基于活跃度评价的视频假冒检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种确定视频是假冒的或活体生物计量特征的真正记录的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：预处理(200)视频，确定该视频的活跃度分数(300)，该确定对于该视频的多个帧(j)中的每个帧包括：‑计算当前帧的动作强度与一组之前的帧中的每一个帧的动作强度之间的差以推断当前帧的差分动作强度，‑根据多个帧的差分动作强度推断(330)该视频的动作强度，‑将所述动作强度与预定阈值相比较(340)，并且为该视频分配活跃度分数，以及，确定(400)该视频是生物计量特征的真正记录或假冒记录。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于活跃度评价的视频假冒检测方法和系统
本专利技术涉及对生物计量特征的真实视频和假冒视频的区分方法领域，并且特别应用于回放视频类型的假冒检测。本专利技术能够在提供对于安全区域的访问或允许安全交易的识别或认证背景下实现。
技术介绍
众多控制依赖于以生物计量特征为基础的认证或识别，例如使得个体能够访问安全位置或处理安全交易。一些控制通过记录个体的生物计量特征(例如，虹膜)的视频并将提取的生物计量特征与记录的个体的数据库进行比较以找到匹配来实现。为了欺骗该控制，已经发展出其中冒名者使用从数据库窃取的生物计量样本来获得对于安全区域的访问或被允许执行交易的攻击。这些攻击(即演示攻击)能够采用印刷攻击的形式，其中，使用高质量激光打印机或喷墨打印机印刷生物计量样本并且将其用于控制方法中。因而在控制过程中，记录印刷物的视频而非真正生物计量特征的视频。攻击还能够采用回放视频攻击的形式，其中，在控制方法中使用播放生物计量样本的高质量电子视频。在该情况中，控制系统记录所播放的视频的新的视频，而不是生物计量特征的视频。控制系统应当能够检测这样的演示攻击，从而是安全可靠的，并且因此应当能够确定记录的主体(例如真正生物计量特征、或回放视频、或生物计量样本的印刷物)的活跃度。S.Bharadwaj,T.I.Dhamecha,M.Vatsa和R.Singh在2013年IEEE计算机视觉和图形识别工作研讨会(105-110页，IEEE，2013)的文献“利用面部放大的计算高效的面部假冒检测(Computationallyefficientfacespoofingdetectionwithmotionmagnification)”中提出了一种用于对面部识别捕获装置上的演示攻击进行检测的方法。该方法依赖于使用动作放大的幅度和纹理描述符，因而并不适用于诸如像虹膜之类依赖于回放视频攻击的其它类型的生物计量特征。因而，需要一种使得能够检测虹膜识别中的回放视频攻击的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种确定视频是假冒的还是生物计量特征的真正记录的方法，而不论该视频的主体是何种类型的生物计量特征。因此，本专利技术的一个对象是一种确定生物计量特征的视频为假冒或活体生物计量特征(livebiometriccharacteristic)的真正记录的方法，其中，所述视频包括多个帧的时间序列，所述方法在包括处理单元的系统中实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-预处理所述视频，所述预处理包括将所述视频的每个帧上的生物计量特征对准，-确定所述视频的活跃度分数，该确定对于多个帧中的每个帧包括：计算当前帧的动作强度和一组之前的帧中的每个帧的动作强度之间的差，根据所述差推断所述当前帧的差分动作强度，根据该多个帧的差分动作强度推断所述视频的动作强度，将所述动作强度与预定的阈值相比较，并且基于所述视频的动作强度与该阈值的比较为所述视频分配活跃度分数，以及-根据所述视频的活跃度分数，确定所述视频是生物计量特征的真正记录或假冒。-在一些实施例中，该方法包括以下特征中的至少一个：帧的动作强度包括该帧的相位变化，所述视频的动作强度包括该视频的相位变化。-根据所述视频的至少10个帧的差分动作强度推断所述视频的动作强度。-用于计算与当前帧之间的动作强度差的该组帧包括在所述当前帧之前的3至8个帧，并且较优地为5个帧。-每个帧被分为恒定大小的不重叠分块，并且通过针对当前帧中的每个分块计算该分块的动作强度与该组之前的帧中的每一个的对应分块的动作强度之间的差来计算两个帧之间的动作强度差，并且当前帧的差分动作强度通过以下方式获得：针对当前帧中的每个分块选择所述分块与该组之前的帧中的每一个的对应分块之间的最大动作强度差，以及将所述帧中的全部分块的最大动作强度相加。-预处理步骤还包括放大视频中的动作的步骤。-动作放大是相位变化放大并且包括：使用快速傅立叶变换分解所述视频，对相位应用带通滤波器，对至少一些相位分量应用放大因数，以及执行傅立叶逆变换以重构所述视频。-视频上的生物计量特征为虹膜，并且所述视频的预处理包括对所述视频中的帧进行挑选(230)以移除眨眼。-该方法还包括将所述视频的动作强度与第二阈值进行比较，并且为所述视频分配活跃度分数的步骤取决于所述动作强度与两个阈值之间的比较。-通过对每个帧的差分动作强度应用S型函数进一步将每个帧的差分动作强度归一化。-所述视频的动作强度为归一化差分强度的平均值，并且所述动作强度与第一阈值相比较，且当所述动作强度超过该阈值时，所述视频被认为是回放视频类型的假冒，并且分配给帧的活跃度分数为0。-所述第二阈值低于所述第一阈值，所述视频的动作强度与所述第二阈值相比较，且当所述动作强度低于该阈值时，所述视频被认为是印刷物类型的假冒，并且分配给帧的活跃度分数为0。本专利技术的另一对象是一种计算机程序产品，包括在由处理单元执行时适于执行根据之前介绍的方法的软件代码。本专利技术的另一对象是一种处理单元，该处理单元配置为实施根据之前介绍的方法。本专利技术的另一对象涉及一种认证或识别系统，该系统包括实施上述方法的处理单元以及视频摄像机，该视频摄像机适于采集生物计量特征的视频并且将所述视频发送到处理单元。根据本专利技术的方法使得能够通过评价视频中的动作强度来区分回放视频攻击和生物计量特征的真正记录。事实上，回放视频攻击相比于生物计量特征的真实记录具有更多的频率分量。因而，若视频的动作强度大于平均值，则可以认为该视频是假冒视频。该方法在所评价的视频的动作强度为该视频的相位变化时尤其具有鲁棒性。此外，将视频帧分解为分块使得处理更具有鲁棒性。附图说明通过以下本专利技术的特定实施例的更详细的描述并且如附图中所示，本专利技术的特征和优点将变得明显，在附图中：-图1示意性示出了适于执行根据本专利技术的一个实施例的方法的认证或识别系统。-图2a示意性示出了根据本专利技术的一个实施例的方法的主要步骤。-图2b示意性示出了帧差分相位信息的计算步骤。-图2c示意性示出了一个帧的差分相位信息的计算步骤的实施方式。具体实施方式认证或识别系统参见图1，示出了一种认证或识别系统1。该系统较优地用于控制访问权限，例如控制希望进入安全区域的个体的访问权限。系统1包括视频摄像机11和处理单元12，处理单元12有线或无线地连接到视频摄像机以从该摄像机接收视频记录。在一个实施例中，系统被集成在诸如智能电话、平板之类的便携式装置中。在另一实施例中，视频摄像机能够远离处理单元，例如在一种设置中，摄像机位于安全区域的入口处，并且处理单元位于单独的空间中。视频摄像机11用于记录生物计量特征的视频记录，但是并不需要视频摄像机具有极高的分辨率。例如，智能手机的视频摄像机通常具有足以实现以下方法的分辨率。在下文中，视频被认为是多个相同大小(像素数量)的N个帧的时间序列。处理单元12具有计算装置并适于通过执行合适的软件代码来执行下文中公开的方法。如上文中解释的，系统1被认为记录个体的活体生物计量特征的视频，但可以经受攻击，例如其中视频摄像机11记录生物计量特征的视频的播放视频的回放视频类型的攻击，或者其中视频摄像机11记录印刷在承载媒介(即，高质量纸张)上的生物计量特征的图像的视频的印刷攻击类型的攻击。假冒检测方法参见图2a，描述了一种确定视频是活体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定生物计量特征的视频为假冒或活体生物计量特征的真正记录的方法，其中，所述视频包括多个帧(j)的时间序列，所述方法在包括处理单元的系统中实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑预处理(200)所述视频，所述预处理包括将所述视频的每个帧上的生物计量特征对准(210)，‑确定所述视频的活跃度分数(300)，该确定对于多个帧(j)中的每个帧包括：计算当前帧(j)的动作强度和一组之前的帧中的每个帧的动作强度之间的差(322、325)，根据所述差推断(324、326)所述当前帧的差分动作强度，根据该多个帧的差分动作强度推断(330)所述视频的动作强度，将所述动作强度与预定的阈值相比较(340)，并且基于所述视频的动作强度与该阈值的比较为所述视频分配活跃度分数，以及‑根据所述视频的活跃度分数，确定(400)所述视频是生物计量特征的真正记录或假冒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定生物计量特征的视频为假冒或活体生物计量特征的真正记录的方法，其中，所述视频包括多个帧(j)的时间序列，所述方法在包括处理单元的系统中实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-预处理(200)所述视频，所述预处理包括将所述视频的每个帧上的生物计量特征对准(210)，-确定所述视频的活跃度分数(300)，该确定对于多个帧(j)中的每个帧包括：计算当前帧(j)的动作强度和一组之前的帧中的每个帧的动作强度之间的差(322、325)，根据所述差推断(324、326)所述当前帧的差分动作强度，根据该多个帧的差分动作强度推断(330)所述视频的动作强度，将所述动作强度与预定的阈值相比较(340)，并且基于所述视频的动作强度与该阈值的比较为所述视频分配活跃度分数，以及-根据所述视频的活跃度分数，确定(400)所述视频是生物计量特征的真正记录或假冒。2.根据权利要求1所述的方法，其中，帧的动作强度包括该帧的相位变化，所述视频的动作强度包括该视频的相位变化。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据所述视频的至少10个帧的差分动作强度来推断所述视频的动作强度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，用于计算与当前帧之间的动作强度差的该组帧包括在所述当前帧之前的3至8个帧，并且较优地为5个帧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，每个帧被分为(321)恒定大小的不重叠分块，并且通过针对所述当前帧中的每个分块计算该分块的动作强度与该组之前的帧中的每个帧的对应分块的动作强度之间的差来计算(322)两个帧之间的动作强度差，并且所述当前帧的差分动作强度通过以下方式获得：-针对所述当前帧中的每个分块选择(323)所述分块与该组之前的帧中的每个帧的对应分块之间的最大动作强度差，以及-将所述帧中的全部分块的最大动作强度相加(324)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·加康，克里斯托弗·布施，基兰·柏拉帕·拉贾，拉马钱德拉·拉格哈文德拉，
申请(专利权)人：摩福公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR