CN107609515A - 一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法，所述比对系统包括身份信息读取模块、现场人脸可见光照片采集模块、活体检测模块、公安高清照片提取模块、人脸比对模块和飞腾中央处理器；所述比对方法包括：S1、由所述活体检测模块采集红外照片；S2、基于红外照片进行活体检测；S3、人脸比对模块将可见光照片与身份证照片进行比对；S4、人脸比对模块将可见光照片与公安部照片进行比对。本申请的有益效果是：基于国产飞腾处理器架构实现人脸比对，系统性能更优；通过基于红外照片的活体检测，有效杜绝各类“人脸欺骗式”攻击；采用现场人脸照片分别与身份证照片、公安部照片双重验证的技术方案，人脸识别的准确率更高。

Description

一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法

技术领域

本申请属于人脸识别技术领域，具体地说，涉及一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法。

背景技术

人脸识别技术作为一种个人身份验证的手段，相较于传统的人工身份验证以及新型的指纹识别验证技术而言，方便快捷，易被人接受，因此被广泛地应用于教育，金融，铁路安防等身份验证领域，但在实际的应用过程中，不可避免地存在以下问题：

(1)安全性

针对人脸识别应用，目前存在一种很难防御的“人脸欺骗式攻击”，即用户通过自身照片、视频流、3D模型等手段伪装成真人进行攻击，且与身份信息比对，有效地骗过系统，完成自身的身份认证。

(2)准确性

现有的人脸识别技术通常现场采集人脸图像和身份信息，从而进行比对，身份证作为身份认证的标准模板，具有一定的权威性，但有时往往由于身份证图像模糊等导致人脸比对失败。

因此，针对上述问题，需要设计一种应用于人员身份快速实名认证的人脸比对方案，进一步提高人脸识别领域中的安全性和准确性。

中国发明专利“一种基于机器人平台的嵌入式人脸识别智能身份认证系统”(申请号CN201210533057.9)，该发明提供了一种机器人平台的嵌入式人脸识别智能身份认证系统，是一种采用人脸一些独特生物特征对人身份进行认证的技术，其具有两大功能：人脸注册和人脸比对。人脸注册包括人脸采集、人脸图像预处理、特征点提取、特征模板存储和输出显示。人脸比对与人脸注册不同在于特征点提取后将特征模板与人脸特征模块库中的特征模板进行匹配，最后输出匹配结果。该发明利用摄像机等嵌入式设备实现了人脸注册和人脸比对的身份认证问题，并没有考虑到本专利申请所考虑的基于二代身份证等证件的人脸识别应用领域。

中国发明专利“一种基于证件照与采集照的人脸比对认证方法及系统”(申请号CN201410088024.7)，该申请公开了一种基于证件照与采集照的人脸比对认证方法及系统,方法包括采集真实人脸图像，并输入待验证证件照训练代表人脸显著特征的网状结构模型采用基于局部梯度特征和纹理约束形状的算法，对证件照与真实人脸图像的关键特征点进行精确定位，并选取不易受外部影响的关键特征点作为比对特征点根据比对特征点的相对位置信息，对证件照与真实人脸图像进行标准化将证件照的标准化特征与真实人脸图像的标准化特征进行一一比对，从而得到当前持证人与证件照的匹配相似度值根据得到的匹配相似度值判断人证是否一致。虽然该申请的识别结果不受眼镜、眉毛和头发等外部遮挡物的影响，稳定性较好且识别精度高，但并没有考虑到本专利申请所考虑的人脸识别应用领域中安全问题。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法，能够通过引入活体检测以及双重人脸验证方案，提升了人脸比对的安全性和准确率。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法，并采用以下技术方案来实现。

一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，包括：

飞腾中央处理器：用于接收或读取外接设备的信息，为各模块提供信息交换，为软件性模块提供运行环境；

身份信息读取模块(1)：读取用户的身份证信息；

现场人脸可见光照片采集模块(2)：采集用户现场的可见光照片；

活体检测模块(3)：检测当前用户是否为活体；

公安高清照片提取模块(4)：用于从公安系统中提取用户照片；

人脸比对模块(5)：从接收到的不同照片中分别提取特征值，并进行一致性比对，判定比对结果；

所述身份信息读取模块、所述现场人脸可见光照片采集模块、所述活体检测模块、所述公安高清照片提取模块和所述人脸比对模块分别与所述飞腾中央处理器通信连接。

进一步的，所述活体检测模块包括活体检测模块红外照片采集子模块和活体检测模块活体判别子模块；所述活体检测模块红外照片采集子模块和所述活体检测模块活体判别子模块分别与所述飞腾中央处理器通信连接。

进一步的，所述活体检测模块红外照片采集子模块采用具有红外照相功能的高清摄像头来实现照片采集。

进一步的，所述现场人脸可见光照片采集模块采用广角摄像头进行照片采集。

进一步的，所述广角摄像头旁设置补光灯。

进一步的，所述身份信息读取模块采用二代身份证信息读卡器进行身份证照片的读取。

一种应用于上述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统的人脸比对方法，步骤包括：S1：所述活体检测模块红外照片采集子模块采集用户的红外照片；S2：所述活体检测模块活体判别子模块根据所述S1中的红外照片判断该用户是否为活体；若是进入下一步，若不是则活体检测失败；S3：由所述人脸比对模块5对用户照片进行人脸比对，若比对的照片一致，则比对成功，若不一致，则比对失败。

进一步的，所述S3具体的比对步骤包括：S31：由所述人脸比对模块将现场采集的可见光照片与所述人脸比对系统读取的身份证照片进行比对；若比对两者一致则比对成功，若两者不一致则进入S32；S32：由所述人脸比对模块将所述可见光照片与所述人脸比对系统从公安系统提取的用户照片进行比对；若比对结果为两者一致则比对成功；若两者不一致则比对失败。

进一步的，所述一致和所述不一致的判定是通过计算照片的相似度，并将所述相似度与预设的阈值对比来实现的；当所述相似度大于等于所述阈值时则判定为一致；当所述相似度小于所述阈值时则判定为不一致。

优选的，所述阈值为0.7。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：基于国产的飞腾处理器架构实现人脸比对，计算速度快、输入输出能力强和功耗低；通过配备红外照相功能的高清摄像头，有效杜绝各类“人脸欺骗式”攻击；采用现场人脸照片与身份证照、现场人脸照片与公安部高清照片双重验证的技术方案，人脸识别的准确率更高。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请人脸比对系统及方法的原理框图。

图2是本申请人脸比对系统及方法的结构图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，包括飞腾中央处理器、身份信息读取模块1、现场人脸可见光照片采集模块2、活体检测模块3、公安高清照片提取模块4和人脸比对模块5。身份信息读取模块1、现场人脸可见光照片采集模块2、活体检测模块3、公安高清照片提取模块4和人脸比对模块5分别与飞腾中央处理器通信连接。

其中活体检测模块3包括活体检测模块红外照片采集子模块3.1和活体检测模块活体判别子模块3.2。活体检测模块红外照片采集子模块3.1和活体检测模块活体判别子模块3.2分别与飞腾中央处理器通信连接。

本实施例中人脸比对模块5、活体检测模块活体判别子模块3.2均嵌入在飞腾中央处理器中。

活体检测模块红外照片采集子模块3.1采用具有红外照相功能的高清摄像头，无需用户动作配合，即可采集人脸面部特征，并由活体检测模块活体判别子模块3.2进行活体判别，成功后，继而进行人脸捕捉。

现场人脸可见光照片采集模块2用于对现场人员面部进行照片采集。通常使用市售的广角高清摄像头进行照片采集，摄像头与飞腾中央处理器电连接，可选用中央处理器的IO口进行连接，并将采集到的照片发送给飞腾中央处理器。广角高清摄像头可更广区域内采集人脸图像，本申请广角指的是取景范围在68度-152度之间。摄像头与中央处理器的照片采集技术在很多场合都有应用，这里不再赘述。优选的，摄像头旁设置补光灯，补光灯可自设开关，适于在外界环境和天气发生变化时调整光照强度，保证合理的光线实现人脸图像的清晰捕捉。

活体检测模块红外照片采集子模块3.1用于对现场人员面部进行红外照片采集，并输送给飞腾中央处理器。通常采用市售的红外摄像头进行红外照片的采集，红外摄像头与飞腾中央处理器电连接，可选用中央处理器的IO口进行连接，并将采集到的红外照片发送给飞腾中央处理器。红外摄像头与中央处理器的照片采集技术在很多场合都有应用，这里不再赘述。

身份信息读取模块1用来读取使用者的身份信息并将信息传输给飞腾中央处理器。身份信息读取模块1使用二代身份证信息读卡器，读卡器的通信端与飞腾中央处理器的IO口电连接。二代身份证信息读卡器读取带有面部人像的身份证信息，并将此信息通过读卡器与中央处理器的连接线路传输给飞腾中央处理器。

公安高清照片提取模块4通过与公安部建立连接，并调用公安部提供的高清照获取接口用以读取公安部提供的高清照片。此模块以及功能是概念性的，没有实际实施，但是从技术上来说是可实现的，只需将本申请的人脸比对系统与公安部服务器进行连接，在公安部权限允许的情况下获取所需要的高清照片。

飞腾中央处理器接收现场人脸可见光照片采集模块2采集到的现场人脸可见光照片、身份信息读取模块1读取的身份证照片以及公安高清照片提取模块4提取的公安高清照片，并将这些照片输送给人脸对比模块5，由人脸对比模块5进行人脸识别和身份认证。优选的，身份信息读取模块1、现场人脸可见光照片采集模块2、活体检测模块3、公安高清照片提取模块4和人脸比对模块5分别与飞腾中央处理器的通信连接方式均为有线连接。

飞腾中央处理器是国防科技大学计算机学院自主研制的高性能32位浮点数字信号处理器，本实施例选用飞腾FT1500中央处理器。

如图2所示，一种适用于上述人脸比对系统的比对方法，步骤包括：

S1：活体检测模块红外照片采集子模块3.1采集用户的红外照片；

S2：活体检测模块活体判别子模块3.2根据S1中的红外照片判断该用户是否为活体；若是进入下一步，若不是则活体检测失败；

S3：由人脸比对模块5对用户照片进行人脸比对。

步骤S3中人脸比对的具体步骤为：

S31：由人脸比对模块5将现场采集的可见光照片与系统读取的身份证照片进行比对；若比对两者一致则比对成功，若两者不一致则进入下一步；

S32：由人脸比对模块5将采集的可见光照片与从公安系统提取的高清照片进行比对；若比对结果为两者一致则比对成功；若两者不一致则比对失败。

用户使用本申请的人脸比对系统时：

首先，将本人身份证置于二代身份证信息读卡器上，通过身份信息读取模块1读取带有面部头像的身份信息，并将身份照发送至人脸比对模块5；

其次，活体检测模块红外照片采集子模块3.1借助红外摄像头采集用户的红外照片，活体检测模块活体判别子模块3.2利用已训练过的深度模型提取红外照片的人脸特征，并判别是否为“活体”；若是“活体”，则现场人脸可见光照片采集模块2利用摄像头对用户进行可见光照片采集，并将采集到的可见光照片发送至人脸比对模块5；若不是“活体”，则活体检测失败，无法进行人脸识别；再次，人脸比对模块5接收带有面部头像的身份证照和可见光照片，检测人脸并提取面部特征值，计算相似度，若超过设定的阈值(阈值可通过分析大量相同的人证比对结果和不同的人证比对结果得到，本申请经大量分析后选取0.7)，则比对成功；若低于设定的阈值，则从公安高清照提取模块4中调用来自公安部的用户人脸高清照片，再通过人脸比对模块5与可见光照片进行比对，如超过设定的阈值，则比对成功；若低于设定的阈值则人脸识别失败。

本申请的有益效果是：

1、基于国产的飞腾处理器架构实现人脸比对，计算速度快、输入输出能力强和功耗低；

2、相较于现有技术使用用户动作等传统活体甄别手段，本申请通过配备红外照相功能的高清摄像头，有效杜绝各类“人脸欺骗式”攻击；

3、相较于现有技术仅使用身份照片与现场照片比对的方案，本申请采用了现场人脸照片与身份证照、现场人脸照片与公安部高清照片双重验证的技术方案，人脸识别的准确率更高。

以上对本申请实施例所提供的一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，不同机构可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明创造构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，包括：

飞腾中央处理器：用于接收或读取外接设备的信息，为各模块提供信息交换，为软件性模块提供运行环境；

身份信息读取模块(1)：读取用户的身份证信息；

现场人脸可见光照片采集模块(2)：采集用户现场的可见光照片；

活体检测模块(3)：检测当前用户是否为活体；

公安高清照片提取模块(4)：用于从公安系统中提取用户照片；

人脸比对模块(5)：从接收到的不同照片中分别提取特征值，并进行一致性比对，判定比对结果；

所述身份信息读取模块(1)、所述现场人脸可见光照片采集模块(2)、所述活体检测模块(3)、所述公安高清照片提取模块(4)和所述人脸比对模块(5)分别与所述飞腾中央处理器通信连接。

2.根据权利要求1所述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，其特征在于：所述活体检测模块(3)包括活体检测模块红外照片采集子模块(3.1)和活体检测模块活体判别子模块(3.2)；所述活体检测模块红外照片采集子模块(3.1)和所述活体检测模块活体判别子模块(3.2)分别与所述飞腾中央处理器通信连接。

3.根据权利要求2所述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，其特征在于：所述活体检测模块红外照片采集子模块(3.1)采用具有红外照相功能的高清摄像头来实现照片采集。

4.根据权利要求1所述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，其特征在于：所述现场人脸可见光照片采集模块(2)采用广角摄像头进行照片采集。

5.根据权利要求4所述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统及方法，其特征在于：所述广角摄像头旁设置补光灯。

6.根据权利要求1所述基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统，其特征在于：所述身份信息读取模块(1)采用二代身份证信息读卡器进行身份证照片的读取。

7.应用于上述任一基于飞腾平台的双重验证的人脸比对系统的人脸比对方法，步骤包括：S1：所述活体检测模块红外照片采集子模块(3.1)采集用户的红外照片；S2：所述活体检测模块活体判别子模块(3.2)根据所述S1中的红外照片判断该用户是否为活体；若是进入下一步，若不是则活体检测失败；S3：由所述人脸比对模块5对用户照片进行人脸比对，若比对的照片一致，则比对成功，若不一致，则比对失败。

8.根据权利要求7所述人脸比对方法，其特征在于：所述S3具体的比对步骤包括：S31：由所述人脸比对模块(5)将现场采集的可见光照片与所述人脸比对系统读取的身份证照片进行比对；若比对两者一致则比对成功，若两者不一致则进入S32；S32：由所述人脸比对模块(5)将所述可见光照片与所述人脸比对系统从公安系统提取的用户照片进行比对；若比对结果为两者一致则比对成功；若两者不一致则比对失败。

9.根据权利要求8所述人脸比对方法，其特征在于：所述一致和所述不一致的判定是通过计算照片的相似度，并将所述相似度与预设的阈值对比来实现的；当所述相似度大于等于所述阈值时则判定为一致；当所述相似度小于所述阈值时则判定为不一致。

10.根据权利要求9所述人脸比对方法，其特征在于：所述阈值为0.7。