CN108416275B - 采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证方案 - Google Patents

采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证方案 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方案，包括如下步骤：构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。本发明巧妙融合人脸信号及其关联的场所/事物/事件信号为一体，形成复合身份认证，并采用一般手机摄像机能捕捉的光频带内信号作为定位设备(基站)信号，由于光频率高，绕射能力弱，容易形成一个指定的物理区域覆盖，极大地防止了作弊。

Description

采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证方案
技术领域
本发明涉及身份认证技术领域，具体涉及一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证方案。
背景技术
目前签到、考勤、门禁等系统需要确认人的身份信息外，还需要确认人是否在某个指定地点。以上班打卡系统为例，员工来到办公室，打开考勤APP(比如钉钉)，考勤APP进行人脸识别并且需要获取该手机GPS信号或者办公室内WIFI/蓝牙设备信号确定手机在办公室附近并且为本人在使用手机来判定考勤有效，从而避免了他人代签，远程冒签等作弊行为。
这类系统在室内一般使用WIFI/蓝牙设备来实现室内定位，其弊端是需要依赖手机的相应无线模块，兼容性比较差。再者，WIFI/蓝牙室内定位在单点基站的情况下很难控制无线电范围，极易在预定物理地域外作弊。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中签到、考勤、门禁等系统由于无线电容易发生绕射、因此容易作弊的技术问题，本发明提出一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证方案。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一方面，本发明提供一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方法，包括如下步骤：
构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。
进一步地，同时采集复合身份信号之前还包括将在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证场所的唯一标识是否有效的过程。
进一步地，场所的唯一标识为静态编码或动态编码。
进一步地，所述场所光唯一标识信号按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化；
所述场所光唯一标识信号为点光源信号时，变化方式为按函数F(t)控制光源的频率，或者调制光源的明暗，函数F(t)包含本场所的唯一标识，该唯一标识为静态编码或动态编码；
所述场所光唯一标识信号为屏幕类图像显示光信号时，变化方式为按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
另一方面，本发明还提供一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，包括：
光定位器，用于构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
摄像设备，用于同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
认证设备，用于通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。
进一步地，所述复合身份认证系统用于学校课堂考勤时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个学校的考勤情况；
或者，所述复合身份认证系统用于巡更时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个社区/单位的巡更情况；
或者，所述复合身份认证系统用于门禁时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，遥控门禁系统开锁；
或者，所述复合身份认证系统用于特种设备维保时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，发送设备维保清单给维保人员进行信息化维保。
进一步地，所述认证设备还用于将在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证光定位器是否有效。
进一步地，所述服务器还用于接收认证设备发送的在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证光定位器是否有效，然后返回结果给认证设备。
进一步地，所述光定位器为被动光源设备或主动光源设备。
进一步地，所述光定位器为LED灯、播放屏或投影屏。
进一步地，场所的唯一标识为静态编码或动态编码。
进一步地，所述场所光唯一标识信号按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化；
所述场所光唯一标识信号为点光源信号时，变化方式为按函数F(t)控制光源的频率，或者调制光源的明暗，函数F(t)包含本场所的唯一标识，该唯一标识为静态编码或动态编码；
所述场所光唯一标识信号为屏幕类图像显示光信号时，变化方式为按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
进一步地，所述光定位器为主动光源设备时包括依次连接的FLASH电路、MCU电路、FSK调制电路、发光管及功率驱动电路；
所述FLASH电路用于存储场所的唯一标识；
所述MCU电路用于读取FLASH电路存储的场所的唯一标识，通过IO口控制FSK调制电路；
所述FSK调制电路用于按IO口输出的场所的唯一标识序列电平产生FSK调制信号，传送到发光管及功率驱动电路；
所述发光管及功率驱动电路用于控制发光管的开/关。
进一步地，摄像设备和认证设备为同一设备，都为被认证人的手机。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明巧妙融合人脸信号及其关联的场所/事物/事件信号为一体，形成复合身份认证，并采用一般手机摄像机能捕捉的光频带内信号作为定位设备(基站)信号，由于光频率高，绕射能力弱，容易形成一个指定的物理区域覆盖，极大地防止了作弊，能拓展各行各业应用采用人脸识别技术的场景，是人脸识别应用的重大创新。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方法的流程图；
图2是本发明采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份系统的结构示意图；
图3是本发明光定位器为LED灯时场所光唯一标识信号调制波形图；
图4是本发明光定位器为LED灯时电路结构图；
图5是本发明光定位器为LED灯时手机APP对被考勤人复合身份认证的流程图；
图6是本发明光定位器为显示屏时手机APP对被考勤人复合身份认证的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方法，包括如下步骤：
构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。
同时采集复合身份信号之前还包括将在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证场所的唯一标识是否有效的过程，场所的唯一标识为静态编码或动态编码。
所述场所光唯一标识信号按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化；所述场所光唯一标识信号为点光源信号时，变化方式为按函数F(t)控制光源的频率，或者调制光源的明暗，函数F(t)包含本场所的唯一标识，该唯一标识为静态编码或动态编码；所述场所光唯一标识信号为屏幕类图像显示光信号时，变化方式为按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
实施例2
如图2所示，本发明还提供一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，包括：
光定位器，用于构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
摄像设备，用于同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
认证设备，用于通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。
具体地，摄像设备和认证设备可为同一设备，都为被认证人的手机。
具体地，所述复合身份认证系统用于学校课堂考勤时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个学校的考勤情况；
或者，所述复合身份认证系统用于巡更时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个社区/单位的巡更情况；
或者，所述复合身份认证系统用于门禁时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，遥控门禁系统开锁；
或者，所述复合身份认证系统用于特种设备维保时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，发送设备维保清单给维保人员进行信息化维保。
光定位器的设计如下：
一个主动或者被动光源(含图像)，其所发出的光信号带宽在人脸采集摄像设备可采集的范围内。
光定位器可以设计为一盏LED灯，一个播放屏或者投影屏，例如一个动态密码或者动态二维码液晶显示屏。
可控光源光信号可以按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化。
对于灯管、激光发生器等这类点光源信号，变化方式可设计为按函数F(t)控制光源的开/光(频率)，或者调制光源的明暗(强度)。函数F(t)包含本场所的唯一标识编码，可以是静态编码也可以是动态编码。
对于屏幕类图像显示光信号，变化方式可以是按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
场所的唯一标识可以是固定编码也可以是预选设定的动态编码，在同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号之前，还需对光定位器验证是否有效，动态编码验证如下：认证设备获取在场所获得的动态编码与预存的动态编码比较得出是否一致判定光定位器是否有效。这个动态编码验证过程可以发给远程服务器进行，然后返回结果给认证设备。
以用手机APP考勤为例解释本发明方案如下：
在需考勤场所安装光定位器，人脸识别摄像设备拍摄人脸图像及光定位器所含场所唯一标识信息。人脸识别摄像设备可以是手持摄像设备也可以是被考勤人的手机。具体为：考勤场所安装一盏可控可见光LED灯，兼作照明。LED灯按F(t)做调制控制光源，整个调制信号的基频高于25Hz，避免人眼不适。被考勤人自拍人脸视频，作为照明的LED灯发出的光调制信号也同时被拍摄。手机APP进行人脸识别并且解调出光调制信号中的场所唯一标识。
LED灯采用FSK调制的实例如下：
图3为信号调制波形图；
图4是本发明光定位器为LED灯时电路结构图；MCU读取FLASH的存储的动态码，通过IO口控制FSK调制电路，FSK调制电路按IO口输出的二进制序列电平产生FSK调制信号，传送到驱动电路控制LED发光管的开/关。
手机APP对被考勤人复合身份认证流程如图5所示；
上述的LED灯可以用一个显示屏替换，显示屏不断显示一个按某时间间隔不断变化的二维码(防止作弊)，进行人脸识别时要求自拍者人脸和显示屏同框即可，其复合身份认证流程图6所示；
根据图5和图6，可见本发明的一大特征：人及场所的身份信息是被同一传感器(手机摄像头)同时采集到的，在此定义其之为“复合身份”信号。这段复合身份信号(图像)包含的人和场所唯一信息被巧妙融合在一起，极其难以被篡改。因此本发明方法可以综合描述为：
构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，此被构造光信号和人脸信号处于同一物理空间，能被人脸摄像设备同时采集，形成一个整体的复合身份信号，通过人脸识别算法及解码唯一标识，可以确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能。
本发明的技术效果非常显著，可以用于多个行业，以下举例几个常见的行业。
本发明用于在学校课堂考勤中，方案为：在教室安装上述LED灯，学生手机安装相应APP。上课时，学生用手机进行本发明的复合身份认证，确定本人在某教室，实现了难以作弊的考勤。后台服务器获取手机APP返回的信息，统计出整个学校的考勤情况。
本发明还可以用于巡更，方案为：在巡更点安装本发明LED灯，保安达到巡更点，启动手机APP进行本发明的复合身份认证，确定本人已到本巡更点。后台服务器获取手机APP返回的信息，统计出整个社区/单位的巡更情况。
本发明也可以用于门禁系统，方案为：把上述的LED灯亮度减弱，只覆盖闸门或者闸机的小范围，使用者持手机进入LED灯覆盖范围，启动手机APP进行本发明的复合身份认证，确定此人授权进入并且在本地，则手机APP发指令给服务器遥控门禁系统开锁。本门禁系统的优点是避免了授权人被挟持，在远处开锁，这样的门禁系统即灵活又有非常高的安全级别，可以用于保密场所。
本发明的另外一种门禁方案：把上述的LED灯改为一个液晶显示屏，显示一个动态的二维码，使用者启动手机自拍，确保人脸和显示屏同框，APP进行本发明的复合身份认证，确定此人授权进入并且在本地，则手机APP发指令给服务器遥控门禁系统开锁。
本发明可以用于特种设备维保，把LED灯改为一个黑盒子安装在设备区域，维保人员到场，启动手机APP进行本发明的复合身份认证，确定本人已到本设备区域并且把获取的设备唯一标识送后台服务器下载设备维保清单给维保人员进行信息化维保。
本发明巧妙融合人脸信号及其关联的场所/事物/事件信号为一体，形成复合身份认证，并采用一般手机摄像机能捕捉的光频带内信号作为定位设备(基站)信号，由于光频率高，绕射能力弱，容易形成一个指定的物理区域覆盖，极大地防止了作弊，能拓展各行各业应用采用人脸识别技术的场景，是人脸识别应用的重大创新。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方法，其特征在于，包括如下步骤：
构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能；
所述场所光唯一标识信号按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化；
所述场所光唯一标识信号为点光源信号时，变化方式为按函数F(t)控制光源的频率，或者调制光源的明暗，函数F(t)包含本场所的唯一标识，该唯一标识为静态编码或动态编码；
所述场所光唯一标识信号为屏幕类图像显示光信号时，变化方式为按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
2.根据权利要求1所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份方法，其特征在于，同时采集复合身份信号之前还包括将在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证场所的唯一标识是否有效的过程。
3.一种采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，包括：
光定位器，用于构造一种光信号，包含某场所/事物/事件的唯一标识，形成场所光唯一标识信号；
摄像设备，用于同时采集处于同一物理空间的场所光唯一标识信号和人脸信号，形成一个整体的复合身份信号；
认证设备，用于通过人脸识别算法及解码唯一标识验证该复合身份信号，确定某个人和某个场所/事物/事件在某个时刻/段的关联特性，达到复合身份认证的功能；
所述场所光唯一标识信号按照某个预设的函数变化或者实时受控于上位机/服务器变化；
所述场所光唯一标识信号为点光源信号时，变化方式为按函数F(t)控制光源的频率，或者调制光源的明暗，函数F(t)包含本场所的唯一标识，该唯一标识为静态编码或动态编码；
所述场所光唯一标识信号为屏幕类图像显示光信号时，变化方式为按时间间隔刷新的二维码、符号、数字/字符序列号或者一段视频。
4.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述复合身份认证系统用于学校课堂考勤时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个学校的考勤情况；
或者，所述复合身份认证系统用于巡更时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，统计出整个社区/单位的巡更情况；
或者，所述复合身份认证系统用于门禁时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，遥控门禁系统开锁；
或者，所述复合身份认证系统用于特种设备维保时还包括服务器，用于获取认证设备返回的复合身份认证信息，发送设备维保清单给维保人员进行信息化维保。
5.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述认证设备还用于将在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证光定位器是否有效。
6.根据权利要求4所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述服务器还用于接收认证设备发送的在场所获得的唯一标识与预存的唯一标识比较得出是否一致验证光定位器是否有效，然后返回结果给认证设备。
7.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述光定位器为被动光源设备或主动光源设备。
8.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述光定位器为LED灯、播放屏或投影屏。
9.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，所述光定位器为主动光源设备时包括依次连接的FLASH电路、MCU电路、FSK调制电路、发光管及功率驱动电路；
所述FLASH电路用于存储场所的唯一标识；
所述MCU电路用于读取FLASH电路存储的场所的唯一标识，通过IO口控制FSK调制电路；
所述FSK调制电路用于按IO口输出的场所的唯一标识序列电平产生FSK调制信号，传送到发光管及功率驱动电路；
所述发光管及功率驱动电路用于控制发光管的开/关。
10.根据权利要求3所述的采用人脸识别及场所光唯一标识的复合身份认证系统，其特征在于，摄像设备和认证设备为同一设备，都为被认证人的手机。
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Pledgee: China Co. truction Bank Corp Guangzhou Tianhe subbranch

Pledgor: GUANGZHOU YUNYU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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