CN101465736A - 一种身份认证方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种身份认证系统和身份认证方法。所述系统包括：图像采集模块，用于采集人脸图像和采集二维条形码图像；人脸信息获取模块，用于获取所述人脸图像中的人脸信息；二维条形码分析模块，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息；认证模块，用于根据所述人脸信息获取模块获取的人脸信息和所述二维条形码分析模块获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。本发明提出的身份认证方法和系统，基于二维条形码申明用户身份，采用人脸认证进行身份认证，不需要专门的IC卡和读卡设备，降低了设备成本，且二维条形码携带方便，提高了用户体验。

Description

一种身份认证方法和系统

技术领域

本发明主要涉及图像分析领域，尤其涉及一种基于二维条形码的身份认证方法和系统。

背景技术

随着社会的发展，各方面对快速有效的自动身份验证的要求日益迫切。传统的身份认证系统如门禁系统的身份鉴别手段包括口令、密码、证件以及磁卡、IC(Integrated Circuit，集成电路)卡等方式。如IC卡身份认证系统，要求用户持有一个IC卡，用来申明自己的身份，并且需要一个专门的IC读取装置，用于读取IC卡中的信息，获取身份信息，从而实现身份认证功能。

发明人在实现本发明过程中发现，现有技术至少存在以下缺陷：随身携带着IC卡很不方便，而且，现有的公交卡，银行卡，各种各样的IC卡越来越多，给人们带来了很多不便。并且，为了读取IC卡信息，需要专门的读卡设备，增加了系统成本，且读卡设备通常都是触摸式或接触式的，用户体验不好。

发明内容

本发明提出一种身份认证方法和系统，基于二维条形码申明用户身份，采用人脸认证进行身份认证，不需要专门的IC卡和读卡设备，降低了设备成本，且二维条形码携带方便，提高了用户体验。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种身份认证系统，包括：

图像采集模块，用于采集人脸图像和采集二维条形码图像；

人脸信息获取模块，用于获取所述人脸图像中的人脸信息；

二维条形码分析模块，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息；

认证模块，用于根据所述人脸信息获取模块获取的人脸信息和所述二维条形码分析模块获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

优选的，所述二维条形码分析模块包括：

二维条形码识别单元，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息；

内容获取单元，用于根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

优选的，还包括：

二维条形码生成模块，所述二维条形码生成模块包括编码单元，用于将人脸图像信息编码生成二维条形码。

优选的，所述二维条形码生成模块还包括：

加密单元，用于随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

所述编码单元将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码表示所述二进制码信息。

优选的，所述二维条形码分析模块还包括：

解密单元，用于对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

优选的，所述二维条形码生成模块以软件形式安装于便携终端上。

优选的，所述二维条形码存储于便携终端上。

一种身份认证方法，包括：

采集人脸图像和二维条形码图像；

获取所述人脸图像中的人脸信息；

对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息；

根据获取的人脸信息和获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

优选的，所述对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息包括：

对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息；

根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

优选的，所述采集二维条形码图像前还包括：

将人脸图像信息编码生成二维条形码。

优选的，所述将人脸图像信息编码生成二维条形码包括：

随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码表示所述二进制码信息。

优选的，所述对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息还包括：

对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

本发明提出一种基于二维条形码申明用户身份，采用人脸认证进行身份认证的方法，不需要专门的IC卡和读卡设备，降低了设备成本，且二维条形码携带方便，提高了用户体验。本发明所述的身份认证方法及系统能够广泛应用于大楼/居民小区的出入口控制、大楼内的门禁控制等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种身份认证系统第一实施例的组成结构图；

图2为本发明一种身份认证方法第一实施例的流程图；

图3为图1中人脸信息获取模块120的组成结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

二维条形码是在一维条形码的基础上发展起来的，与一维条形码相比，二维条形码所承载的信息量大大增加，可以包含更多的信息和具有更强的纠错能力，数据的读出更加可靠。二维条形码的信息承载能力很大，而且占用图像面积小，保存方便，用户可以保存在手机等便携终端中，因此随时都可以方便的采集二维条形码图像，无需携带额外的卡片。并且二维条形码对于图像变形有很强的抗干扰能力，性能很稳定。

参照图1，示出了本发明一种身份认证系统第一实施例的组成结构图，所述身份认证系统100包括图像采集模块110、人脸信息获取模块120、二维条形码分析模块130和认证模块140。

所述图像采集模块110，用于采集人脸图像和采集二维条形码图像。

所述图像采集模块110可以是摄像头，摄像机等图像采集设备。当所述身份认证系统100应用于门禁系统时，所述图像采集模块110可以安装于门口，从而方便采集人体图像。

所述二维条形码可以存储于手机、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)和笔记本电脑等便携终端上，当用户靠近所述图像采集模块110时，拿出手机等便携终端，对着所述图像采集模块110显示二维条形码，所述图像采集模块110即可完成对二维条形码的图像采集。二维条形码作为一种现有技术，在本发明不对其进行详细描述。

所述人脸信息获取模块120，用于获取所述人脸图像中的人脸信息。如附图3所示，所述人脸信息获取模块120包括人脸检测跟踪模块121，人脸特征点定位模块122，人脸特征提取模块123。其中人脸检测跟踪模块121从图像采集模块110获取采集的图像，并采用人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小，人脸检测跟踪为现有技术，可以参考中国专利申请“视频序列中人脸的实时检测与持续跟踪的方法及系统”(申请号200510135668.8)中的人脸检测跟踪方法。人脸特征点定位模块122，根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，进一步，在人脸区域内定位人脸特征点，比如定位双眼中心点和嘴巴中心点，人脸特征点定位技术为现有技术，可以参考中国专利申请“一种图像特征点定位方法及装置”(申请号200710177541.1)中的人脸特征点定位方法。人脸特征提取模块123，用于根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放缩为固定大小，进一步，从固定大小的脸部区域图像中提取特征，特征提取方式依赖于采用的人脸认证算法，比如可以采用Gabor或者LBP(Local Binary Pattern，局部二值模式)的特征提取方式，具体可以参考现有技术。

所述二维条形码分析模块130，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息。

所述二维条形码分析模块130获取的身份信息可以包含用户的姓名、性别、年龄、照片中的一种或多种，还可以包括为每个用户分配一个唯一的标识ID作为身份信息的一部分。身份信息中还需要包含人脸认证所需的人脸区域图像的识别特征。该识别特征和所述人脸信息获取模块120获得的人脸特征定义相同。所述身份认证的方法，可以采用现有人脸认证技术中的一种或多种的组合。简单的，如果上述采用了多种人脸信息，则可以采用简单的顺序相连的方式组合。

所述二维条形码分析模块130包括二维条形码识别单元131和内容获取单元132。

所述二维条形码识别单元131，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息。

所述内容获取单元132，用于根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

所述认证模块140，用于根据所述人脸信息获取模块120获取的人脸信息和所述二维条形码分析模块130获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

以门禁系统为例，一种实例如下：

首先，如果二维条形码分析模块130获取的身份信息为无效信息，则提示使用者更换有效的二维条形码；

否则，如果二维条形码分析模块130得到了有效的身份信息，则从系统的身份数据库中，读取该身份对应的人脸信息，并与人脸信息获取模块120获得的人脸信息进行比对，确定二维条形码信息和当前用户信息是否一致。

如果二维条形码中的身份信息与人脸信息一致，说明是合法用户，认证模块140生成控制信息控制门的打开。如果不一致，则所述认证模块140生成的控制信息可以是报警音或其它提示音。

进一步，所述身份认证系统100还包括：

二维条形码生成模块(图未示)，所述二维条形码生成模块包括编码单元(图未示)，用于将人脸图像信息编码生成二维条形码。一种简单的方式是采集用户的人脸图像，并采用人脸检测跟踪，人脸特征点定位，以及人脸特征提取方法获得人脸认证算法所需要的人脸特征，将人脸特征和身份信息组合，并采用二进制表示，并将二进制信息的1表示为二维条形码中的黑色方块，0表示为白色方块。则完成了将人脸信息编码生成二维条形码。当然，可以采用其它的生成方式，比如可以为二维条形码设置定位标志，并在编码中加入纠错位等。如果直接采用人脸图像亮度作为人脸信息，则无需特征提取，直接将人脸图像变换为二进制码，采用二维条形码的黑白变换表示。

当然，更好的方式是变换人脸信息的顺序，比如将人脸信息倒排，或者按照某种约定的方式排列，避免他人知道信息表示方式进行仿冒。

进一步为了削弱他人仿冒的危险，可以对二维条形码信息进行加密。

因此所述二维条形码生成模块还包括：

加密单元(图未示)，用于随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

所述编码单元将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码的图像表示所述二进制码信息。

所述二维条形码生成模块的加密单元随机生成一个加密码，并将其和人脸信息融合组成二进制码，所述编码单元将所述二进制码表示在二维条形码图像中。

所述二维条形码分析模块130还包括解密单元(图未示)，用于对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

只有当解密单元确认二维条形码为合法二维条形码时，后面的认证模块140才根据其所记录的信息进行人脸认证，否则，认为是不合法用户。

此外，为了避免某些用户的二维条码和照片被盗，从而发生他人冒用的情况，系统进一步可以要求所述用户每隔一段时间变更加密码的方式。只需要通过加密单元生成一个新的密码，采用其对人脸信息进行加密，从而生成一个新的密文并编码生成一个新的二维条形码。系统在判定二维条形码是否有效时，先对二维条形码进行解密有效性判定，如果有效，进一步判定其使用时间，如果发现使用时间超过预设阈值，则提示用户更换密码。进一步，在使用时间接近预设阈值时，提前提醒用户。

所述二维条形码生成模块可以为软件形式，也可以为硬件形式，本发明实施例优选采用所述二维条形码生成模块以软件形式安装于便携终端上的方式。这样用户可以很方便的在自己的手机、PDA等终端上生成二维条形码，并将所述二维条形码存储于自己的手机、PDA等终端上，方便携带，无须其它的存储介质。当图像采集模块110需要采集二维条形码图像时，用户将存储于自己手机、PDA等终端中的二维条形码在图像采集模块110进行显示即可。

本发明所述图像采集模块110即可以采集人脸图像，又可以采集二维条形码图像，不需要独立的其它设备，因而可以节省成本。并且用户不需要接触图像采集模块110，提高了用户体验。

本发明提出一种基于二维条形码申明用户身份，采用人脸认证进行身份认证的方法，不需要专门的IC卡和读卡设备，降低了设备成本，且二维条形码携带方便，提高了用户体验。本发明所述的身份认证方法及系统能够广泛应用于大楼/居民小区的出入口控制、大楼内的门禁控制等。

参照图2，示出了本发明一种身份认证方法第一实施例的流程图。所述身份认证方法包括步骤：

步骤S210、采集人脸图像和二维条形码图像。

使用摄像机等图像采集设备采集人脸图像和二维条形码信息。所述二维条形码可以存储于手机、PDA等便携终端上，当用户靠近图像采集设备时，拿出手机等便携终端，对着图像采集设备显示二维条形码，所述图像采集设备即可完成对二维条形码的图像采集。二维条形码作为一种现有技术，在本发明不对其进行详细描述。

步骤S220、获取所述人脸图像中的人脸信息。

下面介绍一种获取所述人脸图像中的人脸信息的方法。首先，采用人脸检测跟踪方法获得图像中人脸的位置和大小，并进一步采用脸部特征点定位算法获得眼睛、嘴巴等特征点的位置，根据上述所得到特征点的位置，割取人脸区域并放缩为设定大小得到脸部区域图像，提取上述脸部区域图像的所需人脸认证特征并和其它如姓名、年龄等特征组合作为从图像中提取的人脸信息。

步骤S230、对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息。

所述步骤S230和所述步骤S220并没有先后顺序之分，所述步骤S230也可以在步骤S220之前，并不能因为序号的关系而限定其先后顺序。

所述步骤S230可以包括：

步骤S231、对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息。

步骤S232、根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

步骤S240、根据获取的人脸信息和获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

以门禁系统为例，如果二维条形码中的身份信息与人脸信息一致，说明是合法用户，则生成控制信息控制门的打开。如果不一致，则生成的控制信息可以是报警音或其它提示音。

进一步，在采集二维条形码图像前还包括步骤：

将人脸图像信息编码生成二维条形码。

所述将人脸图像信息编码生成二维条形码包括步骤：

随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码表示所述二进制码信息。

前一步，所述对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息还包括：

对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

所述方法实施例是与所述系统实施例相对应的，在方法实施例中未详细描述的部分参照系统实施例相应部分的描述即可。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如：磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种身份认证系统，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集人脸图像和采集二维条形码图像；

人脸信息获取模块，用于获取所述人脸图像中的人脸信息；

二维条形码分析模块，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息；

认证模块，用于根据所述人脸信息获取模块获取的人脸信息和所述二维条形码分析模块获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

2.根据权利要求1所述的身份认证系统，其特征在于，所述二维条形码分析模块包括：

二维条形码识别单元，用于对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息；

内容获取单元，用于根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

3.根据权利要求2所述的身份认证系统，其特征在于，还包括：

二维条形码生成模块，所述二维条形码生成模块包括编码单元，用于将人脸图像信息编码生成二维条形码。

4.根据权利要求3所述的身份认证系统，其特征在于，所述二维条形码生成模块还包括：

加密单元，用于随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

所述编码单元将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码表示所述二进制码信息。

5.根据权利要求4所述的身份认证系统，其特征在于，所述二维条形码分析模块还包括：

解密单元，用于对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

6.根据权利要求3至5任一项所述的身份认证系统，其特征在于：

所述二维条形码生成模块以软件形式安装于便携终端上。

7.根据权利要求1至5任一项所述的身份认证系统，其特征在于：

所述二维条形码存储于便携终端上。

8.一种身份认证方法，其特征在于，包括：

采集人脸图像和二维条形码图像；

获取所述人脸图像中的人脸信息；

对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息；

根据获取的人脸信息和获取的身份信息进行身份认证，并根据认证结果生成不同的控制信息。

9.根据权利要求8所述的身份认证方法，其特征在于，所述对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息包括：

对采集的所述二维条形码图像进行分析，确定所述二维条形码图像中的二维条形码区域，并进一步获取二维条形码的二进制信息；

根据所述二维条形码的二进制信息获取身份信息。

10.根据权利要求9所述的身份认证方法，其特征在于，所述采集二维条形码图像前还包括：

将人脸图像信息编码生成二维条形码。

11.根据权利要求10所述的身份认证方法，其特征在于，所述将人脸图像信息编码生成二维条形码包括：

随机生成一个加密码，并采用其对人脸信息进行加密，得到密文；

将所述密文表示成一组二进制码，并进一步采用二维条形码表示所述二进制码信息。

12.根据权利要求11所述的身份认证方法，其特征在于，所述对采集的所述二维条形码图像进行分析，获取其中的身份信息还包括：

对所述二维条形码进行解码，确认所述二维条形码的合法性。

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