CN105138980A - 基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法及*** - Google Patents

基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法及***，方法包括：(1)用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；(2)用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；(3)用于获取证件持有人的高清人脸图像；(4)用于获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；(5)验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；(6)用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；(7)用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。本发明对身份证件内存储的人脸图片年龄的准确判断，从而进一步提高人脸验证模型准确度。

Description

基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法及***
技术领域
本发明涉及身份验证领域，尤其涉及一种引入身份证件制证信息，实现对身份证件内存储的人脸图片年龄的准确判断，从而进一步提高人脸验证模型准确度的身份验证方法及***。
背景技术
现有基于人脸识别的二代身份证验证仅仅采用身份证内存储的人脸照片，通过与现场采集的人脸图像进行比对达到身份验证的目的(即，判断身份证件持有人与证件所属人是否为同一人)。由于二代证内存储的人脸照片分辨率较低(102x126像素)，同时证内存储照片与现场采集照片的时间跨度可能较大，仅仅通过对比证内存储的人脸图像与现场采集的人脸图像实现身份验证，在准确率上受到限制。即使在能够通过网络获取高清晰度、原始身份证照片的场景下，由于时间跨度等带来的人脸外貌差距，也仍然对单纯基于人脸比对的身份验证带来困难。另一方面，通过从身份证件中读取的身份信息，比如，二代身份证中的身份证号码，可以提取出证件所属人的性别和出生日期等信息，从而间接得到证件所属人在验证当时的年龄信息。同时，通过身份证件中存储的制证时间信息，可以推断出证件所属人在制证当时的年龄信息，即身份证内存储照片所对应的年龄信息。综合利用以上信息与现场采集的高清人脸图像，实现更高准确率的身份验证，是本发明所解决的技术问题。
目前第二代居民身份证在全国范围内已经普及，由于二代证采用了非接触式IC智能芯片来存储身份证唯一编号、人脸照片和其它基本身份信息，使得结合二代证上身份信息的应用逐步推广开来。基于二代证中照片的人脸识别成为近年来兴起的一种新应用，其技术方案通常为：(1)通过二代身份证读卡器，读取二代身份证中存储的人脸照片，(2)通过现场安装的摄像头采集证件持有人的人脸图像，以及(3)通过人脸特征提取与模式识别算法，比较二代证存储的人脸照片与现场采集人脸图像的相似度，判定证内照片与现场图像是否为同一人。
中国专利文件CN202472696U公开了一种基于二代身份证和人脸特征识别的身份验证***。该***采用小波变换对证内人脸照片和现场人脸图像进行特征提取，采用支持向量机对提取的图像特征进行比对，依据相似度实现身份判定。
中国专利文件CN102902959A公开了一种基于二代身份证存储证件照的人脸识别方法与***。针对证内存储照片与现场采集图像在分辨率上的差异，该方法采用人脸局部特征与整体特征相结合的方式进行人脸图像的比对，以提高身份判定的准确度。
本申请发明人于2015年x月y日提交的发明专利申请“基于身份证件信息和人脸多重特征识别的身份验证方法”，其技术方案包括：(1)通过身份证件信息获取设备，获取身份证件关联的人脸照片和身份信息，并进一步获取证件所属人的性别、年龄信息；(2)通过现场安装的摄像头采集证件持有人的高清人脸图像；(3)通过性别识别算法估计现场高清人脸图像的性别，并计算与证件所属人的性别匹配度；(4)通过年龄识别算法估计现场高清人脸图像的年龄，并计算与证件所属人的年龄匹配度；(5)通过人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；(6)综合人脸匹配度、性别匹配度和年龄匹配度，进行身份判定，获取身份验证结果。
本发明在上述发明专利申请基础上进一步引入身份证件制证信息，实现对身份证件内存储的人脸图片年龄的准确判断，从而进一步提高人脸验证模型准确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法及***。
为了实现上述目的之一，本发明提供的技术方案为：提供一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法，其特征在于，包括：
(1)身份证件信息获取步骤，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
(2)年龄信息计算步骤，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
(3)高清人脸图像获取步骤，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
(4)证件人脸照片年龄信息推断步骤，用于结合步骤(1)中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
(5)年龄差计算步骤，用于计算步骤(2)和步骤(4)中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
(6)人脸匹配度获取步骤，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
(7)验证结果获取步骤，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
步骤(1)中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
步骤(1)中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
为了实现上述目的之二，本发明提供的技术方案为：提供一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***，其特征在于，包括：
身份证件信息获取单元，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
年龄信息计算单元，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
高清人脸图像获取单元，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
证件人脸照片年龄信息推断单元，用于结合身份证件信息获取单元中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
年龄差计算单元，用于年龄信息计算单元和证件人脸照片年龄信息推断单元中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
人脸匹配度获取单元，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
验证结果获取单元，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
在身份证件信息获取单元中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
在身份证件信息获取单元中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
与现有技术相比，本发明的关键在于利用身份证件中包含的持证人信息，如出生日期、性别、籍贯，以及生物特征信息如人脸图像，和身份证件制证信息，如制证时间中的部分或全部，结合基于人脸图像特征比对的人脸识别技术，实现比单一比对人脸图片准确度更高的身份验证。此外本发明的关键技术方案为获取证件所属人制证当时和验证当时的年龄信息，计算年龄差，并利用所获得的年龄信息，通过基于机器学习生成的人脸图像随年龄变化模型提高人脸图像比对的准确率。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
如图1所示为本发明基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法的流程框图。
图2为如图1所示的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法的一个实施例的具体流程图。
图3为如图1所示的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法的另一个实施例的具体流程图。
图4所示为基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1-4所示，本发明提供一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法，包括：
S001身份证件信息获取步骤，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
S002年龄信息计算步骤，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
S003高清人脸图像获取步骤，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
S004证件人脸照片年龄信息推断步骤，用于结合步骤(1)中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
S005年龄差计算步骤，用于计算步骤(2)和步骤(4)中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
S006人脸匹配度获取步骤，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
S007验证结果获取步骤，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
S001中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
S001中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
为了实现上述目的之二，本发明提供的技术方案为：提供一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***100，包括：
身份证件信息获取单元10，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
年龄信息计算单元20，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
高清人脸图像获取单元30，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
证件人脸照片年龄信息推断单元40，用于结合身份证件信息获取单元中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
年龄差计算单元50，用于年龄信息计算单元和证件人脸照片年龄信息推断单元中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
人脸匹配度获取单元60，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
验证结果获取单元70，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
在身份证件信息获取单元10中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
在身份证件信息获取单元10中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
如图2所示的实施例中，本发明的一个应用场景为针对第二代居民身份证的身份验证。
在此场景下，可通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别信息。比如，二代身份证号码第7-14位标明的是身份证所属人员的出生年月日，通过提取证件所属人的出生年月，可以计算证件所属人在验证当时的年龄。若持证人为证件所属人，则该年龄应为持证人现场高清人脸图片年龄。
通过身份证读卡器或OCR设备可进一步获得身份证件制证时间。基于证件所属人出生日期和身份证件制证时间，可以推断证件所属人在制证当时年龄。该年龄即为身份证人脸照片对应年龄。
如图2所示，通过出生日期和验证时间，可以得到现场高清人脸图像的预期年龄；通过出生日期和制证时间，则可以得到身份证人脸图像的年龄，进一步可以得到一个估计的现场高清人脸图像与身份证人脸图像的年龄差距。
基于该年龄差距，可以通过年龄变换，将低清人脸图像进行上采样，如2x2上采样，再利用基于人脸特征点的形状变化函数得到目标年龄的人脸形状，通过基于Gabor滤波从高清人脸图像中提取纹理特征，叠加后获取目标年龄的人脸重构图像，再将年龄变换后的低清人脸图像与下采样后的高清人脸图像进行人脸比对，获得人脸匹配度，再进行身份判定获取身份验证结果。
如图3所示的实施例中，可以通过从身份证中获取的性别信息提高年龄模型的精度。具体而言，可以通过不同性别的人脸训练数据，分别生成针对男性的人脸年龄变化模型和针对女性的人脸年龄变化模型。如果从身份证中获取的性别信息为男性，则采用男性的年龄模型，反之则采用女性的年龄模型。
本发明的另一个实施例中，采用籍贯信息，针对不过籍贯的人群训练年龄模型。
本发明的关键在于利用身份证件中包含的持证人信息，如出生日期、性别、籍贯，以及生物特征信息如人脸图像，和身份证件制证信息，如制证时间中的部分或全部，结合基于人脸图像特征比对的人脸识别技术，实现比单一比对人脸图片准确度更高的身份验证。此外本发明的关键技术方案为获取证件所属人制证当时和验证当时的年龄信息，计算年龄差，并利用所获得的年龄信息，通过基于机器学习生成的人脸图像随年龄变化模型提高人脸图像比对的准确率。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法，其特征在于，包括：
(1)身份证件信息获取步骤，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
(2)年龄信息计算步骤，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
(3)高清人脸图像获取步骤，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
(4)证件人脸照片年龄信息推断步骤，用于结合步骤(1)中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
(5)年龄差计算步骤，用于步骤(2)和步骤(4)中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
(6)人脸匹配度获取步骤，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
(7)验证结果获取步骤，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
2.如权利要求1所述的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法，其特征在于，步骤(1)中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
3.如权利要求1所述的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证方法，其特征在于，步骤(1)中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
4.一种基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***，其特征在于，包括：
身份证件信息获取单元，用于获取身份证件关联的人脸照片和身份信息；
年龄信息计算单元，用于计算证件所属人在验证当时的年龄信息；
高清人脸图像获取单元，用于获取证件持有人的高清人脸图像；
证件人脸照片年龄信息推断单元，用于结合身份证件信息获取单元中信息获得证件所属人在制证当时年龄信息，通过该年龄信息推断证件人脸照片年龄；
年龄差计算单元，用于年龄信息计算单元和证件人脸照片年龄信息推断单元中，验证当时的年龄信息与证件人脸照片年龄信息的年龄差；
人脸匹配度获取单元，用于通过包含年龄变化模型的人脸识别算法比较现场高清人脸图像与身份证件关联人脸照片，获取人脸匹配度；
验证结果获取单元，用于基于人脸匹配度获得身份验证结果。
5.如权利要求4所述的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***，其特征在于，在身份证件信息获取单元中，所述身份信息包括制证时间信息、出生日期信息。
6.如权利要求4所述的基于身份证件信息和人脸识别的身份验证***，其特征在于，在身份证件信息获取单元中，通过身份证读卡器或OCR设备获取身份证IC卡中存储的身份证照片和身份证号码，并通过身份证号码获取证件所属人的性别、年龄信息。
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