[發明專利]一種基于單訓練樣本人臉識別的遠程身份認證方法

有效

• 申請號: 201210543185.1
• 申請日: 2012-12-16
• 公開（公告）號: CN103020655A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 方亮;許野平
• 申請（專利權）人: 山東神思電子技術股份有限公司
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 丁修亭

技術領域

本發明涉及一種單訓練樣本人臉識別方法。

背景技術

人臉識別技術是當前生物測定學領域中最具代表性和最富有挑戰性的重要技術方向。人臉識別是指基于已知的人臉樣本庫，利用圖像處理和/或模式識別技術從靜態或者動態場景中，識別一個或多個人臉。

當前基于人臉識別算法進行身份認證的方法通常是采用多訓練樣本的人臉識別方法，多訓練樣本是指在人臉識別之前對于待識別人采集多張照片用做訓練樣本，此種方法通常需要在識別之前對待識別人做單人多張照片的大量采樣工作，不能夠利用國家現有的單人單張照片的人臉庫；同時由于此方法需要前期大量的采集工作，對于數量較大的群體該算法也并不適用。

中國第CN?101957911A號發明專利申請公開了一種人臉識別方法及系統，其也屬于生物特征識別與無線傳輸技術領域，該發明采用的人臉識別方法是基于多樣本訓練的人臉識別方法，需要前期對待識別人做多張人臉照片采集工作。

《基于無線和有線通信技術的人臉識別網絡體系及其識別方法》（公開號CN?101873340A）則公開了一種基于無線和有線通信技術的人臉識別網絡體系及其識別方法，包含服務器，與服務器進行有線或無線通信連接的若干微機人臉識別終端、若干嵌入式人臉識別終端、若干手機終端及若干手持式專用采集終端。該發明專利申請采用的人臉識別方法是基于多樣本訓練的人臉識別方法，也需要前期對待識別人做多張人臉照片采集工作。

《基于手機攝像頭結合人臉識別技術的身份識別方法》（公開號CN?101226591A）則給出了一種無線網絡技術及模式識別領域的基于手機攝像頭結合人臉識別技術的身份識別方法，該發明專利申請強調了采集終端為手機且人臉識別算法采用的利用主成分分析(PCA)和線性鑒別分析(LDA)對候選數據集中的人臉數據進行識別訓練后，對輸入圖像的人臉區域進行識別，該方式就目前的人臉識別算法技術來講很難取得較高的識別率。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供了一種基于單訓練樣本人臉識別的身份認證方法，通過事先構建針對面部子特征的多訓練樣本集,實現對面部子特征的識別能力,并結合子特征識別融合技術，實現單訓練樣本人臉識別。

本發明采用以下技術方案：

一種基于單訓練樣本人臉識別的遠程身份認證方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）輸入人臉子特征訓練樣本素材：準備一組人臉照片，容量為M?=?m[1]+m[2]+…+m[N]，其中，N是訓練樣本中參加拍攝樣本的人的數量，m[i](1≤i≤N，m[i]≥1)是第i個人在給定的不同拍攝條件下照片的總數量；

2）構造訓練樣本：M個訓練素材，兩兩配對，產生M×M個人臉照片的訓練樣本；

3）提取每個所述訓練樣本的P個子特征，進而通過每個訓練樣本中兩張照片對應子特征之間的差值獲得每一訓練樣本的P個子特征度量模塊；

4）給定任意的訓練樣本，依據P個子特征度量模塊計算訓練樣本中兩幅圖像的差值，構造該樣本的P維樣本特征數據向量v，若訓練樣本中兩副照片代表同一個人時，v的響應值為r=1，否則r=0；

5）依據步驟4）中，對于M×M個訓練向量和對應的響應值，通過機器學習的方法，得到機器學習的訓練結果數據集；

6）輸入待識的當事人人臉照片，調用遠程的人臉圖片庫，從人臉圖片庫中取出匹配當事人的單張照片，調用P個子特征度量模塊計算出P個拓撲學距離空間意義下的距離，構成待測試向量v’，依據步驟5中的機器學習算法和訓練結果數據集，預測判定v’對應的值r’；當r’=1時，判定當事人的待識別照片與人臉圖片庫中所述單張照片對應同一人；當r’=0時，判定兩幅照片對應不同人。

通過以上技術方案可以看出，依據本發明，通過適量的人臉子特征訓練樣本，構造子特征度量模塊，進而生成P維樣本數據向量v，通過機器學習算法形成訓練結果數據集，步驟6）依據采用的機器學習算法和訓練結果數據集判斷某對于單訓練樣本的照片和輸入的待識別照片進行識別，這種方式大大提高了識別率，使單訓練樣本人臉識別方法具有產業應用前景。在步驟6）中，子特征的差值泛指兩個字特征向量在其所在拓撲學意義下距離空間內的距離。

上述基于單訓練樣本人臉識別的遠程身份認證方法，在步驟2）之前還包括對樣本素材尺度標準化的步驟：統一所有照片上人的瞳孔平均坐標，且統一每一照片上的兩瞳孔間距，并把所述照片規整為同一尺寸。

上述基于單訓練樣本人臉識別的遠程身份認證方法，對樣本素材尺寸標準化后還包括對樣本素材灰度化的步驟。