[发明专利]基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法及系统

说明书

本发明公开了基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法及系统，涉及光谱成像技术，其技术方案要点是：采集面部皮肤、人皮面具的近红外光谱数据，并根据近红外光谱数据建立光谱数据库；将光谱数据库中的近红外光谱数据输入光谱分类算法模型进行训练，得到光谱识别模型；通过近红外光谱成像系统对目标物成像，根据面部检测算法识别提取成像图像中的面部区域；提取近红外光谱序列图像中属于面部区域所有像素的面部光谱数据；将面部光谱数据输入光谱识别模型进行识别。基于人皮面具和人面部皮肤在1400‑1500nm和1900‑2000nm的光谱差异，结合光谱数据库将人皮面具识别出来，可适用于中远距离的识别，和图像识别相比，具有可远程、搜索范围宽、准确率高等优点。

技术领域

本发明涉及光谱成像技术，更具体地说，它涉及基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法及系统。

背景技术

人皮面具又称易容面具，采用硅胶材料制成，具有真人的皮肤纹理和肤色，适用于各种肤色和脸型的人群佩戴，且佩戴后可以在一定程度上达到以假乱真的效果。人皮面具可用于影视剧拍摄、面部烧伤病人佩戴。但是，有少数不法分子佩戴人皮面具进行犯罪。2010年，一位美国籍的白人青年购买了一个黑人的面具去抢劫银行，这是美国已知的首例带“人皮面具”犯罪的案子。没有任何相关经验的警方被迷惑住了，侦查方向一直锁定为黑人，最终还是该青年的一位女友发现了面具后立马报警，才将此案侦破。2013年2月份以来，我国广州、江苏等多地警方都抓获了利用“人皮面具”进行“易容”，入室或专门针对ATM机实施犯罪的犯罪分子。警方表示犯罪分子佩戴人皮面具后可以欺骗公共场所安装的摄像头，警方很难掌握犯罪分子的真实相貌，给案件的侦破带来较高难度，并且犯罪分子将会因此更加变本加厉、有恃无恐。

目前，对于人皮面具的识别，在近距离、较长时间的观察过程中，可以从面部细节、表情、说话声音等方面进行辨识。据报道，用iphone手机可以识别真人和按照真人面部定制的人皮面具，其主要凭借iphone手机摄像头的高像素和细节分辨能力。但是对于中远距离摄像头，由于无法获取足够的人脸细节，用于识别人皮面具则十分困难。

光谱成像技术利用光学滤波技术可把物质光谱划分至几十至几百波段，将使我们对目标精细谱特征的辨识能力得到巨大提升，光谱成像技术在伪装识别、地物分类、环境监测与评估、资源遥感调查、生物表皮与器官内壁表面健康状态诊断、活体组织生理过程的监测等方面具有重大应用价值。目前，尚未见公开报道基于光谱成像分析技术的人皮面具识别技术。因此，如何研究设计一种基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法及系统是我们目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法及系统，基于人皮面具和人面部皮肤光谱差异，并结合光谱数据库将人皮面具识别出来，可适用于中远距离的识别，和图像识别相比，具有可远程、搜索范围宽、准确率高等优点，可适用于重要场所，实现对佩戴人皮面具人员的实时识别与监测。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了基于近红外光谱成像的人皮面具识别方法，包括以下步骤：

采集面部皮肤、人皮面具的近红外光谱数据，并根据近红外光谱数据建立光谱数据库；

将光谱数据库中的近红外光谱数据输入光谱分类算法模型进行训练，得到光谱识别模型；

通过近红外光谱成像系统对目标物成像，根据面部检测算法识别提取成像图像中的面部区域；

提取近红外光谱序列图像中属于面部区域所有像素的面部光谱数据；

将面部光谱数据输入光谱识别模型进行识别，输出识别结果。

优选的，所述近红外光谱成像系统的光谱波长为1400-1500nm。

优选的，所述近红外光谱成像系统的光谱波长为1900-2000nm。