CN108121977A - 一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统，其中，所述方法包括第一识别步骤，所述第一识别步骤通过获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是则认为目标为伪装者，提高了人脸识别的准确度；或者，所述第一识别步骤通过向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，提高了人脸识别的准确度；或者，所述第一识别步骤通过接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，提高了人脸识别的准确度。

Description

一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统

技术领域

本发明涉及移动终端通信技术领域，具体涉及一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统。

背景技术

越来越多的智能终端开始支持人脸检测功能，并通过人脸识别进行解锁或者支付。然而现有的移动终端在进行人脸识别时存在误识别的问题。例如i Phone X采用的是3D结构光进行3D建模还原出人脸，进而判定是否是使用者，从而解锁或不解锁。然而这一方式容易被立体面具攻击，即，可做一个和真人比较相似的立体面具，套在伪装者身上，模拟使用者的正常使用，即是可以误导识别系统判定是使用者，从而解锁。从原理上来讲，只要是用3D结构光来建模，依据反射回来的信息还原出人脸，并和预设的人脸一样，即可解锁。其他手机可能采用拍照获取人脸图像，进而对人脸图像进行识别，从而解锁手机。这种方式容易受到照片攻击，即伪装者盗用使用者的照片，或通过放大照片到和人脸一样的大小让手机人脸识别出预先设置的信息点，从而解锁手机。可见，现有的人脸识别方式存在误识别，无法保护手机的信息安全。

发明内容

本发明旨在提供一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统，以提高人脸识别的准确度。

本发明第一方面提供一种活体人脸识别方法,包括如下步骤：

第一识别步骤，包括五官判断子步骤、材料判断子步骤、温度判断子步骤中的至少一种；

所述五官判断子步骤，获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；

所述材料判断子步骤，向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败；

所述温度判断子步骤，接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败。

所述的活体人脸识别方法，其中，还包括如下步骤：

第二识别步骤：采用非第一识别步骤中的人脸识别方法识别目标；所述第二识别步骤在第一识别步骤之前或之后；

在先的识别步骤识别成功后，解锁移动终端并进入后一识别步骤；在后的识别步骤识别失败后，提示用户输入密码，在用户输入的密码正确后解锁。

所述的活体人脸识别方法，其中，所述五官判断子步骤还包括：

获取间隔预设时间的两个目标图像，分别从两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败。

所述的活体人脸识别方法，其中，所述第一识别步骤和第二识别步骤的先后顺序随机；所述第一识别步骤包括五官判断子步骤、材料判断子步骤和温度判断子步骤，三个子步骤的先后顺序随机。

本发明第二方面提供一种活体人脸识别系统，包括：

第一识别模块，包括五官判断子模块、材料判断子模块、温度判断子模块中的至少一种；

所述五官判断子模块，用于获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；

所述材料判断子模块，用于向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败；

所述温度判断子模块，用于接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败。

所述的活体人脸识别系统，其中，还包括：

第二识别模块，用于采用与第一识别模块不同的方式对目标进行人脸识别；所述第二识别模块在第一识别模块之前或之后进行人脸识别；

解锁模块，用于接收第一识别模块和第二识别模块输出的识别结果；若先收到识别成功的结果，则解锁移动终端；之后收到识别失败的结果，则提示用户输入密码，在用户输入的密码正确后解锁移动终端。

所述的活体人脸识别系统，其中，所述五官判断子模块还用于：获取间隔预设时间的两个目标图像，分别从两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败。

所述的活体人脸识别系统，其中，所述第一识别模块和第二识别模块进行人脸识别的先后顺序随机；所述第一识别模块包括五官判断子模块、材料判断子模块和温度判断子模块，三个子模块进行人脸识别的先后顺序随机。

本发明第三方面提供一种移动终端，包括：

相机；

显示屏；

存储器，用于存储程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现上述所述的活体人脸识别方法。

本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述所述的活体人脸识别方法。

本发明的有益效果：本发明提供了一种移动终端及其活体人脸识别方法和系统，其中，所述方法包括第一识别步骤，所述第一识别步骤通过获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是则认为目标为伪装者，提高了人脸识别的准确度；或者，所述第一识别步骤通过向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，提高了人脸识别的准确度；或者，所述第一识别步骤通过接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，提高了人脸识别的准确度。

附图说明

图1为本发明提供的活体人脸识别方法中，第一识别步骤的流程图；

图2为本发明提供的活体人脸识别方法中，实施例二的流程图；

图3为本发明提供的活体人脸识别系统中，实施例三的结构框图；

图4为本发明提供的活体人脸识别系统中，实施例四的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

实施例一：

本发明提供的活体人脸识别方法包括第一识别步骤,所述第一识别步骤通过获取目标数据，来排除目标为佩戴面具的伪装者。请参阅图1，所述第一识别步骤包括五官判断子步骤S110、材料判断子步骤S120、温度判断子步骤S130中的至少一种。本实施例以移动终端为例进行说明，所述移动终端包括手机、平板电脑、智能穿戴式设备等。本实施例的活体人脸识别方法包括以上三种子步骤，采用三种不同的方式进行人脸识别，极大的提高了准确性。

所述五官判断子步骤S110：通过移动终端的相机获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；若否，则识别成功。所述目标即人脸。若伪装者的头部戴有立体面具，则嘴巴、眼睛、鼻子、耳朵等五官部分会露出，尤其是鼻子(需要呼吸)，因此面部与立体面具的交界处过度不均匀，本发明通过判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，极大的提高了人脸识别的准确性。所述五官图像信息，包括眼睛图像信息，鼻子图像信息，嘴巴图像信息，耳朵图像信息中的至少一种。判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，具体为：判断所述五官图像的边缘噪声是否超过预设噪声值，若超过则认为边缘过度不均匀。所述预设噪声值可以是一经验值，能将真人五官图像的边缘噪声与佩戴面具的伪装者的边缘噪声区分即可。

进一步的，所述五官判断子步骤S110还包括，获取间隔预设时间的两个目标图像，其中一个目标图像可采用上段中的目标图像；分别从这两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败；在所述差异高于预设值时识别成功。正常的用户的表情会存在微小变化，但是对于采用立体面具进行攻击的伪装者来说就是高度一致，因此，本发明通过比较前后两次目标图像的五官的一致性来排除伪装者，提高了活体人脸识别的精度。

所述材料判断子步骤S120：

向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光；具体的，通过移动终端的红外传感器向目标发出红外线，通过所述红外传感器接收反射回的红外线。所述红外传感器设置在移动终端的正面。

根据出射和反射的红外线光强计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者；具体的，判断所述反射率是否处于预设区间内，若是则识别成功；若否，则认为目标为伪装者，识别失败。所述预设区间可以是一个经过采样的真人反射率区间，也可以是用户本人面部的反射率，以区分真人与面具的反射率。人的皮肤和仿真的物体的反射率不同。本发明通过将采集的反射率与用户本人的反射率进行对比，当差异过大，超出正常合理的范围时，就判定识别失败，提高了人脸识别的准确性。

所述温度判断子步骤S130：

通过移动终端的红外传感器接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，具体的，判断所述感应温度是否属于预设的人体温度区间，若是，则识别成功；若否，则认为目标为伪装者，识别失败。可以通过获取大量真人的感应温度来建立所述人体温度区间，或者采用经验值，能用来区分真人和面具即可。若伪装者使用立体面具攻击，则红外传感器感应出来的温度和人体面部的正常温度存在巨大的差异。本发明通过面部温度来排除伪装者，提高了活体人脸识别的准确性。

上述步骤中，在识别失败后，提示用户输入密码，在用户输入正确的密码后进行解锁或者支付。

可见，本实施例可避免被立体面具攻击，提高了活体人脸识别的准确度，保护了移动终端的信息安全。

实施例二：

本实施例在实施例一第一识别步骤的基础上再增加一个第二识别步骤，所述第二识别步骤在第一识别步骤之前或之后；本实施例以第二识别步骤在第一识别步骤之前为例进行说明。请参阅图2，本实施例的活体人脸识别方法包括如下步骤：

所述第二识别步骤S20：采用非第一识别步骤S10中的人脸识别方法识别目标；例如，通过红外传感器向目标发出不可见光，红外传感器接收反射光，根据接收的反射光的信息，通过3D建模还原出人脸。进而判定是否是使用者。当然，第二识别步骤也可以采用常规的人脸识别方式。

在先的识别步骤识别成功后，解锁移动终端并进入后一识别步骤；在后的识别步骤识别失败后，提示用户输入密码，此时用户除了输入密码，无法进行其他操作，直到用户输入正确的密码后，才恢复解锁状态。本实施例中，第二识别步骤S20先进行识别，识别成功后说明目标为人脸，解锁移动终端；此时的目标虽然跟用户预存的人脸很接近，但无法排除是否有带面具的伪装者；故继续进行上述的第一识别步骤S10，以排除伪装者的面具攻击。进行两次识别时间较长，为不影响用户的使用，在先的识别步骤识别成功后立即解锁，同时激活在后的识别步骤。待在后的识别步骤识别成功后，或者用户输入的密码正确后，才算完成整个活体人脸识别，移动终端真正解锁或者支付。

可见，本实施例中，可在常规的人脸识别方法中加入第一识别步骤，实现活体人脸的识别，适应范围广，无需改变现有移动终端的硬件，活体人脸识别准确性好。

为避免活体人脸识别的方式被他人知晓而被破解，本实施例中，所述第一识别步骤S10和第二识别步骤S20的先后顺序随机。用户每次解锁，仍然只需拿起手机，面部正常对着屏幕即可；但手机每次对用户进行完整的活体人脸识别，第一识别步骤S10和第二识别步骤S20的先后采用随机顺序，他人无法得知规律，因而很难有针对性的破解，从而提高了活体人脸识别的安全性。进一步的，所述第一识别步骤S10中，五官判断子步骤S110、材料判断子步骤S120和温度判断子步骤S130，三个子步骤的先后顺序随机，进一步提高了破解活体人脸识别的难度，加强了安全。

实施例三：

基于实施例一提供的活体人脸识别方法，本实施例提供一种活体人脸识别系统，包括第一识别模块和解锁模块30，如图3所示，所述第一识别模块包括五官判断子模块110、材料判断子模块120、温度判断子模块130中的至少一种。本实施例以移动终端为例进行说明，所述移动终端包括手机、平板电脑、智能穿戴式设备等。本实施例的第一识别模块包括以上三个子模块，所述活体人脸识别系统还包括相机140和红外传感器150。所述相机140和红外传感器150设置在移动终端的正面。

所述五官判断子模块110，用于通过移动终端的相机140获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；若否，则识别成功。所述目标即人脸。若伪装者的头部戴有立体面具，则嘴巴、眼睛、鼻子、耳朵等五官部分会露出，尤其是鼻子(需要呼吸)，因此面部与立体面具的交界处过度不均匀，本发明通过判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，极大的提高了人脸识别的准确性。所述五官图像信息，包括眼睛图像信息，鼻子图像信息，嘴巴图像信息，耳朵图像信息中的至少一种。判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，具体为：判断所述五官图像的边缘噪声是否超过预设噪声值，若超过则认为边缘过度不均匀。所述预设噪声值可以是一经验值，能将真人五官图像的边缘噪声与佩戴面具的伪装者的边缘噪声区分即可。

进一步的，所述五官判断子模块还用于：通过相机140获取间隔预设时间的两个目标图像，分别从两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败；在所述差异高于预设值时识别成功。正常的用户的表情会存在微小变化，但是对于采用立体面具进行攻击的伪装者来说就是高度一致，因此，本发明通过比较前后两次目标图像的五官的一致性来排除伪装者，提高了活体人脸识别的精度。

所述材料判断子模块120，用于向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光；具体的，通过移动终端的红外传感器150向目标发出红外线，通过所述红外传感器150接收反射回的红外线。根据出射和反射的红外线光强计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者；具体的，判断所述反射率是否处于预设区间内，若是则识别成功；若否，则认为目标为伪装者，识别失败。所述预设区间可以是一个经过采样的真人反射率区间，也可以是用户本人面部的反射率，以区分真人与面具的反射率。人的皮肤和仿真的物体的反射率不同。本发明通过将采集的反射率与用户本人的反射率进行对比，当差异过大，超出正常合理的范围时，就判定识别失败，提高了人脸识别的准确性。

所述温度判断子模块130，用于通过移动终端的红外传感器150接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，具体的，判断所述感应温度是否属于预设的人体温度区间，若是，则识别成功；若否，则认为目标为伪装者，识别失败。可以通过获取大量真人的感应温度来建立所述人体温度区间，或者采用经验值，能用来区分真人和面具即可。若伪装者使用立体面具攻击，则红外传感器感应出来的温度和人体面部的正常温度存在巨大的差异。本发明通过面部温度来排除伪装者，提高了活体人脸识别的准确性。

所述解锁模块30，用于接收第一识别模块输出的识别结果，在识别失败后，通过显示屏提示用户输入密码，在用户输入正确的密码后进行解锁或者支付。

可见，本实施例可避免被立体面具攻击，提高了活体人脸识别的准确度，保护了移动终端的信息安全。

实施例四：

基于实施例二提供的活体人脸识别方法，本实施例提供一种活体人脸识别系统，如图4所示，包括第二识别模块20、上述的第一识别模块10以及上述的解锁模块30。所述第二识别模块20在第一识别模块10之前或之后进行人脸识别。本实施例以第二识别模块20在第一识别模块10之前进行人脸识别为例进行说明。

所述第二识别模块20，用于采用与第一识别模块10不同的方式对目标进行人脸识别；例如，通过红外传感器150向目标发出不可见光，红外传感器150接收反射光，根据接收的反射光的信息，通过3D建模还原出人脸。进而判定是否是使用者。当然，第二识别模块20可以采用常规的人脸识别方式。

所述解锁模块30，用于接收第一识别模块10和第二识别模块20输出的识别结果；若先收到识别成功的结果，则解锁移动终端；之后收到识别失败的结果，则提示用户输入密码，在用户输入的密码正确后解锁移动终端。换而言之，第二识别模块20识别成功后，即解锁移动终端，同时第一识别模块10开始活体人脸识别，若识别成功则继续保持解锁状态，若识别失败，则提示用户输入密码，此时用户除了输入密码，无法进行其他操作，直到用户输入正确的密码后，才恢复解锁状态。采用两个不同的识别模块进行人脸识别，考虑到两次识别时间较长，为不影响用户的使用，在先的识别步骤识别成功后立即解锁，同时激活在后识别的识别模块。待在后的识别模块识别成功后，或者用户输入的密码正确后，才算完成整个活体人脸识别，移动终端真正解锁或者支付。即确保了人脸识别的准确性又不会增加用户的等待时间。

为避免活体人脸识别的方式被他人知晓而被破解，本实施例中，所述第一识别模块10和第二识别模块20进行人脸识别的先后顺序随机。所述第一识别模块10的五官判断子模块110、材料判断子模块120和温度判断子模块130进行人脸识别的先后顺序也随机；以提高破解活体人脸识别的难度，加强了安全。

实施例五：

本实施例提供的移动终端，包括相机、显示屏、存储器和处理器。所述存储器用于存储程序。所述处理器用于通过执行所述存储器存储的程序以实现上述所述的活体人脸识别方法。由于所述移动终端的活体人脸识别方式和特点在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法和系统的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机(例如计算机处理器)执行该程序以实现上述功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的可读存储介质中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行可读存储介质中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种活体人脸识别方法,其特征在于，包括如下步骤：

第一识别步骤，包括五官判断子步骤、材料判断子步骤、温度判断子步骤中的至少一种；

所述五官判断子步骤，获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；

所述材料判断子步骤，向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败；

所述温度判断子步骤，接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败。

2.根据权利要求1所述的活体人脸识别方法，其特征在于，还包括如下步骤：

第二识别步骤：采用非第一识别步骤中的人脸识别方法识别目标；所述第二识别步骤在第一识别步骤之前或之后；

在先的识别步骤识别成功后，解锁移动终端并进入后一识别步骤；在后的识别步骤识别失败后，提示用户输入密码，在用户输入的密码正确后解锁。

3.根据权利要求1所述的活体人脸识别方法，其特征在于，所述五官判断子步骤还包括：

获取间隔预设时间的两个目标图像，分别从两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败。

4.根据权利要求2所述的活体人脸识别方法，其特征在于，所述第一识别步骤和第二识别步骤的先后顺序随机；所述第一识别步骤包括五官判断子步骤、材料判断子步骤和温度判断子步骤，三个子步骤的先后顺序随机。

5.一种活体人脸识别系统，其特征在于，包括：

第一识别模块，包括五官判断子模块、材料判断子模块、温度判断子模块中的至少一种；

所述五官判断子模块，用于获取目标图像；从目标图像中获取目标的五官图像信息，判断目标的五官图像的边缘是否过度不均匀，若是，则认为目标为伪装者，识别失败；

所述材料判断子模块，用于向目标发出不可见光，并接收所述不可见光的反射光，计算目标的反射率，根据所述反射率判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败；

所述温度判断子模块，用于接收目标的红外辐射，得到目标的感应温度，根据所述感应温度判断目标是否为伪装者，目标为伪装者则识别失败。

6.根据权利要求5所述的活体人脸识别系统，其特征在于，还包括：

第二识别模块，用于采用与第一识别模块不同的方式对目标进行人脸识别；所述第二识别模块在第一识别模块之前或之后进行人脸识别；

解锁模块，用于接收第一识别模块和第二识别模块输出的识别结果；若先收到识别成功的结果，则解锁移动终端；之后收到识别失败的结果，则提示用户输入密码，在用户输入的密码正确后解锁移动终端。

7.根据权利要求5所述的活体人脸识别系统，其特征在于，所述五官判断子模块还用于：获取间隔预设时间的两个目标图像，分别从两个目标图像中获取目标的五官图像信息，比较两个五官图像信息的差异，在所述差异低于预设值时认为目标为伪装者，识别失败。

8.根据权利要求6所述的活体人脸识别系统，其特征在于，所述第一识别模块和第二识别模块进行人脸识别的先后顺序随机；所述第一识别模块包括五官判断子模块、材料判断子模块和温度判断子模块，三个子模块进行人脸识别的先后顺序随机。

9.一种移动终端，其特征在于，包括：

相机；

显示屏；

存储器，用于存储程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。