專利名稱：一種用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，特別涉及一種通過(guò)結(jié)構(gòu)光照明來(lái)鑒別真人和照片的活體人臉鑒別裝置，屬于人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人臉識(shí)別技術(shù)通過(guò)分析比較人臉生物特征信息，對(duì)人的身份進(jìn)行鑒別。與其它生物特征鑒別技術(shù)相比，人臉識(shí)別是一種更直接、更方便、更友好、更容易被人們接受的非侵犯性身份識(shí)別技術(shù)。隨著人臉識(shí)別身份鑒定系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了非法使用合法用戶照片以通過(guò)身份認(rèn)證的安全事件。為了辨識(shí)真人和照片，一些人臉識(shí)別系統(tǒng)增加了活體人臉鑒別功能，通過(guò)被鑒別人的臉部表情變化(眨眼或微笑)來(lái)確定被鑒別對(duì)象為活體真人，這種活體人臉鑒別方法存在如下缺陷:需要被鑒別人臉部做大量的表情配合動(dòng)作，人機(jī)交互方式不友好，易使用戶產(chǎn)生厭倦感，而且算法復(fù)雜，降低人臉識(shí)別的速度；而且，若利用平板電腦或筆記本電腦，播放合法用戶的視頻圖像時(shí)，仍然能夠通過(guò)身份認(rèn)證，導(dǎo)致安全事故。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，識(shí)別過(guò)程中，被鑒別人不需要做表情變化來(lái)配合識(shí)別，同時(shí)能對(duì)用戶視頻播放設(shè)備的合法性進(jìn)行鑒別。本實(shí)用新型提出的用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，包括:光源，用于發(fā)出穩(wěn)定的光能量，對(duì)幻燈片進(jìn)行照明，光源置于聚光鏡的后方；聚光鏡，用于將光源發(fā)出的光線會(huì)聚并均勻地照射在幻燈片上；幻燈片，采用曝光成像方法在幻燈片上形成平行等間距線條，幻燈片置于聚光鏡的前方；投影物鏡，用于將幻燈片上的平行等間距線條圖形投影到被鑒別物體的表面，投影物鏡置于幻燈片與被鑒別物體之間；攝像機(jī)，用于拍攝表面帶有等間距條紋的被鑒別物體的圖像，并將拍攝的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，將數(shù)字圖像輸出給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)，控制光源的開啟，采集攝像機(jī)輸出的數(shù)字圖像，對(duì)數(shù)字圖像中的等間距條紋進(jìn)行判斷，若等間距條紋為平行等間距直線條紋，則判斷被鑒別物體為非活體人臉；若等間距條紋為彎曲等間距條紋，則判斷被鑒別物體為活體人臉。本實(shí)用新型提出的用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，利用真人臉部表面形狀的高度變化，將投射到被鑒別人臉上的直條紋調(diào)制為隨人臉三維輪廓變化的彎曲條紋，通過(guò)判斷投射到被鑒別人臉上的直條紋是否發(fā)生彎曲變形，以及人臉輪廓之外線條是否突然斷裂消失，來(lái)鑒別活體人臉和平面照片及平面屏幕，鑒別的準(zhǔn)確率很高。與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，不需要被鑒別人做表情變化來(lái)配合識(shí)別，而且解決了現(xiàn)有技術(shù)只能鑒別靜態(tài)照片、不能鑒別屏幕動(dòng)態(tài)圖像的缺陷，極大的提高了人臉識(shí)別系統(tǒng)的安全性和方便性。同時(shí)，本實(shí)用新型的人臉鑒別裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，判別速度很快，且易于實(shí)施。

圖1是本實(shí)用新型提供的人臉鑒別裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖2是幻燈片圖形。圖3是人臉識(shí)別系統(tǒng)采集到的活體人臉鑒別圖像，其中(a)為將幻燈片直線條紋圖形投射到照片上時(shí)的圖像，(b)為將幻燈片直線條紋圖形投射到活體人臉上時(shí)的圖像。圖1中，I是計(jì)算機(jī)，2是攝像機(jī)，3是被鑒別人，4是投影物鏡，5是幻燈片，6是聚光鏡，7是光源。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括:光源7，用于發(fā)出穩(wěn)定的光能量，對(duì)幻燈片進(jìn)行照明，光源置于聚光鏡的后方；聚光鏡6，用于將光源發(fā)出的光線會(huì)聚并均勻地照射在幻燈片上；幻燈片5，采用曝光成像方法在幻燈片上形成平行等間距線條，如圖2中所示，幻燈片置于聚光鏡的前方；投影物鏡，用于將幻燈片上的平行等間距線條圖形投影到被鑒別物體的表面，該被鑒別物體可能是被鑒別人臉，也可能是照片、平板電腦屏幕或筆記本電腦屏幕等等，投影物鏡置于幻燈片與被鑒別物體3之間；攝像機(jī)2，用于拍攝表面帶有等間距條紋的被鑒別物體的圖像，并將拍攝的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，將數(shù)字圖像輸出給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)1，控制光源的開啟，采集攝像機(jī)輸出的數(shù)字圖像，對(duì)數(shù)字圖像中的等間距條紋進(jìn)行判斷，若等間距條紋為平行等間距直線條紋，則判斷被鑒別物體為非活體人臉；若等間距條紋為彎曲等間距條紋，則判斷被鑒別物體為活體人臉。本實(shí)用新型活體人臉鑒別裝置中的計(jì)算機(jī)，用于從攝像機(jī)采集被鑒別物體圖像，并進(jìn)行活體人臉鑒別和人臉識(shí)別。首先控制光源發(fā)光，采集被鑒別物體圖像，如果平行等間距線條圖形在視場(chǎng)內(nèi)沒(méi)有發(fā)生畸變，則判斷被鑒別物體為非活體人臉；如果平行等間距線條圖形在視場(chǎng)內(nèi)發(fā)生畸變(人臉輪廓內(nèi)發(fā)生彎曲變形，人臉輪廓外線條消失)，則判斷被鑒別物體為活體人臉；然后關(guān)閉光源，重新采集被鑒別人臉圖像開始人臉識(shí)別。本實(shí)用新型的活體人臉鑒別裝置的一個(gè)實(shí)施例中，光源7采用歐司朗3W大功率白光LED (Light Emitting Diode)發(fā)光二極管，聚光鏡6采用焦距為IOmm的雙凸透鏡，幻燈片5采用黑白正片膠片，投影物鏡4采用焦距為20mm的雙凸透鏡，攝像機(jī)2采用CXD數(shù)字?jǐn)z像，計(jì)算機(jī)I采用通用PC機(jī)。本實(shí)用新型的活體人臉鑒別裝置，其工作原理是:計(jì)算機(jī)I首先控制光源7發(fā)光，聚光鏡6將光源7發(fā)出的光線會(huì)聚并均勻地照射在幻燈片5上，投影物鏡4將幻燈片5上的平行等間距線條圖形投影到被鑒別物體(被鑒別人臉、照片、平板電腦屏幕或筆記本電腦屏幕)上，攝像機(jī)2將被鑒別物體的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，并將數(shù)字圖像輸出給計(jì)算機(jī)I。若被鑒別物體表面為平面，如照片、平板電腦屏幕和筆記本電腦屏幕，投影到被鑒別物體上的條紋仍然是平行直線，而且在人臉輪廓以外的背景上仍然能看到平行直線條紋，如圖3 Ca)中所示，則計(jì)算機(jī)I判定被鑒別物體不是真人活體。若被鑒別物體為活體真人，由于人臉表面上各處的高度不同，使投影到被鑒別人臉表面上的直線條紋發(fā)生彎曲變形，而且投射到人臉輪廓以外的光線被周圍環(huán)境吸收，無(wú)法被反射回?cái)z像機(jī)2，如圖3 (b)中所示，使投射到人臉輪廓以外的幻燈片線條突然消失，則計(jì)算機(jī)I判定被鑒別物體為活體真人。計(jì)算機(jī)I關(guān)閉光源7，采集攝像機(jī)2輸出的被鑒別人臉圖像，提取被鑒別人面部器官特征及它們之間的相對(duì)位置，再將其與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉進(jìn)行比對(duì)，最后得出身份的識(shí)別結(jié)果。本實(shí)用新型的活體人臉鑒別裝置利用投射出去的平行直線圖形來(lái)鑒別活體人臉和平面照片及平面屏幕，鑒別的準(zhǔn)確率很高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要被鑒別人做表情變化來(lái)配合識(shí)別，而且解決了現(xiàn)有技術(shù)只能鑒別靜態(tài)照片、不能鑒別屏幕動(dòng)態(tài)圖像的缺陷，極大的提高了人臉識(shí)別系統(tǒng)的安全性和方便性。同時(shí)，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，判別速度很快，且易于實(shí)施。
權(quán)利要求1.一種用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，其特征在于該活體人臉鑒別裝置包括: 光源，用于發(fā)出穩(wěn)定的光能量，對(duì)幻燈片進(jìn)行照明，光源置于聚光鏡的后方； 聚光鏡，用于將光源發(fā)出的光線會(huì)聚并均勻地照射在幻燈片上； 幻燈片，采用曝光成像方法在幻燈片上形成平行等間距線條，幻燈片置于聚光鏡的前方； 投影物鏡，用于將幻燈片上的平行等間距線條圖形投影到被鑒別物體的表面，投影物鏡置于幻燈片與被鑒別物體之間； 攝像機(jī)，用于拍攝表面帶有等間距條紋的被鑒別物體的圖像，并將拍攝的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，將數(shù)字圖像輸出給計(jì)算機(jī)； 計(jì)算機(jī)，控制光源的開啟，采集攝像機(jī)輸出的數(shù)字圖像，對(duì)數(shù)字圖像中的等間距條紋進(jìn)行判斷，若等間距條紋為平行等間距直線條紋，則判斷被鑒別物體為非活體人臉；若等間距條紋為彎曲等間距條紋，則判斷被鑒別物體為活體人臉。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于人臉識(shí)別系統(tǒng)的活體人臉鑒別裝置，屬于人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。包括光源、聚光鏡、幻燈片、投影物鏡、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)分別與攝像機(jī)和光源相連接，光源發(fā)射的光束經(jīng)過(guò)聚光鏡后照射在幻燈片上，投影物鏡將幻燈片的像投影到被鑒別物體上。本實(shí)用新型的活體人臉鑒別裝置利用投射出去的平行直線圖形來(lái)鑒別活體人臉、靜止平面照片及動(dòng)態(tài)屏幕圖像，鑒別的準(zhǔn)確率很高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型裝置不需要被鑒別人做表情變化來(lái)配合識(shí)別，而且解決了現(xiàn)有技術(shù)只能鑒別靜態(tài)照片、不能鑒別屏幕動(dòng)態(tài)圖像的缺陷，極大的提高了人臉識(shí)別系統(tǒng)的安全性和方便性。而且裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，判別速度很快，易于實(shí)施。
文檔編號(hào)G06K9/46GK202956772SQ20122068561
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者高宏, 王慶 申請(qǐng)人:紫光股份有限公司