[發明專利]基于FMCW雷達與人臉跟蹤識別的活體身份認證方法

在審

• 申請號: 202011330703.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112364808A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 王啟松;劉丹;董哲寧;唐嘉澤;鐘小聰;張美妍;曹天傲;孫金瑋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G01S13/88
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

基于FMCW雷達與人臉跟蹤識別的活體身份認證方法，涉及身份識別技術領域。本發明是為了解決現有的人臉識別技術難以精確的對照片、視頻、建模等欺騙手段進行區分的問題。本發明首先通過FMCW雷達對測量物進行呼吸及心跳信號檢測，當被測物具有呼吸及心跳信號后將對人臉進行檢測，跟蹤及特征提取，并通過FMCW雷達提取當前測量人員的呼吸信號特征，最后對提取的面部特征及人員呼吸特征分別與訓練集的樣本進行比對，當兩部分的比對結果均為是時，則身份識別成功，若存在一個甚至多個不是，則識別失敗。

技術領域

本發明屬于身份識別技術領域。

背景技術

隨著計算機網絡技術的迅速發展，身份識別與鑒定技術作為保障人們基本權益的重要手段日益受到重視，成功驗證人員身份是進行下一步操作的前提。臉是一種完全開源且易于采集、使用方便、精確度高、檢測速度快、魯棒性高的生物特征。因此人臉識別驗證技術是目前基于生物特征的身份驗證技術的重要組成之一。

現有人臉跟蹤識別的活體身份認證方法是通過圖像光電容積描記法(iPPG)，通過記錄該變化實現非接觸式的心率測量，從而可以達到活體身份認證的目的。但是，因為iPPG是一種基于光線變化的測量方法，其受環境影響較大，如環境光，在霧霾條件下，光的散射會使檢測結果準確度降低。

綜上所述，在現有的人臉識別研究中，并沒有一種能夠很好的實現對照片、視頻、建模等欺騙手段進行區分的手段。

發明內容

本發明是為了解決現有的人臉識別技術難以精確的對照片、視頻、建模等欺騙手段進行區分的問題，現提供基于FMCW雷達與人臉跟蹤識別的活體身份認證方法。

基于FMCW雷達與人臉跟蹤識別的活體身份認證方法，包括以下步驟：

步驟1：利用FMCW雷達監測系統采集被測對象的呼吸及心跳信號，當采集到被測對象的呼吸及心跳信號時，同時執行步驟2a1和步驟2b1，否則結束身份認證；

步驟2a1：分別利用VPD尋峰算法、歸一化短時能量、HHT變換提取呼吸信號的特征，然后執行2a2，

步驟2a2：將被測對象呼吸信號的特征與呼吸樣本集進行比對，判斷樣本集中是否存在該被測對象呼吸信號的特征，是則執行步驟三，否則結束身份認證，所述呼吸樣本集中包括活體呼吸信號的特征；

步驟2b1：采集被測對象圖像，利用級聯分類器對被測對象圖像進行人臉檢測，當檢測結果為人臉圖像時執行步驟2b2，

步驟2b2：利用LBP算子模型對被測對象圖像進行身份識別，并將識別結果與身份樣本集進行比對，判斷身份樣本集中是否存在該識別結果，是則執行步驟三，否則結束身份認證，所述身份樣本集中包括活體身份信息；

步驟3：判斷步驟2a2的判斷結果和當步驟2b2的判斷結果是否均為是，是則被測對象身份為真，否則被測對象身份為假。

上述FMCW雷達監測系統采集被測對象的呼吸及心跳信號的方法為：

利用合成器生成線性調頻脈沖，并通過TX天線發射該線性調頻脈沖，利用RX天線捕捉被測對象反射的線性調頻脈沖；

將TX天線發射的線性調頻脈沖與RX天線捕捉的線性調頻脈沖合并，生成中頻信號；

依次對中頻信號進行帶通濾波和AD采樣；

對采樣后數據進行FFT變換，獲得呼吸及心跳信號的波形和頻率。

上述步驟2a1利用VPD尋峰算法提取呼吸信號的特征的具體方法包括以下步驟：

步驟21：利用三點移動平均平滑濾波器消除呼吸信號在濾波時產生的相移；