[发明专利]一种基于光照成分的人脸活体检测方法

权利要求书

1.一种基于光照成分的人脸活体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：拍摄人体头部运动视频，并从所拍摄的人体头部运动视频中裁剪人脸图像；

步骤二：对步骤一中所裁剪的每张人脸图像，根据朗伯反射模型来表示图像，然后进行离散余弦变换，得到每张图像的光照成分；

步骤三：根据得到的每张图像的光照成分，计算连续的视频帧中人脸图像的光照成分的平均局部方差；

步骤四：根据得到的平均局部方差与预设阈值进行比较，以判别图像中的人脸是否为真实人脸；

所述的步骤一中，从所拍摄的人体头部运动视频中裁剪人脸图像，所裁剪出的每帧人脸图像记为I_i；

所述的步骤二中，对每张人脸图像I_i进行光照成分提取，根据朗伯反射模型，图像I_i可以表示成：

I_i(x,y)＝R_i(x,y)L_i(x,y)

其中，R_i是反射成分，表示图像场景中的表面反射率；L_i是光照成分，表示图像场景中的光照以及阴影，(x，y)表示图像中像素点的坐标；对人脸照片I_i进行对数变换，可得：

其中，f_i,v_i和u_i分别为I,R和L在对数域的值，即v_i＝logR,u_i＝logL，

对f_i进行离散余弦变换，即

其中

其中，N为图像的长和宽，将F_i(s,t)中的高频系数设置为0，即

其中M为经验值，取值为5，

对处理后的频域系数F’进行反离散余弦变换，即

以f′_i作为光照成分的估计，即

u_i(x,y)≈f_i′(x,y) (7)

进而，图像域的光照成分用反对数变换进行获取，即

L_i(x,y)＝exp(u_i(x,y))。

2.根据权利要求1所述的一种基于光照成分的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤三中，计算连续T个视频帧中人脸图像的光照成分的平均局部方差：

将每张人脸图像的光照成分L_i等分地划分为a×b个图像块，每个块包含a×b个像素，把第i帧人脸图像的第j个图像块记为B_ij,则T个视频帧的平均局部方差为

其中，var(B_i,j)为图像块B_i,j的像素值的方差。

3.根据权利要求1所述的一种基于光照成分的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤四中，进行人脸活体检测：

将步骤三中求得的Avar值对比预设定的阈值Th，若Avar值大于阈值Th，则视频中的人脸为真实人脸；否则为照片人脸；其中，阈值Th的设定根据具体图像质量来设定，图像的分辨率越低，则阈值Th越低。