CN105760817A - 用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法及装置，其中方法为11、采集视频数据；12、检测视频中的人脸图像；13、检测到人脸图像；14、人脸活体检测；15、是否人脸活体判断；16、提取人脸特征值；17、将人脸特征值本地副本存储；重复前述11－17步，生成当前人脸特征值；将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；匹配结果判断，匹配成功，则进入第下一步，否则，进入第最后一步；通知管理器调用驱动程序解锁；结束。本发明不仅可以解决字符密钥所带来的输入困难，易于破解，而且还不易记忆的三大难题，使用人脸活体图像，还可以解决不法者用模型、照片、视频之类的人脸资料，给人脸识别认证带来仿造的安全隐患的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法及装置。
背景技术
传统的加密存储技术将计算机磁盘或者USB接口闪存盘等物理存储设备的部分存储空间进行隐藏加锁，解锁需要与存储硬件匹配的驱动程序来实现，由于驱动程序与存储硬件匹配关系是保密的，所以，没有匹配的驱动程序是无法完成被隐藏存储空间的解锁。为了实现隐藏存储空间的可用性，就需要通过密码绑定关系来实现对驱动程序的激活与去激活。这种密码绑定是这样实现的：提供管理软件，在管理软件中使用键盘、鼠标输入字符密码，并由管理软件读取在某处存储的密码副本，将密码副本与输入的密码进行比对认证。如果完全一致，则通过认证，并由管理软件调用、启动存储硬件驱动程序解开存储空间隐藏设置；否则，管理软件不做解锁操作。这种存储空间的锁定与解锁方式实质上是特定的硬件驱动程序完成存储空间的锁定与解锁。为了方便实用，再由一个相对容易记忆的密码(password)进行认证后，管理程序调用驱动程序进行锁定或者解锁的操作。这样，被保护的存储的安全性就是基于相对容易记忆的密码(password)来保证。而密码由于其本身的非随机性和较小的长度，往往容易被攻击者破解，从而危及系统的安全。因此，传统的加密存储技术所暴露出来的一些缺点：一是需要键盘或者鼠标输入解锁字符密码，字符密码是一种精确的密码，必须准确输入，并且可重复使用。这种输入方式既不方便，也会带来泄密的隐患。二是由于需要人工输入密码，所以，使用者必须记忆密码，给使用者带来不便。三是输入的密码需要与本地存储或者其他地方存储的密码进行认证比对；由于密码本身需要存储在某个地方，解锁时，必须调用进行认证。密码的存储就会带来密码泄密的隐患。
为了解决上述问题，人们开始使用人脸生物特征作为加密和解锁的手段，由于依据人脸生物特征生成的人脸生物特征值不可逆向使用，故可以较好地解决上述问题。
可是，目前的这类输入的人脸图像的识别方法，其制作是将人脸图像计算出来的密钥，在实际运用中，它可以被人利用人脸模型或人脸照片之类的人脸特征来加密或解密，给人脸识别认证带来仿造的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，向社会提供一种通过人脸的活体检测来防范人脸图像伪造行为的用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法及装置。
本发明的技术方案实现是：提供一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，包括：
人脸注册步骤
11、用摄像机采集视频数据；
12、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
13、是否检测到人脸图像，如果否，返回第12步，如果是，进入第14步；
14、人脸活体检测；
15、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第16步，否则，返回第12步；
16、提取人脸特征值；
17、将人脸特征值作为人脸特征值本地副本存储；
人脸识别认证解锁步骤
21、用摄像机采集视频数据；
22、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
23、是否检测到人脸图像，如果否，返回第22步，如果是，进入第24步；
24、人脸活体检测；
25、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第26步，否则，返回第22步；
26、提取人脸特征值；
27、生成当前人脸特征值；
28、将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；
29、匹配结果判断，匹配成功，则进入第30步，否则，进入第31步；
30、通知管理器调用驱动程序解锁；
31、结束。
本发明中，人脸注册类似于设置密码。将特定的人脸特征值注册为本地人脸特征值副本，解锁时，实时抓拍、提取的人脸特征值与本地人脸特征值副本进行人脸识别比对认证。
作为对本发明的改进，所述预定时间在5秒至120秒之间选择。
作为对本发明的改进，所述人脸可活动的生理部位是指人眼、嘴和鼻。
作为对本发明的改进，所述提取人脸特征值是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
作为对本发明的改进，所述模糊匹配是指将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
本发明还提供一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，包括：
摄像机，用于采集视频数据；
人脸检测模块，从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
人脸鉴别模块，判断是否检测到人脸图像；
人脸活体检测模块，用于人脸活体检测；
人脸活体判断模块，用于在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，否则，就不是人脸活体；
人脸特征值提取模块，用于提取人脸特征值；
人脸特征值生成模块，将人脸特征值作为人脸特征值本地副本或生成当前人脸特征值；
匹配模块，用于将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；
匹配结果判断模块，用于判断匹配结果；
管理器，调用驱动程序解锁；
结束模块。
作为对本发明的改进，还包括时间计算模块，用于计算预定时间段。
作为对本发明的改进，所述人脸特征值提取模块是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
作为对本发明的改进，所述匹配结果判断模块是将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
本发明不仅可以解决字符密钥所带来的输入困难，易于破解，而且还不易记忆的三大难题，使用人脸活体图像，还可以解决不法者用模型、照片、视频之类的人脸资料，给人脸识别认证带来仿造的安全隐患的问题。本发明可以有效地防范人脸图像识别中的伪造行为。
附图说明
图1是本发明中人脸注册步骤的方框结构示意图。
图2是本发明解锁步骤的方框结构示意图。
具体实施方式
请参见图1和图2，图1和图2揭示的是一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，包括：
人脸注册步骤
11、用摄像机采集视频数据；当然，本步骤中的摄像机也可以高速照相机代替（下同）；
12、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；检测出人脸的技术是现有技术，主要是预先存储的人脸图像，检测是否有人脸所具备的几个主要部位进行比对，如果比对成功，就算检测到了人脸，否则就算没有检测到人脸；
13、是否检测到人脸图像，如果否，返回第12步，如果是，进入第14步；
14、人脸活体检测；
15、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第16步，否则，返回第12步；如：在检测到人脸的条件下，检测人左右眼的开合状态、嘴的开合状态或鼻子张翼状态等。如果视频中人的左眼、右眼、嘴的开合状态与指示的一致，则确定为活体，否则，确定为非活体（下同）。
16、提取人脸特征值；
17、将人脸特征值作为人脸特征值本地副本存储；本发明中的人脸识别局部特征算法；主要提取、识别人脸眉毛一下，嘴唇以上的人脸三角区域的人脸特征；依据这个部位的人脸提取多个部位的特征点。根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；可将人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。如果某个部位的特征没有提取到或者是噪声码，则用特定编码替代。例如：
二进制的“xxxx00000000000000000000000000000000xxxx”，中间全是0，0表示某个部位没有提到人脸特征值（下同）。
人脸识别认证解锁步骤，人脸识别步骤中的21－27步与上述的人脸注册步骤基本相同，所不同的最后生成的是当前人脸特征值；
21、用摄像机采集视频数据；
22、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
23、是否检测到人脸图像，如果否，返回第22步，如果是，进入第24步；
24、人脸活体检测；
25、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第26步，否则，返回第22步；
26、提取人脸特征值；
27、生成当前人脸特征值；
28、将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；本步骤中，对相同特征分类的每个特征点进行差值比较。0差距表示完全匹配；差距值在近似阈值区间内，则表示特征近似匹配；差距值大于近似阈值区间上限，则表示特征不匹配。最终，比对结果得出完全匹配的特征点数量，近似匹配的特征点数量，不匹配特征点的数量。对比结果模糊匹配处理的实现方式：比对的结果分为：完全匹配、近似匹配、不匹配。计每个特征点完全匹配得M1分，近似匹配得M2分（M1>M2）,不匹配减M3分。其中M1*所有特征点=100分。经过综合计算所有结果之后，得出比对结果的确定分值，实际上就是一个百分制的相似度；设定门限值，达到门限值的要求，则认证通过，否则，认证不通过。例如：达到80分的相似度则通过匹配，否则不能通过匹配；
29、匹配结果判断，匹配成功，则进入第30步，否则，进入第31步；
30、通知管理器调用驱动程序解锁；
31、结束。
优选的，所述预定时间在5秒至120秒之间选择。所述人脸可活动的生理部位可以是指人眼、嘴和鼻，只要人脸可以动的部位，理论上讲都是可以作人脸可洗动的生理部位的。
优选的，所述提取人脸特征值是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
优选的，所述模糊匹配是指将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
本发明还提供一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，包括：
摄像机，用于采集视频数据；
人脸检测模块，从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
人脸鉴别模块，判断是否检测到人脸图像；
人脸活体检测模块，用于人脸活体检测；
人脸活体判断模块，用于在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，否则，就不是人脸活体；
人脸特征值提取模块，用于提取人脸特征值；
人脸特征值生成模块，将人脸特征值作为人脸特征值本地副本或生成当前人脸特征值；
匹配模块，用于将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；
匹配结果判断模块，用于判断匹配结果；
管理器，调用驱动程序解锁；
结束模块。
作为对本发明的改进，还包括时间计算模块，用于计算预定时间段。
作为对本发明的改进，所述人脸特征值提取模块是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
作为对本发明的改进，所述匹配结果判断模块是将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
Claims (9)
1.一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，其特征在于，包括：
人脸注册步骤
11、用摄像机采集视频数据；
12、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
13、是否检测到人脸图像，如果否，返回第12步，如果是，进入第14步；
14、人脸活体检测；
15、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第16步，否则，返回第12步；
16、提取人脸特征值；
17、将人脸特征值作为人脸特征值本地副本存储；
人脸识别认证解锁步骤
21、用摄像机采集视频数据；
22、从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
23、是否检测到人脸图像，如果否，返回第22步，如果是，进入第24步；
24、人脸活体检测；
25、是否人脸活体判断，在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，进入第26步，否则，返回第22步；
26、提取人脸特征值；
27、生成当前人脸特征值；
28、将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；
29、匹配结果判断，匹配成功，则进入第30步，否则，进入第31步；
30、通知管理器调用驱动程序解锁；
31、结束。
2.根据权利要求1所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，其特征在于，所述预定时间在5秒至120秒之间选择。
3.根据权利要求1或2所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，其特征在于，所述人脸可活动的生理部位是指人眼、嘴和鼻。
4.根据权利要求1或2所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，其特征在于，所述提取人脸特征值是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
5.根据权利要求1或2所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的方法，其特征在于，所述模糊匹配是指将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
6.一种用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，其特征在于，包括：
摄像机，用于采集视频数据；
人脸检测模块，从所采集的视频数据中检测视频中的人脸图像；
人脸鉴别模块，判断是否检测到人脸图像；
人脸活体检测模块，用于人脸活体检测；
人脸活体判断模块，用于在预定时间内，如果检测到人脸可活动的生理部位，有两次以上的状态变化，则视为检测到人脸活体，否则，就不是人脸活体；
人脸特征值提取模块，用于提取人脸特征值；
人脸特征值生成模块，将人脸特征值作为人脸特征值本地副本或生成当前人脸特征值；
匹配模块，用于将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本进行模糊匹配处理；
匹配结果判断模块，用于判断匹配结果；
管理器，调用驱动程序解锁；
结束模块。
7.根据权利要求6所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，其特征在于，还包括时间计算模块，用于计算预定时间段。
8.根据权利要求6或7所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，其特征在于，所述人脸特征值提取模块是根据人脸不同的部位的特征点进行分类、排序；人脸部位分为N1-Nm，其对应的特征点为T1-Tm，将每个特征点的多种特征类型按多个字节进行二进制编码，不同人脸部位的特征点的二进制值，按照固定顺序排列级联，形成多字节的数字特征值集合。
9.根据权利要求6或7所述的用人脸识别认证解锁加密存储空间的装置，其特征在于，所述匹配结果判断模块是将当前人脸特征值与人脸特征值本地副本的每个特征点进行比对，计算出特征点的符合百分率，如果符合百分率达到或超过门限值时，则匹配成功，否则，匹配不成功。
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