CN103761466A - 一种身份验证的方法及装置 - Google Patents

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CN103761466A CN201410052182.7A CN201410052182A CN103761466A CN 103761466 A CN103761466 A CN 103761466A CN 201410052182 A CN201410052182 A CN 201410052182A CN 103761466 A CN103761466 A CN 103761466A
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卢茂强
李辉
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Abstract

本发明公开了一种身份验证的方法及装置，其中，方法包括：通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像；将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配；对待验证者进行手势识别；当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。本发明将生物识别与手势识别结合起来，在采用摄像装置来获取待验证者的生物特征图像时，通过手势识别来甄别仿冒的生物特征，提高了生物识别的安全性和可靠性。

Description

一种身份验证的方法及装置
技术领域
本发明涉及生物识别技术，尤其涉及一种身份验证的方法及装置。
背景技术
由于生物特征的稳定性、唯一性和方便性等特点，以生物识别技术作为手段来进行身份验证逐渐取代诸如钥匙、密码等传统的身份识别方式。生物识别技术是指利用人体的一些生物特征，例如人脸、虹膜、指纹、掌纹、手形等，来进行身份识别的技术，其主要包括：采集图像，从采集的图像中提取生物特征信息，随后将所提取的特征信息与数据库中所有或部分预先注册的特征信息进行匹配，根据匹配结果来对该被验证者进行身份验证。
现有技术中已经出现了非接触式的生物识别技术，其利用摄像装置来获取图像，并从该图像中获取待匹配的生物特征信息。然而对于诸如指纹，掌纹，手形等生物特征，采用硅、橡胶等材料可以进行仿冒，采用摄像装置获取图像来进行生物识别的方式，不容易识别这些仿冒的生物特征，其安全性和可靠性存在问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种身份验证的方法及装置，以解决现有技术采用摄像装置获取图像来进行生物识别存在的安全性和可靠性低的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种身份验证的方法，包括：
通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像；
将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配；
其中，所述方法还包括：
对待验证者进行手势识别；
当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于身份验证的装置，包括：
图像获取装置，用于通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像；
匹配装置，用于将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配；
其中，所述用于身份验证的装置还包括：
手势识别装置，用于对待验证者进行手势识别；
身份验证确定通过装置，用于当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，该待验证者通过身份验证。
本发明将生物识别与手势识别结合起来，在采用摄像装置来获取待验证者的生物特征图像时，通过手势识别来甄别仿冒的生物特征，提高了生物识别的安全性和可靠性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为根据本发明一个实施例的一种身份验证的方法流程图；
图2为根据本发明一个实施例的一种用于身份验证的装置示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种身份验证的方法流程图。
如图1所示，在步骤S101中，通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像。
其中，所述摄像装置可以是用于身份验证的设备自带的摄像装置，优选地，该摄像装置可以是诸如移动终端的用户设备自带的摄像装置，所述移动终端包括但不限于手机智能手机，笔记本电脑，车载电脑等；所述摄像装置也可以是单独的摄像装置，在单独的摄像装置获取待验证者的生物特征图像后，将所获取的生物特征图像传输给用于身份验证的设备。
可选地，可以通过摄像装置来获取待验证者的一幅或多幅生物特征图像。
可选地，可以在符合预定规则时，开启摄像装置的光源，随后通过该摄像装置来获取待验证者的生物特征图像。
其中，所述预定规则可以包括以下一项：
a)在打开该摄像装置准备获取待验证者的生物特征图像时，默认打开该摄像装置的光源；
b)通过检测环境的光线，来判断是否开启该摄像装置的光源，当环境的光线满足需开启光源的条件时，开启该摄像装置的光源。例如，设定开启光源的条件为环境光线的参数，例如亮度，小于预定的参数阈值等。
其中，本发明中所述的生物特征是指每个个体唯一的可以测量或可自动识别和验证的生理特性，包括但不限于指纹，手形，掌纹，人脸等。
本领域技术人员可以理解，上述生物特征仅为举例，其他的生物特征如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
在步骤S102中，将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配。
具体地，可以获取待验证者的生物特征图像的ROI（Region ofInterest，兴趣区），随后将该ROI与预存的生物特征图像的ROI进行匹配。
以下以掌纹这一生物特征为例，来说明获取待验证者的生物特征图像的ROI。
首先，通过摄像装置获取待验证者的手掌图像，随后对所获取的手掌图像去除背景，确定手掌区域，优选地，可以采用中国专利CN200810114488.5中所提供的去除背景方法，来对本实施例中所获取的手掌图像去除背景。然后，取所确定的手掌区域内的一个内切圆或椭圆作为ROI，该内切圆的半径或内切椭圆的半长轴小于等于该手掌区域的最大内切圆的半径，或者取该内切圆或内切椭圆的内切正方形或长方形作为ROI，其中，对每一个手上的点，都以一个起始值为半径，以该点为圆心画圆，如果这个圆周上所有的点都在手掌内部，则扩大半径直至圆周超出手掌区域，遍历所有的点之后，可以获得该手掌区域的最大内切圆的半径和圆心坐标。
在获取待验证者手掌图像的ROI之后，与预存的手掌图像的ROI进行匹配。其中，ROI的匹配可以采用灰度匹配，例如，可以采用归一化的灰度匹配方法，其逐像素地把待验证者手掌图像的ROI的灰度矩阵与预存的ROI的灰度矩阵，按照相似性度量方法进行搜索比较，优选地，可以采用幅度排序相关法，FFT（Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换）相关法，分层搜索的序列判断法等。
具体地，还可以从上述ROI中提取生物特征信息，随后将所提取的生物特征信息与预存的生物特征信息进行匹配。优选地，例如对于掌纹这一生物特征，可以采用诸如“小波能量特征”，“模糊方向元素能量特征”，“掌纹线结构特征”，“掌纹的代数特征”，“图像相位及方向特征”，“基于掌纹纹理的特征”，“基于掌纹特征点的特征”等，来进行掌纹特征信息的提取和匹配。
其中，所述预存的ROI和预存的生物特征信息，可以采用如步骤S102中所描述的ROI确定方法和生物特征信息提取方法来进行确定或特征提取，随后存储所确定的ROI信息或所提取的生物特征信息。
可选地，当摄像装置获取待验证者的一幅生物特征图像，则将所获取的待验证者的该幅生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配，当该幅生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
可选地，当摄像装置获取待验证者的多幅生物特征图像，则将所获取的待验证者的多幅生物特征图像分别与预存的生物特征图像进行匹配，当所述多幅生物特征图像中的第一预定数量，例如一幅生物特征图像，与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
根据使用场景的不同，预存的生物特征图像可以是一个，也可以是多个，则可以将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个或多个生物特征图像进行匹配，将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功；或，将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像中的第二预定数量的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
本发明实施例还可以包括步骤S103，其中步骤S103可以在步骤S101之前或之后执行，也可以在步骤S102之后或同步执行。
在步骤S103中，对待验证者进行手势识别。
其中，所述手势识别是指在计算机科学中，通过数学算法来识别人类手势，所述手势可以来自于人的身体各部位的运动，包括但不限于人的脸部和手的运动。本领域技术人员可以理解，上述手势仅为举例，其他的手势如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
具体地，可以提示所述待验证者做出指定手势，例如握拳，弯手指，眨眼睛，拍手，抬手臂等，之后，获取待验证者根据所述提示做出的响应，判断该待验证者的响应是否与指定手势相匹配，当该待验证者的响应与指定手势相匹配，通过对该待验证者的手势识别。
其中，判断待验证者的响应是否与指定手势相匹配可以通过以下方式进行判断：通过摄像装置获取待验证者响应的视频数据流，从所述视频数据流中提取若干帧图像，然后，基于该若干帧图像的关键点来获取手势运动轨迹，再将所获取的手势运动轨迹与预先建立的手势模型进行匹配，具体可以采用“基于曲线拟合的轨迹识别方法”，“基于隐马尔科夫模型的识别方法”，“基于轨迹的分段特征的动态手势识别方法”等方法来进行手势匹配。
在步骤S104中，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。
本发明将生物识别与手势识别结合起来，在采用摄像装置来获取待验证者的生物特征图像时，通过手势识别来甄别仿冒的生物特征，提高了生物识别的安全性和可靠性。
图2示出了根据本发明一个实施例的一种用于身份验证的装置示意图。如图2所示，该用于身份验证的装置包括：图像获取装置201，匹配装置202，手势识别装置203，身份验证确定通过装置204。
其中，图像获取装置201，用于通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像。
其中，所述摄像装置可以是用于身份验证的设备自带的摄像装置，优选地，该摄像装置可以是诸如移动终端的用户设备自带的摄像装置；所述摄像装置也可以是单独的摄像装置，在单独的摄像装置获取待验证者的生物特征图像后，将所获取的生物特征图像传输给用于身份验证的设备。
可选地，所述图像获取装置可以包括：第一图像获取模块（图中未示出），用于通过所述摄像装置来获取待验证者的一幅或多幅生物特征图像。
可选地，本发明一个实施例的一种用于身份验证的装置还可以包括：光源开启装置（图中未示出），用于当符合预定规则时，开启所述摄像装置的光源。随后图像获取装置再通过该摄像装置来获取待验证者的生物特征图像。
其中，所述预定规则可以包括以下一项：
a)在打开该摄像装置准备获取待验证者的生物特征图像时，默认打开该摄像装置的光源；
b)通过检测环境的光线，来判断是否开启该摄像装置的光源，当环境的光线满足需开启光源的条件时，开启该摄像装置的光源。例如，设定开启光源的条件为环境光线的参数，例如亮度，小于预定的参数阈值等。
其中，本发明中所述的生物特征是指每个个体唯一的可以测量或可自动识别和验证的生理特性，包括但不限于指纹，手形，掌纹，人脸等。
本领域技术人员可以理解，上述生物特征仅为举例，其他的生物特征如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
匹配装置202，用于将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配。
具体地，匹配装置202可以获取待验证者的生物特征图像的ROI（Region of Interest，兴趣区），随后将该ROI与预存的生物特征图像的ROI进行匹配。
以下以掌纹这一生物特征为例，来说明获取待验证者的生物特征图像的ROI。
首先，摄像装置获取待验证者的手掌图像，随后匹配装置202对所获取的手掌图像去除背景，确定手掌区域，优选地，可以采用中国专利CN200810114488.5中所提供的去除背景方法，来对本实施例中所获取的手掌图像去除背景。然后，取所确定的手掌区域内的一个内切圆或椭圆作为ROI，该内切圆的半径或内切椭圆的半长轴小于等于该手掌区域的最大内切圆的半径，或者取该内切圆或内切椭圆的内切正方形或长方形作为ROI，其中，对每一个手上的点，都以一个起始值为半径，以该点为圆心画圆，如果这个圆周上所有的点都在手掌内部，则扩大半径直至圆周超出手掌区域，遍历所有的点之后，可以获得该手掌区域的最大内切圆的半径和圆心坐标。
在获取待验证者手掌图像的ROI之后，与预存的手掌图像的ROI进行匹配。其中，ROI的匹配可以采用灰度匹配，例如，可以采用归一化的灰度匹配方法，其逐像素地把待验证者手掌图像的ROI的灰度矩阵与预存的ROI的灰度矩阵，按照相似性度量方法进行搜索比较，优选地，可以采用幅度排序相关法，FFT（Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换）相关法，分层搜索的序列判断法等。
具体地，匹配装置202还可以从上述ROI中提取生物特征信息，随后将所提取的生物特征信息与预存的生物特征信息进行匹配。优选地，例如对于掌纹这一生物特征，可以采用诸如“小波能量特征”，“模糊方向元素能量特征”，“掌纹线结构特征”，“掌纹的代数特征”，“图像相位及方向特征”，“基于掌纹纹理的特征”，“基于掌纹特征点的特征”等，来进行掌纹特征信息的提取和匹配。
其中，所述预存的ROI和预存的生物特征信息，可以采用如步骤S102中所描述的ROI确定方法和生物特征信息提取方法来进行确定或特征提取，随后存储所确定的ROI信息或所提取的生物特征信息。
可选地，当摄像装置获取待验证者的一幅生物特征图像，所述匹配装置202可以包括：第一匹配模块（图中未示出），用于将所获取的待验证者的该幅生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配，当该幅生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
可选地，当摄像装置获取待验证者的多幅生物特征图像，所述匹配装置202可以包括：第二匹配模块（图中未示出），用于将所获取的待验证者的多幅生物特征图像分别与预存的生物特征图像进行匹配，当所述多幅生物特征图像中的第一预定数量的生物特征图像，与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
根据使用场景的不同，预存的生物特征图像可以是一个，也可以是多个，则所述匹配装置202可以包括：第三匹配模块（图中未示出），用于将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个或多个生物特征图像进行匹配；将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，或，将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像中的第二预定数量的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
手势识别装置203，用于对待验证者进行手势识别。
其中，所述手势识别装置203可以在图像获取装置201之前或之后执行，也可以在匹配装置202之后或同步执行。
其中，所述手势识别是指在计算机科学中，通过数学算法来识别人类手势，所述手势可以来自于人的身体各部位的运动，包括但不限于人的脸部和手的运动。本领域技术人员可以理解，上述手势仅为举例，其他的手势如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
具体地，所述手势识别装置203可以包括：
提示模块（图中未示出），用于提示所述待验证者做出指定手势，例如握拳，弯手指等。
响应获取模块（图中未示出），用于获取待验证者根据所述提示做出的响应。
手势匹配判断模块（图中未示出），用于判断该待验证者的响应是否与指定手势相匹配。
手势识别通过模块（图中未示出），用于当该待验证者的响应与指定手势相匹配，通过对该待验证者的手势识别。
其中，判断待验证者的响应是否与指定手势相匹配可以通过以下方式进行判断：通过摄像装置获取待验证者响应的视频数据流，从所述视频数据流中提取若干帧图像，然后，基于该若干帧图像的关键点来获取手势运动轨迹，再将所获取的手势运动轨迹与预先建立的手势模型进行匹配，具体可以采用“基于曲线拟合的轨迹识别方法”，“基于隐马尔科夫模型的识别方法”，“基于轨迹的分段特征的动态手势识别方法”等方法来进行手势匹配。
手势识别通过模块204，用于当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。
本发明将生物识别与手势识别结合起来，在采用摄像装置来获取待验证者的生物特征图像时，通过手势识别来甄别仿冒的生物特征，提高了生物识别的安全性和可靠性。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，本发明的各个装置可采用专用集成电路（ASIC）或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序（包括相关的数据结构）可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (12)

1.一种身份验证的方法，其特征在于，包括：
通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像；
将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配；
其中，所述方法还包括：
对待验证者进行手势识别；以及
当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待验证者进行手势识别包括：
提示所述待验证者做出指定手势；
获取待验证者根据所述提示做出的响应；
判断该待验证者的响应是否与指定手势相匹配；以及
当该待验证者的响应与指定手势相匹配，通过对该待验证者的手势识别。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当符合预定规则时，开启所述摄像装置的光源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像包括：
通过摄像装置来获取待验证者的一幅或多幅生物特征图像；
其中，所述将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配包括：
将所获取的待验证者的该幅生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配，当该幅生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功；或
将所获取的待验证者的多幅生物特征图像分别与预存的生物特征图像进行匹配，当所述多幅生物特征图像中的第一预定数量的生物特征图像，与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配包括：
将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个或多个生物特征图像进行匹配；
将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功；或
将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像中的第二预定数量的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物特征包括以下至少一种：指纹，手形，掌纹，人脸。
7.一种用于身份验证的装置，其特征在于，包括：
图像获取装置，用于通过摄像装置来获取待验证者的生物特征图像；
匹配装置，用于将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配；
其中，所述用于身份验证的装置还包括：
手势识别装置，用于对待验证者进行手势识别；以及
身份验证确定通过装置，用于当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，且通过对待验证者的手势识别，确定该待验证者通过身份验证。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述手势识别装置包括：
提示模块，用于提示所述待验证者做出指定手势；
响应获取模块，用于获取待验证者根据所述提示做出的响应；
手势匹配判断模块，用于判断该待验证者的响应是否与指定手势相匹配；以及
手势识别通过模块，用于当该待验证者的响应与指定手势相匹配，通过对该待验证者的手势识别。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
光源开启装置，用于当符合预定规则时，开启所述摄像装置的光源。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述图像获取装置包括：
第一图像获取模块，用于通过所述摄像装置来获取待验证者的一幅或多幅生物特征图像；
所述匹配装置包括：
第一匹配模块，用于将所获取的待验证者的该幅生物特征图像与预存的生物特征图像进行匹配，当该幅生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功；或
第二匹配模块，用于将所获取的待验证者的多幅生物特征图像分别与预存的生物特征图像进行匹配，当所述多幅生物特征图像中的第一预定数量的生物特征图像，与预存的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述匹配装置包括：
第三匹配模块，用于将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个或多个生物特征图像进行匹配；将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的一个生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功，或，将所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像进行匹配时，当所获取的待验证者的生物特征图像与预存的多个生物特征图像中的第二预定数量的生物特征图像匹配成功，确定所获取的待验证者的生物特征图像与预存的生物特征图像匹配成功。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述生物特征包括以下至少一种：指纹，手形，掌纹，人脸。
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