[發明專利]一種嵌入式活體人臉跟蹤系統

有效

• 申請號: 201810514930.7
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108764126B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 馬宏賓;宋利;李詩琦
• 申請（專利權）人: 鄭州目盼智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務所(普通合伙) 41155
• 代理人: 張擎

本發明公開了一種嵌入式活體人臉跟蹤系統，該方法依靠嵌入式人臉跟蹤系統來實現，包括人臉活體紋理特征識別、支持向量機訓練和人臉活體檢測單元，基于對采集到的人臉活體紋理特征，結合支持向量機給出當前人臉的真偽性判斷，從嵌入式人臉跟蹤系統的攝像頭獲取一張當前圖片，判斷當前圖片上每個人臉是否已經被活體或者偽體跟蹤模塊跟蹤，若未被跟蹤，則利用上述紋理特征提取方法提取當前人臉的紋理特征，輸入訓練好的支持向量機進行活體預測，判斷為活體，則加入活體檢測跟蹤模塊，否則加入偽體跟蹤模塊；若所有的人臉均已被跟蹤，則不采取動作。本發明針對單幀圖像中的人臉進行圖像分析，無需連續的多幀，判斷時間降低，提高了系統的實時性。

技術領域

本發明涉及圖像處理和計算機視覺技術領域，具體的說是一種嵌入式活體人臉跟蹤系統。

背景技術

我國已經進入了智能安防的加速發展階段，城市中安置的攝像頭越來越多，背后的視頻網絡也越來越復雜龐大。但是，這些視頻的利用率卻并不高，主要的使用者是警方，視頻的產生速度已經遠遠大于數據的使用和處理速度。如何真正將海量的視頻轉化為有效的信息，是當前智能安防領域急需解決的一個問題。

無論是人臉識別，還是目標跟蹤，這兩種智能安防中常用的技術手段都無法解決檢測到的人臉是否是真實的，即這兩者的結合無法排除照片、視頻、面具等偽體的攻擊，因此活體檢測也是安防系統的一個重要的組成部分。活體檢測既可以及時發現并排除偽人臉的攻擊，提高安防系統的安全性，又可以對視頻中的非活體信息進行剔除，精簡原始視頻數據。

目前用于嵌入式的活體檢測多基于檢測相鄰幀之間面部表情的變化，或者讓客戶做出特定的表情來判斷人臉的真偽性。這種方法檢測時間長，實時性較差，用戶友好性一般，對視頻攻擊防御效果較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種嵌入式活體人臉跟蹤系統，實現實時的活體人臉跟蹤和人為攻擊預警，活體識別精度高、速度快。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種嵌入式活體人臉跟蹤系統，該方法依靠嵌入式人臉跟蹤系統來實現，嵌入式人臉跟蹤系統包括攝像頭模塊、顯示模塊、處理器模塊以及通信模塊，攝像頭模塊通過GPIO接口與處理器模塊連接，顯示模塊通過LCD顯示器接口與處理器模塊連接，通信模塊通過串口與處理器模塊連接，它包括人臉活體紋理特征識別、支持向量機訓練和人臉活體檢測單元，包括以下步驟：

A、人臉活體紋理特征識別單元：

獲取裁剪好的人臉圖像，在一個以中心像素為圓心，半徑大于一個像素的圓上均勻取點，選定一個閾值TH，將像素取值范圍等分為三部分，將取樣點的像素值與中心像素值進行比較，根據閾值的選取將比較結果記為1，0或-1，如果取樣點的像素值大于中心像素值與TH的和，則結果記為1；如果取樣點的像素值小于中心像素值與TH的差，則結果記為-1，否則結果記為0；

以順時針或逆時針將所有鄰域的比較結果排成一個偽二進制數a，并將二進制數a轉為標準十進制數作為中心像素點的特征數s；

對于圖像某一通道中所有具有該鄰域的像素點提取上述特征數，并將偽二進制數相鄰兩位之間跳變次數T大于閾值的特征數歸一化為該類中最小的正數9，即將T大于9的像素對應像素值設定為9，跳變次數的計算方法為：

（1）

其中不等號為邏輯計算符號，若兩邊的值相等則計算結果為0，否則為1；

對該通道中所有特征數的出現頻率進行統計，統計結果作為區分真偽人臉的特征向量，統計歸一化后矩陣中各數值出現的次數，除以矩陣中元素的總數（64×64）即為其出現的頻率，所有的頻率按矩陣中數值從小到大的順序排成一列，即為最終人臉圖像紋理特征的特征向量；

B、支持向量機訓練單元：