CN103034846A - 一种活体人脸鉴别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活体人脸鉴别装置，属于人脸识别技术领域。包括光源、栅栏面板、摄像机和计算机。计算机分别与摄像机和光源相连接，光源发射的光束经栅栏面板遮挡，变为平行等间距直线条纹图形后投射到被鉴别物体表面上，摄像机将被鉴别物体的图像转换为数字图像，并将数字图像输出给计算机。本发明装置利用投射出去的平行直线条纹图形来鉴别活体人脸、静止平面照片及动态屏幕图像，鉴别的准确率很高，与现有技术相比，不需要被识别人做表情变化来配合识别，解决了现有技术只能鉴别静态照片、不能鉴别屏幕动态图像的缺陷，极大的提高了人脸识别***的安全性和方便性。本发明人脸鉴别装置结构简单，工作可靠，判别速度很快，且易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种活体人脸鉴别装置，特别涉及一种用于人脸识别***的活体人脸鉴别装置，属于人脸识别技术领域。
背景技术
人脸识别技术通过分析比较人脸生物特征信息，对人的身份进行鉴别。与其它生物特征鉴别技术相比，人脸识别是一种更直接、更方便、更友好、更容易被人们接受的非侵犯性身份识别技术。随着人脸识别身份鉴定***的广泛应用，出现了非法使用合法用户照片以通过身份认证的安全事件。
为了辨识真人和照片，一些人脸识别***增加了活体人脸鉴别功能，通过被识别人的脸部表情变化（眨眼或微笑）来确定被识别对象为活体真人，这种活体人脸鉴别方法存在如下缺陷：需要被识别人脸部做大量的表情配合动作，人机交互方式不友好，易使用户产生厌倦感，而且算法复杂，降低人脸识别的速度；而且，若利用平板电脑或笔记本电脑，播放合法用户的视频图像时，仍然能够通过身份认证，导致安全事故。
发明内容
本发明的目的是提出一种活体人脸鉴别装置，在识别过程中，被识别人不需要做表情变化来配合识别，同时能鉴别出播放合法用户动态人脸图像的屏幕设备。
本发明提出的活体人脸鉴别装置，包括：
光源，用于提供稳定的光能量，对被鉴别物体进行照明；
栅栏面板，用于遮挡光源发出的照明光束，使照明光束变为平行等间距直线条纹状照明光束后投射到被鉴别物体表面，栅栏面板置于光源与被鉴别物体之间；
摄像机，用于拍摄表面带有等间距条纹的被鉴别物体的图像，并将拍摄的图像转换为数字图像，将数字图像输出给计算机；
计算机，控制光源的开启，采集摄像机输出的数字图像，对数字图像中的等间距条纹进行判断，若等间距条纹为平行等间距直线条纹，则判断被鉴别物体为非活体人脸；若等间距条纹为弯曲等间距条纹，则判断被鉴别物体为活体人脸。
本发明提出的活体人脸鉴别装置，利用真人脸部表面形状的高度变化，将投射到被识别人脸上的直线条纹调制为随人脸三维轮廓变化的弯曲条纹，通过判断投射到被识别人脸上的直线条纹是否发生弯曲变形，以及人脸轮廓之外的条纹图形是否突然消失，来鉴别活体人脸和平面照片及平面屏幕，鉴别的准确率很高。与现有技术相比，不需要被识别人做表情变化来配合识别，而且解决了现有技术只能鉴别静态照片、不能鉴别屏幕动态图像的缺陷，极大的提高了人脸识别***的安全性和方便性。同时，采用本发明装置，结构简单，工作可靠，判别速度很快，且易于实施。
附图说明
图1是本发明提出的人脸鉴别装置的结构框图。
图2是栅栏面板结构图。
图3是人脸识别***采集到的活体人脸鉴别图像，其中（a）是将直线条纹图形投射到照片上时的图像，（b）是将直线条纹图形投射到活体人脸上时的图像。
图1中，1是光源，2是栅栏面板，3是摄像机，4是计算机。
具体实施方式
本发明提出的活体人脸鉴别装置，其结构框图如图1所示，包括：
光源1，用于提供稳定的光能量，对被鉴别物体进行照明，被鉴别物体可能是被识别人脸，也可能是照片、平板电脑屏幕或笔记本电脑屏幕等等；
栅栏面板2，其结构如图2所示，用于遮挡光源发出的照明光束，使照明光束变为平行等间距直线条纹状照明光束后投射到被鉴别物体表面，栅栏面板置于光源与被鉴别物体之间；
摄像机3，用于拍摄表面带有等间距条纹的被鉴别物体的图像，并将拍摄的图像转换为数字图像，将数字图像输出给计算机；
计算机4，控制光源的开启，采集摄像机输出的数字图像，对数字图像中的等间距条纹进行判断，若等间距条纹为平行等间距直线条纹，则判断被鉴别物体为非活体人脸；若等间距条纹为弯曲等间距条纹，则判断被鉴别物体为活体人脸。
本发明的活体人脸鉴别装置的一个实施例中，光源1采用欧司朗3W大功率白光LED（Light Emitting Diode）发光二极管，栅栏面板2采用厚度为0.3mm的不透明塑料片（缝隙宽度0.2mm，缝隙间距0.4mm），摄像机3采用CCD数字摄像机，计算机1采用通用PC机。
本发明的活体人脸鉴别装置的工作原理是：
计算机4首先控制光源1发光，光源1发出的照明光束被栅栏面板2遮挡，使照明光束变为平行等间距直线条纹图形后投射到被鉴别物体（被识别人脸、照片、平板电脑屏幕或笔记本电脑屏幕）表面上，摄像机3将被鉴别物体的光学图像转换为数字图像，并将数字图像输出给计算机4。
若被识别物体表面为平面，如照片、平板电脑屏幕和笔记本电脑屏幕，投射到被识别物体上的条纹仍然是平行直线，而且在人脸轮廓以外的背景上仍然能看到平行直线条纹，如图3（a）所示，则计算机1判定被识别物体不是活体人脸。
若被识别物体为活体人脸，由于人脸表面上各处的高度不同，使投射到被识别人脸表面上的直线条纹发生弯曲变形，而且投射到人脸轮廓以外的光线被周围环境吸收，无法反射回摄像机3，如图3（b）所示，使投射到人脸轮廓以外的条纹图形条突然消失，则计算机4判定被识别物体为活体真人。计算机4然后关闭光源1，重新采集摄像机3输出的被识别人脸图像，提取被识别人面部器官特征及它们之间的相对位置，再将其与人脸数据库中的人脸进行比对，从而得出识别结果。
本发明的活体人脸鉴别装置利用投射出去的平行直线条纹图形来鉴别活体人脸和静态平面照片及平面屏幕动态影像，鉴别的准确率很高，与现有技术相比，不需要被识别人做表情变化来配合识别，而且解决了现有技术只能鉴别静态照片、不能鉴别屏幕动态图像的缺陷，极大的提高了人脸识别***的安全性和方便性。同时，采用本发明的技术方案，***结构简单可靠，判别速度很快，且易于实施。
Claims (1)
1.一种活体人脸鉴别装置，其特征在于该活体人脸鉴别装置包括：
光源，用于提供稳定的光能量，对被鉴别物体进行照明；
栅栏面板，用于遮挡光源发出的照明光束，使照明光束变为平行等间距直线条纹状照明光束后投射到被鉴别物体表面，栅栏面板置于光源与被鉴别物体之间；
摄像机，用于拍摄表面带有等间距条纹的被鉴别物体的图像，并将拍摄的图像转换为数字图像，将数字图像输出给计算机；
计算机，控制光源的开启，采集摄像机输出的数字图像，对数字图像中的等间距条纹进行判断，若等间距条纹为平行等间距直线条纹，则判断被鉴别物体为非活体人脸；若等间距条纹为弯曲等间距条纹，则判断被鉴别物体为活体人脸。
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Publications (1)
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Application publication date: 20130410 |