[发明专利]一种基于视频序列人脸识别的活体身份认证方法

说明书

本发明提供了一种基于视频序列人脸识别的活体身份认证方法，包括人脸特征库及以下步骤：通过随机选择人脸旋转方向，转动过程中随机采样视频帧，通过分析视频序列人脸角度变化是否连续，同时随机选取的不同角度的序列人脸匹配进行活体身份认证。本发明可避免以照片及预先录制视频的方式伪造活体人脸身份认证，可用于社保资格认证、无人售货人脸支付资格认证、门禁人脸认证等需要活体人脸身份认证的应用中。

技术领域

本发明涉及一种基于视频序列人脸识别的活体身份认证方法，通过随机选择人脸旋转方向，转动过程中随机采样视频帧，通过分析视频序列人脸角度变化是否连续，同时对随机选取的不同角度的序列人脸匹配进行活体身份认证，可避免以照片及预先录制视频的方式伪造活体人脸身份认证，可用于社保资格认证、无人售货人脸支付资格认证、门禁人脸认证等需要活体人脸身份认证的应用中。

背景技术

人脸识别已经在支付、门禁等各种应用中作为身份认证的技术手段，但是单帧图片的人脸身份认证，很容易通过盗取照片伪造身份认证。为此，我们提出一种基于视频序列人脸识别的活体身份认证方法，由于视频通常是每秒25-30帧的流数据，随机选择人脸转动方向，转动过程中随机采样视频帧的图像，由于转动方向、顺序及采样点都是随机的，用照片无法做到每秒25-30帧不同角度的旋转序列，用预先录制的视频无法预知随机的转动方向及顺序；同时，人脸转动过程中，每秒至少分析10帧图像中人脸转动角度是否连续，用照片伪造无法达到每秒10帧的速率。因此，本发明可以有效地避免以照片及预先录制视频的方式伪造身份认证。

人脸活体身份认证的方法中，有采用让用户眨眼、遮眼、摸鼻子等动作进行防伪的方法，目前，眨眼、遮眼、摸鼻子等动作的识别率没有人脸识别率高，而且此类识别仅仅识别动作，并不同时识别做动作的人的身份，此类方法中，可以用照片做正脸的识别，通过正脸识别身份后，换人按照指令做动作。而本发明中，三维人脸旋转采集到的不同角度的人脸检测与识别率可高达98%以上，针对每一个采样图像不仅仅识别人脸角度，而且需要以至少每秒10帧的频率判断人脸旋转的角度变化是否连续，并且同时要识别每一个采样图像中人脸的身份。因此，本发明利用了视频序列的动态特性及三维空间中不同角度人脸身份识别技术，有效实现了活体身份认证。

发明内容

本发明采用的技术方案为：首先根据预设的m个人脸转动方向及每个方向预设的n个采样点建立人脸特征库F_T；然后随机选择人脸转动方向，用户按照指示转动人脸，系统以至少每秒10帧的频率判断人脸角度变化是否连续，同时，在人脸转动过程中系统随机抽取k个采样点的图像I_r，r=1, 2, …, k，提取采样点图像的人脸特征与人脸特征库中的对应特征进行比对，最后判断身份是否匹配。本发明的技术方案总流程图如图1所示。

本发明包括人脸特征库F_T以及以下步骤：

（1）初始化：预设m个人脸转动方向，每个方向选取n个采样点;

（2）系统随机选择人脸转动方向，用户按照指示转动人脸；

（3）所述用户转动人脸过程中，系统分析视频序列中的人脸角度变化是否连续；

（4）所述用户转动人脸过程中随机抽取k个采样点的图像I_r，r=1, 2, …, k;