CN104734852B - 一种身份认证方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种身份认证方法及装置，能够解决通常情况下由于密码丢失造成的无法访问数据或数据丢失的问题，较好地提高安全性。该方法包括：接收用户发送的认证请求；在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量;以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量；比对第一特征向量和第二特征向量；在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

Description

一种身份认证方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种身份认证方法及装置。

背景技术

用户身份认证是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认，其目的是确认当前所声称为某种身份的用户，确实是所声称的用户。随着通信技术的不断发展，身份认证对于保护用户隐私信息具有重要意义。

目前，身份验证的方法有很多，基本上可分为：基于共享密钥的身份认证、基于生物学特征的身份认证和基于公开密钥加密算法的身份认证。通常情况下，在移动终端主要使用的是基于共享密钥的身份认证，服务端与用户共同拥有一个或一组密码（一般为由特定字符组成的字符串），当用户需要进行身份认证时，用户通过输入或通过保管有密码的终端提交由用户和服务端共同拥有的密码。服务端在收到用户提交的密码后，检查用户所提交的密码是否与服务端保存的密码一致，如果一致，就判断用户为合法用户。如果用户提交的密码与服务端所保存的密码不一致时，则判定身份认证失败。

但是上述身份认证方式无法很好地应对包括忘记密钥、密钥被窃取、保存有密码的终端丢失在内的一些情况，易造成用户无法访问数据、用户数据被窃等，造成信息丢失，甚至财产损失等问题，安全性较差。

发明内容

本发明提供了一种身份认证方法及装置，能够解决通常情况下由于密码都是造成的无法访问数据或数据丢失的问题，较好地提高安全性。

一种身份认证方法，包括：接收用户发送的认证请求；在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量;以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量；比对第一特征向量和第二特征向量；在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

本发明实施例提出的技术方案中，可以应用在移动环境下，在移动环境下，应用生物学特征--人脸特征进行用户身份认证，不需要用户手动输入密码，用户体验更好。能够解决通常情况下由于密码都是造成的无法访问数据或数据丢失的问题，较好地提高安全性。

按照下述方式确定所述预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系：在接收到用户发送的注册请求时，为所述用户分配身份标识；并基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第二特征向量；将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。

通过预先存储身份标识和特征向量之间的对应关系，在对用户身份进行认证的过程中，通过身份标识直接进行索引，能够较好地提高查询效率。

对获得的所述脸部信息进行光照预处理，包括：基于小波分析方法，将获得的所述脸部信息分解为高频分量和低频分量；基于自商图像SQI方法去除小波分解得到的低频分量中的光照分量，得到人脸图像的光照不变量，完成光照预处理。

将小波的多尺度分析能力与SQI结合起来，大大降低了运算量，同时提高了验证效果，比较适合应用到移动环境中，直接将人脸特征用于身份验证。

一种身份认证装置，包括：接收模块，用于接收用户发送的认证请求；第一确定模块，用于在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息；获得模块，用于对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量;第二确定模块，用于以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量；比对模块，用于比对第一特征向量和第二特征向量；第三确定模块，用于在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

本发明实施例提出的技术方案中，可以应用在移动环境下，在移动环境下，应用生物学特征--人脸特征进行用户身份认证，不需要用户手动输入密码，用户体验更好。能够解决通常情况下由于密码都是造成的无法访问数据或数据丢失的问题，较好地提高安全性。

所述第二确定模块，还用于按照下述方式确定所述预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系：在接收到用户发送的注册请求时，为所述用户分配身份标识；并基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第二特征向量；将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。

通过预先存储身份标识和特征向量之间的对应关系，在对用户身份进行认证的过程中，通过身份标识直接进行索引，能够较好地提高查询效率。

所述获得模块，具体用于基于小波分析方法，将获得的所述脸部信息分解为高频分量和低频分量；基于自商图像SQI方法去除小波分解得到的低频分量中的光照分量，得到人脸图像中的光照不变量，完成光照预处理。

将小波的多尺度分析能力与SQI结合起来，大大降低了运算量，同时提高了验证效果，比较适合应用到移动环境中，直接将人脸特征用于身份验证。

附图说明

图1本发明实施例中，提出的身份认证方法流程图；

图2为本发明实施例中，提出的光照预处理过程示意图；

图3为本发明实施例中，提出的确定身份标识和第二特征向量对应关系的方法流程图；

图4为本发明实施例中，提出的身份认证装置结构组成示意图。

具体实施方式

针对一般情况下提出的身份认证方式无法很好地应对包括忘记密钥、密钥被窃取、保存有密码的终端丢失在内的一些情况，易造成用户无法访问数据、用户数据被窃等，造成信息丢失，甚至财产损失等问题，安全性较差的问题，本发明实施例提出的技术方案中，通过用户发送的认证请求，确定该用户的身份标识以及采集该用户的脸部信息，并对采集到的脸部信息进行光照预处理后得对与该用户对应的第一特征向量，基于该用户的身份标识在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，找到和身份标识对应的第二特征向量，比对第一特征向量和第二特征向量，最终根据比对结果，完成对该用户的身份认证，从而能够解决通常情况下由于密码都是造成的无法访问数据或数据丢失的问题，较好地提高安全性。

下面将结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

本发明实施例提出一种身份认证方法，如图1所示，其具体处理流程如下述：

步骤11，接收用户发送的认证请求。

例如，用户发送认证请求，假设该用户的身份标识为用户A，则用户发送的认证请求中包含该身份标识用户A。

步骤12，在用户发送的认证请求中获得该用户的身份标识，并基于摄像装置确定该用户的脸部信息。

终端中一般设置有摄像装置，如果终端中未自带摄像装置，则可以通过连接摄像装置，开启摄像功能，对发送认证请求的用户的脸部信息进行采集。假设终端中设置有摄像装置，则接收到用户发送的认证请求后，开启摄像装置采集用户A的脸部信息。或者可以在获得用户A的身份标识后，开启摄像头装置采集用户A的脸部信息。

步骤13，对获得的脸部信息进行光照预处理。

如图2所示，对获得的脸部信息进行光照进行光照预处理，其具体流程如下述：

步骤21，调整采集到的脸部信息的图像大小。

例如，可以将采集到的脸部信息的图像缩放至设定尺寸，或者将采集到的脸部信息的图像放大至设定尺寸。

步骤22，基于小波分析方法，将调整后的脸部信息分解为高频分量和低频分量。

通过小波的多尺度分析特征，将一副图像分解为不同方向、不同位置的多个分量。其中分解得到的高频分量主要包括脸部的一些细节信息，而分解得到的低频分量主要包含大部分的能量，光照的影响主要是在低频分量中。

步骤23，基于自商图像（SQI，Self-Quotient Image）方法去除小波分解得到的低频分量中的光照分量，得到人脸图像中的光照不变量，完成光照预处理。

移动设备的使用环境比较复杂，环境的不同，光照情况也不一样，例如室内光照强度弱于室外光照强度，因此光照强度对身份认证的成功率有较大影响。本发明实施例提出的技术方案中，对采集到的图像进行光照与处理，降低光照强度的影响。光照情况变化大，对认证的成功率有很大的影响，故需要对采集到的图像进行光照预处理，降低光照的影响。一种较佳地实现方式，本发明实施例提出的技术方案中，采用的是预处理效果较好的SQI。该种方法与现有的直接处理整幅图像不同，本发明实施例提出的技术方案中，是对小波的低频分量应用SQI方法，运算量更少，效果也更好。

步骤14，对光照预处理后的脸部信息提取局部二值模式（LBP，Local BinaryPatterns）特征，得到与该脸部信息对应的第一特征向量。

对光照预处理后的脸部信息，提取LBP特征得到一个特征向量，一个用户可以得到多个特征向量，为便于阐述，本发明实施例提出的技术方案中，将用户发送认证请求，对用户进行身份认证的过程中得到的特征向量称之为第一特征向量，该第一特征向量可以用F表示。得到的第一特征向量F和发送认证请求的用户的身份标识用户A对应。

步骤15，以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定获得的身份标识对应的第二特征向量。

为便于阐述和区分，本发明实施例提出的技术方案中，将预先存储的身份标识和特征向量的对应关系中的特征向量称之为第二特征向量。

其中，可以按照下述方式确定身份标识和第二特征向量的对应关系，具体如图3所示，其具体处理流程如下述：

步骤31，在接收到用户发送的注册请求时，为用户分配身份标识。

用户发送注册请求，终端为用户分配身份标识。例如用户B发送一个注册请求，终端可以为该用户B分配身份标识123。

步骤32，基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息。

采集发送注册请求的用户的脸部信息。

具体地，可以采集发送注册请求的用户的一种脸部信息，也可以采集发送注册请求的用户的多种脸部信息。例如，通过摄像装置，可以对发送注册请求的用户的脸部拍摄多幅照片。

步骤33，对获得的脸部信息进行光照预处理后，提取LBP特征，得到与该脸部信息对应的第二特征向量。

将采集到的发送注册请求的用户的脸部信息的图像调整至设定尺寸，然后对该些图像进行光照预处理，并提取LBP特征，得到与该脸部信息对应的第二特征向量。

其中，如果采集了多幅图像，则可以得到多个第二特征向量。

步骤34，将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。

例如，分配的身份标识为123，得到的第二特征向量为D，如果采集了多幅图像，则可以得到多个第二特征向量，分别为D1、D2等。则可以将身份标识123分别和D1、D2对应存储。

步骤16，比对第一特征向量和第二特征向量。

将得到的第一特征向量F和第二特征向量进行比对。

步骤17，在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定用户的身份认证通过。

第一预设阈值小于第二预设阈值。第一预设阈值和第二预设阈值，可以根据实际情况进行设定。较佳地，第一预设阈值和第二预设阈值可以是一个非负值，用于衡量第一特征向量和第二特征向量的距离的大小。

具体地，在上述步骤16中，比对第一特征向量和第二特征向量，可以做二者的差值，再求绝对值，得到的结果作为第一特征向量和第二特征向量的匹配度，如果得到的结果在第一预设阈值和第二预设阈值之间，则确定用户的身份认证通过，反之，该用户的身份认证失败。

相应地，本发明实施例还提出一种身份认证装置，如图4所示，其具体结构组成如下述：

接收模块401，用于接收用户发送的认证请求。

第一确定模块402，用于在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息。

获得模块403，用于对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量。

具体地，上述获得模块403，具体用于基于小波分析方法，将获得的所述脸部信息分解为高频分量和低频分量；基于自商图像SQI方法去除分解的低频分量，得到分解的高频分量，完成光照预处理。

第二确定模块404，用于以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量。

具体地，上述第二确定模块404，还用于按照下述方式确定所述预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系：在接收到用户发送的注册请求时，为所述用户分配身份标识；并基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第二特征向量；将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。

比对模块405，用于比对第一特征向量和第二特征向量。

第三确定模块406，用于在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

本发明实施例提出的技术方案中，可以应用在移动环境下，在移动环境下，应用生物学特征--人脸特征进行用户身份认证，不需要用户手动输入密码，用户体验更好。进一步地，将小波的多尺度分析能力与SQI结合起来，大大降低了运算量，同时提高了验证效果，比较适合应用到移动环境中，直接将人脸特征用于身份验证。相比于传统的共享密钥验证方法，本方案不需要用户输入密码，用户体验更好；不会出现密钥丢失的问题；提高了不易伪造性，有效地保护了用户隐私信息；该算法可以提供较高的验证成功率。

本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置（设备）、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、只读光盘、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置（设备）和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种身份认证方法，其特征在于，包括：

接收用户发送的认证请求；

在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息；

对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量；所述对获得的所述脸部信息进行光照预处理，包括：基于小波分析方法，将获得的所述脸部信息分解为高频分量和低频分量；基于自商图像SQI方法去除小波分解得到的低频分量中的光照分量，得到人脸图像的光照不变量，完成光照预处理；

以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量；

比对第一特征向量和第二特征向量；

在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述方式确定所述预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系：

在接收到用户发送的注册请求时，为所述用户分配身份标识；并

基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息；

对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第二特征向量；

将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。

3.一种身份认证装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收用户发送的认证请求；

第一确定模块，用于在用户发送的认证请求中获得所述用户的身份标识，并基于摄像装置确定所述用户的脸部信息；

获得模块，用于对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第一特征向量；

所述获得模块，具体用于基于小波分析方法，将获得的所述脸部信息分解为高频分量和低频分量；基于自商图像SQI方法去除小波分解得到的低频分量中的光照分量，得到人脸图像的光照不变量，完成光照预处理；

第二确定模块，用于以获得的身份标识作为索引，在预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系中，确定所述获得的身份标识对应的第二特征向量；

比对模块，用于比对第一特征向量和第二特征向量；

第三确定模块，用于在比对结果大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，确定所述用户的身份认证通过。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，还用于按照下述方式确定所述预先存储的身份标识和第二特征向量的对应关系：在接收到用户发送的注册请求时，为所述用户分配身份标识；并基于摄像装置确定发送注册请求的用户的至少一种脸部信息；对获得的所述脸部信息进行光照预处理后，提取局部二值模式LBP特征，得到与所述脸部信息对应的第二特征向量；将分配的身份标识和得到的第二特征向量对应存储。