CN104766072A - 一种活体人脸识别的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活体人脸识别的装置及其使用方法，活体人脸识别的装置包括特征解析模块、双摄像头模块和红外检测模块，双摄像头模块和红外检测模块均与特征解析模块相连，双摄像头模块的两个摄像头独立的对活体人脸进行视频摄像，并从视频数据中捕捉出活体人脸的生物特征点，并输出生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离，红外检测模块对活体人脸进行红外辐射检测，将检测出来的结果以图像的形式输出到特征检测模块，特征检测模块接收所述距离数据和图像数据。本发明分别通过双摄像头模块和红外检测模块分别对人脸的生物特征点和红外热辐射量进行检测，无法用照片、视频或假冒的塑胶实体头像进行复制识别，可靠性高、方便实用、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及活体人脸识别技术领域，具体是一种活体人脸识别的装置及其使用方法。
背景技术
随着安防的技术不断更新，人脸识别技术应用在生活中也越来越广泛。尤其在政府部门、边关和金融行业，对安全防护有着不可替代的智能安全监控的作用。人脸识别技术日趋成熟，商业化应用愈加广泛、然而人脸极易用照片、视频等方式进行复制，因此对合法用户人脸的假冒，是人脸识别，尤其是活体人脸识别认证系统构成重要的威胁。这些年来，活体人脸检测技术取得了一些进展，但在实际应用现有的方法的安全可靠性、以及成本性不能得到很高的平衡。
现有的活体人脸识别技术，主要通过一个普通的摄像头检测是否满足人脸特征，仍容易被假冒的塑胶等实体头像骗过。还有的是通过专业级的红外辐射热成像镜头，通过扫描活体人体脸部的细微生物特征，甚至细微到能看到活体脸部内部的血管分布。但这种设备非常昂贵，这就造成了只能适合某些特定的场合，而不能得到广泛的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可靠性高、方便实用的活体人脸识别的装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种活体人脸识别的装置，包括特征解析模块、双摄像头模块和红外检测模块，所述双摄像头模块和红外检测模块均与特征解析模块相连，所述双摄像头模块的两个摄像头独立的对活体人脸进行视频摄像，并从视频数据中捕捉出活体人脸的生物特征点，并输出所述生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离，所述红外检测模块对活体人脸进行红外辐射检测，将检测出来的结果以图像的形式输出到特征检测模块，所述特征检测模块接收双摄像头模块输出的距离数据和红外检测模块发出的图像数据。
作为本发明进一步的方案：所述生物特征点包括眼、鼻、耳和嘴。
作为本发明进一步的方案：所述双摄像头模块通过将视频数据进行灰度图处理，再通过匹配的方法捕捉出活体人脸的生物特征点。
所述活体人脸识别的装置的使用方法，具体步骤如下：
1）将双摄像头模块的两个摄像头确定在固定距离的同一个水平线上；
2）启动双摄像头模块的两个摄像头进行视频摄像，两个摄像头输出的两个图像中脸部的生物特征点以及两个摄像头的固定位置连线的中点构成一个几何三角形，根据固定的两个摄像头的距离，按照视觉系统的测量原理，算出图像中生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离；
3）由特征解析模块接收上述生物特征点到两个摄像头的中心位置的距离数据，按照人脸建立人脸数据模型，对人脸数据模型中对称的特征点数据进行对称性比较，并将人脸数据模型与存储的数据模型进行匹配，如果匹配成功，则进入步骤4），否则判定失败；
4）启动红外发射模块，使红外传感器接收活体人脸的红外热辐射量，由整个脸部的红外热辐射量形成一个热辐射图像，并输出图像中每一个像素点的热辐射值；
5）由特征解析模块接收红外检测模块输出的热辐射图像和每一个像素的热辐射值，将热辐射图像进行灰度图变换，将变换的图像数据和预存的人体模型进行模糊匹配、并将每一个像素点的热辐射值进行加权平均，如果匹配的相似程度达到预存的阀值，并且热辐射值的加权平均达到预存的阀值，则判定为活体人脸，否则判定失败。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3）中进行匹配的匹配算法为人耳到两个摄像头连线中心位置的距离比眼、鼻到两个摄像头连线中心位置的距离长。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明分别通过双摄像头模块和红外检测模块分别对人脸的生物特征点和红外热辐射量进行检测，无法用照片、视频或假冒的塑胶实体头像进行复制识别，可靠性高、方便实用、成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：2-特征解析模块；3-双摄像头模块；4-红外检测模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种活体人脸识别的装置，包括特征解析模块2、双摄像头模块3和红外检测模块4，所述双摄像头模块3和红外检测模块4均与特征解析模块2相连，所述双摄像头模块3的两个摄像头独立的对活体人脸进行视频摄像，并从视频数据中捕捉出活体人脸的生物特征点，并输出所述生物特征点到两个摄像头连线中点的距离，所述生物特征点包括眼、鼻、耳和嘴，所述双摄像头模块3通过将视频数据进行灰度图处理，再通过匹配的方法捕捉出活体人脸的生物特征点，按照双摄像头的测距原理，通过两个视频图像，测量出这些生物特征点到两个摄像头连线中点的距离，然后将这些距离数据输出至特征解析模块2中，所述红外检测模块4对活体人脸进行红外辐射检测，将检测出来的结果以图像的形式输出到特征检测模块2，所述特征检测模块2接收双摄像头模块3输出的距离数据和红外检测模块4发出的图像数据，特征检测模块2根据人脸的生物特征点到两个摄像头的距离数据建立人脸数据模型，再将建立的人脸数据模型与预存的模型数据进行比对，如果符合则进一步进行红外检测判定，如果不符合则活体人脸判定失败，特征检测模块2还将接收到的图像数据，将图像数据进行灰度图变换，将变换后的结果与预存的人脸模型数据进行匹配，如果匹配则最终输出活体人脸判定成功，否则判定失败。
所述活体人脸识别的装置的使用方法，具体步骤如下：
1）将双摄像头模块3的两个摄像头确定在固定距离的同一个水平线上；
2）启动双摄像头模块3的两个摄像头进行视频摄像，两个摄像头输出的两个图像中脸部的生物特征点以及两个摄像头的固定位置连线的中点构成一个几何三角形，根据固定的两个摄像头的距离，按照视觉系统的测量原理，算出图像中生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离；
3）由特征解析模块2接收上述生物特征点到两个摄像头的中心位置的距离数据，按照人脸建立人脸数据模型，对人脸数据模型中对称的特征点数据进行对称性比较，并将人脸数据模型与存储的数据模型进行匹配，匹配算法为人耳到两个摄像头连线中心位置的距离比眼、鼻到两个摄像头连线中心位置的距离长，从而防止用照片或视频作为对象进行人脸识别，如果匹配成功，则进入步骤4），否则判定失败；
4）启动红外发射模块4，使红外传感器接收活体人脸的红外热辐射量，由整个脸部的红外热辐射量形成一个热辐射图像，并输出图像中每一个像素点的热辐射值；
5）由特征解析模块2接收红外检测模块4输出的热辐射图像和每一个像素的热辐射值，将热辐射图像进行灰度图变换，将变换的图像数据和预存的人体模型进行模糊匹配、并将每一个像素点的热辐射值进行加权平均，如果匹配的相似程度达到预存的阀值，并且热辐射值的加权平均达到预存的阀值，则判定为活体人脸，否则判定失败。
本发明分别通过双摄像头模块3和红外检测模块4分别对人脸的生物特征点和红外热辐射量进行检测，无法用照片、视频或假冒的塑胶实体头像进行复制识别，可靠性高、方便实用、成本低。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种活体人脸识别的装置，包括特征解析模块（2）、双摄像头模块（3）和红外检测模块（4），其特征在于，所述双摄像头模块（3）和红外检测模块（4）均与特征解析模块（2）相连，所述双摄像头模块（3）的两个摄像头独立的对活体人脸进行视频摄像，并从视频数据中捕捉出活体人脸的生物特征点，并输出所述生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离，所述红外检测模块（4）对活体人脸进行红外辐射检测，将检测出来的结果以图像的形式输出到特征检测模块（2），所述特征检测模块（2）接收双摄像头模块（3）输出的距离数据和红外检测模块（4）发出的图像数据。
2.根据权利要求1所述的活体人脸识别的装置，其特征在于，所述生物特征点包括眼、鼻、耳和嘴。
3.根据权利要求1所述的活体人脸识别的装置，其特征在于，所述双摄像头模块（3）通过将视频数据进行灰度图处理，再通过匹配的方法捕捉出活体人脸的生物特征点。
4.一种如权利要求1所述的活体人脸识别的装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将双摄像头模块（3）的两个摄像头确定在固定距离的同一个水平线上；
2）启动双摄像头模块（3）的两个摄像头进行视频摄像，两个摄像头输出的两个图像中脸部的生物特征点以及两个摄像头的固定位置连线的中点构成一个几何三角形，根据固定的两个摄像头的距离，按照视觉系统的测量原理，算出图像中生物特征点到两个摄像头连线中心位置的距离；
3）由特征解析模块（2）接收上述生物特征点到两个摄像头的中心位置的距离数据，按照人脸建立人脸数据模型，对人脸数据模型中对称的特征点数据进行对称性比较，并将人脸数据模型与存储的数据模型进行匹配，如果匹配成功，则进入步骤4），否则判定失败；
4）启动红外发射模块（4），使红外传感器接收活体人脸的红外热辐射量，由整个脸部的红外热辐射量形成一个热辐射图像，并输出图像中每一个像素点的热辐射值；
5）由特征解析模块（2）接收红外检测模块（4）输出的热辐射图像和每一个像素的热辐射值，将热辐射图像进行灰度图变换，将变换的图像数据和预存的人体模型进行模糊匹配、并将每一个像素点的热辐射值进行加权平均，如果匹配的相似程度达到预存的阀值，并且热辐射值的加权平均达到预存的阀值，则判定为活体人脸，否则判定失败。
5.根据权利要求4所述的活体人脸识别的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤3）中进行匹配的匹配算法为人耳到两个摄像头连线中心位置的距离比眼和鼻到两个摄像头连线中心位置的距离长。
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