[發明專利]基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法

在審

• 申請號: 202011608968.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112633217A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王晨陽;張英亮;鐵志波;丁暉輝;齊曉強;傅亮
• 申請（專利權）人: 蘇州金瑞陽信息科技有限責任公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T17/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;丁浩秋

1.一種基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：獲取形成了預期的視線方向的人臉圖像；

S02：檢測圖像中的人臉，獲取人臉特征點，提取人臉的眼部區域；

S03：檢測檢測眼球中心和半徑，建立三維眼球模型，并提取虹膜邊緣進行圓擬合，確定最終的虹膜中心；

S04：獲取虹膜中心和眼球中心，計算得到視線方向；

S05：將計算得到的視線方向與預期的視線方向對比，若不一致，則判定目標人臉為非活體；若一致，則判定目標人臉為活體。

2.根據權利要求1所述的基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法，其特征在于，所述步驟S01中預期的視線方向的形成包括，在屏幕上顯示預設的指示點，提示用戶注視屏幕上的指示點并持續一定時間，得到預期的視線方向。

3.根據權利要求1所述的基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法，其特征在于，所述步驟S03具體包括以下步驟：

S31：根據眼部區域特征點計算左、右眼的虹膜半徑R_i、眼球中心(u_e,v_e)和眼球半徑R_e；

S32：以眼球中心為原點建立三維坐標系，建立三維眼球模型；

S33：計算虹膜中心坐標(x_ic,y_ic,z_ic)，計算公式為：

虹膜上的點(x_i，y_i，z_i)表示為：

x_ic(x_i-x_ic)+y_ic(y_i-y_ic)+z_ic(z_i-z_ic)0 (2)

根據虹膜上的點亦是眼球上的點得到：

其中，r_e為三維坐標系下的眼球半徑；

S34：聯立式(1)、式(3)，并將其轉換為相機空間下的方程：

其中，眼球中心坐標為(x_ec，y_ec，z_ec)；

S35：將相機坐標系轉換成像平面坐標系，將成像平面坐標系轉換像素坐標系，則將式(4)轉換為：

其中，(u_ic,v_ic)為虹膜中心坐標，(u_i，v_i)為虹膜邊界上的點。

4.根據權利要求3所述的基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法，其特征在于，所述步驟S04中，計算虹膜中心點與眼球中心點之間向量的斜率將斜率k作為視線方向。

5.根據權利要求1所述的基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測方法，其特征在于，重復執行多次步驟S01-S05，每次隨機顯示預設的指示點。

6.一種基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測系統，其特征在于，包括：

預期視線方向獲取模塊：獲取形成了預期的視線方向的人臉圖像；

眼部區域檢測模塊：檢測圖像中的人臉，獲取人臉特征點，提取人臉的眼部區域；

虹膜中心計算模塊：檢測眼球中心和半徑，建立三維眼球模型，并提取虹膜邊緣進行圓擬合，確定最終的虹膜中心；

視線方向計算模塊：獲取虹膜中心和眼球中心，計算得到視線方向；

判斷模塊：將計算得到的視線方向與預期的視線方向對比，若不一致，則判定目標人臉為非活體；若一致，則判定目標人臉為活體。

7.根據權利要求6所述的基于三維眼球模型計算視線方向的人臉識別活體檢測系統，其特征在于，所述預期視線方向獲取模塊中預期的視線方向的形成包括，在屏幕上顯示預設的指示點，提示用戶注視屏幕上的指示點并持續一定時間，得到預期的視線方向。