CN113553878A - 一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，包括：生物特征融合识别主板、图像采集单元、信息交互电子屏、空腔壳体；所述生物特征融合识别主板分别与所述图像采集单元、所述信息交互电子屏电性连接，所述生物特征融合识别主板、所述图像采集单元、所述信息交互电子屏分别固定于所述空腔壳体；通过取人脸距离，对人脸和眼部位置标定发送焦距调整指令；获取虹膜人脸识别结果及面部体温信息，并完成面部活体检测；向测试人员发送活体验证指令，并获取手掌距离；通过再次调焦，获取掌静脉识别结果及手掌体温信息；分别对比两次生物特征识别结果和体温信息结果，验证活体检测结果，输出身份信息及其真实性。
Description
技术领域
本发明涉及生物特征融合识别领域，尤其涉及一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法。
背景技术
人体多种模态的生物特征信息主要分布于面部和手部。生物特征识别技术基于人体的面部、眼部、手部及身体等独特特征进行身份识别，其技术的先进性在于既精准又可以快速识别，该技术具有高便捷性、高可靠性、非接触性、广泛适用性等优点，现在已广泛地应用于厂矿、监狱系统、银行系统、安检门禁等多种领域。
高安全系数的身份识别系统需要具有识别欺骗性质的生物特征样本的能力，这种能力通常被称为是活体检测的能力，然而，这种能力是当下众多生物特征识别设备所缺乏或低效的。在非受限场景身份识别应用需求驱动下，生物特征融合识别的活体检测准确性已经成为学术界、工业界和政府部门的需求所向。在需求高安全性的应用场景下，常规的活体检测往往需要进行活体检测筛选出虚假的生物样本，例如合法用户的照片、视频或合成的虹膜图像、精密3D打印的人脸等。首先，此类方法并不能做到较严格的检测，并且现在科技水平已经能够通过较低成本，通过高仿真模型的方式欺骗活体验证检测，无法对检测结果进行验证，明显不能满足生物特征高安全系度应用这一需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，解决目前生物特征识别产品无法对检测结果进行验证的缺陷，通过本发明实施例，可实现对生物特征融合识别过程中的活体检查的验证过程，极大程度的增加了生物特征识别结果的可靠性。
为达到上述目的，本发明实施例采用的具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，包括：生物特征融合识别主板、图像采集单元、信息交互电子屏、空腔壳体；所述生物特征融合识别主板分别与所述图像采集单元、所述信息交互电子屏电性连接，所述生物特征融合识别主板、所述图像采集单元、所述信息交互电子屏分别固定于所述空腔壳体；所述图像采集单元包含一颗ToF测距模组，一颗近红外成像模组，一颗红外测温模组；第一步，通过所述ToF测距模组获取人脸距离L1，并将所述人脸距离L1发送到所述生物特征融合识别主板，生物特征融合识别主板根据人脸距离L1计算调焦参数，向所述近红外成像模组发送人脸和眼部位置标定的焦距调整指令P1；第二步，所述近红外成像模组分别获取人脸图像和虹膜图像，并发送到生物特征融合识别主板进行识别比对，并通过所述生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S1，同时，所述红外测温模组获取面部体温图像，并将所述面部体温图像发送到生物特征融合识别主板，得到面部体温信息T1；第三步，所述生物特征融合识别主板根据识别比对结果S1，通过所述信息交互电子屏向测试人员发出活体验证指令P2，测试人员按照所述活体验证指令P2，将其手掌放置特定位置，所述ToF测距模组获取手掌距离L2，并将所述手掌距离L2发送到生物特征融合识别主板；第四步，所述生物特征融合识别主板根据所述手掌距离L2计算调焦参数，向所述近红外成像模组发送掌静脉位置标定的焦距调整指令P3，近红外成像模组获取掌静脉图像，发送到生物特征融合识别主板进行识别比对，并通过所述生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S2，同时，所述红外测温模组获取手掌体温图像，并将所述手掌体温图像发送到生物特征融合识别主板，得到手掌体温信息T2；第五步，所述生物特征融合识别主板根据所述识别比对结果S1、所述识别比对结果S2判断测试人员身份信息，述生物特征融合识别主板根据所述面部体温信息T1、手掌体温信息T2判断测试人员的活体真实性及发热情况，并验证活体检测真实性，并将所述测试人员身份信息、活体真实性及体温数据发送到信息交互电子屏显示。
进一步地，所述所述生物特征融合识别主板包括主处理器和生物特征识别芯片；所述主处理器用于测距、定位和指令发布；所述生物特征识别芯片作用包括，生物特征图像接收、生物特征图像预处理、特征提取编码和模板比对。
进一步地，所述图像采集单元包括ToF测距模组、近红外成像模组和红外测温模组；所述ToF测距模组用于检测到距离信息后，获取人脸距离和手掌距离；所述近红外成像模组用于分别获取人脸图像、虹膜图像和掌静脉图像；所述红外测温模组用于分别获得面部温度信息和手掌温度图像。
进一步地，所述图像采集单元获取距离信息后，所述生物特征融合识别主板还用于将所述距离信息与预设的识别距离进行比对，根据距离比对结果发出配合指令，以使测试人员调整人脸和手掌与近红外的距离。
进一步地，所述信息交互电子屏包括可触摸式屏幕和语音模块，所述可触摸式屏幕用于发布配合指令和测试信息，所述语音模块用于辅助发布配合指令和测试信息。
进一步地，所述生物特征融合识别主板在识别面部图像时，首先对测试人员的面部特征进行活体检测；所述生物特征融合识别主板在识别手部图像时，首先对测试人员的手部特征进行活体检测。
进一步地，所述图像采集单元还包括红外照明模块，用于辅助采集虹膜图像和体温图像。
第二方面，本发明实施例提供一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法，其特征在于，包括：生物特征融合识别主板分别获取两个生特征数据组，第一组为人脸图像、虹膜图像和体温信息，第二组为掌静脉图像和体温信息；根据所述两个生特征数据组，识别和对比，得到两个生特征数据组中身份信息差异和体温数据差异；将所述身份信息差异和体温数据差异发送到主处理器做身份认定和概率计算，以得到准确身份信息及活体验证结果。
第三方面，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，其特征在于，所述主处理器执行所述程序时实现如本发明第二方面一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的步骤。
第四方面，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，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第二方面一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的步骤。
本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法，首先对面部生物特征和面部体温进行识别，再对手部生物特征和手部体温进行识别，以两次融合识别所得到的两组生物特征数据和体温数据为依据，分别计算两组数据的差异性，从而能够得到测试人员的身份信息和活体验证结果。通过生物特征融合识别，根据所述两组数据的差异性，使得识别过程和验证过程无缝衔接，从而实现活体验证过程。另外，交互式识别过程可以更加流畅的完成检测，只需要测试人员依照所述信息交互电子屏指示操作即可，识别过程快速并且准确。
附图说明
为了更清楚的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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明一实施例，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示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法的工作原理图；
图2示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的爆炸图；
图3示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的功能模块图；
图4示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的工作流程图；
图5示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的局部放大图；
图6示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的封装图。
图标：101-可触摸式屏幕；102-正面壳盖；103-滤光片；104-镜头保护壳；105-主壳体；105-遮光罩；201-主处理器；202-生物特征识别芯片；301-补光灯带；302-红外照明模块；401-生物特征融合识别主板；402-图像采集单元；501-ToF测距模组；502-近红外成像模组；503-红外测温模组；601-语音模块。
具体实施方式
现有技术中，生物特征识别设备缺乏识别欺骗性质的生物特征样本的能力缺点，难以对检测结果进行验证的需求。
本发明通过对比两组生物特征数据和体温数据差异的方式，可实现对生物特征融合识别过程中活体检测的验证过程，极大程度的增加了生物特征识别结果的可靠性需求。
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法的工作原理图，如图1所示，本发明实施例提供一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置，包括：生物特征融合识别主板401、图像采集单元402、信息交互电子屏101、空腔壳体105；生物特征融合识别主板分401别与图像采集单元402、信息交互电子屏101电性连接，生物特征融合识别主板401、图像采集单元402、信息交互电子屏101分别固定于所述空腔壳体105；通过取人脸距离L1，对人脸和眼部位置标定发送焦距调整指令P1；获取虹膜人脸识别结果S1及面部体温信息T1；向测试人员发送活体验证指令P2，并获取手掌距离L2；通过焦距调整指令P3再次调焦，获取掌静脉识别结果S2及手掌体温信息T2；分别对比两次生物特征识别结果S1、S2和体温信息结果T1、T2，输出身份信息及其真实性。
具体地，图2为本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的爆炸图，如图2所示，包括：
第一步S101，ToF测距模组501获取人脸距离L1，并将所述人脸距离L1发送到所述生物特征融合识别主板401，生物特征融合识别主板401根据人脸距离L1计算调焦参数，向近红外成像模组502发送人脸和眼部位置标定的焦距调整指令P1。
第二步S102，近红外成像模组502分别获取人脸图像和虹膜图像，并发送到生物特征融合识别主板401进行识别比对，并通过生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S1，同时，红外测温模组503获取面部体温图像，并将面部体温图像发送到生物特征融合识别主板401，计算得到面部体温信息T1。
其中，用于活体检测的方式可以是常规的检测方式，包括但不限于双目测试、摩尔纹检测、反射率检测、3D结构光活、光流法等，此处不再赘述。
第三步S103，生物特征融合识别主板401根据识别比对结果S1，通过信息交互电子屏101向测试人员发出活体验证指令P2，测试人员按照所述活体验证指令P2，将其手掌放置特定位置，ToF测距模组501获取手掌距离L2，并将手掌距离L2发送到生物特征融合识别主板401；
第四步S104，生物特征融合识别主板401根据所述手掌距离L2计算调焦参数，向近红外成像模组502发送掌静脉位置标定的焦距调整指令P3，近红外成像模组502获取掌静脉图像，发送到生物特征融合识别主板401进行识别比对，并通过所述生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S2，同时，红外测温模组503获取手掌体温图像，并将手掌体温图像发送到生物特征融合识别主板401，计算得到手掌体温信息T2；
第五步S105，生物特征融合识别主板401根据识别比对结果S1、识别比对结果S2判断测试人员身份信息，生物特征融合识别主板根据所述面部体温信息T1、手掌体温信息T2判断测试人员的活体真实性及发热情况，并验证活体检测真实性，并将所述测试人员身份信息、活体真实性及体温数据发送到信息交互电子屏101显示。
本实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，将包括虹膜、人脸的生物特征比对结果S1与包括掌静脉的生物特征比对结果S2进行对比，将面部体温T1与手部体温T2进行对比，通过计算得到差异率，进一步地验证第二步活体检测结果的真实性，使得检测到的身份结果可以得到活体验证，从而能够有效提识别的安全性。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，生物特征对比还可选取眼周特征、指纹、声纹等，通过相似的验证方式亦可达到活体验证。
此外，生物特征融合识别主板401中装有存储器，存储器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。基于所述的理解，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)执行本发明上述各方法实施例的全部或部分步骤。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 AccessMemory)、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实施例提供的活体验证方法，例如包括：人脸和眼部位置标定；根据测试距计算离焦距调整量；人员身份信息对比；活体检测；体温信息对比；对比结果差异计算；发出验证指令；发出验证结果信息。
图3示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的功能模块图，如图2所示，包括：
图像采集单元402：获取并发送人脸、虹膜、掌静脉图像及体温图像；根据调焦指令对镜头进行焦距调整。
生物特征融合识别主板401：分析和计算图像信息；计算调焦参数并向图像采集单元402发布调焦指令；向信息交互电子屏传输验证指令和识别结果。
信息交互电子屏：通过可触摸式屏幕101及语音模块601向测试人员发布验证指令和识别结果。
图4为本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的工作流程图，本发明实施例提供的方法实施例是通过上述各装置实施例的装置实现的，具体流程和详细内容请参照上述装置实施例，此处不再赘述。
图5为本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的局部放大图，如图3所示，局部放大部分为该装置的图像采集单元。
图6示出了本发明实施例提供的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置的封装图。批量生产过程中，封装完成后的最大外形尺寸为250mm*150mm*30mm。
综上，所述对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
需要说明：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“预设”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是焊接连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (10)
1.一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，包括：
生物特征融合识别主板、图像采集单元、信息交互电子屏、空腔壳体；
所述生物特征融合识别主板分别与所述图像采集单元、所述信息交互电子屏电性连接，所述生物特征融合识别主板、所述图像采集单元、所述信息交互电子屏分别固定于所述空腔壳体；
所述图像采集单元包含一颗ToF测距模组，一颗近红外成像模组，一颗红外测温模组；
第一步，通过所述ToF测距模组获取人脸距离L1，并将所述人脸距离L1发送到所述生物特征融合识别主板，生物特征融合识别主板根据人脸距离L1计算调焦参数，向所述近红外成像模组发送人脸和眼部位置标定的焦距调整指令P1；
第二步，所述近红外成像模组分别获取人脸图像和虹膜图像，并发送到生物特征融合识别主板进行识别比对，并通过所述生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S1，同时，所述红外测温模组获取面部体温图像，并将所述面部体温图像发送到生物特征融合识别主板，得到面部体温信息T1；
第三步，所述生物特征融合识别主板根据识别比对结果S1，通过所述信息交互电子屏向测试人员发出活体验证指令P2，测试人员按照所述活体验证指令P2，将其手掌放置特定位置，所述ToF测距模组获取手掌距离L2，并将所述手掌距离L2发送到生物特征融合识别主板；
第四步，所述生物特征融合识别主板根据所述手掌距离L2计算调焦参数，向所述近红外成像模组发送掌静脉位置标定的焦距调整指令P3，近红外成像模组获取掌静脉图像，发送到生物特征融合识别主板进行识别比对，并通过所述生物特征融合识别主板进行活体检测，得到识别比对结果S2，同时，所述红外测温模组获取手掌体温图像，并将所述手掌体温图像发送到生物特征融合识别主板，得到手掌体温信息T2；
第五步，所述生物特征融合识别主板根据所述识别比对结果S1、所述识别比对结果S2判断测试人员身份信息，所述生物特征融合识别主板根据所述面部体温信息T1、手掌体温信息T2判断测试人员的活体真实性及发热情况，并验证活体检测真实性，并将所述测试人员身份信息、活体真实性及体温数据发送到信息交互电子屏显示。
2.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述所述生物特征融合识别主板包括主处理器和生物特征识别芯片；所述主处理器用于测距、定位和指令发布；所述生物特征识别芯片作用包括，生物特征图像接收、生物特征图像预处理、特征提取编码和模板比对。
3.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述图像采集单元包括ToF测距模组、近红外成像模组和红外测温模组；所述ToF测距模组用于检测到距离信息后，获取人脸距离和手掌距离；所述近红外成像模组用于分别获取人脸图像、虹膜图像和掌静脉图像；所述红外测温模组用于分别获得面部温度信息和手掌温度图像。
4.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述图像采集单元获取距离信息后，所述生物特征融合识别主板还用于将所述距离信息与预设的识别距离进行比对，根据距离比对结果发出配合指令，以使测试人员调整人脸和手掌与近红外的距离。
5.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述信息交互电子屏包括可触摸式屏幕和语音模块，所述可触摸式屏幕用于发布配合指令和测试信息，所述语音模块用于辅助发布配合指令和测试信息。
6.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述生物特征融合识别主板在识别面部图像时，首先对测试人员的面部特征进行活体检测；所述生物特征融合识别主板在识别手部图像时，首先对测试人员的手部特征进行活体检测。
7.根据权利要求1所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别装置及方法，其特征在于，所述图像采集单元还包括红外照明模块，用于辅助采集虹膜图像和体温图像。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述具有活体验证功能的生物特征融合识别方法，其特征在于，包括：生物特征融合识别主板分别获取两个生特征数据组，第一组为人脸图像、虹膜图像和体温信息，第二组为掌静脉图像和体温信息；根据所述两个生特征数据组，识别和对比，得到两个生特征数据组中身份信息差异和体温数据差异；将所述身份信息差异和体温数据差异发送到主处理器做身份认定和概率计算，以得到准确身份信息及活体验证结果。
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，所述主处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的步骤。
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8所述的一种具有活体验证功能的生物特征融合识别方法的步骤。
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2020
- 2020-04-03 CN CN202010267026.8A patent/CN113553878A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114894337A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-12 | 深圳市大树人工智能科技有限公司 | 一种用于室外人脸识别测温方法及装置 |
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