[发明专利]基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法

权利要求书

1.一种基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：获取形成了预期的视线方向的人脸图像；

S02：检测图像中的人脸，获取人脸特征点，提取人脸的眼部区域；

S03：检测检测眼球中心和半径，建立三维眼球模型，并提取虹膜边缘进行圆拟合，确定最终的虹膜中心；

S04：获取虹膜中心和眼球中心，计算得到视线方向；

S05：将计算得到的视线方向与预期的视线方向对比，若不一致，则判定目标人脸为非活体；若一致，则判定目标人脸为活体。

2.根据权利要求1所述的基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法，其特征在于，所述步骤S01中预期的视线方向的形成包括，在屏幕上显示预设的指示点，提示用户注视屏幕上的指示点并持续一定时间，得到预期的视线方向。

3.根据权利要求1所述的基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法，其特征在于，所述步骤S03具体包括以下步骤：

S31：根据眼部区域特征点计算左、右眼的虹膜半径R_i、眼球中心(u_e,v_e)和眼球半径R_e；

S32：以眼球中心为原点建立三维坐标系，建立三维眼球模型；

S33：计算虹膜中心坐标(x_ic,y_ic,z_ic)，计算公式为：

虹膜上的点(x_i，y_i，z_i)表示为：

x_ic(x_i-x_ic)+y_ic(y_i-y_ic)+z_ic(z_i-z_ic)0 (2)

根据虹膜上的点亦是眼球上的点得到：

其中，r_e为三维坐标系下的眼球半径；

S34：联立式(1)、式(3)，并将其转换为相机空间下的方程：

其中，眼球中心坐标为(x_ec，y_ec，z_ec)；

S35：将相机坐标系转换成像平面坐标系，将成像平面坐标系转换像素坐标系，则将式(4)转换为：

其中，(u_ic,v_ic)为虹膜中心坐标，(u_i，v_i)为虹膜边界上的点。

4.根据权利要求3所述的基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法，其特征在于，所述步骤S04中，计算虹膜中心点与眼球中心点之间向量的斜率将斜率k作为视线方向。

5.根据权利要求1所述的基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测方法，其特征在于，重复执行多次步骤S01-S05，每次随机显示预设的指示点。

6.一种基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测系统，其特征在于，包括：

预期视线方向获取模块：获取形成了预期的视线方向的人脸图像；

眼部区域检测模块：检测图像中的人脸，获取人脸特征点，提取人脸的眼部区域；

虹膜中心计算模块：检测眼球中心和半径，建立三维眼球模型，并提取虹膜边缘进行圆拟合，确定最终的虹膜中心；

视线方向计算模块：获取虹膜中心和眼球中心，计算得到视线方向；

判断模块：将计算得到的视线方向与预期的视线方向对比，若不一致，则判定目标人脸为非活体；若一致，则判定目标人脸为活体。

7.根据权利要求6所述的基于三维眼球模型计算视线方向的人脸识别活体检测系统，其特征在于，所述预期视线方向获取模块中预期的视线方向的形成包括，在屏幕上显示预设的指示点，提示用户注视屏幕上的指示点并持续一定时间，得到预期的视线方向。