CN111178233A - 基于活体认证的身份认证方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种基于活体认证的身份认证方法及装置，所述方法包括：检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；获取所述人脸图像中的正脸照片，将正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；当用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出执行指令后摄像头拍摄到图像序列，根据图像序列中用户的人脸图像和所述执行指令检测用户是否为活体；根据图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。采用本方法能够确保用户身份信息的真实性，保护用户信息安全。

Description

基于活体认证的身份认证方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于活体认证的身份认证方法及装置。
背景技术
着随着视觉系统的日益发展和成熟，人脸身份验证技术已经被广泛的应用到运营商、银行、政府部门等机构中。它不仅能够快速而准确的对用户身份进行鉴定，减轻人工核对的负担，也为用户随时随地办理业务提供了方便。同时，随着技术的深入，人脸识别的准确率也越来越高，这也确保了用户信息的安全性。
但是信息与技术的发展给人们带来便利的同时，也存在很多安全隐患。一些不法分子通过身份造假，窃取用户信息，给用户和企业造成了严重的经济损失。不法份子通过使用照片、纸片、面具等恶意伪造的手段来冒充用户信息。因此如何识别出用户的真实身份成为了一个迫切的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种基于活体认证的身份认证方法及装置。
本发明实施例提供一种基于活体认证的身份认证方法，包括：
检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；
获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；
当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；
根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；
当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据预设帧数周期抽取所述图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，根据比对结果判断所述用户是否为活体。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
以所述帧数图片中预设编号正脸图片为检测起始点，以所述帧数图片中预设编号正脸图片的下一张正脸图片为检测终点，检测所述检测起始点和检测终点之间的帧数图片中人脸图像变化，将所述人脸图像变化与所述预设编号对应的执行指令进行比对。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
检测所述人脸图像中人脸与所述摄像头的角度大小；
获取预设角度，并从所述人脸图像中截取与所述预设角度的角度大小相同的照片作为正脸照片。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
通过所述摄像头采集所述用户的人脸特征点，当采集到的所述人脸特征点的数量达到预设数量时，获取所述人脸图像中的正脸照片。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
结合所述图像序列，通过rPPG心率检测方法检测所述人脸图像的心率。
本发明实施例提供一种基于活体认证的身份认证装置，包括：
第一检测模块，用于检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；
获取模块，用于获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；
发出模块，用于当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；
第二检测模块，用于根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；
第三检测模块，用于当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
在其中一个实施例中，所述装置还包括：
比对模块，用于根据预设帧数周期抽取所述图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，根据比对结果判断所述用户是否为活体。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于活体认证的身份认证方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于活体认证的身份认证方法的步骤。
本发明实施例提供的基于活体认证的身份认证方法及装置，在身份验证的过程中，选择用户最佳的正脸照片进行身份比对；同时为了抵御不法份子使用照片、纸片、面具等恶意伪造，加入双重活体检测技术。基于人脸特征点检测，设计随机动作进行活体判定，该动作判定方法有效解决了不同人脸宽度问题，心率检测能够防止3d打印面具的攻击，从而确保用户身份信息的真实性，保护用户信息安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例中基于活体认证的身份认证方法的流程图；
图2为本发明实施例中基于活体认证的身份认证装置的结构图；
图3为本发明实施例中电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
图1为本发明实施例提供的基于活体认证的身份认证方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于活体认证的身份认证方法，包括：
步骤S101，检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像。
具体地，当检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集用户的人脸图像，比如用户在办理相关业务时，比如在银行存取物品、在公司出入门禁等背景下，都可以通过对应的摄像头采集用户的人脸图像。
步骤S102，获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户。
具体地，在通过摄像头采集用户的人脸图像时，获取人脸图像中的正脸照片，并将正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，其中，预存的照片可以比如用户在银行办理相关业务时，将摄像头采集到的用户的人脸图像与用户注册时拍摄的照片进行对比，然后根据对比结果判断办理业务的用户是否为之前注册用户(目标用户)，另外，正脸照片可以通过检测人脸图像中人脸与摄像头的角度大小，并从人脸图像中截取与预设角度的角度大小相同的照片作为正脸照片，比如从摄像机拍摄的人脸图像中截取与摄像头的角度为0，即与摄像头平行的人脸作为正脸图像，另外，也可以通过脸部大小来作为正脸照片的判断标准，在此不多做限定。
步骤S103，当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体。
具体地，当检测到用户为目标用户时，向用户发出执行指令，其中，执行指令可以比如抬头、低头、左转、右转、眨眼和张嘴等动作，并获取发出执行指令后，摄像头拍摄到的用户的图像序列，将图像序列中用户的人脸图像中的动作与执行指令进行对比，根据对比的结果判断用户是否为活体，即用户是否为真实用户，而非通过面具、照片等手段伪装成目标用户的非目标用户。
步骤S104，根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体。
具体地，当所述用户为目标用户时，还可以根据摄像头拍摄到的用户的图像序列进行人脸图像的心率检测，因为摄像头能捕捉到人脸的血管，通过血管流动的变化影响面部皮肤的光学特性发生变化，从而计算出用户的生理参数，比如心率、呼吸率、血压、心率变异性等等。在检测到心率后，通过心率检测的结果判断用户是否为活体。
步骤S105，当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
具体地，只有在上述两种活体检测的结果都显示用户为活体时，用户的身份验证才能通过，用户才能完成后续的业务。
本发明实施例提供的一种基于活体认证的身份认证方法，在身份验证的过程中，选择用户最佳的正脸照片进行身份比对；同时为了抵御不法份子使用照片、纸片、面具等恶意伪造，加入双重活体检测技术。基于人脸特征点检测，设计随机动作进行活体判定，该动作判定方法有效解决了不同人脸宽度问题，心率检测能够防止3d打印面具的攻击，从而确保用户身份信息的真实性，保护用户信息安全。
在上述实施例的基础上，所述基于活体认证的身份认证方法，还包括：
根据预设帧数周期抽取所述图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，根据比对结果判断所述用户是否为活体。
在本发明实施例中，通过摄像头拍摄到用户的图像序列，将图像序列中用户的人脸图像中的动作与执行指令进行对比，根据对比的结果判断用户是否为活体可以根据预设帧数周期抽取图像序列中的帧数图片，比如普通摄像头每秒获取24帧图片，为了提高运行效率，采用抽帧法，每隔3帧抽取一张，将抽取的帧数图片中的人脸图像与执行指令进行比对，根据比对结果判断用户是否为活体。
另外，在将抽取的帧数图片中的人脸图像与执行指令进行比对时，可以以帧数图片中预设编号正脸图片为检测起始点，以帧数图片中预设编号正脸图片的下一张正脸图片为检测终点，其中，预设编号可以为执行指令的编号，比如当执行指令为抬头、低头、左转时，则抬头为预设编号1，低头为预设编号2，左转为预设编号3，预设编号正脸图片则为预设编号对应的起始正脸图片，比如抬头为预设编号1，则对应的预设编号正脸图片为在发出抬头的执行指令后，帧数图片中的第一张正脸图片，即为检测起始点，到下一张正脸图片为止(再次检测到用户的正脸图片时，说明用户已经做完执行指令)，检测在两张正脸图片中的帧数图片中人脸图像变化，将人脸图像变化与预设编号对应的执行指令进行比对，根据比对结果判断用户是否为活体。
本发明实施例通过设计随机动作进行活体判定，该动作判定方法有效解决了不同人脸之间的宽度问题，能够准确的判断用户是否为活体。
在上述实施例的基础上，所述基于活体认证的身份认证方法，还包括：
通过所述摄像头采集所述用户的人脸特征点，当采集到的所述人脸特征点数量达到预设数量时，获取所述人脸图像中的正脸照片。
在本发明实施例中，通过摄像头采集所述用户的人脸特征点，因为人脸上各个器官都存在着特征点，比如眼睛的眼睑、眼睫毛、眼角等等，鼻子的鼻头、鼻梁、鼻翼等等，都存在着特征点，采集人脸的特征点，当特征点数量不够时，说明用户的脸部并没有全部出现在摄像头中，获取存在面部遮挡的情况，不能进一步获取人脸图像中的正脸照片，只有当采集到的人脸特征点数量达到预设数量时，才能获取人脸图像中的正脸照片，另外，预设的特征点数量可以为128个，当检测到脸部的128个特征点时，获取人脸图像中的正脸照片。
本发明实施例通过获取人脸的特征点，进而获取人脸图像中的正脸照片。
在上述实施例的基础上，所述基于活体认证的身份认证方法，还包括：
结合所述图像序列，通过rPPG心率检测方法检测所述人脸图像的心率。
在本发明实施例中，对视频中人脸的rPPG信号进行了光照和运动变化的估计。利用色差消除镜面反射，估计两个正交色度信号，应用带通滤波器(BPM)后，利用色度信号的比值计算rPPG信号，用来检测3D面具攻击，真实的脸会显示出心率的脉搏，而使用照片、纸片、面具等伪造手段则不会显示心率。
本发明实施例通过rPPG心率检测方法检测人脸图像的心率，从而确保用户身份信息的真实性，保护用户信息安全。
图2为本发明实施例提供的一种基于活体认证的身份认证装置，包括：第一检测模块201、获取模块202、发出模块203、第二检测模块204、第三检测模块205，其中：
第一检测模块201，用于检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集用户的人脸图像。
获取模块202，用于获取人脸图像中的正脸照片，将正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断用户是否为目标用户。
发出模块203，用于当用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据图像序列中用户的人脸图像和执行指令检测用户是否为活体。
第二检测模块204，用于根据图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据心率检测的结果判断用户是否为活体。
第三检测模块205，用于当检测到两次活体检测的结果都为用户是活体时，用户的身份验证通过。
在一个实施例中，装置还可以包括：
比对模块，用于根据预设帧数周期抽取图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与执行指令进行比对，根据比对结果判断用户是否为活体。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第四检测模块，用于以帧数图片中预设编号正脸图片为检测起始点，以帧数图片中预设编号正脸图片的下一张正脸图片为检测终点，检测检测起始点和检测终点之间的帧数图片中人脸图像变化，将人脸图像变化与预设编号对应的执行指令进行比对。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第五检测模块，用于检测人脸图像中人脸与摄像头的角度大小。
第二获取模块，用于获取预设角度，并从人脸图像中截取与预设角度的角度大小相同的照片作为正脸照片。
在一个实施例中，装置还可以包括：
采集模块，用于通过摄像头采集用户的人脸特征点，当采集到的人脸特征点数量达到预设数量时，获取人脸图像中的正脸照片。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第六检测模块，用于结合图像序列，通过rPPG心率检测方法检测人脸图像的心率。
关于基于活体认证的身份认证装置的具体限定可以参见上文中对于基于活体认证的身份认证方法的限定，在此不再赘述。上述基于活体认证的身份认证装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302、通信接口(Communications Interface)303和通信总线304，其中，处理器301，存储器302，通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，包括：
检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；
获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；
当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；
根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；
当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
2.根据权利要求1所述的基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，所述根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体，包括：
根据预设帧数周期抽取所述图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，根据比对结果判断所述用户是否为活体。
3.根据权利要求2所述的基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，所述将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，包括：
以所述帧数图片中预设编号正脸图片为检测起始点，以所述帧数图片中预设编号正脸图片的下一张正脸图片为检测终点，检测所述检测起始点和检测终点之间的帧数图片中人脸图像变化，将所述人脸图像变化与所述预设编号对应的执行指令进行比对。
4.根据权利要求1所述的基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，所述获取所述人脸图像中的正脸照片，包括：
检测所述人脸图像中人脸与所述摄像头的角度大小；
获取预设角度，并从所述人脸图像中截取与所述预设角度的角度大小相同的照片作为正脸照片。
5.根据权利要求1所述的基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，所述获取所述人脸图像中的正脸照片之前，还包括：
通过所述摄像头采集所述用户的人脸特征点，当采集到的所述人脸特征点的数量达到预设数量时，获取所述人脸图像中的正脸照片。
6.根据权利要求1所述的基于活体认证的身份认证方法，其特征在于，所述根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，包括：
结合所述图像序列，通过rPPG心率检测方法检测所述人脸图像的心率。
7.一种基于活体认证的身份认证装置，其特征在于，包括
第一检测模块，用于检测到用户进行身份验证时，通过摄像头采集所述用户的人脸图像；
获取模块，用于获取所述人脸图像中的正脸照片，将所述正脸照片与数据库中的预存照片进行对比，根据对比结果判断所述用户是否为目标用户；
发出模块，用于当所述用户为目标用户时，发出执行指令，并获取发出所述执行指令后所述摄像头拍摄到图像序列，根据所述图像序列中所述用户的人脸图像和所述执行指令检测所述用户是否为活体；
第二检测模块，用于根据所述图像序列中的人脸图像进行心率检测，并根据所述心率检测的结果判断所述用户是否为活体；
第三检测模块，用于当检测到两次活体检测的结果都为所述用户是活体时，所述用户的身份验证通过。
8.根据权利要求7所述的基于活体认证的身份认证装置，其特征在于，所述装置还包括：
比对模块，用于根据预设帧数周期抽取所述图像序列中的帧数图片，将抽取的帧数图片中的人脸图像与所述执行指令进行比对，根据比对结果判断所述用户是否为活体。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于活体认证的身份认证方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于活体认证的身份认证方法的步骤。
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