[發明專利]一種基于光照成分的人臉活體檢測方法

有效

• 申請號: 201510742510.0
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105320947B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 翁斌
• 申請（專利權）人: 博宏信息技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

本發明公開了一種基于光照成分的人臉活體檢測方法，本發明所采用的方法既不依賴于復雜的三維重構，也不依賴于人臉特征點檢測，而側重提取人臉照片中的光照信息進行活體檢測，可以安全地區分真實人臉和照片人臉，并且在進行檢測時，僅需要用戶隨意地擺動頭部，而不需要嚴格地在特定時間做不同種動作，用戶體驗比較友好；由于本發明不依賴于人臉特征點檢測，避免特征點檢測所帶來的準確度下降、計算復雜等不足；同時本發明不涉及人臉三維恢復，這樣計算速度較快，可以進行實時處理。

技術領域

本發明涉及一種基于光照成分的人臉活體檢測方法。

背景技術

近幾年來，生物特征識別技術有了長足的進展，常用的生物特征有人臉、指紋、虹膜等。用生物特征進行個人身份識別在全球有著廣泛的應用，通過這些生物特征信息可以準確地區分真實登陸者和偽造登陸者。但是，生物特征識別存在著各種各樣的威脅，比如用偽造的人臉、指紋和虹膜的照片進行登陸等等。判別向系統提交的生物特征是否來自有生命的個體，防止惡意偽造者通過竊取他人的生物特征用于身份識別，形成了生物特征識別系統的活體檢測。人臉識別技術由于其具有方便、易于為人接受等優點，近年來被廣泛用于身份識別、視頻監測及視頻資料檢索分析方面。但是，在人臉識別技術從研究走向實際應用的過程中，必須解決人臉識別技術的安全性威脅。通常，偽造登陸人臉識別系統的形式可以歸為以下幾種：照片人臉，人臉視頻片斷，仿造的三維人臉模型。其中，照片人臉較其它方式更加容易獲得,也最多出現在偽造登陸人臉識別系統中。為了使人臉識別系統能夠走向實用，需要設計能夠抵御照片人臉登陸威脅的人臉活體檢測系統。人臉活體檢測和人臉識別是相輔相成的，人臉活體檢測技術的成熟與否決定著人臉識別是否能走向實際應用。

在人臉活體檢測領域，現有的檢測方法，主要有下面幾種：1)通過運動來估計三維深度信息。真實人臉和照片人臉的不同之處在于真實人臉是有深度信息的三維物體，而照片是二維的平面，因此可以通過借助人臉的轉頭運動獲取多張照片來重構三維人臉，從而區別真實人臉與照片人臉。這種方法的缺點在于三維人臉重構需要對多張照片中的人臉特征點進行精準跟蹤，而目前這個技術尚存在較大調整。另外，基于三維人臉重構的方法計算復雜度非常高，無法達到實時應用需求。2)通過分析照片人臉和真實人臉的高頻分量比例來區分兩者。這種方法的基本假設是認為照片人臉成像和真實人臉成像相比，損失了高頻信息。該方法能有效地檢測低辨認分辨率的照片人臉，但對于高分辨率的照片并不適用。3)直接對人臉照片提取特征并且設計分類器來區分照片人臉和真實人臉。該方法實際上忽略在真實人臉應有的三維幾何信息，難以達到理想的區分精度。4)基于交互動作的判斷。系統隨機向用戶發送各種運動命令(如轉頭、點頭、張嘴、眨眼等)，用戶按照命令做出各種相應的動作，系統通過分析這些動作來區別真實人臉與照片人臉的區別。該方法需要對各種動作進行判斷，要求多種復雜的算法，且判斷準確度與效率都不夠盡人意。尤其對張嘴、閉嘴、眨眼等動作的判斷需要對人臉特征點進行精確跟蹤，這本身具有非常大的挑戰。另外，這類方法要求用戶嚴格根據指令做多種動作，用戶體驗不夠好。

發明內容

為了解決目前分辨照片人臉和真實人臉的方法存在計算復雜、適應性不佳、區分精度不足、效率較低的技術問題，本發明提供一種準確度高、實時性好且用戶體驗友好的一種基于光照成分的人臉活體檢測方法。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是，

一種基于光照成分的人臉活體檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：拍攝人體頭部運動視頻，并從所拍攝的人體頭部運動視頻中裁剪人臉圖像；

步驟二：對步驟一中所裁剪的每張人臉圖像，根據朗伯反射模型來表示圖像，然后進行離散余弦變換，得到每張圖像的光照成分；

步驟三：根據得到的每張圖像的光照成分，計算連續的視頻幀中人臉圖像的光照成分的平均局部方差；

步驟四：根據得到的平均局部方差與預設閾值進行比較，以判別圖像中的人臉是否為真實人臉。