[發明專利]一種基于多種脈搏波與人臉的多模態身份認證系統及其認證方法

在審

• 申請號: 202211228726.1
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115620360A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 孟濬;厲夢菡;傅幼萍
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江理工大學;紅河創新技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G06V40/16
• 分類號: G06V40/16;G06V10/74;G06V40/14;G06V40/70
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于多種脈搏波與人臉的多模態身份認證系統及其認證方法，包括數據采集模塊、特征提取模塊和多模態認證模塊。多模態身份認證方法在注冊階段將用戶人臉和接觸式手指脈搏波信息存儲至服務器，在認證階段再次采集用戶的人臉和接觸式手指脈搏波信息，并與存儲在服務器的人臉和接觸式手指脈搏波信息進行校驗認證。同時，對非接觸式人臉脈搏波和非接觸式手背脈搏波進行雙脈搏波相似性驗證。通過對人臉特征、接觸接觸式手指脈搏波特征和非接觸式雙脈搏波相似性驗證的多重身份識別，提高身份識別的安全性、同時具有活體檢測的功能。

技術領域

本發明涉及身份認證技術領域，尤其是涉及一種基于多種脈搏波與人臉的多模態身份認證系統及其認證方法。

背景技術

隨著經濟社會的快速發展，信息安全的重要性日益顯露，身份盜竊帶來的危害也更加嚴重，身份認證技術作為保護信息安全的重要手段，人們對其普遍性、特異性和穩定性等的要求不斷提高。而傳統的身份認證方式如密碼、證件等由于存在易被復制、竊取或者遺忘等缺點已經不能滿足人們的需求。生物識別技術應運而生。

目前，基于人臉、指紋、虹膜等生理特征的生物識別系統已經被廣泛應用于關鍵重要領域的訪問和控制。其中，人臉識別技術憑借其低成本、高識別率成為運用最為廣泛的生物識別技術。但與此同時，相應的攻擊手段也是層出不窮，如使用照片、視頻等技術可以輕易欺騙人臉識別系統。

現階段解決上述問題的手段是在人臉識別過程中嵌入活體檢測功能。近幾年的活體檢測方法為動作檢測，即在人臉識別過程中要求檢測對象做眨眼、點頭等動作。但這種方法對視頻攻擊的識別效果較差。另外，單一模態的人臉識別存在單一算法認證的缺陷。

基于心臟信號的生物識別相比較于傳統的生物識別則存在很多優勢：

1)內在活性：心臟運動僅存在于“活”的用戶中，系統能夠區分驗證對象是“活”用戶還是偽造攻擊；

2)高度安全：心臟信號取決于用戶的心臟肌肉結構，因此不可能被完全模仿；

人體心臟的生理信號還具有經濟高效性等特點，同時具有特征識別的條件，在生物識別領域具有巨大潛力。其中，脈搏波信號是動脈血流量隨心臟搏動變化而導致的對光的吸收量的周期性波動。該信號采集方便，適合作為生物識別系統的生理特征。

但是，相較于更為成熟的人臉識別技術，脈搏波身份認證技術的錯誤拒絕率和錯誤接受率較高，離單一模態作為身份識別技術進行廣泛應用還有一定距離。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于多種脈搏波與人臉的多模態身份認證系統及其認證方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于多種脈搏波與人臉的多模態身份認證系統，該系統包括：

接觸式脈搏波獲取模塊，用于獲取接觸式手指脈搏波；

手背視頻獲取模塊，用于獲取手背的非接觸式脈搏波；

人臉視頻獲取模塊，用于獲取人臉視頻，進一步獲取人臉圖像和人臉的非接觸式脈搏波；

接觸式手指脈搏波特征提取模塊，用于對接觸式脈搏波獲取模塊獲取的接觸式手指脈搏波信號進行預處理和特征提取，獲取用戶的接觸式手指脈搏波特征向量；

人臉特征提取模塊，用于對人臉視頻獲取模塊獲取的人臉圖像進行預處理和特征提取，獲取用戶的人臉特征向量；

接觸式手指脈搏波特征認證模塊，用于對用戶的第二接觸式手指脈搏波信號的特征向量與第一接觸式手指脈搏波信號的特征向量進行相似度比較驗證；

人臉特征認證模塊，用于對用戶的第二人臉圖像的特征向量與第一人臉圖像的特征向量進行相似度比較驗證；