ECO-ID: Event-Camera based Optical System for Secure Multi-User Ultra-Low Latency Identification

📄 arXiv: 2608.16858v1 📥 PDF

作者: Subham Sabud, Chengling Xu, Feng Ye

分类: eess.SP, cs.CR, cs.IT, cs.NI, eess.SY

发布日期: 2026-08-17

备注: 6 pages, 5 figures, and 2 tables. Submitted to IEEE globecom

💡 一句话要点

提出ECO-ID以解决多用户超低延迟识别问题

🎯 匹配领域: 支柱八：物理动画 (Physics-based Animation)

关键词: 事件相机 可见光通信 超低延迟识别 多用户系统 时空编码 安全性 隐私保护

📋 核心要点

  1. 现有的设备识别方法如密码和二维码在多用户场景中存在输入繁琐和响应延迟等问题，难以满足超低延迟的需求。
  2. ECO-ID通过事件相机和可见光通信技术，采用时空编码设计，实现多用户的快速身份识别，避免了传统方法的局限性。
  3. 实验结果显示，ECO-ID在0.64毫秒的平均延迟下，能够实现约99.8%的定位精度和98.7%的识别率，性能显著提升。

📝 摘要（中文）

随着时间敏感的交互系统对多用户超低延迟设备识别的需求增加，现有方法如密码、二维码和RFID/NFC受到人机输入、帧基传感或近接范围的限制。本文提出ECO-ID，一种基于事件相机的光学系统，利用可见光通信实现多用户超低延迟识别。ECO-ID通过微秒级分辨率的亮度变化异步观察，采用时空编码设计：不重叠的LED子集为用户提供空间分离，而用户特定的时间延迟编码身份，无需用户间同步。光学通道和事件驱动的传感减少了全场景捕获的需求，降低了RF攻击面，同时实现快速的令牌验证，具备新鲜性和重放保护。原型实现表明，ECO-ID在0.64毫秒的平均延迟下，能够实现约99.8%的定位精度和98.7%的识别率，理论上支持数十个并发用户的识别。总体而言，ECO-ID为时间敏感的交互环境提供了一种快速、注重隐私和安全的可扩展多用户识别方案。

🔬 方法详解

问题定义：本文旨在解决多用户环境下设备识别的超低延迟需求，现有方法如密码和二维码在响应速度和用户输入上存在明显不足。

核心思路：ECO-ID通过利用事件相机的微秒级分辨率和可见光通信，采用时空编码设计，允许用户在不需要同步的情况下进行身份识别。

技术框架：ECO-ID的整体架构包括事件相机捕捉亮度变化、LED子集提供空间分离、用户特定的时间延迟编码身份，以及快速的令牌验证机制。

关键创新：ECO-ID的主要创新在于其时空编码设计，利用异步观察和光学通道，显著减少了对全场景捕获的需求，并降低了RF攻击面。

关键设计：在设计中，LED子集的选择、时间延迟的设置以及事件驱动的传感机制是关键参数，确保了高效的身份编码和快速的验证过程。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

实验结果表明，ECO-ID在0.64毫秒的平均延迟下，能够实现约99.8%的定位精度和98.7%的识别率，显示出其在多用户环境下的高效性和可靠性，远超传统方法的性能。

🎯 应用场景

ECO-ID的潜在应用领域包括智能家居、公共场所的安全识别、虚拟现实和增强现实等场景，能够在需要快速响应的交互环境中提供高效的用户身份识别解决方案。其隐私保护和安全意识的设计也使其在敏感信息处理方面具有实际价值。

📄 摘要（原文）

Time-critical interactive systems increasingly require ultra-low-latency device identification for multiple users, yet prevailing approaches such as passwords, QR codes, and RFID/NFC are constrained by human input, frame-based sensing, or near-contact range. This paper presents ECO-ID, an event-camera-based optical system for multi-user, ultra-low-latency identification over visible light communication (VLC). Leveraging microsecond-resolution, asynchronous observations of brightness transitions, ECO-ID employs a spatiotemporal coding design: disjoint LED subsets provide spatial separation among users, while user-specific timing delays encode identities without inter-user synchronization. The optical channel and event-driven sensing reduce full-scene capture relative to frame cameras and limit the RF attack surface, while enabling rapid token verification with freshness and replay protection. We implement a prototype and demonstrate that ECO-ID can practically achieve approximately 99.8\% localization and 98.7\% identification with 0.64 ms mean latency, while theoretically supporting identification at the scale of tens of concurrent users. Overall, ECO-ID provides a fast, privacy-conscious, and security-aware alternative for scalable multi-user identification in time-critical interactive environments.