CN103426016B - 一种第二代身份证真伪鉴别方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种第二代身份证真伪鉴别方法与装置，该方法是：读取第二代身份证内置芯片中保存的基本文字信息和人脸图像；获取第二代身份证表面图像；从表面图像中通过OCR技术获取其表面文字信息，通过人脸检测与定位技术获取其表面人脸图像；将芯片保存的基本文字信息和人脸图像与得到的表面文字信息和表面人脸图像分别进行比对，通过其相似度和预设的阈值的差值来判断身份证的真伪。本发明只需要有身份证本身就能够进行真伪鉴别，不再需要运用到身份证资料数据库，排除了获得身份证资料数据库的限制，提高了第二代身份证真伪鉴别的效率。
Description
技术领域
本发明涉及身份证鉴别研究领域，特别涉及一种第二代身份证真伪鉴别方法与装置。
背景技术
居民身份证是国家法定的证明公民个人身份的证件，在生活中扮演着非常重要的角色。随着社会的发展，我国公安部门从2004年4月起正式启动了第二代身份证的工作，到目前为止，我国第二代身份证已经得到了较大范围的普及。第二代身份证是IC非接触式智能身份证，内置了芯片，该芯片能够提供一定的存储空间，除了用于保存证件人的基本信息，如姓名、性别、出生日期、住址等外，还保存了证件人的照片。
第二代身份证的主要作用是验证持证人的身份。为了验证第二代身份证的真伪，以往都需要相关工作人员对从芯片中读取的信息和从身份资料信息库中导出的信息进行一致性比较，或者利用从芯片中读取的人脸照片以及第二代身份证表面印刷的照片进行相似性比对，以确定第二代身份证的真伪。一般验证过程都需要人工通过目测去一一比对，因此整个验证过程的可靠性与工作人员的经验和主观识别能力密切相关。每个人的主观识别能力都有差异，侧重点也不同，在比对过程中不仅缺乏科学依据，也缺乏统一的标准，而且容易受到各种因素的影响。
为了提高第二代身份证真伪验证的可靠性和效率，基于生物特征的识别技术已经受到广泛关注，并被用于第二代身份证的真伪验证。常用的生物特征识别技术包括指纹识别和人脸识别，其中尤以人脸识别技术最为被重视，因为第二代身份证芯片中存有证件人的人脸照片，将从第二代身份证芯片中读取的人脸照片以及对第二代身份证表面扫描或者拍照得到的人脸照片进行相似性比对即可对第二代身份证的真伪进行验证。但是由于扫描和拍摄环境的不同以及持证人本身的变化，现场扫描的身份证表面人脸图像与第二代身份证里面存储的持证人的人脸照片一般会有差别。因此仅仅依靠人脸识别技术往往不能保证第二代身份证的真伪鉴别的高度可靠性。
除了上述方式外，目前验证第二代身份证本身真伪的还有另一种方式是对从第二代身份证表面或里面读取的证件人基本信息与从身份资料库中导出的信息进行一致性比对。这需要验证系统通过网络端口连接上身份资料数据库，限制了验证系统的灵活应用，而且由于网络访问的速度会受到诸多因素的影响，使得验证系统的效率还有待提高。
因此，针对上述第二代身份证真伪验证的自动化方法中存在的问题，提出一种能同时保证可靠性和高效性的验证方法将具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种第二代身份证真伪鉴别方法，该方法通过读取身份证内置芯片中的信息与提取其表面信息，将二者进行比对，能够同时保证识别的可靠性和高效性。
本发明还提供了一种用于实现上述方法的装置。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种第二代身份证真伪鉴别方法，包括以下步骤：
（1）读取第二代身份证内置芯片中保存的基本文字信息和人脸图像；第二代身份证是IC非接触式智能身份证，内置了芯片，该芯片能够提供一定的存储空间，证件人的相关信息都存储在此芯片中，同时此芯片的信息是政府部门写入的，同政府部门身份资料数据库中的内容是一致的；
（2）对第二代身份证表面进行扫描或者拍照获取表面图像；
（3）从表面图像中通过光学字符识别（OCR）技术获取其表面文字信息，通过人脸检测与定位技术获取其表面人脸图像；
（4）将芯片保存的基本文字信息和表面文字信息进行比对，得到第一相似度；将此相似度和第一阈值进行比对，如果小于此阈值则输出是伪身份证，退出，否则进入步骤（5）；
（5）将芯片保存的人脸图像与表面人脸图像进行比对，得到第二相似度；将此相似度和第二阈值进行比对，如果小于此阈值则输出是伪身份证，否则输出是真身份证。
更进一步的，所述步骤（5）中，当第二相似度小于第二阈值时，对第一相似度和第二相似度分别赋予不同权重，然后判断两个相似度分别乘以其权重后的和是否大于预设的第三阈值，如果是则输出当前验证的第二代身份证为真身份证，否则输出为伪身份证。采用此方法，可以在步骤（4）判断为真，而步骤（5）判断为假时做进一步判断，提高方法的可靠性。
具体的，所述步骤（3）中通过光学字符识别（OCR）技术获取其表面文字信息的方法包括光学字符分割和光学字符识别，光学字符分割采用二值化分割方法或聚类分割方法，光学字符识别采用基于统计学习的识别方法。
具体的，所述步骤（3）中通过人脸检测与定位技术获取其表面人脸图像的方法为：根据人脸图像在第二代身份证的几何位置关系获得，或根据基于统计学习算法的人脸检测算法获得。
具体的，所述步骤（4）中第一相似度的获取方法实质为字符串比较方法，在现有技术中已有比较成熟的算法可以实现，具体可采用距离度量或者相似性度量的字符串比较方法。
具体的，所述步骤（5）中将芯片保存的人脸图像与表面人脸图像进行比对的步骤是：
采用基于AdaBoost的方法或基于ASM/AAM的方法分别对两幅图像进行人脸特征点定位；
基于定位的人脸特征点确定两幅图像中的特征提取范围；
分别对两幅图像中的特征提取范围内的面部特征进行特征提取，特征提取的方法为人脸识别技术中的Gabor滤波器滤波或EigenFace或FisherFace；
对提取的特征进行比对，根据比对结果计算两幅图像之间的相似度，比对方法为基于欧式距离或余弦距离。
一种实现上述方法的装置，包括：
第二代身份证识读装置，用于接收外部输入的第二代身份证真伪验证指令，从第二代身份证内置的芯片中读取其保存的基本文字信息和人脸图像，并输出基本文字信息至OCR识别装置，输出人脸图像至人脸识别装置；
第二代身份证表面信息获取装置，用于接收外部输入的第二代身份证真伪验证指令，对第二代身份证表面进行扫描或者拍照，获取其表面图像，并将表面图像分别输出到OCR识别装置和人脸识别装置；
OCR识别装置，用于对第二代身份证表面信息获取装置传来的表面图像进行文字识别，然后将识别后的文字信息与第二代身份证识读装置传来的基本文字信息进行比对，得到第一相似度，根据此相似度与阈值的关系鉴别身份证真伪；
人脸识别装置，用于对第二代身份证表面信息获取装置传来的表面图像进行人脸图像提取，并将提取后的图像与第二代身份证识读装置传来的人脸图像进行比对，得到第二相似度，根据此相似度与阈值的关系鉴别身份证真伪。
优选的，所述人脸识别装置还与OCR识别装置相连，用于当第二相似度小于第二阈值时，对第一相似度和第二相似度分别赋予不同权重，然后判断两个相似度分别乘以其权重后的和是否大于预设的第三阈值，如果是则输出当前验证的第二代身份证为真身份证，否则输出为伪身份证。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明提取第二代身份证表面和芯片内的文字信息和人脸图像信息进行对比，使得本发明的方法只需要有身份证本身就能够进行真伪鉴别了，不再需要运用到身份证资料数据库，排除了获得身份证资料数据库的限制，提高了第二代身份证真伪鉴别的效率。
2、本发明将第二代身份证真伪鉴别的判断方法和过程具体化，并且在系统判断身份证为真的时候通过多重阈值的检验，能够有效地提高第二代身份证真伪鉴别的可靠性。
3、本发明将人脸识别技术和光学字符识别（OCR）技术进行融合，同时吸取人脸识别技术和光学字符识别（OCR）技术的优点，有效地提高了第二代身份证真伪鉴别的可靠性，去除了人工鉴别的干扰，提高了可靠性和有效性。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图；
图2是本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种第二代身份证真伪鉴别方法，包括以下步骤：
步骤101：获取信息1和图像1；
该步骤中，通过对第二代身份证内置的芯片中保存的基本文字信息和该身份证对应的持证人的人脸照片进行读取，获得信息1和图像1。
步骤102：获取图像2；
该步骤中，通过对第二代身份证正面整个表面进行扫描，获取图像2。图像2中既包括第二代身份证正面表面印刷的文字信息，也包括第二代身份证正面表面印刷的人脸照片。
步骤103：获取信息2；
该步骤包括：利用光学字符识别技术对图像2中包含的文字进行分割和识别，获取第二代身份证正面表面上包含的基本信息，包括姓名、性别、民族、出生日期，住址以及身份证号。将这些信息合并，获得信息2。
对图像2中包含的文字进行分割，可采用二值化分割方法，如Ostu和Niblack，也可采用聚类分割方法，如k-means。对分割出来的文字块进行识别，可采用基于统计学习的识别方法，如支持向量机（SVM）。在此不对具体的算法流程做进一步的介绍。
步骤104：获取图像3；
该步骤包括：利用人脸检测方法从图像2中检测出包含的人脸图像，从而获得图像3。该步骤中用到的人脸检测方法可以是根据人脸图像在第二代身份证的几何位置关系获得，也可以根据基于统计学习算法的人脸检测算法，如AdaBoost方法。
步骤105：利用文字信息比对技术将信息1和信息2进行对比，判断信息1和信息2的相似度1是否大于或等于预设的阈值1，如果大于或等于预设的阈值1，则执行步骤106，否则执行步骤109；
该步骤中用到的文字信息比对技术可以为任意字符串比较方法，其中一种方法为用于字符串比较的编辑距离。对预设的阈值1，可根据可靠性和高效性综合考虑进行设置，比如阈值1可设置为80%。
步骤106：利用人脸特征点定位技术判断图像1和图像3的相似度2是否大于或等于预设的阈值2，如果大于或等于预设的阈值2，则执行步骤110，否则执行步骤107；
该步骤包括：利用人脸特征点定位技术对图像1和图像3中的特征点进行定位，特征点包括但不限于眼睛中心、鼻尖、嘴角等。可用基于AdaBoost的方法进行人脸特征点定位，也可用基于ASM/AAM的方法进行人脸特征点定位；基于定位的人脸特征点确定图像1和图像3的特征提取范围；分别对图像1和图像3的特征提取范围内的面部特征进行提取，特征提取的方法可为人脸识别技术中的Gabor滤波器滤波、EigenFace和FisherFace等；对分别从图像1和图像3中提取的特征进行比对，根据比对结果计算图像1和图像3之间的相似度2，比对方法可基于欧式距离和余弦距离等；判断图像1和图像3之间的相似度2是否大于或等于预设的阈值2。
该步骤中提及的预设的阈值2可根据可靠性和高效性进行设置，比如阈值2可设为65%。由于第二代身份证内置的芯片中用以保存图像的存储空间较小，图像1的分辨率可能比较低，另外因为第二代身份证正面表面的人脸照片分辨率比较低，图像3的分辨率也可能会比较低，因此参考图像1和图像3的分辨率，可将阈值2设置为经验值。
该步骤中如果判断图像1和图像3的相似度小于预设的阈值2，可以直接执行步骤109。但是为了更高的可靠性，本实施例进一步执行步骤107。
步骤107：融合相似1和相似度2获得相似度3；
该步骤包括：给由步骤105获得的相似度1赋予权重1，给由步骤106获得的相似度2赋予权重2，将相似度1乘以权重1加上相似度2乘以权重2，获得融合后的相似度3。
该步骤中的权重1和权重2可根据可靠性和高效性进行设置，方法可以为通过对大量第二代身份证样本进行实验，选取能很好满足可靠性和高效性要求的值，比如权重1可设为60%，权重2可设为40%。
步骤108：判断相似度3是否大于或等于预设的阈值3，如果大于或等于预设的阈值3，则执行步骤110，否则执行步骤109；
该步骤中提到的预设的阈值3，可根据可靠性和高效性进行设置，比如，阈值3可设置为70%。
步骤109：输出第二代身份证为伪身份证的信息，然后执行步骤111；
在第二代身份证内置的芯片中保存的基本文字信息与第二代身份证表面正面印刷的文字信息不一致，或者在第二代身份证内置的芯片中保存的人脸图像与第二代身份证表面正面印刷的人脸图像不一致时，表示第二代身份证是被伪造的，因此输出第二代身份证是伪身份证的信息。
步骤110：输出第二代身份证为真身份证的信息，然后执行步骤111；
在第二代身份证内置的芯片中保存的基本文字信息与第二代身份证表面正面印刷的文字信息一致，并且在第二代身份证内置的芯片中保存的人脸图像与第二代身份证表面正面印刷的人脸图像一致时，表示第二代身份证是真的，因此输出第二代身份证是真身份证的信息。
由于第二代身份证内置的芯片中保存的文字信息和图像是政府部门写入的，同政府部门身份资料数据库中的内容是一致的，不易被伪造，即信息1和图像1不易被伪造，可通过信息1和信息2的直接比对，以及图像1和图像3的直接比对来验证第二代身份证的真伪，极大地提高了工作效率和可靠性。
图2为本发明所述装置的结构示意图，现结合图2，对本发明提出的第二代身份证真伪鉴别装置进行详细说明。具体如下：
本实施例第二代身份证真伪鉴别装置包括：第二代身份证识读装置201、第二代身份证表面信息获取装置202、光学字符识别装置203、人脸识别装置204。
第二代身份证识读装置201：接收外部输入的身份证真伪鉴别指令，对第二代身份证内置的芯片进行读取，获得信息1和图像1；输出信息1到OCR识别装置203，输出图像1到人脸识别装置204。第二代身份证识读装置可采用目前广泛使用的第二代身份证识读仪，在此不对其结构进行展开描述。
第二代身份证表面信息获取装置202：接收外部输入的身份证真伪鉴别指令，对第二代身份证正面表面印刷的文字和人脸照片进行扫描，获取图像2，分别输出到OCR识别装置203和人脸识别装置204。第二代身份证表面信息获取装置可采用目前广泛使用的微型扫描仪，在此不对其结构进行展开描述。
OCR识别装置203：接收外部输入的身份证真伪鉴别指令，从第二代身份证识读装置201获取信息1，从第二代身份证表面信息获取装置202获取图像2；利用光学字符识别（OCR）技术，对图像2中的文字信息进行识别，获取信息2；利用文字信息比对技术，判断信息1和信息2的相似度1是否大于或等于预设的阈值1；在确认相似度1小于预设的阈值1之后，输出第二代身份证是伪身份证的信息，否则将相似度1输出到人脸识别装置204。
上述OCR识别装置203包括：控制模块2031、光学字符分割模块2032、光学字符识别模块2033、相似性比对模块2034。
控制模块2031接收外部输入的第二代身份证真伪鉴别指令，从第二代身份证识读装置201获取信息1，从第二代身份证表面信息获取装置202获取图像2；将信息1输出至相似性比对模块2034，将图像2输出至光学字符分割模块；判断相似性比对模块输出的信息1和信息2的相似度1是否大于或等于预设的阈值1，在确认相似度1小于预设的阈值1后，输出第二代身份证是伪身份证的信息，在确认相似度1大于或等于预设的阈值1后，将相似度1输出至人脸识别装置204。其中预设的阈值1可预先保存于控制模块2031中。
光学字符分割模块2032：对从控制模块2031接收到的图像2，进行光学字符分割，确定需要识别的所有字符，将分割得到的所有字符块输出至光学字符识别模块2033。
光学字符识别模块2033：利用光学字符识别技术，对从光学字符分割模块2032接收到的分割好的文字块进行识别，确定分割好的字符块对应的文字，将这些文字串联合并，获得信息2，将信息2输出至相似性比对模块2034。
相似性比对模块2034：对从控制模块2031接收到的信息1和从光学字符识别模块2033接收到的信息2进行比对，根据比对结果计算信息1和信息2的相似度1，将相似度1输出至控制模块2031。
人脸识别装置204：接收外部输入的身份证真伪鉴别指令，从第二代身份证识读装置201获取图像1，从第二代身份证表面信息获取装置202获取图像2；利用人脸检测技术，从图像2中检测出第二代身份证正面表面印刷的人脸图像，获得图像3；利用人脸识别技术，判断图像1和图像3之间的相似度2是否大于或等于预设的阈值2，在确认相似度2大于或等于预设的阈值2后，输出第二代身份证是真身份证的信息；在确认相似度2小于预设的阈值2后，从OCR识别装置203接收相似度1，融合相似度1和相似度2，得到相似度3，判断相似度3是否大于或等于预设的阈值3，在确认相似度3大于或等于预设的阈值3后，输出第二代身份证是真身份证的信息，在确认相似度3小于预设的阈值3后，输出第二代身份证是伪身份证的信息。
上述人脸识别装置204包括：控制模块2041、人脸定位模块2042、特征提取模块2043、相似性比对模块2044。
控制模块2041：接收外部输入的身份证真伪鉴别指令，从第二代身份证识读装置201获取图像1，从第二代身份证表面信息获取装置202获取图像2，从OCR识别装置203接收相似度1；输出图像1和图像2至人脸定位模块2042；判断相似性比对模块2044输出的图像1和图像3之间的相似度2是否大于或等于预设的阈值2，在确认相似度2大于或等于预设的阈值2后，输出第二代身份证是真身份证的信息，在确认相似度2小于预设的阈值2后，融合从OCR识别装置203获得的相似度1和相似性比对模块2044输出的相似度2，获得相似度3，判断相似度3是否大于或等于预设的阈值3，在确认相似度3大于或等于预设的阈值3后，输出第二代身份证是真身份证的信息，在确认相似度3小于预设的阈值3后，输出第二代身份证是伪身份证的信息。其中，预设的阈值2和阈值3可预先保存于控制模块2041中。
人脸定位模块2042：从控制模块2041接收图像1和图像2；利用人脸检测技术，从图像2中检测出第二代身份证正面表面印刷的人脸图像，获得图像3；利用人脸特征点定位技术，从图像1和图像3中分别定位出人脸特征点，根据定位到的人脸特征点，分别定位出图像1和图像3的面部特征提取范围，其中特征点包括但不限于眼睛中心、鼻尖、嘴角等；分别将图像1和图像3的特征提取范围输出至特征提取模块2043。
特征提取模块2043：从人脸定位模块2042接收图像1和图像3的面部特征提取范围，分别在图像1和图像3的特征提取范围中提取面部特征，将提取到的图像1和图像3的面部特征都输出至相似性比对模块2044。
相似性比对模块2044：对从特征提取模块2043分别接收图像1和图像3的面部特征进行比对，根据比对结果计算图像1和图像3的相似度2，将相似度2输出至控制模块2041。
上述的本发明的较佳实施例中，同时根据第二代身份证内置的芯片中保存的文字信息和第二代身份证表面正面印刷的文字信息，以及第二代身份证内置的芯片中保存的图像和第二代身份证表面正面印刷的图像来鉴别第二代身份证的真伪，利用光学字符识别（OCR）技术和人脸识别技术进行识别和判断，免去了人工识别和判断所带来的影响因素，有效地提高了第二代身份证真伪鉴别的可靠性和工作效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种第二代身份证真伪鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)读取第二代身份证内置芯片中保存的基本文字信息和人脸图像；
(2)获取第二代身份证表面图像；
(3)从表面图像中通过光学字符识别技术获取其表面文字信息，通过人脸检测与定位技术获取其表面人脸图像；
(4)将芯片保存的基本文字信息和表面文字信息进行比对，得到第一相似度；将此相似度和第一阈值进行比对，如果小于此阈值则输出是伪身份证，退出，否则进入步骤(5)；
(5)将芯片保存的人脸图像与表面人脸图像进行比对，得到第二相似度；将此第二相似度和第二阈值进行比对：
如果第二相似度小于第二阈值，则对第一相似度和第二相似度分别赋予不同权重，然后判断两个相似度分别乘以其权重后的和是否大于预设的第三阈值，如果是则输出当前验证的第二代身份证为真身份证，否则输出为伪身份证；
如果第二相似度不小于第二阈值，则输出是真身份证；
所述步骤(3)中通过光学字符识别技术获取其表面文字信息的方法包括光学字符分割和光学字符识别，光学字符分割采用二值化分割方法或聚类分割方法，光学字符识别采用基于统计学习的识别方法；
所述步骤(3)中通过人脸检测与定位技术获取其表面人脸图像的方法为：根据人脸图像在第二代身份证的几何位置关系获得，或根据基于统计学习算法的人脸检测算法获得；
所述步骤(4)中第一相似度的获取方法为采用距离度量或者相似性度量的字符串比较方法；
所述步骤(5)中，将芯片保存的人脸图像与表面人脸图像进行比对的步骤是：
对两幅图像进行人脸特征点定位；
基于定位的人脸特征点确定两幅图像中的特征提取范围；
分别对两幅图像中的特征提取范围内的面部特征进行特征提取；
对提取的特征进行比对，根据比对结果计算两幅图像之间的相似度，比对方法为基于欧式距离或余弦距离。
2.根据权利要求1所述的第二代身份证真伪鉴别方法，其特征在于，对图像进行人脸特征点定位采用的方法是：基于AdaBoost的方法或基于ASM/AAM的方法。
3.根据权利要求1所述的第二代身份证真伪鉴别方法，其特征在于，对面部特征进行特征提取的方法为人脸识别技术中的Gabor滤波器滤波或EigenFace或FisherFace；
对提取的特征进行比对的方法是基于欧式距离或余弦距离。
4.一种实现权利要求1所述方法的第二代身份证真伪鉴别装置，其特征在于，包括：
第二代身份证识读装置，用于接收外部输入的第二代身份证真伪验证指令，从第二代身份证内置的芯片中读取其保存的基本文字信息和人脸图像，并输出基本文字信息至OCR识别装置，输出人脸图像至人脸识别装置；
第二代身份证表面信息获取装置，用于接收外部输入的第二代身份证真伪验证指令，对第二代身份证表面进行扫描或者拍照，获取其表面图像，并将表面图像分别输出到OCR识别装置和人脸识别装置；
OCR识别装置，用于对第二代身份证表面信息获取装置传来的表面图像进行文字识别，然后将识别后的文字信息与第二代身份证识读装置传来的基本文字信息进行比对，得到第一相似度，根据此相似度与阈值的关系鉴别身份证真伪；
人脸识别装置，用于对第二代身份证表面信息获取装置传来的表面图像进行人脸图像提取，并将提取后的图像与第二代身份证识读装置传来的人脸图像进行比对，得到第二相似度，根据此相似度与阈值的关系鉴别身份证真伪；
所述人脸识别装置还与OCR识别装置相连，用于当第二相似度小于第二阈值时，对第一相似度和第二相似度分别赋予不同权重，然后判断两个相似度分别乘以其权重后的和是否大于预设的第三阈值，如果是则输出当前验证的第二代身份证为真身份证，否则输出为伪身份证。
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Denomination of invention: A kind of second-generation ID card authenticity identification method and device Effective date of registration: 20220823 Granted publication date: 20170412 Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Economic and Technological Development Zone sub branch Pledgor: HUBEI MICROPATTERN TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022420000271 |