CN107423687A - 一种基于人脸识别技术的身份认证方法及装置 - Google Patents

一种基于人脸识别技术的身份认证方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于人脸识别技术的身份认证方法及装置，认证方法包括如下步骤：采集待验证识别人员现有头像照片；对采集的现有头像照片进行特征部位识别，定位出至少三个特征部位点；按照缩放比例，在取像框内生成有效取像区域，在有效取像区域相应位置生成与三个所述特征部位对应的显示区域框；待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，再进行人脸图像采集以用于身份认证。本发明提供的基于人脸识别技术的身份认证方法，待验证识别人员在进行身份认证时，让其脸部中的三个特征部位投射到对应的显示区域框中，解决使用者的头部容易水平偏转或者上下倾斜的问题，从而可以快速进行人体头部图像采集，进而进行精确比对，提高工作效率。

Description

一种基于人脸识别技术的身份认证方法及装置
技术领域
本发明涉及人脸识别技术，特别涉及一种基于人脸识别技术的身份认证方法及装置。
背景技术
人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。采用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。通过人脸识别找出人五官标注信息，进行面部判断，在人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等有广泛应用。
现有技术中的人脸识别***，摄像机或者摄像头在采集人脸头像时，人脸识别***没有提示使用者如何摆正拍照姿势，使用者在拍照时，使用者的头部容易水平偏转或者上下倾斜，整个头部无法进入摄像头的拍照区域，造成人脸采集失败，降低人脸识别效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于人脸识别技术的身份认证方法，包括如下步骤：
S100：采集待验证识别人员现有头像照片；
S110：对采集的现有头像照片进行特征部位识别，定位出至少三个特征部位点，其中两个特征部位相对位置为水平方向，该两个特征部位与另一个特征部位相对位置为上下方向；
S120：按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框内生成有效取像区域，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位在现有头像取像框的位置，在有效取像区域相应位置生成与三个所述特征部位对应的显示区域框；
S130：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位均投射到有效取像区域内相应特征部位的显示区域框内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
进一步地，S120中所述有效取像区域生成方法为，分别计算取像框和现有头像取像框的长宽比，根据现有头像取像框的长宽比在取像框生成有效取像区域。
进一步地，若所述取像框的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比一致，则整个取像框为有效取像区域；
若所述取像框的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比不一致，则取像框被分成有效取像区域和备用区域。
进一步地，各个所述特征部位对应的显示区域框位于所述有效取像区域的位置与现有头像取像框中各个所述特征部位位于现有头像取像框中的位置的比例一致。
进一步地，三个所述特征部位包括左眼部位，右眼部位及鼻子部位。
进一步地，在S130后，将图像采集装置所取得的人脸图像与现有头像照片进行比对，若所取得的人脸图像与现有头像照片比对符合认证要求，进行活体识别操作；若所取得的人脸图像与现有头像照片比对不符合认证要求，则继续进行人脸图像采集操作。
进一步地，所述活体识别操作包括如下步骤：
S140：根据S110，在采集的现有头像照片中定位出眼睛和鼻子的位置信息，在有效取像区域中相应位置显示其中一只眼睛的定位线，另一只眼睛和鼻子的显示区域框；
S150：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，待验证识别人员闭上取像框中显示定位线对应的眼睛，直至将取像框中上眼唇与下眼唇的重合线与定位线重合，另一只眼睛和鼻子投射到对应的显示区域框内；再进行人脸图像采集以用于身份认证。
进一步地，步骤S100中采集待验证识别人员现有头像照片包括从个人信息***库中调取或从随身携带证件中扫描读取。
进一步地，若同时从个人信息***库调取和从随身携带证件中扫描读取现有头像照片，则对比个人信息***库和随身携带证件中的现有头像照片的制作时间；
取在后制作的现有头像照片作为S100中所需采集的现有头像照片。
本发明还提供一种基于人脸识别技术的身份认证装置，包括：
现有头像采集模块：用于采集待验证识别人员现有头像照片；
识别定位模块：用于对采集的现有头像照片进行特征部位识别，定位出至少三个特征部位，其中两个特征部位相对位置为水平方向，该两个特征部位与另一个特征部位相对位置为上下方向；
取像框控制模块：用于按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框内生成有效取像区域，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位在现有头像取像框的位置，在有效取像区域相应位置生成与S110中所述特征部位对应的显示区域框；
采集认证模块，用于待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位均投射到有效取像区域内相应特征部位的显示区域框内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
本发明提供的基于人脸识别技术的身份认证方法，根据现有头像照片中三个特征部位在现有头像照片的位置在取像框中显示三个特征部位的显示区域框，待验证识别人员在进行身份认证时，让其脸部中的三个特征部位投射到对应的显示区域框中，解决使用者的头部容易水平偏转或者上下倾斜的问题，从而可以快速进行人体头部图像采集，进而进行精确比对，提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于人脸识别技术的身份认证方法流程图；
图2为现有头像照片示意图；
图3为随身携带证件示意图；
图4为取像框优选实施例一示意图；
图5为取像框优选实施例二示意图；
图6为取像框优选实施例三示意图；
图7为活体识别操作流程图；
图8为本发明提供的基于人脸识别技术的身份认证装置示意图。
附图标记：
10 随身携带证件 20 现有头像照片 30 特征部位
40 取像框 50 有效取像区域 60 备用区域
70 显示区域框
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于人脸识别技术的身份认证方法，如图1所示：包括如下步骤：
S100：采集待验证识别人员现有头像照片20；
现有头像照片20(如图2所示)可以从个人信息***库或者随身携带证件10中读取，个人信息***库包括公安局的个人信息***库，社保个人信息***库，银行个人信息***库，保险个人信息***库等；随身携带证件10(如图3所示)包括社保卡，身份证，驾照等含有个人头像照片信息的随身携带证件10；
S110：对采集的现有头像照片20进行特征部位30识别，定位出至少三个特征部位点，其中两个特征部位30相对位置为水平方向，该两个特征部位30与另一个特征部位30相对位置为上下方向；
在采集的现有头像照片20中选取至少三个特征部位30，定位出三个特征部位30在现有头像照片20中的位置信息，即以现有头像照片20的边框(即现有头像取像框)为基准，三个特征部位30位于现有头像取像框内的位置信息；
三个特征部位30优选为左眼部位，右眼部位及鼻子部位；左眼部位和右眼部位相对位置为水平方向，两者位置信息用于定位待验证识别人员人脸图像采集时脸部摆正的水平方向的位置；左眼部位和右眼部位的位置与鼻子部位的相对位置为竖直方向，其位置信息用于定位待验证识别人员人脸图像采集时两部摆正的水平方向的位置；另一方面，根据几何学的知识可知，三点确定一个平面，通过选用左眼部位、右眼部位和鼻子部位作为三个特征部位可以使待验证识别人员固定角度，确保人体头部水平偏转或者上下倾斜的问题造成所采集的人脸图像无法与现有头像照片进行比对。如图2所示，三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息可通过定位计算A1，A2，B1，B2，C1和C2的距离，即可得出三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息；
S120：按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框40内生成有效取像区域50，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位30在现有头像取像框的位置，在有效取像区域50相应位置生成与三个所述特征部位30对应的显示区域框70；
采集认证模块与取像框40控制模块通讯连接，取像框控制模块与终端显示器通讯连接，终端显示器与图像采集装置通讯连接，图像采集装置开启时，终端显示器上会显示取像框40，按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框40内生成有效取像区域50；按照缩放比例，根据三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息在有效取像区域50相应位置生成与三个所述特征部位30对应的显示区域框70；
S130：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位30均投射到有效取像区域50内相应特征部位30的显示区域框70内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
待验证识别人员采用拍照或者摄像进行人脸图像采集时，需要在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个特征部位30均投射到有效取像区域50内相应特征部位30的显示区域框70内，再进行人脸图像采集，并与S100所采集的待验证识别人员的现有头像照片20进行比对，进行初步身份认证。待验证识别人员的脸部中的特征部位30投射到有效取像区域50内相应特征部位30的显示区域框70内时，可以允许一定的误差，即显示区域框70的中心与特征部位30的中心不重合时，可在一定误差内视为重合，视为待验证识别人员的脸部中的特征部位30投射到有效取像区域50内相应特征部位30的显示区域框70内，比如说：误差控制在正负0.5cm之内。
本发明提供的基于人脸识别技术的身份认证方法，根据现有头像照片中三个特征部位在现有头像照片的位置在取像框中显示三个特征部位的显示区域框，待验证识别人员在进行身份认证时，让其脸部中的三个特征部位投射到对应的显示区域框中，解决使用者的头部容易水平偏转或者上下倾斜的问题，从而可以快速进行人体头部图像采集，进而进行精确比对，提高工作效率。
由于在现有头像照片20的制作过程中，采集人都会被要求露出左右两侧的耳朵再进行头像采集，而左右两侧的耳朵位于现有头像照片20的左右两侧及上下方向的中部，同时位于同于水平线上，属于比较显著的特征部位，因此，在S130后，对人脸图像和现有头像照片20进行比对时，还可以按照如下方法计算图像采集装置所取得的人脸图像与现有头像照片20的精确缩放比例，从而进行精确比对：
定位测量现有头像照片20中两耳之间的距离X1；
定位测量图像采集装置所取得的人脸图像上两耳之间的距离X2；
缩放比即为X1:X2。
在对人脸图像和现有头像照片20进行比对时，可采用X1:X2作为缩放比例进行比对。
优选地，S120中所述有效取像区域50按照生成方法为，分别计算取像框40和现有头像取像框的长宽比，根据现有头像取像框的长宽比在取像框40生成有效取像区域50。
优选地，若所述取像框40的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比一致，则整个取像框40为有效取像区域50；若所述取像框40的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比不一致，则取像框40被分成有效取像区域50和备用区域60。
优选地，所述有效取像区域50和备用区域60均为四边形。
具体实施时，分别计算终端显示器上的取像框40和现有头像取像框的长宽比，若取像框40的长宽比与现有头像取像框的长宽比一致(如图4所示)，则整个取像框40为有效取像区域50，三个特征部位30对应的显示区域框70可以直接根据三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息按照取像框40与现有头像取像框的比例显示于取像框40中，待验证识别人员在进行人脸图像采集时，待验证识别人员的脸部在整个取像框40中显示，从而所采集的人脸图像与现有头像照片20成一定比例，便于采集认证模块对两者进行比对；
若取像框40的长宽比与现有头像取像框的长宽比不一致，待验证识别人员在进行人脸图像采集时，待验证识别人员的脸部位于整个取像框40中，则整个脸部会被拉长或者缩短，脸部的各个特征会被放大或者缩小，会影响所采集的人脸图像与现有头像照片20的比对的结果；同时为了使取像框40的利用率达到最大，因此采用如下两种方式对取像框40进行控制：
若取像框40的长宽比大于现有头像取像框的长宽比，如图所示：若L1/L2大于L3/L4(如图5所示)，则将取像框40分为上下两个区域，取像框40水平方向的上边沿作为有效取像区域50的其中一边，上面区域作为有效取像区域50，下面区域为备用区域60；三个特征部位30对应的显示区域框70可以直接根据三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息按照取像框40与现有头像取像框的比例显示于取像框40中，待验证识别人员在进行人脸图像采集时，待验证识别人员的脸部在有效取像区域50中显示，从而所采集的人脸图像与现有头像照片20成一定比例，便于采集认证模块对两者进行比对；
若取像框40的长宽比小于现有头像取像框的长宽比，如图所示：若L1/L2小于L3/L4(如图6所示)，则将取像框40分为左右两个区域，取像框40竖直方向的左侧边沿作为有效取像区域50的其中一边，左侧区域作为有效取像区域50，右侧区域为备用区域60；三个特征部位30对应的显示区域框70可以直接根据三个特征部位30在现有头像取像框中的位置信息按照取像框40与现有头像取像框的比例显示于取像框40中，待验证识别人员在进行人脸图像采集时，待验证识别人员的脸部在有效取像区域50中显示，从而所采集的人脸图像与现有头像照片20成一定比例，便于采集认证模块对两者进行比对。
以上备用区域60可以用于让待验证识别人员亲自签名等作用。
优选地，各个所述特征部位30对应的显示区域框70位于所述有效取像区域50的位置与现有头像取像框中各个所述特征部位30位于现有头像取像框中的位置的比例一致。
具体实施时，为了使待验证识别人员在采集人脸图像时，最高效率地获得容易与现有头像照片20比对的脸部信息，各个特征部位30位于有效取像区域50的位置与各个特征部位30位于现有头像取像框中的位置的比例一致。
优选地，在S130后，将图像采集装置所取得的人脸图像与现有头像照片20进行比对，若所取得的人脸图像与现有头像照片20比对符合认证要求，进行活体识别操作；若所取得的人脸图像与现有头像照片20比对不符合认证要求，则继续进行取像操作，如图7所示。
具体实施时，为了防止投机取巧者采用照片代***脸部进行拍照或者摄像，因此，在S130后，需要将图像采集装置所取得的人脸图像与现有头像照片20进行初步比对认证，若所取得的人脸图像与现有头像照片20比对符合认证要求，需要进行活体识别操作；若所取得的人脸图像与现有头像照片20比对不符合认证要求，则继续进行取像操作，直至所取得的人脸图像与现有头像照片20比对符合认证要求为止。
优选地，所述活体识别操作包括如下步骤：
S140：根据S110，在采集的现有头像照片20中定位出眼睛和鼻子的位置信息，在有效取像区域50中相应位置显示其中一只眼睛的定位线，另一只眼睛和鼻子的显示区域框70；
S150：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，待验证识别人员闭上取像框40中显示定位线对应的眼睛，直至将取像框40中上眼唇与下眼唇的重合线与定位线重合，另一只眼睛和鼻子投射到对应的显示区域框70内；再进行人脸图像采集以用于身份认证。
具体实施时，采用如上所述操作，可以进行活体识别，防止投机取巧者采用照片代***脸部进行认证。
优选地，步骤S100中采集待验证识别人员现有头像照片20包括从个人信息***库中调取或从随身携带证件10中扫描读取。
具体实施时，S100中待验证识别人员的现有头像照片20可以同时从个人信息***库调取和从随身携带证件10中扫描读取，或者仅个人信息***库读取或随身携带证件10任意一处读取。若终端没有自带读取随身携带证件10的功能时，如没有自带NFC功能的手机，只能从个人信息***库读取现有头像照片20；若终端设有自带读取随身携带证件10的功能时，可以从随身携带证件10中读取现有头像照片20。
优选地，若同时从个人信息***库调取和从随身携带证件10中扫描读取现有头像照片20，则对比个人信息***库和随身携带证件10中的现有头像照片20的制作时间；取在后制作的现有头像照片20作为S100中所需采集的现有头像照片20。
具体实施时，由于随着时间的推移，每个人脸部上的特征部位30都会或多或少地产生变化，因此，若终端可以同时从个人信息***和随身携带证件10中读取现有头像照片20，而个人信息***库中的信息的制作时间与随身携带证件10中的信息制作时间不一定一致，如社保卡中的照片制作时间与身份证上的头像照片制作时间不一定一致，则需要对比个人信息***和随身携带证件10中的头像照片信息的制作时间；取在后制作的现有头像照片20作为S100中所需采集的现有头像照片20。
本发明还提供一种基于人脸识别技术的身份认证装置，如图8所示，包括：
现有头像采集模块：用于采集待验证识别人员现有头像照片20；
识别定位模块：用于对采集的现有头像照片20进行特征部位30识别，定位出至少三个特征部位，其中两个特征部位30相对位置为水平方向，该两个特征部位30与另一个特征部位30相对位置为上下方向；
取像框控制模块：用于按照缩放比例，根据现有头像照片20框在取像框40内生成有效取像区域50，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位30在现有头像照片20框的位置，在有效取像区域50相应位置生成与S110中所述特征部位30对应的显示区域框70；
采集认证模块，用于待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位30均投射到有效取像区域50内相应特征部位30的显示区域框70内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：采集待验证识别人员现有头像照片；
S110：对采集的现有头像照片进行特征部位识别，定位出至少三个特征部位点，其中两个特征部位相对位置为水平方向，该两个特征部位与另一个特征部位相对位置为上下方向；
S120：按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框内生成有效取像区域，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位在现有头像取像框的位置，在有效取像区域相应位置生成与三个所述特征部位对应的显示区域框；
S130：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位均投射到有效取像区域内相应特征部位的显示区域框内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
2.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：S120中所述有效取像区域生成方法为，分别计算取像框和现有头像取像框的长宽比，根据现有头像取像框的长宽比在取像框生成有效取像区域。
3.根据权利要求2所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：若所述取像框的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比一致，则整个取像框为有效取像区域；
若所述取像框的长宽比与所述现有头像取像框的长宽比不一致，则取像框被分成有效取像区域和备用区域。
4.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：各个所述特征部位对应的显示区域框位于所述有效取像区域的位置与现有头像取像框中各个所述特征部位位于现有头像取像框中的位置的比例一致。
5.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：三个所述特征部位包括左眼部位，右眼部位及鼻子部位。
6.根据权利要求5所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：在S130后，将图像采集装置所取得的人脸图像与现有头像照片进行比对，若所取得的人脸图像与现有头像照片比对符合认证要求，进行活体识别操作；若所取得的人脸图像与现有头像照片比对不符合认证要求，则继续进行人脸图像采集操作。
7.根据权利要求6所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：所述活体识别操作包括如下步骤：
S140：根据S110，在采集的现有头像照片中定位出眼睛和鼻子的位置信息，在有效取像区域中相应位置显示其中一只眼睛的定位线，另一只眼睛和鼻子的显示区域框；
S150：待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，待验证识别人员闭上取像框中显示定位线对应的眼睛，直至将取像框中上眼唇与下眼唇的重合线与定位线重合，另一只眼睛和鼻子投射到对应的显示区域框内；再进行人脸图像采集以用于身份认证。
8.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：步骤S100中采集待验证识别人员现有头像照片包括从个人信息***库中调取或从随身携带证件中扫描读取。
9.根据权利要求8所述的基于人脸识别技术的身份认证方法，其特征在于：若同时从个人信息***库调取和从随身携带证件中扫描读取现有头像照片，则对比个人信息***库和随身携带证件中的现有头像照片的制作时间；
取在后制作的现有头像照片作为S100中所需采集的现有头像照片。
10.一种基于人脸识别技术的身份认证装置，其特征在于，包括：
现有头像采集模块：用于采集待验证识别人员现有头像照片；
识别定位模块：用于对采集的现有头像照片进行特征部位识别，定位出至少三个特征部位，其中两个特征部位相对位置为水平方向，该两个特征部位与另一个特征部位相对位置为上下方向；
取像框控制模块：用于按照缩放比例，根据现有头像取像框在取像框内生成有效取像区域，并按照缩放比例及S110中定位的三个所述特征部位在现有头像取像框的位置，在有效取像区域相应位置生成与S110中所述特征部位对应的显示区域框；
采集认证模块，用于待验证识别人员在图像采集装置前调整位置和角度，直至将待验证识别人员的脸部中三个所述特征部位均投射到有效取像区域内相应特征部位的显示区域框内，再进行人脸图像采集以用于身份认证。
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