一种基于证件的身份验证系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于证件的身份验证系统，包括：图像采集单元、OCR单元、证件鉴伪单元、电子芯片识读单元以及人脸识别验证单元。本发明专利技术通过字符识别技术、射频识读技术、图像鉴伪技术以及人脸识别技术等完成对证件真伪以及持证人与证件所有者的一致性判定，显著提高身份验证的安全性，同时提升了证件检测的效率、准确率。

A Certificate-based Authentication System and Method

The invention discloses a certificate-based authentication system, which comprises an image acquisition unit, an OCR unit, an identification unit, an electronic chip reading unit and a face recognition verification unit. The method completes the identification of authenticity of documents and the consistency between the holder and the owner of documents by character recognition technology, radio frequency reading technology, image identification technology and face recognition technology, which significantly improves the security of identity authentication, and at the same time improves the efficiency and accuracy of document detection.

【技术实现步骤摘要】
一种基于证件的身份验证系统及方法
本专利技术属于安全认证领域，具体涉及一种基于证件的身份验证系统及方法。
技术介绍
近年来随着中国国际影响力的增强，许多大型国际会议在中国举行，越来越多的国家和地区与中国进行贸易往来、文化交流、金融投资等等。世界上200多个国家和地区，每个国家都有多个类别的护照，每个类别的护照在同期使用中存在多个版本。护照版本多，数量大，鉴伪困难，给海关、出入境管理局、大使馆、航空部门、铁路部门、酒店等需要进行身份验证的部门带来巨大压力。同时随着国家经济的发展，国内人口流动更加频繁，港澳台愈发向内地靠拢，港澳台居民证、身份证、台胞证、港澳通行证、港澳回乡证等各类旅行证件的验证压力也急剧提升。现阶段国内对旅行证件的身份验证一般多为人工查验，容易出错而且效率低下，亟需一款兼容性强、效率高、使用简单高效的身份验证系统。目前已存在一些基于证件的身份验证系统。专利申请号为CN201410255410，名称为“电子护照及签证自动识别装置”的专利文献提出的方案为利用读取的电子芯片内的加密照片与人脸识别模块获取的人脸图像进行比对来鉴别护照真伪。但此方案不兼容身份证、港澳通行证等其他证件的身份验证问题，同时也不具备验证证件本身真伪的能力。
技术实现思路
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本专利技术提供了一种基于证件的身份验证系统及方法，可检测各类证件的真伪以及判别持证人和证件所有者的一致性。只需要将证件放入硬件设备中即可得到准确的结论，操作简单高效，准确率高。本身份验证系统可应用于护照、港澳通行证、台胞证、港澳回乡证、第二代居民身份证、港澳台居民居住证以及驾驶证等证件，而且并不限于以上证件。为实现上述目的，按照本专利技术的另一方面，还提供了一种基于证件的身份验证系统，包括：图像采集单元、OCR单元、证件鉴伪单元、电子芯片识读单元以及人脸识别验证单元；所述图像采集单元用于采集包括白光、红外光条件下的证件图像以及紫外光条件下证件荧光反应图像；所述OCR单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像进行识别，识别图中的机读码，包括单行以及多行机读码；所述证件鉴伪单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像、紫外光条件下证件荧光反应图像进行鉴伪，判断证件的真伪；所述电子芯片识读单元用于读取证件芯片内部信息；所述人脸识别验证单元用于对持证人进行抓拍，进行人脸检测，至少与所述图像采集单元采集的白光条件下的证件图像中的人脸图像进行一致性判别，更优选还与证件芯片中提取的人脸图像进行三者一致性判别。优选地，所述图像采集单元包括摄像头和多色光源，所述多色光源包括白光光源、红外光光源、紫外光光源；优选地，所述证件包括各国护照、港澳通行证、台胞证、港澳回乡证、中国二代身份证、驾驶证、港澳台居民证、外国人居住证。为实现上述目的，按照本专利技术的另一方面，还提供了一种基于证件的身份验证系统的验证方法，包括如下步骤：(1)证件图像采集步骤：将证件信息主页或证件信息面朝下插入硬件设备，硬件设备自启动通过内置摄像头采集白光条件下的图像W、红外光源下的图像IR以及紫外光源下的图像UV。(2)证件机读码识别步骤：使用OCR技术识别出图像IR中的机读码S1，并校验S1，校验通过，则进行下一步；否则，报告机读码识别错误；(3)识读机读码步骤：使用机读码激活电子芯片读取单元，获得芯片内存储的机读码S2及人脸图像A(若无芯片，则该步骤省略)；(4)证件信息验证步骤：通过人脸识别算法对图像W和人脸图像A以及C提取特征，进行一致性判定；同时对S1、S2进行一致性判定(判定为真的依据是S1、S2对应位置的字符一致)。两次一致性判定为真，则进行下一步；否则，报告一致性判定失败；(5)证件图像鉴伪步骤：使用图像IR和图像UV，通过总结的防伪点以及对应的鉴伪方法，得到鉴伪结果。证件鉴伪通过则进行下一步；否则，报告证件鉴伪错误；(6)人脸识别验证步骤：通过外置摄像头拍摄获取持证人的人脸图像C；用YOLO2算法分别对图像C和图像W进行人脸检测获得人脸图像D和人脸图像E；若证件具备电子芯片，将人脸图像A和人脸图像D以及人脸图像E输入ResNet(残差网络)进行特征提取获得特征向量并计算余弦相似度，然后进行判别；否则，将人脸图像E和人脸图像D输入ResNet(残差网络)进行特征提取获得特征向量并计算余弦相似度，然后进行判别。若验证通过，则表示身份验证通过；否则，报告身份验证失败并呼叫警卫人员；优选地，在步骤(2)中，OCR技术首先HSV空间二值化的方法对机读码精确区域进行二值化，然后用投影法分割出每个字符，最后需要提取字符图像的特征(提取字符图像特征的方法是统计字符行像素、列像素、分块像素并组合在一起)，然后与字符特征表进行匹配，取余弦距离最小的即为结果；对于易区分的字符，匹配结果即为最终识别结果，而对于易混淆的字符(如‘A’和‘4’)，通过分析对称性(通过统计左右像素比分析对称性)等方法对匹配结果进行进一步划分得到最终识别结果。优选地，在步骤(4)中,对于图像进行预处理，预处理首先对图像进行灰度化，然后使用Sobel算子进行边缘检测，最后使用高斯滤波进行平滑化；在步骤(4)中，将预处理后的图像使用基于SURF算法的空间金字塔匹配方法，实现人脸的局部和整体特征的提取；其中，基于SURF算法的空间金字塔匹配方法将匹配时的原理换为特征信息的表征(SURF特征)，以利于下一步支持向量机和Adaboost进行人脸识别；在步骤(4)中，通过局部特征和整体特征的组合并结合支持向量机和Adaboost，可判断图像是否一致。优选地，在步骤(5)中，对于图像IR和图像UV,首先基于改进的离散余弦变换进行防伪区域定位并且使用投影法分割出防伪区域，然后使用花纹检测、荧光纤维检测、数据区检测以及个人照片区检测等鉴伪方法，对机读码区、证件号码、防伪花纹等多种防伪点进行鉴伪处理。优选地，在步骤(6)中，使用YOLO2算法进行人脸检测，人脸检测的目的是将人脸图像从背景中框选出来，具体步骤是首先调整图像大小，然后运行神经网络，最后进行非极大值抑制。优选地，在步骤(6)中，将人脸检测得到的人脸图像输入ResNet(残差网络)提取特征向量。ResNet(残差网络)在CNN(卷积神经网络)的基础上引入了“跳跃连接”。其中，“跳跃连接”由如下公式定义：y＝F(x,{Wi})+x所述x,y分别为构造块的输入、输出向量，F为映射函数，Wi为第i层的权重。优选地，在步骤(6)中，判别的依据是计算图像特征向量的余弦相似度，若高于或等于设定的阈值K，则判断为同一人，低于阈值则判定为不同人。上述步骤中，通过步骤(4)和步骤(5)判定证件的真伪，通过步骤(6)判定持证人与证件所有者的一致性。上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1、本专利技术的基于证件的身份验证系统，具备结构简单、使用方便、采图质量高等优点，并且能够提升硬件系统稳定性。2、本专利技术的基于证件的身份验证系统及方法，支持多类证件的鉴伪以及电子芯片识读，包括且不限于身份证、台胞证、港澳通行证、港澳回乡证、各国护照、驾驶证、外国人居住证等，并且首次支持港澳台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于证件的身份验证系统，其特征在于：包括：图像采集单元、OCR单元、证件鉴伪单元、电子芯片识读单元以及人脸识别验证单元；所述图像采集单元用于采集包括白光、红外光条件下的证件图像以及紫外光条件下证件荧光反应图像；所述OCR单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像进行识别，识别图中的机读码，包括单行以及多行机读码；所述证件鉴伪单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像、紫外光条件下证件荧光反应图像进行鉴伪，判断证件的真伪；所述电子芯片识读单元用于读取证件芯片内部信息；所述人脸识别验证单元用于对持证人进行抓拍，进行人脸检测，至少与所述图像采集单元采集的白光条件下的证件图像中的人脸图像进行一致性判别。

【技术特征摘要】
1.一种基于证件的身份验证系统，其特征在于：包括：图像采集单元、OCR单元、证件鉴伪单元、电子芯片识读单元以及人脸识别验证单元；所述图像采集单元用于采集包括白光、红外光条件下的证件图像以及紫外光条件下证件荧光反应图像；所述OCR单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像进行识别，识别图中的机读码，包括单行以及多行机读码；所述证件鉴伪单元用于对所述图像采集单元采集的红外光条件下的证件图像、紫外光条件下证件荧光反应图像进行鉴伪，判断证件的真伪；所述电子芯片识读单元用于读取证件芯片内部信息；所述人脸识别验证单元用于对持证人进行抓拍，进行人脸检测，至少与所述图像采集单元采集的白光条件下的证件图像中的人脸图像进行一致性判别。2.如权利要求1所述的基于证件的身份验证系统，其特征在于：所述图像采集单元包括摄像头和多色光源，所述多色光源包括白光光源、红外光光源、紫外光光源；优选地，所述证件包括各国护照、港澳通行证、台胞证、港澳回乡证、中国二代身份证、驾驶证、港澳台居民证、外国人居住证。3.如权利要求1-2任一项所述的基于证件的身份验证系统的验证方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在图像采集单元中，放入待检测的证件，获取白光条件下的图像W、红外光条件下的图像IR以及紫外光条件下的图像UV；(2)使用OCR单元识别出图像IR中的机读码S1，并校验机读码S1，校验通过，则进行下一步；否则，报告机读码识别错误；(3)若证件具有电子芯片，通过电子芯片识读单元，获得证件芯片内存储的人脸图像A以及芯片内机读码S2，对机读码S1、机读码S2进行一致性判定；若证件无电子芯片，则跳过此步骤；(4)通过人脸识别验证单元对图像W和人脸图像A提取特征，进行一致性判定；若对机读码S1、机读码S2的一致性判定和对图像W和人脸图像A的一致性判定，这两次一致性判定均为真，则进行下一步；否则，报告一致性判定失败；(5)通过证件鉴伪单元对图像IR和图像UV进行证件鉴伪处理，证件鉴伪通过则进行下一步；否则，报告证件鉴伪错误并呼叫警卫人员；(6)通过人脸识别验证单元的外置摄像头拍摄获取持证人的图像C，使用YOLO2算法分别对图像C和图像W进行人脸检测、获得人脸图像D和人脸图像E；若证件具备电子芯片，则将人脸图像A和人脸图像D以及人脸图像E输入残差网络ResNet进行特征提取、获得特征向量并进行判别；若三者一致性验证通过，则表示身份验证通过；否则，报告身份验证失败并呼叫警卫人员...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勤牧，尤新革，胡定坤，谢欣，王梓宇，鲁剑箫，
申请(专利权)人：南京华科和鼎信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32