一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，包括识别装置硬件模块、活体防欺骗模块、后台三维人脸识别模块，其特征在于：识别装置硬件模块包括TOF摄像头、RGB摄像头、红外发射端、红外摄像头、环境光传感器以及处理芯片，活体防欺骗模块支持三维人脸识别设备和移动设备三维人脸识别功能，同时后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统。本发明专利技术的活体以及人脸识别系统可以不依赖于特殊的硬件设备，从而可以降低活体人脸验证的成本，另一方面，而且有效地防范照片、视频、3D人脸模型或者面具等多种方式的攻击，从而提高活体人脸验证的准确度，并且可以扩展应用宽度，进而提高了身份认证的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统
本专利技术涉及计算机信息服务
，具体是指一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统。
技术介绍
人脸识别技术日趋成熟，商业化应用愈加广泛，然而人脸极易用照片、视频等方式进行复制，因此对合法用户人脸的假冒是人脸识别与认证系统安全的重要威胁。近些年来，活体人脸检测技术取得了一些进展，但在实际应用中现有方法的安全可靠性还不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，包括识别装置硬件模块、活体防欺骗模块、后台三维人脸识别模块，其特征在于：所述的识别装置硬件模块包括TOF摄像头、RGB摄像头、红外发射端、红外摄像头、环境光传感器以及处理芯片，其中的TOF摄像头用于采集深度信息，RGB摄像头用于采集所述人脸的第一RGB图像，红外发射端用于对所述人脸发射红外光，环境光传感器用于感测所述环境光的第二光强，处理芯片用于确定深度信息是否符合三维人脸特征，在确定深度信息符合所述三维人脸特征后，确定环境光是否符合预设条件，以及在环境光符合预设条件时，触发所述RGB摄像头，在环境光不符合所述预设条件时，触发所述红外发射端与所述红外摄像头，所述的活体防欺骗模块支持三维人脸识别设备和移动设备三维人脸识别功能，在前端使用三维人脸识别装置对人脸信息进行采集，确保操作的用户为真实活体人脸，其中活体防欺骗模块通过双目摄像头作为前端，实现活体检测的软硬件技术，所述的后台三维人脸识别模块通过在人脸活体检测技术环节取得整张人脸图像后，再通过扫描识别身份证，取到身份证头像后，将现场人脸与身份证上的人脸进行比对识别，判断是否为同一张人脸，同时后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术的活体以及人脸识别系统可以不依赖于特殊的硬件设备，从而可以降低活体人脸验证的成本，另一方面，而且有效地防范照片、视频、3D人脸模型或者面具等多种方式的攻击，从而提高活体人脸验证的准确度，并且可以扩展应用宽度，进而提高了身份认证的安全性和可靠性。作为改进，所述的活体防欺骗模块包括有基于LBP特征的3D人脸活体检测算法系统、基于灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统、基于多尺度灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统。作为改进，所述的基于LBP特征的3D人脸活体检测算法系统通过红外摄像头获取活体人脸的深度图，接着对人脸深度图中人脸区域图像提取LBP特征，对活体人脸区域深度图和ipad攻击人脸区域深度图分别提取LBP特征。作为改进，所述的基于灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统针对灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测，同样不直接使用RGB人脸图像，首先算得RGB图像的人脸区域图像，接着计算该区域的人脸深度图像来得到它4个方向上的共生矩阵，最后计算4个方向共生矩阵的反差、能量、熵、相关性来得到其矩阵的特征值，用来代表人脸深度图像的纹理特征。作为改进，所述的基于多尺度灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统基于灰度共生特征的红外3D人脸活体检测方法维度较低，准确率仍有提升的空间，基于此状况，提出了基于人脸深度图的多尺度GLCM特征活体检测算法。在获得人脸RGB图像和深度图的同时，首先对RGB图像进行人脸检测，确定人脸区域的位置，接着对深度图提取出人脸区域的图像，即得到人脸区域的深度图。作为改进，所述的后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统，其中的三维深度分析系统具有三维人脸数据具有姿态不变和光照不变等特性，例化妆、曝光和阴影等因素对RGB图像影响很大而对深度图像影响较小，因此三维人脸活体检测鲁棒性更好。附图说明图1是一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统的基本框图。图2是基于傅里叶频谱分析使用状态下的活体人脸和照片人脸的差异性比较图。图3是三维深度分析系统的真实人脸和图片攻击人脸的深度图。图4是不同材料和皮肤的反射率对比表。图5是线性支持向量机的坐标图。图6是一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统的设备逻辑结构图。图7是活体人脸深度以及LBP图谱对比图。图8是直方图均衡化后的活体人脸深度和攻击人脸深度对比图。图9是三组活体人脸深度和攻击人脸深度对比图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术在具体实施时，一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，包括识别装置硬件模块、活体防欺骗模块、后台三维人脸识别模块，其特征在于：所述的识别装置硬件模块包括TOF摄像头、RGB摄像头、红外发射端、红外摄像头、环境光传感器以及处理芯片，其中的TOF摄像头用于采集深度信息，RGB摄像头用于采集所述人脸的第一RGB图像，红外发射端用于对所述人脸发射红外光，环境光传感器用于感测所述环境光的第二光强，处理芯片用于确定深度信息是否符合三维人脸特征，在确定深度信息符合所述三维人脸特征后，确定环境光是否符合预设条件，以及在环境光符合预设条件时，触发所述RGB摄像头，在环境光不符合所述预设条件时，触发所述红外发射端与所述红外摄像头，所述的活体防欺骗模块支持三维人脸识别设备和移动设备三维人脸识别功能，在前端使用三维人脸识别装置对人脸信息进行采集，确保操作的用户为真实活体人脸，其中活体防欺骗模块通过双目摄像头作为前端，实现活体检测的软硬件技术，所述的后台三维人脸识别模块通过在人脸活体检测技术环节取得整张人脸图像后，再通过扫描识别身份证，取到身份证头像后，将现场人脸与身份证上的人脸进行比对识别，判断是否为同一张人脸，同时后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统。所述的活体防欺骗模块包括有基于LBP特征的3D人脸活体检测算法系统、基于灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统、基于多尺度灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统。所述的基于LBP特征的3D人脸活体检测算法系统通过红外摄像头获取活体人脸的深度图，接着对人脸深度图中人脸区域图像提取LBP特征，对活体人脸区域深度图和ipad攻击人脸区域深度图分别提取LBP特征。所述的基于灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统针对灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测，同样不直接使用RGB人脸图像，首先算得RGB图像的人脸区域图像，接着计算该区域的人脸深度图像来得到它4个方向上的共生矩阵，最后计算4个方向共生矩阵的反差、能量、熵、相关性来得到其矩阵的特征值，用来代表人脸深度图像的纹理特征。所述的基于多尺度灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统基于灰度共生特征的红外3D人脸活体检测方法维度较低，准确率仍有提升的空间，基于此状况，提出了基于人脸深度图的多尺度GLCM特征活体检测算法。在获得人脸RGB图像和深度图的同时，首先对RGB图像进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，包括识别装置硬件模块、活体防欺骗模块、后台三维人脸识别模块，其特征在于：所述的识别装置硬件模块包括TOF摄像头、RGB摄像头、红外发射端、红外摄像头、环境光传感器以及处理芯片，其中的TOF摄像头用于采集深度信息，RGB摄像头用于采集所述人脸的第一RGB图像，红外发射端用于对所述人脸发射红外光，环境光传感器用于感测所述环境光的第二光强，处理芯片用于确定深度信息是否符合三维人脸特征，在确定深度信息符合所述三维人脸特征后，确定环境光是否符合预设条件，以及在环境光符合预设条件时，触发所述RGB摄像头，在环境光不符合所述预设条件时，触发所述红外发射端与所述红外摄像头，所述的活体防欺骗模块支持三维人脸识别设备和移动设备三维人脸识别功能，在前端使用三维人脸识别装置对人脸信息进行采集，确保操作的用户为真实活体人脸，其中活体防欺骗模块通过双目摄像头作为前端，实现活体检测的软硬件技术，所述的后台三维人脸识别模块通过在人脸活体检测技术环节取得整张人脸图像后，再通过扫描识别身份证，取到身份证头像后，将现场人脸与身份证上的人脸进行比对识别，判断是否为同一张人脸，同时后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，包括识别装置硬件模块、活体防欺骗模块、后台三维人脸识别模块，其特征在于：所述的识别装置硬件模块包括TOF摄像头、RGB摄像头、红外发射端、红外摄像头、环境光传感器以及处理芯片，其中的TOF摄像头用于采集深度信息，RGB摄像头用于采集所述人脸的第一RGB图像，红外发射端用于对所述人脸发射红外光，环境光传感器用于感测所述环境光的第二光强，处理芯片用于确定深度信息是否符合三维人脸特征，在确定深度信息符合所述三维人脸特征后，确定环境光是否符合预设条件，以及在环境光符合预设条件时，触发所述RGB摄像头，在环境光不符合所述预设条件时，触发所述红外发射端与所述红外摄像头，所述的活体防欺骗模块支持三维人脸识别设备和移动设备三维人脸识别功能，在前端使用三维人脸识别装置对人脸信息进行采集，确保操作的用户为真实活体人脸，其中活体防欺骗模块通过双目摄像头作为前端，实现活体检测的软硬件技术，所述的后台三维人脸识别模块通过在人脸活体检测技术环节取得整张人脸图像后，再通过扫描识别身份证，取到身份证头像后，将现场人脸与身份证上的人脸进行比对识别，判断是否为同一张人脸，同时后台三维人脸识别模块采用三维深度分析系统。


2.根据权利要求1所述的一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别系统，其特征在于：所述的活体防欺骗模块包括有基于LBP特征的3D人脸活体检测算法系统、基于灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统、基于多尺度灰度共生矩阵特征的红外3D人脸活体检测算法系统。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于近红外和3D摄像技术的活体以及人脸识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓祖平，李思，国静，田婷婷，刘辉，罗帮才，陈亮，
申请(专利权)人：贵州省邮电规划设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52