[发明专利]一种基于手机前视摄像头的人脸活体检测方法

权利要求书

1.一种基于手机前视摄像头的人脸活体检测方法，其特征在于：采用以下步骤，

步骤1：通过手机摄像装置采集人脸图像，对人脸进行检测；

步骤2：识别模块从采集的人脸图像中提取人脸关键点；在人脸关键点中选取符合角点特征的关键点作为标定点，当选定六个关键点，分别为四个眼角和两个嘴角；

步骤3：对标定点进行光流跟踪，对光流跟踪失败的标定点通过ransac算法来过滤；

步骤4：在手机上设置有预设动作指令，使用者按照手机上的预设动作指令平移手机，同时保持头部不动，在手机初始化时，手机数据库中保存有使用者预先录入的3D结构参数作为参考数据；处理模块在手机平移过程中，截取m帧位于不同视角的人脸照片，m1，提取m帧图片中每张图片的关键点，利用structure from motion算法，利用视差计算出人脸图像的3D结构；其中，利用平移手机所带来的两个联动效应，平移产生视差用来计算人脸关键点的3D结构，平移动作本身与手机陀螺仪运动参数相匹配；

对前视摄像头内参标定，确定使用者脸部关键点3D结构确定，具体为：

设置有距离阈值，如果使用者为初次录入人脸信息，则使用者用手机对着脸部做多方位多角度的移动，structure from motion算法提取每一帧的关键点坐标，任意两帧之间同一关键点之间的距离为关键点距离，任意两帧所有关键点距离之和为整体距离；

设置有关键帧集合，如果选择的任意一帧与关键帧集合的每个元素之间的整体距离均大于阈值，则将该帧添加到关键帧集合中，structure from motion算法利用关键帧集合对关键点3D结构进行恢复后，完成对关键点3D结构规整；

关键点3D结构规整具体为：

structure from motion算法恢复的3D结构为无量纲，因此将它的尺寸固定，调整量纲参数λ，左眼的左眼角和右眼的右眼角之间的距离为1分米；

以眼的左眼角和右眼的右眼角连线中心位置为原点，从左眼角到右眼角的方向为X轴方向，两嘴角中心点到原点的方向为Y轴方向，再按右手坐标系原则确定Z轴方向，构造RT变换将关键点3D位置信息对齐到所述右手的坐标系中，然后存储到手机数据库中，得到规整化后的关键点3D结构

步骤5：处理模块将通过视差计算出来的3D结构与参考数据进行对比，如果，数据吻合，则判定检测为活体，否则，判定为伪造数据。

2.根据权利要求1所述一种基于手机前视摄像头的人脸活体检测方法，其特征在于：所述步骤3中关键点的整体ransac约束跟踪包括如下方式：假设t0时刻有关键点P{P1,P2,...Pn}，t1时刻通过光流跟踪到的位置对应为Q{Q1,Q2,...Qn},设定有参考时间t，则在t1-t0t时，用一个仿射变换来描述从P到Q的变换关系:Wi*(F*Pi+B＝Qi)，F(2*2),B(2*1)，i＝1,2,...n，Wi是第i个关键点的权值，初始化为1；共有6个未知数，当关键点的个数n大于6，此方程组就用最小二乘法求得均方误差最小解，进而再计算它们的预测值G{G1,G2,...Gn}；如果1到n个关键点中有少量光流跟踪失败，假设是第k个，则Qk与Gk差值比较大，调小k的权值Wk，再重复上面的过程，直至点k的权重小于设定值。