專利名稱：面部活躍度評(píng)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于評(píng)定對(duì)象的面部是否為真(有性命的)人面部的系統(tǒng)和方法。
用于面部識(shí)別系統(tǒng)的先有技術(shù)系統(tǒng)有時(shí)易于被冒名頂替者假冒濫用。當(dāng)冒名頂替者向系統(tǒng)顯示真正客戶的相片或錄像企圖欺騙系統(tǒng)時(shí)就會(huì)發(fā)生這種情況。在一些先有技術(shù)系統(tǒng)中，冒名頂替者用這種方式接入系統(tǒng)的企圖可能成功，冒名頂替者就可以接入真正客戶的系統(tǒng)。顯然需要改進(jìn)系統(tǒng)的安全性，以避免這類冒名頂替者的攻擊。
本發(fā)明提供一種用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真人面部的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制裝置，用于控制入射到對(duì)象面部的光輻射；檢測裝置，用于檢測對(duì)象面部反射的光輻射；以及處理裝置，它對(duì)控制裝置作出響應(yīng)，用于分析檢測裝置所檢測的反射光輻射，以評(píng)定對(duì)象的面部是否為真人面部。
在優(yōu)選實(shí)施例中，控制裝置包括可控光輻射源(工作在電磁頻譜的可見光或紅外區(qū)域內(nèi))，它設(shè)置成在不同的照明條件下順序地將光輻射投射到對(duì)象面部。
在這種結(jié)構(gòu)中，每當(dāng)對(duì)象面部的照明條件改變時(shí)檢測裝置就檢測對(duì)象面部反射的光輻射。
可以通過下方式改變照明條件改變可控光輻射源的位置；使用可控光輻射照射對(duì)象面部的不同部位；改變光輻射源發(fā)射的輻射波長或強(qiáng)度。
在優(yōu)選實(shí)施例中，處理裝置通過觀看檢測裝置在不同照明條件下所檢測的光輻射之間的差異來確定對(duì)象面部是否真實(shí)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置包括用于照明對(duì)象面部的光輻射源以及用于當(dāng)對(duì)象面部被照明時(shí)將對(duì)象的視線引導(dǎo)到不同方向的裝置。所述引導(dǎo)裝置最好包括用于移動(dòng)設(shè)置在對(duì)象視線上的顯示屏上的模型的裝置；以及檢測裝置，用于每當(dāng)對(duì)象的視線追隨所述引導(dǎo)裝置而對(duì)象面部的位置發(fā)生改變時(shí)檢測對(duì)象面部所反射的光輻射。
在此實(shí)施例中，處理裝置通過觀看當(dāng)對(duì)象的視線追隨所述引導(dǎo)裝置時(shí)對(duì)于對(duì)象面部的每個(gè)不同位置檢測裝置檢測到的光輻射之間的差異來確定對(duì)象面部是否真實(shí)。
本發(fā)明還提供用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真人面部的方法，所述方法包括提供入射到對(duì)象面部的光輻射；檢測對(duì)象面部反射的光輻射；以及分析所述檢測的光輻射，以評(píng)定對(duì)象的面部是否為真人面部。
現(xiàn)僅以舉例的方式參閱單一的附圖
對(duì)本發(fā)明加以說明。
由圖可見，系統(tǒng)通常包括監(jiān)控器(11)、攝像機(jī)(10)、光輻射源(15)和計(jì)算機(jī)(20)。計(jì)算機(jī)(20)包括處理裝置(12)和控制裝置(13)。要測試其真實(shí)性的對(duì)象面部(1)位于攝像機(jī)(10)的前面。
對(duì)象(1)經(jīng)受”有源照明”過程，使攝像機(jī)(10)在不同的照明條件下順序地捕獲對(duì)象面部的兩個(gè)圖像。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)定第一照明條件。在第一照明條件中，將系統(tǒng)的光輻射源(15)配置成提供受控的照明條件。在這種情況下，源(15)是個(gè)光源，而對(duì)象(1)的面部既受光源(15)的照射，也受已有的環(huán)境照明條件的照射。光源(15)的具體照明條件(例如其強(qiáng)度)可由控制裝置來控制。由攝像機(jī)(10)捕獲在此第一照明條件下照明的對(duì)象面部的圖像，供處理裝置(12)隨后進(jìn)行分析。然后設(shè)定第二照明條件。在此實(shí)施例中，第二照明條件就是去掉由光源(15)提供的照明，并捕獲完全由環(huán)境照明所照明的對(duì)象面部圖像。攝像機(jī)(10)捕獲在此環(huán)境照明條件下的對(duì)象面部圖像，供處理裝置(12)隨后進(jìn)行分析。
處理裝置(12)計(jì)算在兩個(gè)不同照明條件下攝像機(jī)(10)所獲得的圖像之間的差異。一般來說，這樣控制照明條件，使得背景中的物體不被照明，僅僅使前景中的面部被照明。使用標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)估算技術(shù)就可以校正在圖像捕獲之間頭部的輕微移動(dòng)。
如果對(duì)象面部是真人面部，用這種方式獲得的”差異圖像”就會(huì)呈現(xiàn)某些特征，表明所述面部是真人面部。相反，如果對(duì)象面部不是真人面部，而是例如由相片或錄像提供，則”差異圖像”就不會(huì)呈現(xiàn)表示真人面部的特征，就能檢測出冒名頂替者的攻擊或其它非真人面部。
在上述實(shí)施例中，受控照明由光源(15)(例如專用燈具)提供。照明或者可由任何其它發(fā)光裝置提供，例如計(jì)算機(jī)顯示屏，例如監(jiān)控器(11)。由光源(15)或其它裝置提供的光輻射可以在可見光區(qū)域內(nèi)，或在紅外區(qū)域內(nèi)。
如上所述，在第一實(shí)施例中中，只要斷開在第一照明條件中使用的光源(15)，照明條件就改變?；蛘?，可以用以下方式來改變照明條件改變光源(15)發(fā)射的光輻射強(qiáng)度，或者改變光輻射源(15)相對(duì)于對(duì)象面部的位置，或者改變光輻射源(15)發(fā)射的光輻射波長。
而且，如果光輻射是由發(fā)光裝置例如計(jì)算機(jī)屏幕(11)提供，那么可以以特定圖案的形式提供所述光輻射，所述圖案以不同方式照明對(duì)象面部的不同部位?？梢允褂每刂蒲b置(13)來改變此圖案，這樣在第一照明條件下用第一圖案照明對(duì)象面部，在第二照明條件下用第二個(gè)不同的圖案照明對(duì)象面部。
為照明對(duì)象面部而提供的圖案也可以是移動(dòng)圖案。每當(dāng)圖案移動(dòng)時(shí)，對(duì)象面部的照明條件就改變，這樣對(duì)象面部的不同部位就被照明。每當(dāng)圖案移動(dòng)因而改變照明條件時(shí)，攝像機(jī)(10)就拍攝對(duì)象面部的圖像。
在上述實(shí)施例中，對(duì)象面部在第一和第二不同的照明條件下順序地被照明。完全可以在一系列不同的照明條件下照明面部并獲取數(shù)個(gè)”差異圖像”，所述數(shù)個(gè)”差異圖像”用來確定對(duì)象面部是否為真人面部。
在本發(fā)明的另一個(gè)不同實(shí)施例中，在顯示屏或監(jiān)控器(11)上提供引導(dǎo)圖標(biāo)(14)。當(dāng)顯示屏上引導(dǎo)圖標(biāo)(14)的位置改變時(shí)，由光輻射源(15)(或監(jiān)控器(11))提供的照明條件保持恒定不變。指示對(duì)象(1)移動(dòng)他們的視線(方向)，使其跟隨引導(dǎo)圖標(biāo)(14)在監(jiān)控器(11)各處的移動(dòng)。每當(dāng)引導(dǎo)圖標(biāo)(14)的位置改變并因此對(duì)象面部位置改變時(shí)，攝像機(jī)(10)就拍攝對(duì)象面部的圖像。處理裝置(12)接收每個(gè)圖像并分析圖像之間的差異。圖像之間的差異可以用來確定對(duì)象面部是否為真人面部，如上述。
在所有本文所述的實(shí)施例中，處理裝置分析在不同照明條件下對(duì)象面部反射的輻射，以產(chǎn)生”差異圖像”。分析”差異圖像”以確定對(duì)象面部是否為真人面部。也有可能光輻射在對(duì)象面部被反射并被檢測，但不產(chǎn)生”差異圖像”。代之以，處理裝置用另一種方式(例如數(shù)字式)來分析所反射的光輻射，以確定對(duì)象面部是否為真人面部。
一旦系統(tǒng)已確定對(duì)象面部是否為真人面部，就可通過例如在PCT公開WO 01/91041中所描述的面部驗(yàn)證系統(tǒng)來驗(yàn)證對(duì)象的身份。
在面部驗(yàn)證系統(tǒng)中，一般有數(shù)個(gè)處理步驟。首先，例如用攝像機(jī)”抓拍”客戶的圖像。然后面部在圖像中的位置需要加以識(shí)別和局限化。一旦面部已局限化，圖像需歸一化，用作照明和幾何變換。這樣就使面部能有適合的顯示來進(jìn)行計(jì)算，然后最終驗(yàn)證面部的身份。
在獲取對(duì)象面部的特定圖像時(shí)，所有這些不同的步驟對(duì)照明條件都非常敏感。在一些情況下，由于照明條件微小的未被控制的變化，對(duì)象被錯(cuò)誤拒絕或冒名頂替者被錯(cuò)誤接受等情況也是常見的。
如果照明條件在所有時(shí)間均為已知，則系統(tǒng)的整體性能就會(huì)改善，并且在獲取圖像時(shí)對(duì)面部的照明可以仔細(xì)加以控制。參閱附圖所描述的系統(tǒng)可以用來提供這種受控照明條件，用于面部驗(yàn)證系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真人面部的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制裝置，用于控制入射到所述對(duì)象面部的光輻射；檢測裝置，用于檢測在所述對(duì)象面部反射的光輻射；以及處理裝置，它對(duì)所述控制裝置作出響應(yīng)，用于分析由所述檢測裝置檢測的所述反射的光輻射，以評(píng)定所述對(duì)象的面部是否為真人面部。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括可控光輻射源。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源設(shè)置成在不同的照明條件下順序地將光輻射引導(dǎo)到所述對(duì)象面部。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源在特定照明條件下將光輻射照射到所述對(duì)象面部上，所述檢測裝置檢測在所述特定照明條件下在所述對(duì)象面部反射的光輻射，然后所述可控光輻射源在不同的照明條件下將光輻射照射到所述對(duì)象面部上，而所述檢測裝置檢測在所述不同的照明條件下在所述對(duì)象面部反射的光輻射。
5.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中改變所述可控光輻射源相對(duì)于所述對(duì)象面部的位置以便提供所述不同的照明條件。
6.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源設(shè)置成將光照射到所述對(duì)象面部的不同部位以便提供所述不同的照明條件。
7.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中改變所述可控光輻射源發(fā)射的光輻射強(qiáng)度以便提供所述不同的照明條件。
8.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中改變所述可控光輻射源發(fā)射的光輻射波長以便提供所述不同的照明條件。
9.如權(quán)利要求3到8中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述處理裝置通過分析所述檢測裝置在所述不同照明條件下檢測的所述反射光輻射之間的差異來確定所述對(duì)象的面部是否為真人面部。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置包括用于照明所述對(duì)象面部的可控光輻射源以及當(dāng)所述對(duì)象面部被照明時(shí)將所述對(duì)象的視線引導(dǎo)到不同方向的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述引導(dǎo)裝置包括移動(dòng)設(shè)置在所述對(duì)象視線內(nèi)的顯示屏上的模型的裝置。
12.如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中每當(dāng)所述對(duì)象的視線追隨所述引導(dǎo)裝置而所述對(duì)象面部的位置發(fā)生改變時(shí)，所述檢測裝置檢測所述對(duì)象面部所反射的光輻射。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理裝置通過分析當(dāng)所述對(duì)象的視線追隨所述引導(dǎo)裝置時(shí)所述檢測裝置對(duì)所述對(duì)象面部的每個(gè)不同位置所檢測的反射光輻射之間的差異來確定所述對(duì)象面部是否真實(shí)。
14.如上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源工作在可見光區(qū)域。
15.如權(quán)利要求1到13中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源工作在紅外區(qū)域。
16.如上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源是專用光源。
17.如權(quán)利要求1到15中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述可控光輻射源是發(fā)光顯示裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)光顯示裝置是計(jì)算機(jī)監(jiān)視器。
19.如上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述檢測裝置是攝像機(jī)。
20.一種面部驗(yàn)證系統(tǒng)，它包括按照上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真人面部的系統(tǒng)。
21.一種用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真人面部的方法，所述方法包括使光輻射入射到所述對(duì)象面部；檢測所述對(duì)象面部反射的光輻射；以及分析所述檢測的光輻射，以便評(píng)定所述對(duì)象的面部是否為真人面部。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述光輻射由控制裝置提供，包括可控光輻射源。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述可控光輻射源設(shè)置成在不同的照明條件下順序地將所述光輻射照射到所述對(duì)象面部。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中包括以下步驟在特定照明條件下將來自所述可控光輻射源的所述光輻射照射到所述對(duì)象面部上；檢測在所述特定照明條件下在所述對(duì)象面部反射的所述光輻射；在不同的照明條件下將來自所述可控光輻射源的所述光輻射照射到所述對(duì)象面部上；以及檢測在所述不同照明條件下在所述對(duì)象面部反射的所述光輻射。
25.如權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中改變所述可控光輻射源相對(duì)于所述對(duì)象面部的位置以便提供所述不同的照明條件。
26.如權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中所述可控光輻射源設(shè)置成將光輻射照射到所述對(duì)象面部的不同部位以便提供所述不同的照明條件。
27.如權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中改變由所述可控光輻射源發(fā)射的所述光輻射的強(qiáng)度以便提供所述不同的照明條件。
28.如權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中改變由所述可控光輻射源發(fā)射的所述光輻射波長以便提供所述不同的照明條件。
29.如權(quán)利要求23到28中任何一個(gè)所述的方法，其中包括以下步驟通過分析在所述不同照明條件下檢測的所述反射光輻射之間的差異來確定所述對(duì)象的面部是否為真人面部。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，其中包括以下步驟當(dāng)所述對(duì)象面部被所述光輻射照明時(shí)將所述對(duì)象的視線引導(dǎo)到不同方向。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中通過移動(dòng)設(shè)置在所述對(duì)象視線內(nèi)的顯示屏上的模型來完成所述引導(dǎo)所述對(duì)象視線的步驟。
32.如權(quán)利要求30或權(quán)利要求31所述的方法，其中每當(dāng)所述對(duì)象的視線被引導(dǎo)到不同方向而所述對(duì)象面部的位置發(fā)生改變時(shí)，檢測所述對(duì)象面部反射的光輻射。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中包括以下步驟通過分析當(dāng)所述對(duì)象的視線被引導(dǎo)到不同方向時(shí)針對(duì)所述對(duì)象面部的每個(gè)不同位置檢測的所述反射光輻射之間的差異來確定所述對(duì)象面部是否真實(shí)。
34.如權(quán)利要求21到33中任何一項(xiàng)所述的方法，其中照射到所述對(duì)象面部的所述光輻射處在可見光區(qū)域內(nèi)。
35.如權(quán)利要求21到33中任何一項(xiàng)所述的方法，其中照射到所述對(duì)象面部上的所述光輻射處在紅外區(qū)域內(nèi)。
36.一種基本上如參閱附圖所描述的系統(tǒng)。
37.一種基本上如參閱附圖所描述的方法。
全文摘要
描述用于評(píng)定對(duì)象面部是否為真實(shí)面部的系統(tǒng)。在不同的照明條件下照明對(duì)象面部，并對(duì)每種不同的照明條件獲取對(duì)象的圖像。在不同照明條件下獲取的圖像之間的差異可用來確定對(duì)象面部是否為真人面部。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1849614SQ200480026251
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者C·加拉姆博斯 申請(qǐng)人:全感知有限公司