CN112329904A - 一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法，所述手机用户识别卡，包括卡本体以及集成在所述卡本体的尺寸空间内的卡内电路；卡内电路包括MCU安全芯片；MCU安全芯片中还存储有人脸特征值信息；MCU安全芯片中设置有用于将采集到的人脸特征值与存储的人脸特征值信息进行匹配的人脸识别处理模块；卡内电路还包括用来连接所述MCU安全芯片和手机终端/外部读卡设备的数据链路。本发明采用手机用户识别卡作为人脸识别信息的载体，人脸特征信息归属个人保存和携带，不必提供给应用服务或云平台，能够有效防止用户信息泄漏，保护个人隐私。

Description

一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法
技术领域
本发明涉及一种手机智能卡，特别是涉及一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法。
背景技术
随着智能硬件运算能力的不断提升及功耗的不断降低，人脸识别技术也广泛应用于支付、公共交通及门禁系统。目前绝大部分设备或系统采用的是事前将用户的人脸特征值信息存储至终端设备上或者云平台上，使用时再同摄像装置采集到的人脸特征值进行比对。但是，由于终端设备及应用平台繁多，容易造成用户的人脸特征值信息的泄漏，给用户带来巨大信息安全风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法，采用手机用户识别卡作为人脸识别信息的载体，人脸特征信息归属个人保存和携带，不必提供给应用服务或云平台，能够有效防止用户信息泄漏，保护个人隐私。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一方面，本发明一种手机用户识别卡，包括卡本体以及集成在所述卡本体的尺寸空间内的卡内电路；所述卡内电路包括依次相连接的第一射频天线、射频驱动单元、MCU安全芯片和SIM卡标准铜制连接触点；所述MCU安全芯片中存储有用来实现移动通信功能的用户身份鉴权信息，所述MCU安全芯片通过SIM卡标准铜制连接触点连接至手机终端，以将用户身份鉴权信息发送给手机终端，由手机终端与电信运营商之间进行用户身份鉴权；其特征在于：
所述MCU安全芯片中还存储有人脸特征值信息；所述MCU安全芯片中设置有用于将采集到的人脸特征值与存储的人脸特征值信息进行匹配的人脸识别处理模块；所述卡内电路还包括用来连接所述MCU安全芯片和手机终端/外部读卡设备的数据链路，所述数据链路用来将手机终端/外部读卡设备采集到的人脸特征值发送给所述MCU安全芯片，还用来将所述人脸识别处理模块的处理结果发送至手机终端/外部读卡设备。
优选的，所述数据链路采用所述MCU安全芯片与手机终端/外部读卡设备的ISO7816 接口为连接通道，并通过扩展APDU指令集，实现所述MCU安全芯片的人脸识别处理模块与手机终端/外部读卡设备之间在ISO7816接口下的数据传输。
优选的，所述数据链路采用在所述MCU安全芯片与手机终端/外部读卡设备之间新增设的以硬件方式体现的数据
传输通道，实现所述MCU安全芯片的人脸识别处理模块与手机终端/外部读卡设备之间的数据传输。
优选的，所述以硬件方式体现的数据传输通道为有线传输通道或无线传输通道。
优选的，所述数据链路采用在手机用户识别卡上增设与手机终端/外部读卡设备的已有数据传输设备相匹配的部件，以实现和手机终端/外部读卡设备的匹配对接，从而实现手机终端/外部读卡与人脸识别处理模块的数据传输。
优选的，所述部件为设置在射频驱动单元中的蓝牙协议处理部件或NFC协议处理部件。
第二方面，一种人脸识别装置，包括所述的手机用户识别卡；还包括手机终端；所述手机终端支持蓝牙协议或NFC协议。
第三方面，一种人脸识别装置，包括所述的手机用户识别卡；还包括外部读卡设备；所述外部读卡设备中设置有射频收发器和第二射频天线。
第四方面，一种基于手机用户识别卡的人脸识别方法，基于所述的手机用户识别卡，方法包括：
S102，手机终端/外部读卡设备通过红外检测判断是否感应到人，如果有，判断是否检测到人脸；如果有，采集人脸特征值；
S104，手机终端/外部读卡设备发送建立链路的请求消息至所述手机用户识别卡，所述手机用户识别卡回复响应消息至手机终端/外部读卡设备以建立数据链路；
S106，手机终端/外部读卡设备将采集到的人脸特征值通过数据链路发送至所述手机用户识别卡；
S108，所述用户识别卡的人脸识别处理模块将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，判断预存储的人脸特征值信息中是否有与接收到的人脸特征值匹配的信息，如果有，发送匹配消息至手机终端/外部读卡设备，手机终端/外部读卡设备进行后续应用；如果没有，断开数据链路。
优选的，所述S102之前还包括：
S101，在所述MCU安全芯片中划分的独立存储空间内，存储人脸特征值信息；所述人脸特征值信息通过摄像装置采集并通过数据链路写入。
本发明的一种手机用户识别卡，是在卡内电路的MCU安全芯片的存储模块中，划分出独立的存储空间，存储人脸特征值信息，由MCU安全芯片的软件(人脸识别处理模块)实现预存储的人脸特征值信息与实时采集的人脸特征值的比对认证过程，即将人脸特征信息归属个人保存和携带，不必提供给应用服务或云平台，能够有效防止用户信息泄漏，保护个人隐私。
本发明的MCU安全芯片与手机终端/外部读卡设备的数据链路优选“非接触式数据链路”，只需重新开辟一条物理的数据传输通道，无需定制手机终端，也不受限于手机操作系统的类型，具有更广泛的应用。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的手机用户识别卡的电路原理框图；
图2是本发明实施例一的手机用户识别卡与手机终端的传输示意图；
图3是本发明实施例一的人脸识别方法的流程图；
图4是本发明实施例二的手机用户识别卡与外部读卡设备的传输示意图；
图5是本发明实施例二的人脸识别方法的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例一
参见图1和图2所示，一方面，本发明一种手机用户识别卡10，包括卡本体以及集成在所述卡本体的尺寸空间内的卡内电路；所述卡内电路包括依次相连接的第一射频天线3、射频驱动单元2、MCU安全芯片1和SIM卡标准铜制连接触点4(符合ISO7816标准)；所述MCU安全芯片1中存储有用来实现移动通信功能的用户身份鉴权信息11，所述MCU安全芯片1通过SIM卡标准铜制连接触点连接至手机终端5，以将用户身份鉴权信息11发送给手机终端5，由手机终端5与电信运营商之间进行用户身份鉴权；所述MCU安全芯片1 中还存储有人脸特征值信息；所述MCU安全芯片1中设置有用于将采集到的人脸特征值与存储的人脸特征值信息进行匹配的人脸识别处理模块12；所述卡内电路还包括用来连接所述MCU安全芯片1和手机终端5的数据链路，所述数据链路用来将手机终端5采集到的人脸特征值发送给所述MCU安全芯片1，还用来将所述人脸识别处理模块12的处理结果发送至手机终端5。
具体的，在射频驱动单元2与射频天线3之间还有阻抗匹配电路31。
本实施例中，所述数据链路采用在手机用户识别卡10(SIM卡)上增设与手机终端5的已有数据传输设备相匹配的部件，以实现和手机终端5的匹配对接，从而实现手机终端5与人脸识别处理模块12的数据传输。建立该数据链路不需要改变ISO7816接口及APDU指令的技术标准。
所述部件包括设置在射频驱动单元2中的蓝牙协议处理部件21或NFC协议处理部件22。
当然，所述数据链路也可以采用所述MCU安全芯片1与手机终端5的ISO7816接口为连接通道，并通过扩展APDU指令集，实现所述MCU安全芯片1的人脸识别处理模块 12与手机终端5之间在ISO7816接口下的数据传输。
或者，所述数据链路还可以采用在所述MCU安全芯片1与手机终端5之间新增设的以硬件方式体现的数据传输通道，实现所述MCU安全芯片1的人脸识别处理模块12与手机终端5之间的数据传输。
所述以硬件方式体现的数据传输通道为有线传输通道或无线传输通道。
本发明的一种手机用户识别卡10，是以具备非接触、支持近距离无线通信功能、支持移动支付的手机用户识别卡10为平台，可以采用2.4G通信频率，也可以采用13.56M通信频率，设计人脸识别处理模块12，以所述MCU安全芯片1为处理和运算装置，完成对人脸特征值的比对。
如上所示，本发明的一种手机用户识别卡10，是在手机用户识别卡10中建立手机终端5 与MCU安全芯片1的数据链路，这个数据链路可以由多种方式实现，如上所述，在本发明中，可以有三种实现的方式：
第一种，可选择以MCU安全芯片1与手机终端5的ISO7816接口为连接通道，扩展APDU 指令集，实现手机终端5与手机用户识别卡10在ISO7816接口下的数据流通信。可以称这种链路为“接触式数据链路”。之所以成为“接触式数据链路”，是因为这种方式为所述MCU安全芯片1通过SIM卡标准铜制连接触点连接至手机终端5。
第二种，以非“接触式数据链路”的方式，即在不改变ISO7816和APDU指令的技术标准之外，重新开辟另一物理的数据传输通道，这种传输通道可以是有线的，也可以是无线的。可以称这种链路为“扩展数据链路”。
所述的“接触式数据链路”和“扩展数据链路”通常需要手机终端5制造厂家完成，或手机厂商开放平台，运营商定制的手机终端5实现。
第三种，可以利用手机终端5现有的技术平台，如蓝牙、SWP、NFC等数据传输设备，仅在手机用户识别卡10一端，做适当设备资源扩充，以完成和手机终端5现有资源的匹配对接，从而实现手机终端5与人脸识别处理模块12的数据传输，可以称这样的链路为“非接触式数据链路”。
本发明的一种手机用户识别卡10，是在卡内电路的MCU安全芯片1的存储模块中，划分出独立的存储空间，存储人脸特征值信息。人脸特征值信息通过专用APP或授权认证设备采集并通过安全数据链路写入手机用户识别卡10，由MCU安全芯片1的软件(人脸识别处理模块12)实现预存储的人脸特征值信息与实时采集的人脸特征值的比对。需要说明的是，预存储的人脸特征值信息，只包括一个人的人脸特征值信息，只有当实时采集的人脸值特征与存储的人脸特征值信息一致时，才匹配成功。具体的人脸特征值的匹配方式，可参考现有的实现方式，本发明实施例不做具体说明。
本发明的手机用户识别卡10，其核心部件是一个MCU安全芯片1，这个MCU安全芯片1 通常包括EEPROM、SRAM、FLASH、通用I/O接口、ISO7816接口和内置的硬件加密处理器等。在MCU安全芯片1的存储器区域，开辟特定的空间来存储预采集的人脸特征值信息。MCU安全芯片1的系统软件包含有专门用于处理人脸特征值信息的应用接口(APP函数)，即人脸识别处理模块12。所述MCU安全芯片1中的ISO7816接口，通过卡体上的铜触点，并按 SIM的标准连接方式，专门用来与手机终端5相连，即组成一个符合电信标准的用户识别手机用户识别卡10。
所述MCU安全芯片1通过自身的通用I/O接口，与射频驱动单元2连接，这个射频驱动单元2可以是单芯片、也可以由多芯片组成，包含非接触近距离通信功能，如支持2.4G射频无线传输或13.56M近距离感应耦合通信。
所述射频驱动单元2还担负着建立手机终端5与所述MCU安全芯片1的数据链路的作用。所述射频驱动单元2中包含智能手机终端5上通用的蓝牙协议处理部件，它可以是射频处理单元中一个独立的部件，也可以与其他射频处理部件(如2.4G射频无线通信)共用或分时工作。所述蓝牙协议的处理单元，专门用来与手机终端5的蓝牙处理信号匹配对接，建立一个专门用于人脸特征值数据传输的通道，手机终端5的APP客户应用程序，接收人脸识别的匹配结果，根据匹配结果完成支付或开锁等。
射频驱动单元2的蓝牙处理部件，在系统启动时，自动完成与手机终端5蓝牙部件的匹配对接，并建立所述“非接触式数据链路”。
按同样的方法，所述射频驱动单元2，也可以按13.56M SWP协议，或手机本身的NFC协议单元的处理方式，建立与手机终端5同等协议的设备通信协议上的链路，这样的链路可以是有线的，如：SWP方式，也可以是无线的，如13.56M协议。在支持SWP模式的手机终端5，其手机用户识别卡10座中的的C6脚为SWP信号引入触点，手机用户识别卡10中MCU 安全芯片1通过卡体上的C6脚连接SWP信号。
进一步的，本实施例还公开了一种人脸识别装置，包括所述的手机用户识别卡10；还包括如上所述的手机终端5；所述手机终端5支持蓝牙协议或NFC协议。
进一步的，参见图3所示，本实施例还公开了一种基于手机用户识别卡10的人脸识别方法，方法包括：
S302，手机终端5通过红外检测判断是否感应到人，如果有，判断是否检测到人脸；如果有，采集人脸特征值；
S304，手机终端5发送建立链路的请求消息至所述手机用户识别卡10，所述手机用户识别卡10回复响应消息至手机终端5以建立数据链路；
S306，手机终端5将采集到的人脸特征值通过数据链路发送至所述手机用户识别卡10；
S308，所述用户识别卡的人脸识别处理模块12将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，判断预存储的人脸特征值信息中是否有与接收到的人脸特征值匹配的信息，如果有，发送匹配消息至手机终端5，手机终端5进行后续应用；如果没有，断开数据链路，有效保障手机用户识别卡10内其他应用数据的安全。
通过用户识别卡中设置的人脸识别处理模块12将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，能够快速有效完成人脸识别信息的对比认证过程，有效解决了用户人脸识别信息的安全及便捷使用。
对于支付应用，所述手机终端5进行后续应用，指的是如果手机终端5接收到人脸特征值匹配的消息，则通知应用继续支付；对于门禁应用，所述手机终端5进行后续应用，指的是如果手机终端5接收到人脸特征值匹配的消息，则通知应用进行开锁等动作。
所述S302之前还包括：
S301，在所述MCU安全芯片1中划分的独立存储空间内，存储人脸特征值信息；所述人脸特征值信息通过摄像装置采集并通过数据链路写入。
实施例二
参见图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述的人脸识别装置，包括手机用户识别卡10；还包括外部读卡设备6；所述外部读卡设备6中设置有射频收发器和第二射频天线。即与所述MCU安全芯片1建立数据链路并进行通信的为外部读卡设备6。
所述的手机用户识别卡10，包括卡本体以及集成在所述卡本体的尺寸空间内的卡内电路；所述卡内电路包括依次相连接的第一射频天线3、射频驱动单元2、MCU安全芯片1和SIM卡标准铜制连接触点4(符合ISO7816标准)；所述MCU安全芯片1中存储有用来实现移动通信功能的用户身份鉴权信息11，所述MCU安全芯片1通过SIM卡标准铜制连接触点连接至手机终端5，以将用户身份鉴权信息11发送给手机终端5，由手机终端5与电信运营商之间进行用户身份鉴权；所述MCU安全芯片1中还存储有人脸特征值信息；所述 MCU安全芯片1中设置有用于将采集到的人脸特征值与存储的人脸特征值信息进行匹配的人脸识别处理模块12；所述卡内电路还包括用来连接所述MCU安全芯片1和外部读卡设备 6的数据链路，所述数据链路用来将外部读卡设备6采集到的人脸特征值发送给所述MCU 安全芯片1，还用来将所述人脸识别处理模块12的处理结果发送至外部读卡设备6。
对应的，所述MCU安全芯片1与所述外部读卡设备6建立数据链路的方式也可以包括“接触式数据链路”、“扩展数据链路”和“非接触式数据链路”三种。
本实施例中，优选“非接触式数据链路”。一方面，在手机用户识别卡10一端，在射频驱动单元2中增加2.4GHz射频收发器和2.4GHz射频天线，另一方面，在所述外部读卡设备6 中设置主控处理器61、2.4GHz射频收发器62和2.4GHz射频天线63，以完成所述MCU安全芯片1与所述外部读卡设备6的匹配对接即建立数据链路，从而实现所述外部读卡设备6与人脸识别处理模块12的数据传输。还可以在所述射频驱动单元2和所述外部读卡设备6中，各增加 2K天线65和2KHz发送单元64。所述的除孔处理器61与所述2.4GHz射频收发器62和2KHz发送单元64分别相连接。
当然，本实施例中，所述“非接触式数据链路”的建立，还可以是，一方面，在手机用户识别卡10一端，在射频驱动单元2中增加13.56M射频收发器(NFC射频收发器)和13.56M射频天线，另一方面，在所述外部读卡设备6中设置13.56M射频收发器(NFC射频收发器) 和13.56M射频天线，以完成所述MCU安全芯片1与所述外部读卡设备6的匹配对接即建立数据链路，从而实现所述外部读卡设备6与人脸识别处理模块12的数据传输。
参见图5所示，一种基于手机用户识别卡10的人脸识别方法，基于所述的手机用户识别卡10，方法包括：
S502，外部读卡设备6通过红外检测判断是否感应到人，如果有，判断是否检测到人脸；如果有，采集人脸特征值；
S504，外部读卡设备6发送建立链路的请求消息至所述手机用户识别卡10，所述手机用户识别卡10回复响应消息至外部读卡设备6以建立数据链路；
S506，外部读卡设备6将采集到的人脸特征值通过数据链路发送至所述手机用户识别卡 10；
S508，所述用户识别卡的人脸识别处理模块12将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，判断预存储的人脸特征值信息中是否有与接收到的人脸特征值匹配的信息，如果有，发送匹配消息至外部读卡设备6，外部读卡设备6进行后续应用；如果没有，断开数据链路。
通过用户识别卡中设置的人脸识别处理模块12将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，能够快速有效完成人脸识别信息的对比认证过程，有效解决了用户人脸识别信息的安全及便捷使用。
对于门禁应用，所述外部读卡设备6进行后续应用，指的是如果外部读卡设备6接收到人脸特征值匹配的消息，则通知应用进行开锁等动作。
所述S502之前还包括：
S501，在所述MCU安全芯片1中划分的独立存储空间内，存储人脸特征值信息；所述人脸特征值信息通过摄像装置采集并通过数据链路写入。
本实施例的其他具体实现同实施例一，本实施例不做具体说明。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种手机用户识别卡、人脸识别装置及识别方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种手机用户识别卡，包括卡本体以及集成在所述卡本体的尺寸空间内的卡内电路；所述卡内电路包括依次相连接的第一射频天线、射频驱动单元、MCU安全芯片和SIM卡标准铜制连接触点；所述MCU安全芯片中存储有用来实现移动通信功能的用户身份鉴权信息，所述MCU安全芯片通过SIM卡标准铜制连接触点连接至手机终端，以将用户身份鉴权信息发送给手机终端，由手机终端与电信运营商之间进行用户身份鉴权；其特征在于：
所述MCU安全芯片中还存储有人脸特征值信息；所述MCU安全芯片中设置有用于将采集到的人脸特征值与存储的人脸特征值信息进行匹配的人脸识别处理模块；所述卡内电路还包括用来连接所述MCU安全芯片和手机终端/外部读卡设备的数据链路，所述数据链路用来将手机终端/外部读卡设备采集到的人脸特征值发送给所述MCU安全芯片，还用来将所述人脸识别处理模块的处理结果发送至手机终端/外部读卡设备。
2.根据权利要求1所述的手机用户识别卡，其特征在于：所述数据链路采用所述MCU安全芯片与手机终端/外部读卡设备的ISO7816接口为连接通道，并通过扩展APDU指令集，实现所述MCU安全芯片的人脸识别处理模块与手机终端/外部读卡设备之间在ISO7816接口下的数据传输。
3.根据权利要求1所述的手机用户识别卡，其特征在于：所述数据链路采用在所述MCU安全芯片与手机终端/外部读卡设备之间新增设的以硬件方式体现的数据传输通道，实现所述MCU安全芯片的人脸识别处理模块与手机终端/外部读卡设备之间的数据传输。
4.根据权利要求3所述的手机用户识别卡，其特征在于：所述以硬件方式体现的数据传输通道为有线传输通道或无线传输通道。
5.根据权利要求1所述的手机用户识别卡，其特征在于：所述数据链路采用在手机用户识别卡上增设与手机终端/外部读卡设备的已有数据传输设备相匹配的部件，以实现和手机终端/外部读卡设备的匹配对接，从而实现手机终端/外部读卡与人脸识别处理模块的数据传输。
6.根据权利要求5所述的手机用户识别卡，其特征在于：所述部件为设置在射频驱动单元中的蓝牙协议处理部件或NFC协议处理部件。
7.一种人脸识别装置，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的手机用户识别卡；还包括手机终端；所述手机终端支持蓝牙协议或NFC协议。
8.一种人脸识别装置，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的手机用户识别卡；还包括外部读卡设备；所述外部读卡设备中设置有射频收发器和第二射频天线。
9.一种基于手机用户识别卡的人脸识别方法，其特征在于，基于如权利要求1至6中任意一项权利要求所述的手机用户识别卡，方法包括：
S102，手机终端/外部读卡设备通过红外检测判断是否感应到人，如果有，判断是否检测到人脸；如果有，采集人脸特征值；
S104，手机终端/外部读卡设备发送建立链路的请求消息至所述手机用户识别卡，所述手机用户识别卡回复响应消息至手机终端/外部读卡设备以建立数据链路；
S106，手机终端/外部读卡设备将采集到的人脸特征值通过数据链路发送至所述手机用户识别卡；
S108，所述用户识别卡的人脸识别处理模块将接收到的人脸特征值与预存储的人脸特征值信息进行比较，判断预存储的人脸特征值信息中是否有与接收到的人脸特征值匹配的信息，如果有，发送匹配消息至手机终端/外部读卡设备，手机终端/外部读卡设备进行后续应用；如果没有，断开数据链路。
10.根据权利要求9所述的手机用户识别卡，其特征在于，S102之前还包括：
S101，在所述MCU安全芯片中划分的独立存储空间内，存储人脸特征值信息；所述人脸特征值信息通过摄像装置采集并通过数据链路写入。
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