[发明专利]活体检测方法及相关装置

说明书

本发明公开了活体检测方法及相关装置，包括：从含皮肤区域的影像取得至少一个完整周期的rPPG信号、从rPPG信号撷取一rPPG波形特征及根据rPPG波形特征判断影像是否存在活体。计算装置包含一用来执行程序码的处理单元、连接处理单元且用于存储程序码的储存单元；程序码指示处理单元执行前述方法。一活体检测装置包含一信号撷取单元，用于接收含皮肤区域的一影像，及从影像取得至少一个完整周期的rPPG信号；一波形特征撷取单元，用于根据rPPG信号撷取一rPPG波形特征；及一判断单元，用于根据rPPG波形特征判断影像是否存在活体。

技术领域

本发明涉及一种活体检测方法，尤其是一种通过远程光体积描记图法来辨识影像中的皮肤为活体或假影像的方法及相关装置。

背景技术

传统实现活体检测的机制包括利用影像中色彩纹理、影像反射系数、影像深度信息，用来避免有心人士通过打印纸张、相片、影片或3D面具等方式，欺骗人脸辨识系统。然而，这些机制无法对高质量抑或是高分辨率的欺骗手段做出有效的识别。另亦有机制要求待辨识人物作出如眨眼或张嘴等的主动反应，但，此要求待辨识人物作出主动反应的方式往往造成使用者体验不佳。

另亦有利用生理信号实现活体检测的机制，此机制主要是基于远程光体积描记图法(Remote Photoplethysmography，rPPG)，远程光体积描记图法是一种利用摄像头非接触式的检测人体心跳波形及心率估计方法，因此能判断影像中的人脸是否为真实人脸。详细来说，人体的心脏活动在体内产生生理信号，即皮下微血管充血量的变化，导致血液对光的吸收率产生变化，因此能监测到血液流动导致的皮肤亮度变化。远程光体积描记图法的概念就是通过分析皮肤区域的颜色变化检测生理信号(在本文中称为rPPG信号)。简单来说，rPPG信号可反应出多种生理信息，例如心脏周期变化、血管内血液体积变化、心跳值等。然而，此项技术的主要困难包括光源变化与运动干扰。

举例来说，现有利用rPPG信号判断是否为活体的方式需通过时频转换得到rPPG频谱。然而，若假影像在固定频率晃动或固定频率光源变化的情况下，皆会产生一周期信号，因此由此周期信号计算出的生理信号，如心跳值，容易被控制在正常的心跳范围内，而产生影像内有活体的误判。除此之外，时频转换算法需要大量的rPPG信号才得以计算，因此rPPG频谱在收集相当数量的信号后才会稳定，造成后续人脸辨识系统的辨识效率低。

另外，传统在时频转换后得到的rPPG频谱，进一步地执行频谱乱度计算，借以判断活体是否存在。然而，在固定频率晃动或固定频率光源变化的情况下，还是会产生一周期信号，因此频谱乱度也容易在合格范围内，而造成活体误判。除此之外，通过在不同感兴趣区间获得的多个rPPG信号，进行互相关波形计算，以得出两区域的波形相似性。然而，同样地，此方式仍具有上述问题存在。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的主要目的即在于提供一种活体检测方法及相关装置，能改善因光源变化与运动干扰造成的活体误判，以解决上述问题。

本发明为达上述目的提出以下技术方案：

一种活体检测方法，用于一计算装置，包括：从含皮肤区域的一影像取得至少一个完整周期的rPPG信号；从所述rPPG信号，撷取一rPPG波形特征；以及，根据所述rPPG波形特征，判断所述影像中是否存在活体。

一种计算装置，包含：一处理单元，用来执行一程序码；一储存单元，连接所述处理单元，用来储存所述程序码；其中，所述程序码指示所述处理单元执行以下步骤：从一皮肤影像，取得至少一个完整周期的rPPG信号；从所述rPPG信号，撷取一rPPG波形特征；以及，根据所述rPPG波形特征，判断所述皮肤影像中是否存在活体。