本發(fā)明涉及一種用于識別顯示設(shè)備的系統(tǒng)、方法和計算機程序，一種用于評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的系統(tǒng)和方法，以及一種顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、例如，為了評估比如智能電話等顯示設(shè)備的用戶是否有資格使用該顯示設(shè)備，可能有必要對該用戶進行識別。由于面部檢測算法對于與這些設(shè)備相關(guān)聯(lián)的用戶的便利性及其相對較高的可靠性，對由顯示設(shè)備的前置相機獲取的圖像執(zhí)行面部檢測算法通常是用于識別用戶的優(yōu)選方式。然而，當(dāng)前置相機被顯示器覆蓋時(這可能出于其他原因)，由前置相機獲取的圖像可能被干擾，這可能使對前置相機圖像執(zhí)行的面部檢測算法不太可靠。于是，與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格、比如用戶使用智能電話的資格可能不再能被可靠地評估。因此，需要用于評估與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格的改進的手段。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于評估與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格的改進的手段。

2、在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于識別顯示設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：a)圖像提供單元，該圖像提供單元用于提供對象的圖像，其中，已經(jīng)通過將照射圖案透過該顯示設(shè)備的顯示器投射到該對象上并且透過該顯示器對被照射的對象進行成像來獲取了該圖像；b)反射圖案提取單元，該反射圖案提取單元用于從該圖像中提取對應(yīng)于該照射圖案的反射圖案；以及c)身份確定單元，該身份確定單元用于基于該反射圖案確定該顯示設(shè)備的身份。

3、由于反射圖案是從已經(jīng)通過將照射圖案透過顯示設(shè)備的顯示器投射到對象上并且透過顯示器對被照射的對象進行成像來獲取的圖像中提取的，因此反射圖案攜帶關(guān)于顯示器的光學(xué)特性的信息。由于顯示器是任何顯示設(shè)備的必要部分，因此該信息可以用于基于反射圖案根據(jù)顯示設(shè)備的顯示器來識別顯示設(shè)備。由于確定了顯示設(shè)備的身份，因此可以基于所確定的身份來評估與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格。因此，該系統(tǒng)還可以被認為是用于評估與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格的系統(tǒng)。

4、資格可以指例如顯示設(shè)備本身的資格，或者顯示設(shè)備關(guān)于特定人的資格。例如，資格、即與要評估的顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的資格可以指顯示設(shè)備訪問或允許訪問數(shù)字服務(wù)的資格，這特別是取決于請求訪問的顯示設(shè)備的用戶。因此，可以評估例如a)顯示設(shè)備到底是否有資格允許用戶(即，任何人)訪問數(shù)字服務(wù)，和/或b)特定的顯示設(shè)備和用戶的配對是否有資格訪問數(shù)字服務(wù)。

5、例如，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)顯示設(shè)備的身份被未經(jīng)授權(quán)的第三方操縱的情況下，或者如果所確定的身份僅是不與顯示設(shè)備的實際身份相對應(yīng)的據(jù)稱身份(當(dāng)所提供的圖像實際上是由未經(jīng)授權(quán)的第三方提供時可能是這種情況)，可以拒絕顯示設(shè)備本身的資格。例如，如果圖像提供單元被第三方(比如在軟件基礎(chǔ)上)操縱，以便不提供由要識別的顯示設(shè)備的圖像傳感器實際獲取的圖像，而是提供并未使用要識別的顯示設(shè)備獲取的“偽造”圖像，則可能發(fā)生這種情況。這種“偽造”圖像例如可以示出有資格使用顯示設(shè)備的人，該人可能是也可能不是在相應(yīng)時刻與該設(shè)備交互的人。該“偽造”圖像可能是先前由可以被視為是攻擊者的第三方從顯示設(shè)備的圖像存儲裝置或任何其他來源取得的。這類網(wǎng)絡(luò)攻擊也被稱為欺騙。事實上，“偽造”圖像不一定是用不同于顯示設(shè)備的設(shè)備來獲取的，也可能僅是使用顯示設(shè)備的后置相機來獲取的。如果并未透過顯示設(shè)備的顯示器而是比如通過使用顯示設(shè)備的后置相機或任何其他成像設(shè)備獲取了“偽造”圖像，則它將不包括與顯示設(shè)備的顯示器相關(guān)聯(lián)的特性光學(xué)干擾。發(fā)明人已經(jīng)認識到，這種特性光學(xué)干擾的缺乏可以用于確定顯示設(shè)備遭受了如欺騙的攻擊，在這種情況下，顯示設(shè)備本身可以被視為是無資格的。

6、例如，在已知特定的人未被授權(quán)使用顯示設(shè)備或未被授權(quán)訪問顯示設(shè)備的情況下，即使同一人可能被授權(quán)使用相似的顯示設(shè)備或被授權(quán)訪問相似的顯示設(shè)備，也可以拒絕該顯示設(shè)備關(guān)于該人的資格。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上文已經(jīng)提到的顯示器的光學(xué)特性也可以用于區(qū)分人被授權(quán)使用或被授權(quán)訪問的那些顯示設(shè)備與人未被授權(quán)使用或被授權(quán)訪問的那些顯示設(shè)備。因此，可以以設(shè)備特定的方式給予授權(quán)或授權(quán)訪問。這可以不管識別用戶的可靠性如何而提高授權(quán)方案的總體安全級別，因為設(shè)備的身份可以起到與用戶的身份同樣重要的授權(quán)指示器的作用。

7、換言之，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的不僅能通過嘗試?yán)缧Ｕ娠@示器引起的光學(xué)干擾來實現(xiàn)，還能相反地通過使用顯示器的光學(xué)特性來生成附加安全要素來實現(xiàn)。由顯示器引起并使得對用戶的認證潛在地不太可靠的可能的光學(xué)干擾通常被視為是顯示器后面有相機的顯示設(shè)備與其用戶之間的授權(quán)方案的障礙，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該光學(xué)干擾實際上是有用的，即用于根據(jù)顯示設(shè)備的顯示器的光學(xué)特性來識別顯示設(shè)備，并且采用顯示設(shè)備身份以通過第二認證因素擴展現(xiàn)有授權(quán)方案。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明特別適用于決定是否應(yīng)當(dāng)允許顯示器后面有相機的顯示設(shè)備的用戶使用該設(shè)備，或者被授權(quán)通過該設(shè)備進行訪問，因為這可以取決于人的身份以及附加地設(shè)備的身份。在這種情況下，可以由通過識別顯示設(shè)備獲得的附加可靠性來平衡例如由顯示器的光學(xué)干擾引起的面部檢測算法的可能降低的可靠性。鑒于光學(xué)干擾通常被視為是不想要的并且因此通常嘗試抑制這些光學(xué)干擾的事實，發(fā)明人所采取的利用顯示器的光學(xué)干擾而不是試圖抑制或校正光學(xué)干擾的途徑規(guī)避了本領(lǐng)域中現(xiàn)存的問題，不僅是有益的而且是出人意料的。

8、圖像提供單元被配置為提供對象的圖像。圖像提供單元還可以被配置為提供對象的多于一個圖像，其中，于是可以通過將照射圖案透過顯示設(shè)備的顯示器投射到對象上并且透過該顯示器對被照射的對象進行成像來獲取所提供的所有圖像。圖像提供單元可以從圖像傳感器(比如智能電話的前置相機的圖像傳感器)接收一個或多個圖像，并且然后提供該一個或多個圖像以進行進一步處理。

9、照射圖案可以被理解為對象上的照射分布。取決于視角，照射的分布會表現(xiàn)出不同。例如，在使用強度相對較低的基本上非定向光(比如發(fā)光二極管(led)光)來投射照射圖案的情況下，出現(xiàn)在對象的有光澤表面上的光反射映像會根據(jù)視角而改變位置。另一方面，例如，如果使用強度相對較高的激光器作為照射源，則可以投射其外觀(特別是其在對象的非光滑表面上的位置)至少在直接觀看下可以基本上獨立于視角的照射圖案。

10、如下文將參考顯示設(shè)備進一步描述的，將照射圖案透過顯示器投射到對象上可以指透過顯示器將一個或多個照射光束引導(dǎo)到對象上，使得照射圖案出現(xiàn)在顯示器的朝向?qū)ο蟮囊粋?cè)、特別是出現(xiàn)在對象上。照射圖案可以至少部分地由于一個或多個照射光束與顯示器的交互而發(fā)生。然而，一個或多個照射光束也可以在穿過顯示器之前已經(jīng)基本上形成照射圖案。照射圖案優(yōu)選地使用布置在顯示設(shè)備中，即在顯示器遠離對象的一側(cè)的照射源來投射。被照射的對象可以是場景的包括對象的一部分，并且特別地還可以是主體、比如人或具體地是人的面部。術(shù)語“場景”優(yōu)選地是指任意的空間區(qū)域或環(huán)境。透過顯示器對被照射的對象進行成像可以指捕獲由對象反射并穿過顯示器的光，其中，該光可以由圖像傳感器(比如包括在智能電話中并被顯示器覆蓋的前置相機的圖像傳感器)捕獲。

11、反射圖案提取單元被配置為從圖像中提取對應(yīng)于照射圖案的反射圖案。因此，反射圖案從圖像中被提取，其中，所提取的反射圖案對應(yīng)于投射到對象上的照射圖案。如果反射圖案與照射圖案共享特定特性，或者更一般地，如果可以確定反射圖案對應(yīng)于照射圖案的成像版本，特別地，是照射圖案的就透過顯示器獲取的圖像而言的表示，則反射圖案可以被視為對應(yīng)于照射圖案，其中，術(shù)語“版本”和“表示”可以指投射和/或變換。因此，反射圖案也可以被理解為是對應(yīng)于透過顯示器觀看的照射圖案的照射分布。因為顯示器包括衍射和/或散射性質(zhì)，所以反射圖案可以包括衍射和/或散射圖案，即使在直接觀看所照射的對象時，照射圖案可能不包括或基本不包括衍射和/或散射特性。

12、提取反射圖案可以包括識別圖像中的反射特征。出于該目的，反射圖案提取單元可以應(yīng)用例如以下手段中的任一種：濾波、選擇至少一個關(guān)注區(qū)域、在由傳感器信號創(chuàng)建的圖像與至少一個偏移之間形成差圖像、通過反轉(zhuǎn)由傳感器信號創(chuàng)建的圖像來反轉(zhuǎn)傳感器信號、在由傳感器信號在不同時間創(chuàng)建的圖像之間形成差圖像、背景校正、分解成顏色通道、分解成色相、飽和度和亮度通道、頻率分解、奇異值分解、應(yīng)用斑點(blob)檢測器、應(yīng)用角點檢測器、應(yīng)用海森行列式濾波器、應(yīng)用基于主曲率的區(qū)域檢測器、應(yīng)用最大穩(wěn)定極值區(qū)域檢測器、應(yīng)用廣義霍夫變換、應(yīng)用脊線檢測器、應(yīng)用仿射不變特征檢測器、應(yīng)用仿射適應(yīng)興趣點算子、應(yīng)用哈里斯仿射區(qū)域檢測器、應(yīng)用海森仿射區(qū)域檢測器、應(yīng)用尺度不變特征變換、應(yīng)用尺度空間極值檢測器、應(yīng)用局部特征檢測器、應(yīng)用加速魯棒特征算法、應(yīng)用梯度位置和取向直方圖算法、應(yīng)用定向梯度描述符的直方圖、應(yīng)用德里奇(deriche)邊緣檢測器、應(yīng)用微分邊緣檢測器、應(yīng)用時空興趣點檢測器、應(yīng)用莫拉維克角檢測器、應(yīng)用坎尼邊緣檢測器、應(yīng)用拉普拉斯高斯濾波器、應(yīng)用差分高斯濾波器、應(yīng)用索伯算子、應(yīng)用拉普拉斯算子、應(yīng)用沙爾(scharr)算子、應(yīng)用普瑞維特(prewitt)算子、應(yīng)用羅伯茨算子、應(yīng)用基爾希算子、應(yīng)用高通濾波器、應(yīng)用低通濾波器、應(yīng)用傅立葉變換、應(yīng)用拉東變換、應(yīng)用霍夫變換、應(yīng)用小波變換、閾值處理、創(chuàng)建二進制圖像。

13、具體地，可以通過將反射圖案視為反射特征在圖像中的分布來從圖像中提取反射圖案，其中，可以基于反射特征的強度分布在圖像中檢測反射特征。強度分布可以與預(yù)定的參考強度分布進行比較，這些參考強度分布可以基于所使用的照射源或照射圖案的特性來預(yù)先確定。反射特征優(yōu)選地被理解為反射圖案的一部分，該部分可以在空間上與反射圖案的其他部分區(qū)分開，其中，每個反射特征可以具有特定的空間范圍。從圖像中提取反射圖案可以是指從圖像中裁剪出分塊，其中，該分塊包括反射特征的分布。如果圖像是二維的，則分塊可以具有例如正方形、矩形或圓形的形狀。

14、身份確定單元被配置為基于反射圖案(即，已經(jīng)從圖像中提取的反射圖案)來確定顯示設(shè)備的身份。顯示設(shè)備的身份可以指例如具有相同類型顯示器的顯示設(shè)備類別，其中，顯示器類型可以以其光學(xué)屬性為特性。顯示設(shè)備類別可以由例如共享相同技術(shù)類型、源自相同批次、具有相同生產(chǎn)年份等的顯示設(shè)備組成。然而，通常還可能可以唯一地識別顯示設(shè)備，即，例如通過建立反射圖案與顯示設(shè)備之間的一一對應(yīng)關(guān)系來唯一地識別顯示設(shè)備。在一些實施例中，身份確定單元被配置為基于反射圖案和照射圖案來確定顯示設(shè)備的身份，反射圖案和照射圖案可能是預(yù)先確定的。然而，照射圖案也可以是固定的，使得顯示設(shè)備的身份的確定可能實際上不取決于照射圖案。

15、在一些實施例中，照射圖案包括激光光斑和/或光反射映像，并且反射圖案包括與激光光斑和/或光反射映像相對應(yīng)的衍射圖案。在這種情況下，反射圖案通常可以是光斑圖案。光反射映像可以指例如出現(xiàn)在對象的有光澤部分(比如人的眼睛或眼鏡)上的具有相對高反射強度的光斑。如果對象包括有光澤部分，則不僅可以使用生成相對較窄的射束的激光器或其他照射源，而且甚至使用相對較寬的照射射束(比如led的射束)來生成點狀照射圖案。然后，照射射束可以較寬以使得照射也可以被稱為泛光。

16、根據(jù)與點狀照射圖案相對應(yīng)的反射圖案，可以得到與顯示器相關(guān)聯(lián)的衍射核。透過顯示器獲取的圖像可以通過使用衍射核對這些圖像進行去卷積來校正。因此，可以使用與顯示器相關(guān)聯(lián)的衍射核來改進基于圖像的資格評估(比如使用被顯示器覆蓋的相機的圖像的面部識別技術(shù))。

17、在一些實施例中，照射圖案包括多個光斑，特別是激光光斑?？梢允褂么怪鼻槐砻姘l(fā)射激光器(vcsel)作為照射源或使用衍射光學(xué)元件(doe)作為照射源的一部分來生成這種照射圖案。在后一種情況下，投射的照射圖案可以由照射源在doe處并且隨后在顯示器處生成的光的衍射產(chǎn)生。然而，由doe引起的衍射常相對于由顯示器引起的衍射而言占主導(dǎo)地位，在這種情況下，投射的照射圖案可以被充分近似地處理為僅由doe造成的衍射引起。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別地，oled衍射可以有利于投射器圖案，即，由相應(yīng)照射源預(yù)先生成的衍射圖案。包括多個光斑的照射圖案允許特別準(zhǔn)確地確定顯示設(shè)備的身份。在一些實施例中，顯示設(shè)備的身份至少基于衍射圖案的0階和1階來確定。優(yōu)選地，基于衍射圖案的所有可見階數(shù)來確定顯示設(shè)備的身份，其中，相對于用于獲取圖像的圖像傳感器的靈敏度來理解“可見性”。

18、在一些實施例中，該系統(tǒng)進一步包括參考反射圖案提供單元，該參考反射圖案提供單元用于提供對應(yīng)于相應(yīng)參考顯示設(shè)備身份的多個參考反射圖案，其中，該身份確定單元被配置為進一步基于該多個參考反射圖案來確定顯示器的身份。

19、可以基于所獲取的參考反射圖案的數(shù)據(jù)庫和相關(guān)聯(lián)的參考顯示設(shè)備身份來提供參考反射圖案。由于參考顯示設(shè)備身份可以被認為定義了顯示設(shè)備類別，因此建立數(shù)據(jù)庫也可以被視為分類程序，即根據(jù)對應(yīng)獲取的反射圖案對顯示設(shè)備進行分類。

20、可以優(yōu)選的是，以與獲取隨后識別顯示設(shè)備所基于的反射圖案的方式類似的方式獲取參考反射圖案，即，例如使用圖像傳感器和顯示器的相同或相似配置并且使用對相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的相同或相似處理來獲取參考反射圖案。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果不是這種情況，也可以獲取允許準(zhǔn)確識別顯示設(shè)備的參考反射圖案。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，還可以使用如下的參考反射圖案來可靠地識別顯示設(shè)備，這些參考反射圖案是基于投射到除了預(yù)期在要識別的顯示設(shè)備的顯示器前面的那些對象上的照射圖案之外的其他類型的對象上的照射圖案來獲取的。這可以被看作是由于從被照射的對象的圖像中可提取的反射圖案可以與被照射的對象的類型相對無關(guān)的情況。例如，從投射到墻壁上的照射圖案的圖像中提取的反射圖案可以與從投射到人的身體部位上的照射圖案的圖像中提取的反射圖案相同或相似。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不管被投射的目標(biāo)(即，被照射的對象)如何，由不同光學(xué)顯示特性引起的不同反射圖案之間的變化可用作相應(yīng)顯示器的指示器，并且因此可用作顯示設(shè)備的指示器。

21、在一些實施例中，該系統(tǒng)進一步包括相似度確定單元，該相似度確定單元用于確定反射圖案與這些參考反射圖案中的每個參考反射圖案之間的相應(yīng)相似度，其中，該身份確定單元被配置為基于所確定的相似度來確定顯示設(shè)備的身份。例如，在參考反射圖案與由反射圖案提取單元提取的反射圖案具有最高相似度的情況下，顯示設(shè)備的身份可以被確定為等同于與該參考反射圖案相對應(yīng)的參考顯示設(shè)備身份。相似度也可以被看作匹配值。

22、在一些實施例中，該相似度確定單元包括人工智能提供單元，該人工智能提供單元用于提供人工智能，其中，該人工智能已經(jīng)被訓(xùn)練用于確定該多個參考反射圖案中的每個參考反射圖案與作為輸入提供給該人工智能的反射圖案之間的相應(yīng)相似度，其中，該相似度確定單元被配置為基于由該人工智能在被提供所提取的反射圖案時確定的相似度來確定顯示設(shè)備的身份。再次，例如，在人工智能針對參考反射圖案確定出與由反射圖案提取單元提取的反射圖案的最高相似度的情況下，可以將顯示設(shè)備的身份確定為等同于與該參考反射圖案相對應(yīng)的參考顯示設(shè)備身份。參考反射圖案與作為人工智能的輸入提供的反射圖案之間的相應(yīng)相似度、或基于此確定的顯示設(shè)備的最終身份可以對應(yīng)于人工智能的輸出?？梢岳缁谟?xùn)練數(shù)據(jù)來訓(xùn)練人工智能，該訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括作為訓(xùn)練輸入數(shù)據(jù)的多個參考反射圖案以及作為訓(xùn)練輸出數(shù)據(jù)的對應(yīng)參考顯示設(shè)備身份。人工智能可以包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，例如特別是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。然而，也可能優(yōu)選的是，使用任何其他機器學(xué)習(xí)模型(特別是任何其他分類模型)作為人工智能。雖然卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被認為是分類模型的示例，但是可以使用的其他示例性分類模型包括例如視覺transformer等。

23、在一些實施例中，身份確定單元被配置為如果反射圖案與參考反射圖案中的每個參考反射圖案的相似度低于預(yù)定閾值，則確定顯示設(shè)備沒有有效身份。如果例如顯示設(shè)備已經(jīng)被操縱，則不能確定顯示設(shè)備的有效身份。這種操縱可以指例如軟件操縱，該軟件操縱的效果是圖像提供單元提供實際上不存在的對象的圖像。這種圖像可以被稱為“偽造”或“欺騙”圖像。

24、在一些實施例中，身份確定單元被配置為如果反射圖案與參考反射圖案中的預(yù)期參考反射圖案的相似度低于預(yù)定閾值，則確定該顯示設(shè)備沒有有效身份。參考反射圖案中的預(yù)期參考反射圖案可以被理解為假定真正由顯示設(shè)備生成并且因此可以用作顯示設(shè)備的真實身份的指示器的參考反射圖案。如果做出該假定，即如果可以預(yù)期特定參考反射圖案，則相似度確定單元僅必須確定一個相似度，即在由反射圖案提取單元提取的反射圖案與預(yù)期參考反射圖案之間的相似度。如果該相似度低于預(yù)定閾值，則可以假定存在設(shè)備操縱。如上文已經(jīng)進一步指出的，相似度可以例如指兩個反射圖案或示出這兩個反射圖案的圖像之間的差異(比如絕對平均差值或平均絕對差值)，其中，然后該差異可能需要非常小才能排除設(shè)備操縱。

25、在另一方面，提供了一種用于評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)用于識別主體的主體身份確定單元，b)如上所述的用于識別顯示設(shè)備的系統(tǒng)，以及c)資格評估單元，該資格評估單元用于基于對i)主體身份和ii)顯示設(shè)備身份的配對的預(yù)定資格分配來評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格。

26、主體身份確定單元可以被配置為基于主體的圖像來識別主體，例如，其中，可以將該圖像與主體的參考圖像進行比較。例如，已知的面部檢測方法可以用于該目的。

27、在另一方面，提供了一種顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括a)顯示器，b)用于將照射圖案透過該顯示器投射到對象上的照射源，c)用于透過該顯示器獲取被照射的對象的圖像的圖像傳感器，以及d)用于識別如上所述的顯示設(shè)備的系統(tǒng)。

28、如本文所使用的術(shù)語“顯示器”優(yōu)選地是指被配置用于顯示一個或多個信息項(比如，圖像、圖表、直方圖、文本和/或符號)的設(shè)備。顯示器可以是指監(jiān)視器或屏幕，并且可以具有任意形狀，比如矩形形狀。優(yōu)選地，顯示器是有機發(fā)光顯示器(oled)或液晶顯示器(lcd)。如本文所使用的術(shù)語“顯示設(shè)備”優(yōu)選地是指包括顯示器的電子設(shè)備，比如選自以下各項的設(shè)備，例如：電視設(shè)備、智能電話、游戲控制臺、個人計算機、膝上型計算機、平板計算機、虛擬現(xiàn)實設(shè)備或前述設(shè)備的組合。與oled和lcd的情況一樣，例如，電子顯示設(shè)備的顯示器典型地包括電子布線結(jié)構(gòu)，該電子布線結(jié)構(gòu)用于控制顯示器的單獨像素，并且還可能用于觸摸屏和/或另外的功能。典型地，像素以周期性或準(zhǔn)周期性結(jié)構(gòu)布置，例如以柵格配置布置。布線結(jié)構(gòu)則會繼承周期性或準(zhǔn)周期性。由于像素的典型尺寸，這具有顯示器可以衍射從其穿過的光的效果。應(yīng)當(dāng)理解，顯示器優(yōu)選地基本上是半透明或透明的，特別是對于可見光以及具有更高波長的光。這具體對于像素區(qū)域可以成立，而像素之間的區(qū)(布線結(jié)構(gòu)可能位于其中)可以是基本上不透明的。

29、該照射源被配置為將照射圖案透過該顯示器投射到對象上。對象可以被布置在場景中或者是場景的一部分。該照射源優(yōu)選地是指被配置為生成用于照射顯示設(shè)備的環(huán)境的一部分的光的設(shè)備。特別地，照射源可以是指被配置為生成具有可配置方向的照射光束的設(shè)備。將照射圖案透過顯示器投射到對象上可以指引導(dǎo)照射光束透過顯示器到達對象上，其中，照射光束與顯示器相互作用，使得照射圖案出現(xiàn)在顯示器的朝向?qū)ο蟮囊粋?cè)、特別是出現(xiàn)在對象上。照射源可以被配置為直接和/或間接地照射對象，其中，該照射圖案可以部分地由在顯示器處和/或?qū)ο蟮沫h(huán)境中的表面處的反射和/或散射產(chǎn)生，其中，反射光和/或散射光仍然可以與直接從照射源到達對象的任何光一起至少部分地被引導(dǎo)到對象上。然而，沒有直接照射也是可能的，在這種情況下，例如，照射源可以被配置為例如通過引導(dǎo)照射光束朝向?qū)ο蟮沫h(huán)境中的反射表面以使得反射光被引導(dǎo)到對象上來照射對象。

30、顯示設(shè)備可以包括一個或多個照射源，其中，這些照射源中的每一個可以被配置為將相應(yīng)的照射圖案透過顯示器投射到對象上。照射源可以包括人工照射源，特別是激光源和/或白熾燈和/或半導(dǎo)體光源，比如發(fā)光二極管(led)，例如特別是有機和/或無機led。由一個或多個照射源發(fā)射的光的波長可以介于300nm，特別是介于500nm與1100nm之間。附加地或可替代地，該一個或多個照射源可以被配置為發(fā)射紅外光譜范圍內(nèi)的光，比如波長介于780nm與3.0μm之間的光。具體地，可以使用波長在適用于硅光電二極管的近紅外區(qū)域中的光，更具體地，在介于700nm與1100nm之間的范圍內(nèi)的光。使用近紅外區(qū)域內(nèi)的光具有這樣的優(yōu)點，即光不對人眼可見或僅微弱地對人眼可見，并且仍然可由硅傳感器、特別是標(biāo)準(zhǔn)硅傳感器檢測到。優(yōu)選地，顯示設(shè)備包括紅外激光器、特別是近紅外激光器作為第一照射源，以利用紅外、特別是近紅外光譜區(qū)域內(nèi)的光將第一照射圖案透過顯示器投射到對象上；并且顯示設(shè)備包括led作為第二照射源，以利用具有不同光譜區(qū)域、特別是可見光譜區(qū)域中的波長的光將第二照射圖案透過顯示器投射到對象上。

31、術(shù)語“投射照射圖案”通?？梢岳斫鉃槭侵赣上鄳?yīng)的照射源發(fā)射光，使得在空間區(qū)域中、特別是在對象上生成照射圖案。更具體地，特別是取決于照射源，該術(shù)語可以是指來自照射源的光發(fā)射，其中，所發(fā)射的光已經(jīng)在射束結(jié)構(gòu)中傳播以形成特定圖案(其可以被視為發(fā)射圖案)，其中，傳播的光可以與環(huán)境(比如顯示器)交互，以最終形成照射圖案(特別是在對象上)，其中，照射圖案可以不同于發(fā)射圖案。例如，如果使用激光器作為照射源，則可以使用衍射光學(xué)元件(doe)或者使用垂直腔面發(fā)射激光器(vcsel)作為激光器來生成發(fā)射圖案。在優(yōu)選實施例中，vcsel用作照射源，其中，vcsel用于生成發(fā)射圖案、特別是一組彼此相距預(yù)定義距離的激光射線，其中，于是可能不需要衍射光學(xué)元件。

32、如本文所指的“射線”被理解為具有相對較窄寬度的光束、特別是寬度低于預(yù)定值的光束。光的“射束”可以包括在相應(yīng)方向上傳播的一條或多條光射線，其中，光束可以被認為是沿著由組成該光束的一條或多條光射線傳播的方向的平均值所定義的中心方向傳播，并且其中，光束可以與對應(yīng)的擴散角或加寬角相關(guān)聯(lián)。光束可以具有與垂直于光束傳播方向的平面中的光強分布相對應(yīng)的射束剖面，該光束傳播方向可以由中心方向給出。射束剖面可以是例如以下各項中的任一項：高斯、非高斯、梯形、三角形、圓錐形。特別地，例如，梯形射束剖面可以具有平臺區(qū)域和邊緣區(qū)域。

33、一個或多個照射源可以被配置為發(fā)射單一波長或多個波長的光。例如，激光器可以被認為發(fā)射單一波長的光，而led可以被認為發(fā)射多個波長的光。多個波長可以特別是指連續(xù)的(特別是擴展的)發(fā)射光譜。一個或多個照射源可以被配置為生成一個或多個光束，以將相應(yīng)的照射圖案透過顯示器投射到對象上。特別地，例如，vcsel也可以被認為發(fā)射多個射束而不是多個射線。

34、一個或多個照射源可以布置在顯示設(shè)備中，使得由一個或多個照射源生成的任何光透過顯示設(shè)備的顯示器離開顯示設(shè)備?？梢詫⒂上鄳?yīng)照射源發(fā)射的任何光、特別是任何光束的傳播方向定義為所發(fā)射的光傳播的主方向。傳播方向可以特別地被定義為從照射源到被照射的對象的方向。在傳播方向上，一個或多個照射源可以被認為是布置在顯示器前方，而所照射的對象可以被認為是布置在顯示器后方。使用顯示設(shè)備的用戶的觀看方向可以與由照射源發(fā)射的光的初始傳播方向相反。用戶的觀看方向可以更確切地對應(yīng)于由對象朝向圖像傳感器反射的光的傳播方向，即，在可以由照射圖案形成反射圖案的方向上。

35、在穿過顯示器時，由一個或多個照射源生成的任何光可能經(jīng)歷顯示器的衍射和/或散射，這可以產(chǎn)生照射圖案。顯示器可以用作光柵，其中，顯示器的布線、特別是顯示器的屏幕的布線，可以形成光柵的間隙和/或狹縫和脊。應(yīng)當(dāng)理解，顯示器優(yōu)選地對于由一個或多個照射源生成的光是半透明的或透明的，至少對于其大部分是透明的或透明的。

36、一個或多個照射源可以被配置用于發(fā)射調(diào)制光或非調(diào)制光，其中，如果使用多于一個照射源，則不同的照射源可以具有不同的調(diào)制頻率，這些調(diào)制頻率可以用于區(qū)分發(fā)射光束的照射源的光束。

37、光軸可以被定義為指向與顯示器(特別是顯示器的表面)垂直并朝向顯示設(shè)備的外部的方向。由一個或多個照射源生成的任何光可以平行于光軸傳播或者相對于光軸傾斜傳播，其中，傾斜是指傳播方向與光軸之間的非零角度。顯示設(shè)備可以包括結(jié)構(gòu)裝置，用于沿著光軸或者在相對于光軸不超過預(yù)定角度的方向上引導(dǎo)由一個或多個照射源生成的任何光。例如，出于該目的，顯示設(shè)備可以包括一個或多個反射元件或棱鏡。然后，由一個或多個照射源生成的任何光可以例如在相對于光軸傾斜小于十度、優(yōu)選地小于五度或者甚至小于兩度的角度的方向上傳播。此外，由一個或多個照射源生成的任何光可以在與光軸具有一定空間偏移處離開顯示設(shè)備，但是其中，該偏移可以被認為是任意的。

38、投射在對象上的照射圖案可以包括一個或多個照射特征，其中，每個照射特征照射對象的一部分。照射特征在本文優(yōu)選地被理解為照射圖案的空間部分，該空間部分可與照射圖案的其他空間部分區(qū)別開并且具有特定的空間范圍。照射圖案可以是例如以下各項中的任一項：點圖案、線圖案、條紋圖案、棋盤圖案、包括周期性和/或非周期性特征布置的圖案。照射圖案可以包括規(guī)則的和/或恒定的和/或周期性的子圖案(比如三角形、矩形或六邊形子圖案)、或包括另外的凸鑲嵌的子圖案、偽隨機點圖案或準(zhǔn)隨機圖案、sobol圖案、準(zhǔn)周期性圖案、包括一個或多個已知特征的圖案、規(guī)則圖案、三角形圖案、六邊形圖案、包括凸均勻鑲嵌的圖案、包括一條或多條線的線圖案，其中，線可以是平行的或交叉的。一個或多個照射特征可以是例如以下各項中的一項：點、線、如平行線或交叉線等多條線、前述各項的組合、周期性和/或非周期性特征的布置或任何其他任意形狀的特征。一個或多個照射源可以被配置為生成點云。該一個或多個照射源可以包括一個或多個投影儀，該一個或多個投影儀被配置為生成點云，使得照射圖案包括多個點圖案，其中，照射源可以包括掩模，以便從照射源最初生成的任何光生成照射圖案。

39、應(yīng)當(dāng)理解，照射源和圖像傳感器優(yōu)選地布置在顯示器后面，即，例如在顯示器與顯示設(shè)備的任何另外的內(nèi)部電子器件之間。圖像傳感器可以特別是數(shù)字圖像傳感器，比如互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)傳感器。顯示器優(yōu)選地是半透明顯示器。例如，它可以是oled或液晶顯示器(lcd)。優(yōu)選地，顯示器包括周期性布線結(jié)構(gòu)，比如用于控制像素或觸摸屏功能。

40、圖像提供單元優(yōu)選地被配置為提供顯示器前面的對象的圖像，其中，當(dāng)照射源將照射圖案透過顯示設(shè)備的顯示器投射到對象上時由圖像傳感器獲取該圖像。

41、圖像傳感器被配置為透過顯示器獲取被照射的對象的圖像。在優(yōu)選實施例中，顯示設(shè)備包括包含圖像傳感器的單個相機。在其他實施例中，顯示設(shè)備可以包括多個相機，其中，這些相機中的每一個包括對應(yīng)的圖像傳感器。單個相機也可以包括多個圖像傳感器。

42、獲取圖像優(yōu)選地是指捕獲由對象朝向圖像傳感器反射的光的過程。由于對象被照射圖案照射，因此獲取圖像特別是指捕獲照射圖案在圖像傳感器的方向上的反射。圖像傳感器優(yōu)選地被布置在顯示設(shè)備中，使得由圖像傳感器捕獲的任何光穿過顯示設(shè)備的顯示器。因此，照射源和圖像傳感器兩者優(yōu)選地沿顯示設(shè)備的用戶的觀看方向布置在顯示設(shè)備的顯示器后面。這允許在顯示設(shè)備中使用連續(xù)或均勻的顯示器，這可以降低制造復(fù)雜性并且允許增加顯示區(qū)域，由此增加可以顯示的信息量。被對象反射并且由圖像傳感器捕獲的、穿過顯示器的任何光(即使顯示器對于光是透明的或半透明的)將與顯示器相互作用，特別是經(jīng)歷由顯示器的布線結(jié)構(gòu)引起的衍射和/或散射。因此，對象上的照射圖案可能在由圖像傳感器獲取的圖像中表現(xiàn)出變化。在由圖像傳感器獲取的圖像中表現(xiàn)出的照射圖案可以被稱為反射圖案。反射圖案可以是由照射圖案產(chǎn)生的衍射圖案。特別地，反射圖案可以包括一個或多個反射特征。反射特征優(yōu)選地被理解為反射圖案的一部分，該部分可以在空間上與反射圖案的其他部分區(qū)分開，其中，每個反射特征可以具有特定的空間范圍。反射圖案可以是與照射特征相對應(yīng)的衍射圖案的疊加。如果照射圖案是點狀的，則反射圖案可以包括多個點狀反射特征。

43、特別地，圖像傳感器可以是對由一個或多個照射源發(fā)射的光譜范圍內(nèi)的光敏感的圖像傳感器。例如，圖像傳感器可以包括光伏型的感測裝置，更優(yōu)選地選自由以下各項組成的組中的至少一個半導(dǎo)體光電二極管：ge光電二極管、lngaas光電二極管、擴展型lngaas光電二極管、lnas光電二極管、lnsb光電二極管、hgcdte光電二極管。附加地或可替代地。同樣地，圖像傳感器可以包括非本征光伏型的感測裝置，更優(yōu)選地選自由以下各項組成的組中的至少一個半導(dǎo)體光電二極管：ge:au光電二極管、ge:hg光電二極管、ge:cu光電二極管、ge:zn光電二極管、si:ga光電二極管、si:as光電二極管。附加地或可替代地，圖像傳感器可以包括光導(dǎo)式傳感器，比如pbs傳感器或pbse傳感器、輻射熱測量計(優(yōu)選地選自由vo輻射熱測量計和非晶si輻射熱測量計組成的組中的輻射熱測量計)。

44、如上文已經(jīng)進一步指示的，被照射的對象可以是場景的包括對象的部分，并且特別地還可以是主體、比如人或具體地是人的面部。然而，特定類型的被照射的對象不是必需的。不管被照射的對象的類型如何，都可以通過本文描述的系統(tǒng)來識別顯示設(shè)備。無需被照射的對象與顯示設(shè)備之間具有聯(lián)系。例如，被照射的對象不一定是顯示設(shè)備的用戶的身體部位。同時，為了能夠獲取圖像，即可以基于其識別顯示設(shè)備的圖像，當(dāng)然可以將存在被照射的某個對象(即，任何種類的對象)視為是必要的。換言之，照射圖案需要被投射在某處并從其反射，并且這個“某處”可以被視為是對象——無論其是墻壁、人的面部、他或她的眼鏡或場景的任何其他部分。然而，由于被照射的對象的類型不是必需的和/或由于可以認為隱含地清楚存在被照射的至少某個對象，因此本文所呈現(xiàn)的系統(tǒng)也可以在不參考對象的情況下被定義。

45、因此，提出了一種用于識別顯示設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)用于提供圖像的圖像提供單元，其中，已經(jīng)通過將照射圖案投射透過該顯示設(shè)備的顯示器并且透過該顯示器對所投射的照射圖案進行成像來獲取了該圖像，b)反射圖案提取單元，該反射圖案提取單元用于從圖像中提取對應(yīng)于該照射圖案的反射圖案，以及c)身份確定單元，該身份確定單元用于基于該反射圖案確定該顯示設(shè)備的身份。包括該系統(tǒng)的顯示設(shè)備然后可以包括除了該系統(tǒng)和顯示器之外的用于透過該顯示器投射照射圖案的照射源、以及用于透過該顯示器獲取所投射的照射圖案的圖像的圖像傳感器。

46、另一方面，提供了一種用于識別顯示設(shè)備的方法，該方法包括：a)提供對象的圖像，其中，已經(jīng)通過將照射圖案透過該顯示設(shè)備的顯示器投射到該對象上并且透過該顯示器對被照射的對象進行成像來獲取了該圖像；b)從該圖像中提取對應(yīng)于該照射圖案的反射圖案；以及c)基于該反射圖案確定該顯示設(shè)備的身份。

47、同樣，可以在不參考被照射的對象的情況下定義上述方法。因此，還提供了一種用于識別顯示設(shè)備的方法，該方法包括以下步驟：a)提供對象的圖像，其中，已經(jīng)通過將照射圖案投射透過該顯示設(shè)備的顯示器并且將所投射的照射圖案透過該顯示器進行成像來獲取了該圖像，b)從該圖像中提取對應(yīng)于該照射圖案的反射圖案，以及c)基于該反射圖案確定該顯示設(shè)備的身份。

48、在另一方面，提供了一種用于評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的方法，該方法包括a)識別該主體，b)如上所述識別該顯示設(shè)備，以及c)基于對i)主體身份和ii)顯示設(shè)備身份的配對的預(yù)定資格分配來評估該主體關(guān)于該顯示設(shè)備的資格。

49、上述系統(tǒng)和方法可以例如用于以下目的中的任一目的：交通技術(shù)中的位置測量、娛樂應(yīng)用、安保應(yīng)用、監(jiān)視應(yīng)用、安全應(yīng)用、人機界面應(yīng)用、跟蹤應(yīng)用、攝影應(yīng)用、成像應(yīng)用或相機應(yīng)用、用于生成至少一個空間的地圖的地圖應(yīng)用、用于車輛的尋的或跟蹤信標(biāo)檢測器、戶外應(yīng)用、移動應(yīng)用、通信應(yīng)用、機器視覺應(yīng)用、機器人應(yīng)用、質(zhì)量控制應(yīng)用、制造應(yīng)用。

50、在另一方面，提供了一種用于識別顯示設(shè)備的計算機程序，該程序包括程序代碼裝置，該程序代碼裝置用于當(dāng)該程序在控制上述用于識別顯示設(shè)備的系統(tǒng)的計算機上運行時使該系統(tǒng)執(zhí)行上述用于識別顯示設(shè)備的方法。

51、在另一方面，提供了一種用于評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的計算機程序，該程序包括程序代碼裝置，該程序代碼裝置用于當(dāng)該程序在控制上述用于評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的系統(tǒng)的計算機上運行時使該系統(tǒng)執(zhí)行上述評估主體關(guān)于顯示設(shè)備的資格的方法。

52、應(yīng)當(dāng)理解，上述各方面，具體是根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算機程序具有特別是如在從屬權(quán)利要求中定義的相似和/或相同的優(yōu)選實施例。

53、應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實施例也可以是從屬權(quán)利要求或上述實施例與相應(yīng)獨立權(quán)利要求的任意組合。

54、本發(fā)明的這些和其他方面將參考下文描述的實施例變得顯而易見并且得以闡明。