[發明專利]基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法及系統

有效

• 申請號: 202010777264.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111879724B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 劉倉理;張大勇;黃立賢;儲松南;駱永全;沈志學;王海峰;曹寧翔;曾建成
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563;G06K9/00;G06F16/51;G06F16/55
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法及系統，涉及光譜成像技術，其技術方案要點是：采集面部皮膚、人皮面具的近紅外光譜數據，并根據近紅外光譜數據建立光譜數據庫；將光譜數據庫中的近紅外光譜數據輸入光譜分類算法模型進行訓練，得到光譜識別模型；通過近紅外光譜成像系統對目標物成像，根據面部檢測算法識別提取成像圖像中的面部區域；提取近紅外光譜序列圖像中屬于面部區域所有像素的面部光譜數據；將面部光譜數據輸入光譜識別模型進行識別。基于人皮面具和人面部皮膚在1400?1500nm和1900?2000nm的光譜差異，結合光譜數據庫將人皮面具識別出來，可適用于中遠距離的識別，和圖像識別相比，具有可遠程、搜索范圍寬、準確率高等優點。

技術領域

本發明涉及光譜成像技術，更具體地說，它涉及基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法及系統。

背景技術

人皮面具又稱易容面具，采用硅膠材料制成，具有真人的皮膚紋理和膚色，適用于各種膚色和臉型的人群佩戴，且佩戴后可以在一定程度上達到以假亂真的效果。人皮面具可用于影視劇拍攝、面部燒傷病人佩戴。但是，有少數不法分子佩戴人皮面具進行犯罪。2010年，一位美國籍的白人青年購買了一個黑人的面具去搶劫銀行，這是美國已知的首例帶“人皮面具”犯罪的案子。沒有任何相關經驗的警方被迷惑住了，偵查方向一直鎖定為黑人，最終還是該青年的一位女友發現了面具后立馬報警，才將此案偵破。2013年2月份以來，我國廣州、江蘇等多地警方都抓獲了利用“人皮面具”進行“易容”，入室或專門針對ATM機實施犯罪的犯罪分子。警方表示犯罪分子佩戴人皮面具后可以欺騙公共場所安裝的攝像頭，警方很難掌握犯罪分子的真實相貌，給案件的偵破帶來較高難度，并且犯罪分子將會因此更加變本加厲、有恃無恐。

目前，對于人皮面具的識別，在近距離、較長時間的觀察過程中，可以從面部細節、表情、說話聲音等方面進行辨識。據報道，用iphone手機可以識別真人和按照真人面部定制的人皮面具，其主要憑借iphone手機攝像頭的高像素和細節分辨能力。但是對于中遠距離攝像頭，由于無法獲取足夠的人臉細節，用于識別人皮面具則十分困難。

光譜成像技術利用光學濾波技術可把物質光譜劃分至幾十至幾百波段，將使我們對目標精細譜特征的辨識能力得到巨大提升，光譜成像技術在偽裝識別、地物分類、環境監測與評估、資源遙感調查、生物表皮與器官內壁表面健康狀態診斷、活體組織生理過程的監測等方面具有重大應用價值。目前，尚未見公開報道基于光譜成像分析技術的人皮面具識別技術。因此，如何研究設計一種基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法及系統是我們目前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法及系統，基于人皮面具和人面部皮膚光譜差異，并結合光譜數據庫將人皮面具識別出來，可適用于中遠距離的識別，和圖像識別相比，具有可遠程、搜索范圍寬、準確率高等優點，可適用于重要場所，實現對佩戴人皮面具人員的實時識別與監測。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

第一方面，提供了基于近紅外光譜成像的人皮面具識別方法，包括以下步驟：

采集面部皮膚、人皮面具的近紅外光譜數據，并根據近紅外光譜數據建立光譜數據庫；

將光譜數據庫中的近紅外光譜數據輸入光譜分類算法模型進行訓練，得到光譜識別模型；

通過近紅外光譜成像系統對目標物成像，根據面部檢測算法識別提取成像圖像中的面部區域；

提取近紅外光譜序列圖像中屬于面部區域所有像素的面部光譜數據；

將面部光譜數據輸入光譜識別模型進行識別，輸出識別結果。

優選的，所述近紅外光譜成像系統的光譜波長為1400-1500nm。

優選的，所述近紅外光譜成像系統的光譜波長為1900-2000nm。