[发明专利]一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测装置及方法。解决了现有技术中人脸识别活体检测存在设备成本高、检测方法复杂的问题。装置包括数据采集端和处理端，数据采集端包括红外阵列传感器单元和摄像头单元，处理端包括数据接收单元、轮廓提取单元和活体分析单元；装置同步采集人脸区域的图像信息和红外阵列温度分布图信息，进行人脸识别检测；通过人脸识别检测后进行头部轮廓提取，获取头部区块和背景区块的温度数据，进行第一次活体判断和第二次活体判断，通过后判断为真人人脸。本发明采用MEMs红外阵列传感器结合普通摄像头进行人脸活体检测，设备简单成本低、方法计算简单、降低了活体判别的复杂度。

技术领域

本发明涉及一种人脸识别技术领域，尤其是涉及一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测装置及方法。

背景技术

人脸识别是通过人脸生物特征进行个人身份鉴别的技术手段。随着计算机与网络技术的不断发展，人脸识别等生物特征识别手段应用愈来愈广泛。人脸识别技术通常应用在安防领域，需要具备高等级的防备攻击的能力。普通的人脸识别技术并不能识别人脸是否来自真人还是照片，人面面具，视频播放，3D模型等形式。因此，在人脸识别系统中加入活体检测功能是必不可少的。

目前，活体检测主要通过运动，3D摄像，光流法，红外摄像头，以及多种信息融合的方式实现。这些方式要么需要更为昂贵的外部辅助设备，体积较大，要么需要额外的多次摄录信息，要么需要复杂的融合算法，需要较强的CPU计算能力，从而带来成本的增加。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中人脸识别活体检测存在设备成本高、体积大，以及检测方法复杂的问题，提供了一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测装置及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测装置，包括数据采集端和处理端，所述数据采集端包括红外阵列传感器单元和摄像头单元，所述处理端包括数据接收单元、轮廓提取单元和活体分析单元，所述红外阵列传感器单元、摄像头单元分别与数据接收单元相连，数据接收单元分别与轮廓提取单元、活体分析单元相连，轮廓提取单元与活体分析单元相连；

轮廓提取单元：对摄像头单元获取的图像进行头部轮廓提取；

活体分析单元：根据红外阵列传感器单元的温度信息和摄像头单元的图像信息，结合头部轮廓信息获取头部和背景区块的温度数据，根据头部区块温度数据进行第一次活体判断，在通过第一次活体判断后结合头部区块和背景区块温度数据进行第二次活体判断。

本发明采用MEMs红外阵列传感器结合普通摄像头进行人脸活体检测，其结构简单，且传感器价格低，降低了成本，操作过程简单，只需要一次有效摄录，即可识别是否为真人人脸，极大降低了活体判别的复杂度。选用的二维摄像头和MEMs红外阵列传感器视角相仿，使二者均可覆盖人脸检测区域，使红外区域和图像重叠部分达到80%以上，并标记重叠部分。

作为一种优选方案，还包括人脸识别单元，所述数据获取单元与人脸识别单元相连，人脸识别单元与轮廓提取单元相连。本方案增加人脸识别单元，使得在进行人脸活体检测之前先进行人脸信息有效性判断，保证检测的人脸信息为有效的存储的人脸信息。

作为一种优选方案，第一次活体判断包括计算头部区块温度数据的归一化温度和温度分布直方图熵，将归一化温度和温度分布直方图熵分别与各对应的设定阈值比较，满足阈值范围通过第一次活体判断。

作为一种优选方案，第二次活体判断包括计算头部区块温度数据的归一化温度和背景区块温度数据的归一化温度，计算头部区块温度数据的归一化温度和背景区块温度数据的归一化温度的比值，将比值与对应的设定阈值比较，满足阈值范围判断为活体人脸。

一种基于MEMs红外阵列传感器的人脸活体检测方法，包括以下步骤：

S1.同步采集人脸区域的图像信息和红外阵列温度分布图信息；