，其中对手势提取的特征向量包括利用K-L变换方法提取手势轨迹的主成分所构成的特征向量。
19.根据权利要求15所述的身份验证装置，其中用于确定待比较的手势轨迹方向是否匹配的装置还包括用于计算待比较手势轨迹的方向分量之间的动态时间规整距离，其中响应于待比较手势轨迹的方向分量之间的计算的动态时间规整距离小于预先设定的门限，确定待比较的手势轨迹方向匹配。
20.根据权利要求11所述的身份验证装置，其中所述输入的手势包括在触摸屏任一位置所划过的具有特定轨迹的线条。
21.一种便携电子设备，包括根据权利要求11-20所述任一身份验证装置。
全文摘要
根据本发明的示例性实施方式，提供一种基于触摸屏的身份验证方法。该方法包括在标准手势设置阶段接收输入的手势；利用模式识别技术对输入的手势进行特征向量提取；将接收的输入的手势存储为第一标准手势，并存储所提取的特征向量，在身份验证阶段接收待验证的手势；利用模式识别技术对待验证的手势进行特征向量提取；对比待验证的手势和第一标准手势，计算第一特征向量距离；根据该第一特征向量距离是否在预先设定的门限值之内来确定该待验证的手势是否通过验证。根据本发明的技术方案还包括相应的身份验证装置和包括该身份验证装置的便携电子设备。
文档编号G06F3/0488GK103034429SQ201110308510
公开日2013年4月10日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者王韶峰 申请人:北京千橡网景科技发展有限公司