CN105844138A - 具备虹膜识别和USB Key功能的有线无线可切换的多模态鼠标 - Google Patents

Abstract

一种兼具鼠标功能，融合了虹膜识别和USB Key两种身份认证功能的多功能、多模态身份认证设备，多模态鼠标可以通过USB接口和无线连接的方式连接计算设备，用虹膜识别替代普通USB Key的PIN码(Personal Identification Number)身份认证方式，能有效的验证设备持有者的身份，解决PIN码失窃、身份盗用等风险，从而实现更高安全级别的虹膜识别和USB Key多模态身份认证，大幅度提高身份认证系统的抗攻击能力和系统的安全性，该设备整合了鼠标的功能和形态，实现了一机多用，极大的方便了用户使用，可广泛应用于各种计算机和网络系统的身份认证，尤其是互联网领域的身份认证。

Description

具备虹膜识别和USB Key功能的有线无线可切换的多模态鼠标

技术领域

本发明是一种小型化的，兼具鼠标功能，融合了虹膜识别和USB Key两种身份认证功能的多功能、多模态身份认证设备。

背景技术

随着社会的信息化程度越来越高，高可靠性、易用的生物特征识别技术被广泛应用。传统身份认证方式的局限性和弊端表现的越来越明显，由于证明个体身份的方式被丢失或破解而造成的社会危害也越来越大，传统的身份识别技术和方法显然已经不能满足社会快速发展的需要，人类社会对高安全性、可靠的自动身份识别技术需求越来越迫切。如何准确地识别社会个体的身份、保障信息的安全成为人类信息化社会必须要面对和解决的一个关键社会问题

正是由于迫切的社会需求，各种新的自动身份识别技术层出不穷，但很多新的身份识别技术也并没有从本质上解决传统身份识别技术的局限性和弊端，而仅仅只是提高了破解传统身份识别技术的技术门槛和难度，不能从本质上达到准确识别个体身份的目的。

生物特征识别技术是指通过计算技术利用人类个体自身的生理或行为特征来进行个体身份自动识别的一种新技术。这些个体特征包括虹膜、指纹、面孔、声音、视网膜等人体的生物特征，以及签名的动作、行走的步态、敲击键盘的力度等行为特征，统称为生物特征。生物特征之所以能够用于个体身份识别，是因为生物特征具有每个个体都有的普遍性、每个个体都不同的唯一性，以及不随个体年龄变化的稳定性。与传统的身份识别方法相比，基于生物特征的身份技术具有不会遗忘或丢失、不易伪造或被盗、随身携带随时随地可以使用等优点。

生物特征识别技术从本质上解决传统身份识别技术上的不足，正逐渐被认可。近几年来，随着计算技术和识别技术的快速进步，生物特征识别技术得到了迅猛的发展，在很多领域都有了应用，越来越显示出它巨大的商业价值和社会价值。生物特征识别将成为未来身份识别的重要方式。

虹膜识别技术是近几年兴起的生物特征识别技术，据统计，虹膜识别是生物特征识别技 术中精确度最高的。虹膜识别以其高精确度、非侵犯性、简便易用、不易伪造等显著技术优势，被广泛认为是最有前途的生物特征识别技术之一，有非常广阔的市场应用前景。

目前，信息安全领域面向计算机和网络应用的虹膜识别系统，主要包括前端的虹膜图像采集设备和运行于计算机或后台服务器上的虹膜识别软件。目前的虹膜识别系统前端设备仅是单纯的虹膜图像采集设备，仅能采集虹膜图像，且虹膜图像采集设备在虹膜识别系统中可以互换使用，系统无法对前端采集设备进行硬件的合法性和唯一性认证。虹膜图像处理和识别处理需要在计算机或后台的服务器上执行，前端采集设备没有处理能力，因此在设备和计算机之间进行的图像传输无法确保传输过程的安全，也容易被拦截和攻击，这就造成了非常大的安全隐患。

另外USB Key是近几年为所有银行所经常采用的一种安全可靠、简便易用、低成本的身份认证技术。每个USB Key具有唯一的序列号，并采用USB Key硬件和PIN码的双因子认证模式，有效的解决了身份认证的安全、可靠等问题。

鼠标是一种很常用的电脑输入设备，它可以对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮装置对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。

随着鼠标的发展，现在它已经成为一个必不可少的电脑输入外设。即使在触摸屏随处可见的今天，鼠标仍然是一个电脑的必备外设。它的方便、易用很难被其他外设所取代！

所以，我们将虹膜识别技术与鼠标功能结合起来，这样人们既能或者一个常用的鼠标外设，而同时又能获得一个高安全性的虹膜识别功能，而不需要多携带或者安装更多的设备。

发明内容

为了解决各种计算机和网络系统的安全身份认证问题，本发明设计了一种兼具鼠标功能，融合了虹膜识别和USB Key两种身份认证功能的多功能、多模态身份认证设备，该设备可以通过USB接口或者无线连接计算机，日常可以作为鼠标使用，在需要身份认证时只需看一眼即可实现高安全性的虹膜USB Key多模态身份认证。

本发明实现的设备包括虹膜识别功能模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、USB控制模块、无线传输模块、电源管理模块、自定位镜片、快捷按键组、USB接口、状态指示LED灯组及外壳。

设备仅有一个USB接口，设备可以通过USB接口通过USB线缆连接计算设备，也可以通过无线连接的方式与计算设备进行连接，进行身份认证和鼠标操作。

虹膜识别功能模块，可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。虹膜识别功能模块可以直接将获取的虹膜图像通过USB接口传送给计算机或后台服务器进行处理识别；也可以在模块内部对获取的双眼虹膜图像进行预处理、特征提取、加密等前期处理，仅将处理后生成的加密虹膜特征模板传送给设备内部的USB Key功能模块或通过USB接口或无线的方式传送给计算机、后台服务器进行比对、识别及存储等操作，从而实现用户的虹膜识别身份认证；该模块还可以在模块内部完成整个虹膜识别的全过程，仅将虹膜识别身份认证的结果通过USB接口或无线的方式加密传送给计算机或后台服务器进行身份认证的后续操作。虹膜识别功能模块包括虹膜图像采集单元和虹膜图像处理单元，虹膜图像采集单元可以是单眼虹膜图像采集，也可以是双眼虹膜图像采集。单眼虹膜图像采集一次仅采集一只眼睛的虹膜图像，虹膜识别功能模块仅对所采集眼睛的虹膜图像进行处理识别；双眼虹膜图像采集同时采集双眼的虹膜图像，虹膜识别功能模块同时对采集的双眼虹膜图像进行处理识别；虹膜图像处理单元，可以实现预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。对应不同的应用需求，加密的虹膜特征模板可以存储在计算机或后台服务器，也可以存储在虹膜识别功能模块的图像处理单元内部。虹膜识别功能模块具备活体虹膜检测和判别的功能，能有效的抵抗伪造虹膜的攻击。

USB Key功能模块，实现USB Key的功能，用于存放用户数字证书和用户私钥，也可以存储加密的用户虹膜特征模板。每个USB Key功能模块拥有唯一的序列号，并与之保存的数字证书唯一对应。每个USB Key功能模块的唯一序列号即具备虹膜识别和USB Key功能的多模态身份认证设备的唯一序列号。USB Key功能模块由USB Key安全芯片及外围电路构成。USB Key功能模块与虹膜识别功能模块、USB控制模块，通过安全链路连接，用虹膜识别身份认证方式替代普通USB Key的PIN码身份认证方式，实现设备和虹膜识别的强双因子认证。USB Key功能模块中的USB Key安全芯片可以采用基于8位、16位、32位或更高性能的CPU核，可以在USB Key安全芯片内部实现虹膜比对、识别、存储等虹膜识别后期处理。USB Key功能模块中的USB Key安全芯片内置的安全存储空间可以存储加密的单眼或双眼虹膜特征模板。

鼠标功能模块，可以实现有线和无线鼠标的功能，不使用身份认证功能时，用户可以将此设备作为一个普通的鼠标来使用。无线传输模块，实现设备通过无线方式与计算设备进行连接，支持2.4G无线连接和蓝牙无线连接两种无线方式，用户可以通过物理开关或软件设置选择通过2.4G或蓝牙进行无线连接计算机。

USB控制模块，提供USB输入输出端口，并通过USB接口实现计算机与虹膜识别功能 模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、无线传输模块、电源管理模块、快捷按键组、及状态指示LED灯组的通信，实现虹膜USB Key多模态身份认证和鼠标操作。电源管理模块，由可充电电池、充放电及稳压电路组成，可通过USB接口和无线的方式对可充电电池进行充电。

自定位镜片，位于光学镜头的前面，显露于外壳的外部，可放置于多模态鼠标的底部、正面、侧面，实现单眼和双眼的自定位功能，外壳将自定位镜片定型为自定位反射影像区域，只要用户在自定位镜片中能够看到自己眼睛的图像，即表示眼睛在有效范围内，配合计算机软件的前后位置提示，用户即可方便的实现自定位；该镜片可以实现近红外光的高透过率同时反射截止可见光，从而在保证用户能清晰的看到眼睛图像同时，设备也能够获取到清晰的虹膜图像。自定位镜片用于单眼识别单眼自定位时其表现形式是一个的圆形或方形的自定位反射影像区域；用于双眼识别双眼自定位时其表现形式是1个长条形定位两只眼睛的自定位反射影像区域，或由2个分别定位一只眼睛的两个并行排列的自定位反射影像区域构成。两个并行排列的自定位反射影像区域可以由2片独立的自定位镜片实现，也可由1片完整的自定位镜片通过外壳结构分隔成2个相对独立的自定位反射影像区域实现。

快捷按键组，由1个及以上数量的按键开关组成，通过内部结构件与外壳上相应数量的按键进行触发联动，按键可位于多模态鼠标的底部、正面、侧面，配合计算机软件，用户可以自行设置快捷按键组中各个按键的功能。

状态指示LED灯组，由一个多色可变LED或多个单色的LED组成，位于设备电路板上，可通过导光柱将指示灯光传导到设备外壳上的状态指示灯窗口，状态指示灯窗口可位于鼠标的正面、背面、侧面，配合计算机软件，根据设备的不同工作状态，相应色的LED会点亮。

虹膜识别功能模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、USB控制模块、无线传输模块、电源管理模块、及状态指示LED灯组组成一个核心电路模块，外壳将核心电路模块、自定位镜片、快捷按键、及USB接口封装成一个整体设备。

附图说明

图1为具备虹膜识别和USB Key功能的有线无线可切换的多模态鼠标的组成框图

图2为双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的外观示意图

图3为单眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的外观示意图

图4为虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的工作流程图

图5为实施例1-基于单图像传感器的双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的核心部件视图

图6为实施例2-基于单图像传感器的双眼虹膜识别有线无线可切换多模态鼠标的核心部件视图

图7为实施例3-基于单图像传感器的双眼虹膜识别有线多模态鼠标的核心部件视图

图8为实施例4-基于双图像传感器的双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的核心部件视图

图9为实施例5-基于双图像传感器的双眼虹膜识别有线无线可切换多模态鼠标的核心部件视图

图10为实施例6-基于双图像传感器的双眼虹膜识别有线多模态鼠标的核心部件视图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为具备虹膜识别和USB Key功能的有线无线可切换的多模态鼠标的组成框图，设备包括虹膜识别功能模块5、USB Key功能模块6、鼠标功能模块7、USB控制模块8、无线传输模块10、电源管理模块9、自定位镜片2、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3及外壳4。

虹膜识别功能模块5包括虹膜图像采集单元和虹膜图像处理单元，虹膜图像采集单元可以是单眼虹膜图像采集，也可以是双眼虹膜图像采集，虹膜图像采集单元由1个CMOS或CCD图像传感器对应单眼和双眼区域来实现单眼和双眼的图像采集，也可以由2个独立的CMOS或CCD图像传感器分别对应左右眼实现双眼图像的采集。虹膜图像处理单元，可以实现预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。对应不同的应用需求，加密的虹膜特征模板可以存储在计算机或后台服务器，也可以存储在虹膜识别功能模块的图像处理单元内部。虹膜识别功能模块5具备活体虹膜检测和判别的功能，能有效的抵抗伪造虹膜的攻击。

USB Key功能模块6由USB Key安全芯片及外围电路构成。USB Key功能模块6与虹膜识别功能模块5、USB控制模块8，通过安全链路连接，用虹膜识别身份认证方式替代普通USB Key的PIN码身份认证方式，实现设备和虹膜识别的强双因子认证。USB Key功能模块中6的USB Key安全芯片可以采用基于8位、16位、32位或更高性能的CPU核，可以在USB Key安全芯片内部实现虹膜比对、识别、存储等虹膜识别后期处理。USB Key功能模块6中的USB Key安全芯片内置的安全存储空间可以存储加密的单眼或双眼虹膜特征模板。

鼠标功能模块7，可以实现有线和无线鼠标的功能，不使用身份认证功能时，用户可以将此设备作为一个普通的鼠标来使用。无线传输模块10，实现设备通过无线方式与计算设备 进行连接，支持2.4G无线连接和蓝牙无线连接两种无线方式，用户可以通过物理开关或软件设置选择通过2.4G或蓝牙进行无线连接计算机。

USB控制模块8，提供USB输入输出端口，并通过USB接口1实现计算机与虹膜识别功能模块5、USB Key功能模块6、鼠标功能模块7、无线传输模块10、电源管理模块9、快捷按键组11、及状态指示LED灯组3的通信，实现虹膜USB Key多模态身份认证和鼠标操作。

快捷按键组11，由1个及以上数量的按键开关组成，通过内部结构件与外壳4上相应数量的按键11-1进行触发联动，按键11-1可位于多模态鼠标外壳4的底部、正面、侧面，配合计算机软件，用户可以自行设置快捷按键组中各个按键11-1的功能。

状态指示LED灯组3，由一个多色可变LED或多个单色的LED组成，位于设备电路板上，可通过导光柱将指示灯光传导到设备外壳4上的状态指示灯窗口3-1，状态指示灯窗口3-1可位于设备外壳4的正面、背面、侧面，配合计算机软件，根据设备的不同工作状态，相应色的LED会点亮。

自定位镜片2，位于虹膜识别功能模块5中光学镜头的前面，显露于外壳4的外部，可放置于多模态鼠标外壳4的底部、正面、侧面，实现单眼和双眼的自定位功能，外壳4将自定位镜片2定型为自定位反射影像区域，只要用户在自定位镜片2中能够看到自己眼睛的图像，即表示眼睛在有效范围内，配合计算机软件的前后位置提示，用户即可方便的实现自定位。

电源管理模块9，由可充电电池、充放电及稳压电路组成，可通过USB接口1和无线的方式对可充电电池进行充电。

图2为双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的外观示意图，USB接口1可以通过是否连接USB线缆实现有线和无线鼠标的切换；自定位镜片2实现双眼的自定位，外壳4将自定位镜片2定型为自定位反射影像区域，该区域可以是1个长条形的显示区域，也可由2个分别定位一只眼睛的两个并行排列的自定位反射影像区域组成：状态指示灯窗口3-1通过导光柱与状态指示LED灯组3对接，根据设备工作状态的不同，窗口相应区域和相应颜色的LED会点亮；鼠标功能模块7的光学窗口7-1位于设备外壳4的底部，与鼠标功能模块7连接；外壳4上的按键11-1通过内部结构件与外壳4内部的快捷按键组11对应的按键开关进行触发联动，实现设置的快捷功能；外壳4将所有的零部件封装为一个完整的设备。

图3为单眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的外观示意图，USB接口1可以通过是否连接USB线缆实现有线和无线鼠标的切换；自定位镜片2实现单眼的自定位， 外壳4将自定位镜片2定型为一个单眼的自定位反射影像区域，该区域是一个的圆形或方形的区域；状态指示灯窗口3-1通过导光柱与状态指示LED灯组3衔接，根据设备工作状态的不同，相应区域和相应色的LED会点亮；鼠标功能模块7的光学窗口7-1位于设备外壳4的底部，与鼠标功能模块7连接；按键11-1通过内部结构件与外壳4内部的快捷按键组11对应的按键开关进行触发联动；外壳4将所有的零部件封装为一个完整的设备。

图4为虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标的工作流程图，在具体应用中，首先需要插入设备并启动应用程序，程序启动后，点击虹膜认证，进行虹膜识别身份认证，如虹膜认证未通过，则程序拒绝提供服务，验证通过则进入到验证设备序列号环节；如设备序列号验证未通过，则程序拒绝提供服务，设备序列号验证通过后方可进入到验证摘要环节；摘要验证通过后，程序才启动相关的服务，如摘要验证未通过，程序拒绝提供服务。每一个虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标都具有硬件的虹膜识别身份认证保护，虹膜识别身份认证和设备构成了用户使用该设备的两个必要因素。用户只有取得了虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标，并通过了虹膜识别身份认证才可以登录系统。虹膜是用户自身的生理特征，位于眼球的前面，虹膜前面有透明的角膜将其与外界隔离开，被保护的非常好，不容易被损坏，很难被非法获取，同时也不容易被伪造。这就使得虹膜身份认证非常安全，即使设备遗失或被非法获取，别人也无法仿冒合法用户的身份。

实施例1：

本实施例实现了一种基于单图像传感器的双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标，图5是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、USB Key功能模块6、鼠标功能模块7、USB控制模块8、无线传输模块10、电源管理模块9、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是1个CMOS或CCD图像传感器，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。设备内部集成的USB Key功能模块6可以实现USB Key的功能，实现设备的合法性和唯一性认证。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以单独使用与关闭，可以有线无线切换使用，让设备具备多功能属性。

双眼识别相比单眼识别更自然，识别速度更快，在该实施例的基础上，将虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的光学镜头替换为单眼采集的光学镜头，将自定位镜片2替换为单眼自定位的镜片，即可实现一种基于单图像传感器的单眼虹膜识别USB Key有线无线可 切换多模态鼠标。

本实施例设备既能作为一个常用的有线无线可切换鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别USB Key多模态身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别和USB Key融合的多模态身份认证方式，实现高强度的身份认证，有效避免了身份认证和信息传输过程中信息被拦截破解和攻击破解，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要很高的计算机和网络系统的身份认证。

实施例2：

本实施例实现了一种基于单图像传感器的双眼虹膜识别有线无线可切换多模态鼠标，图6是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、鼠标功能模块7、USB控制模块8、无线传输模块10、电源管理模块9、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是1个CMOS或CCD图像传感器，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以单独使用与关闭，可以有线无线切换使用，让设备具备多功能属性。

双眼识别相比单眼识别更自然，识别速度更快，在该实施例的基础上，将虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的光学镜头替换为单眼采集的光学镜头，将自定位镜片2替换为单眼定位的镜片，即可实现一种基于单图像传感器的单眼虹膜识别有线无线可切换多模态鼠标。

本实施例设备是实施例1的功能简化版设备，本实施例设备既能作为一个常用的有线无线可切换鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别身份认证方式，实现较高强度的身份认证，有效避免了身份冒用和替代，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要较高的计算机和网络系统身份认证。

实施例3：

本实施例实现了一种基于单图像传感器的双眼虹膜识别有线多模态鼠标，图7是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、鼠标功能模块7、USB控制模块8、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片 2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是1个CMOS或CCD图像传感器，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以作为有线鼠标单独使用与关闭，让设备具备多功能属性。

双眼识别相比单眼识别更自然，识别速度更快，在该实施例的基础上，将虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的光学镜头替换为单眼采集的光学镜头，将自定位镜片2替换为单眼定位的镜片，即可实现一种基于单图像传感器的双眼虹膜识别有线多模态鼠标。

本实施例设备是实施例1和实施例2的功能简化版设备，本实施例设备既能作为一个常用的有线鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别身份认证方式，实现较高强度的身份认证，有效避免了身份冒用和替代，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要较高的计算机和网络系统身份认证。

实施例4：

本实施例实现了一种基于双图像传感器的双眼虹膜识别USB Key有线无线可切换多模态鼠标，图8是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、USB Key功能模块6、鼠标功能模块7、USB控制模块8、无线传输模块10、电源管理模块9、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是2个CMOS或CCD图像传感器，分别对应2只眼睛，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。设备内部集成的USB Key功能模块6可以实现USB Key的功能，实现设备的合法性和唯一性认证。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以单独使用与关闭，可以有线无线切换使用，让设备具备多功能属性。

本实施例设备既能作为一个常用的有线无线可切换鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别USB Key多模态身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别和USB Key融合的多模态身份认证方式，实现高强度的身份认证，有效避免了身份认证和信息传输过程中信息被拦截破解和攻击破解，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要很高的计算机和网络系统的身份认证。

实施例5：

本实施例实现了一种基于双图像传感器的双眼虹膜识别有线无线可切换多模态鼠标，图9是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、鼠标功能模块7、USB控制模块8、无线传输模块10、电源管理模块9、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是2个CMOS或CCD图像传感器，分别对应2只眼睛，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以单独使用与关闭，可以有线无线切换使用，让设备具备多功能属性。

本实施例设备是实施例4的功能简化版设备，本实施例设备既能作为一个常用的有线无线可切换鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别身份认证方式，实现较高强度的身份认证，有效避免了身份冒用和替代，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要较高的计算机和网络系统的身份认证。

实施例6：

本实施例实现了一种基于双图像传感器的双眼虹膜识别有线多模态鼠标，图10是该实施例设备的核心部件视图，核心部件包括虹膜识别功能模块5、鼠标功能模块7、USB控制模块8、快捷按键组11、USB接口1、状态指示LED灯组3，核心部件被外壳4和自定位镜片2封装成一个多功能、多模态鼠标。该设备虹膜识别功能模块5中虹膜图像采集单元中的图像传感器是2个CMOS或CCD图像传感器，分别对应2只眼睛，可以实现双眼虹膜图像的采集识别，设备内部可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。鼠标功能模块7，完全独立与虹膜识别功能模块5，可以作为有线鼠标单独使用与关闭，让设备具备多功能属性。

本实施例设备是实施例4和实施例5的功能简化版设备，本实施例设备既能作为一个常用的有线鼠标外设使用，而同时又是一个高安全性的双眼虹膜识别身份认证设备，满足安全与便利两种应用需求。设备关键的身份认证环节均在设备内部进行，并通过双眼虹膜识别身份认证方式，实现较高强度的身份认证，有效避免了身份冒用和替代，最大程度上保证了身份认证的安全，可广泛应用于各种对安全级别要较高的计算机和网络系统的身份认证。

Claims (9)

1.具备虹膜识别和USB Key功能的有线无线可切换的多模态鼠标，是一种兼具鼠标功能，融合了虹膜识别和USB Key两种身份认证功能的多功能、多模态身份认证设备，多模态鼠标可以通过USB接口和无线连接的方式连接计算设备，用虹膜识别身份认证方式替代普通USB Key的PIN码(Personal Identification Number)身份认证方式，能有效的验证多模态鼠标的持有者身份，解决PIN码失窃、冒用等潜在风险，从而实现更高安全级别的虹膜识别和USB Key多模态身份认证。设备包括虹膜识别功能模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、USB控制模块、无线传输模块、电源管理模块、自定位镜片、快捷按键组、USB接口、状态指示LED灯组及外壳，其特征在于：

多模态鼠标仅有一个USB接口，可位于设备的前部、后部、侧面、底部，设备可以通过该USB接口通过USB线缆连接计算设备，也可以通过无线连接的方式与计算设备进行连接，进行身份认证和鼠标操作。

自定位镜片，位于光学镜头的前面，显露于外壳的外部，可放置于多模态鼠标的底部、正面、侧面，实现单眼和双眼的自定位功能，外壳将自定位镜片定型为自定位反射影像区域，只要用户在自定位镜片中能够看到自己眼睛的图像，即表示眼睛在有效范围内，配合计算机软件的前后位置提示，用户即可方便的实现自定位；该镜片可以实现近红外光的高透过率同时反射截止可见光，从而在保证用户能清晰的看到眼睛图像同时，设备也能够获取到清晰的虹膜图像。

快捷按键组，由1个及以上数量的按键开关组成，通过内部结构件与外壳上相应数量的按键进行触发联动，按键可位于多模态鼠标的底部、正面、侧面，配合计算机软件，用户可以自行设置快捷按键组中各个按键的功能。

状态指示LED灯组，由一个多色可变LED或多个单色的LED组成，位于设备电路板上，可通过导光柱将指示灯光传导到设备外壳上的状态指示灯窗口，状态指示灯窗口可位于鼠标的正面、背面、侧面，配合计算机软件，根据设备的不同工作状态，相应色的LED会点亮。

虹膜识别功能模块，可以实现虹膜图像的采集、预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。虹膜识别功能模块可以直接将获取的虹膜图像通过USB接口传送给计算机或后台服务器进行处理识别；也可以在模块内部对获取的双眼虹膜图像进行预处理、特征提取、加密等前期处理，仅将处理后生成的加密虹膜特征模板传送给设备内部的USB Key功能模块或通过USB接口或无线的方式传送给计算机、后台服务器进行比对、识别及存储等操作，从而实现用户的虹膜识别身份认证；该模块还可以在模块内部完成整个虹膜识别的全过程，仅将虹膜识别身份认证的结果通过USB接口或无线的方式加密传送给计算机或后台服务器进行身份认证的后续操作。虹膜识别功能模块包括虹膜图像采集单元和虹膜图像处理单元，虹膜图像采集单元可以是单眼虹膜图像采集，也可以是双眼虹膜图像采集。单眼虹膜图像采集一次仅采集一只眼睛的虹膜图像，虹膜识别功能模块仅对所采集眼睛的虹膜图像进行处理识别；双眼虹膜图像采集同时采集双眼的虹膜图像，虹膜识别功能模块同时对采集的双眼虹膜图像进行处理识别；虹膜图像处理单元，可以实现预处理、特征提取、加密等前期处理，也可以完成虹膜比对、识别、存储等后期处理。对应不同的应用需求，加密的虹膜特征模板可以存储在计算机或后台服务器，也可以存储在虹膜识别功能模块的图像处理单元内部。

USB Key功能模块，实现USB Key的功能，用于存放用户数字证书和用户私钥，也可以存储加密的用户虹膜特征模板。每个USB Key功能模块拥有唯一的序列号，并与之保存的数字证书唯一对应。每个USB Key功能模块的唯一序列号即具备虹膜识别和USB Key功能的多模态身份认证设备的唯一序列号。USB Key功能模块由USB Key安全芯片及外围电路构成。

鼠标功能模块，实现有线和无线鼠标的功能，由鼠标电路单元和光学窗口两部分组成，不使用虹膜识别功能时，用户可以将此设备作为一个普通的鼠标来使用。

USB控制模块，提供USB输入输出端口，并通过USB接口实现计算机与虹膜识别功能模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、无线传输模块、电源管理模块、快捷按键组、及状态LED灯组的通信，实现虹膜USB Key多模态身份认证和鼠标操作。

无线传输模块，实现设备通过无线方式与计算设备进行连接，支持2.4G无线连接和蓝牙无线连接两种无线方式。

电源管理模块，由可充电电池、充放电及稳压电路组成，可通过USB接口和无线的方式对可充电电池进行充电。

虹膜识别功能模块、USB Key功能模块、鼠标功能模块、USB控制模块、无线传输模块、及电源管理模块组成一个核心电路模块，外壳将核心电路模块、自定位镜片、快捷快捷按键组、状态指示LED灯组、及USB接口封装成一个整体设备。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，虹膜识别功能模块具备活体虹膜检测和判别的功能，能有效的抵抗伪造虹膜的攻击。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，虹膜识别功能模块中的虹膜图像采集单元由1个CMOS或CCD图像传感器对应单眼和双眼区域来实现单眼和双眼的图像采集，也可以由2个独立的CMOS或CCD图像传感器分别对应左右眼实现双眼图像的采集。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，USB Key功能模块与虹膜识别功能模块、USB控制模块，通过安全链路连接，用虹膜识别身份认证方式替代普通USB Key的PIN码身份认证方式，实现设备和虹膜识别的强双因子认证。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，USB Key功能模块中的USB Key安全芯片可以采用基于8位、16位、32位或更高性能的CPU核，可以在USB Key安全芯片内部实现虹膜比对、识别、存储等虹膜识别后期处理。

6.根据权利要求1和5所述的设备，其特征在于，USB Key功能模块中的USB Key安全芯片内置的安全存储空间可以存储加密的单眼或双眼虹膜特征模板。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设备2.4G无线连接和蓝牙无线连接可以根据应用需求通过物理开关进行切换，也可以通过计算机软件进行切换。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，自定位镜片用于单眼识别单眼自定位时其表现形式是一个的圆形或方形的自定位反射影像区域；用于双眼识别双眼自定位时其表现形式是1个长条形定位两只眼睛的自定位反射影像区域，或由2个分别定位一只眼睛的两个并行排列的自定位反射影像区域构成。

9.根据权利要求1和8所述的设备，其特征在于，自定位镜片用于双眼识别双眼自定位时，由2个分别定位一只眼睛的两个并行排列的自定位反射影像区域可以由2片独立的自定位镜片实现，也可由1片完整的自定位镜片通过外壳结构分隔成2个相对独立的自定位反射影像区域实现。