基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置制造方法及图纸

一种基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，包括用于获取身份证持有者人脸图像的全方位视觉传感器、用于读取第二代身份证内置芯片中的照片信息的身份证阅读器、用于比对存储在第二代身份证内置芯片中的人脸照片图像与通过全方位视觉传感器所获取的人脸图像是否一致的微处理器，微处理器包括读取身份证内的照片图像数据模块；第一人脸检测模块；第一人脸特征提取模块；全景图像读取模块；第二人脸检测模块；图像展开模块；第二人脸特征提取模块；人与个人身份证的生物特征同一性检验模块和决策层表决处理模块。本发明专利技术采用生物特征识别技术，能大幅提高身份验证的效率，减少办事人员的工作强度和出错率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物特征识别技术，尤其是全方位视觉传感器、第二代居民身份证中所采用的射频技术、全景图像摄取、人脸定位、图像预处理、人脸识别技术在基于生物特征识别的人与身份证同一性检验方面的应用。
技术介绍
人脸识别的优势在于其自然性和不被被测个体察觉的特点。不被察觉的特点对于一种识别方法也很重要，这会使该识别方法不令人反感，并且因为不容易引起人的注意而不容易被欺骗。人脸识别是一种更直接、更方便、更友好、更容易被人们接受的非侵犯性识别方法。同样全方位视觉传感器的特色也在于其视角范围大、不需要瞄准目标、隐蔽性好、不会给被测个体以被拍摄人脸图像的感觉，拍摄人脸图像时不容易引起被被测个体的注意，因而具有自然性，这点对于基于人脸的生物特征识别具有十分重要的作用。目前我国的第二代身份证中包括了身份证拥有者的姓名、住址、身份证号码和照片，其中照片就是该身份证拥有者的生物特征。 第二代居民身份证是由公安部依据《中华人民共和国居民身份证法》在全国范围内统一制作、颁发的个人身份证件，人手一证，主要用途是证实居民的合法身份，要求随身携带；身份证中内置射频IC芯片，通过射频阅读设备读取身份信息；采用统一的编码规范、强加密算法，难以仿制，在身份证中所存储的信息只能在证件制作部门的特定环境下才能输入、修改，确保身份证的唯一性和安全性。此外身份证的表面印制了持证人身份信息和彩色高清晰度照片，证件的表面信息与内置存储信息一致，二者相互校验，从而严格限制了证件的冒用和转借。 在银行、海关、机场、车站等这些重要的场所对安全控制有着极高的要求。这些场所传统采用的安全措施是通过安全人员主观的判断一个人是否可能是犯罪分子，然后去盘查其身份，控制其进出。这种方法主观性太强，而且对安全人员个人的要求比较高，要求其要熟悉犯罪分子的长相并且要能迅速的作出判断，这很明显是不现实也是不科学的。所以经常会出现错查、漏查等情况，效率和精度都很低；最大的问题是给所有被测个体带来了不快感、不信任感、不友好感。 个人身份证集聚了多种功能于一身，个人身份证使用频繁，如公民办理户口登记、婚姻登记，办理出入境手续，以及办理金融事务、参加社会保险、领取社会救济、办理产权、邮局取款、办执照、学习考试报名、买股票、打工等等，没有个人身份证已是寸步难行。个人身份证使用频繁，这就客观上要求缩短每次身份证验证的时间，即提高身份证识别真伪的速度，提高识别速度及准确率。 人与个人身份证同一性检验在公安、民政、民航、银行、旅馆、邮局、证券和电信等领域中有广泛的应用；但是目前的人与身份证同一性检验过程中基本上都是在不自然的环境下进行的，具体来说存在着以下几个方面的问题1)检验人员通过比对个人身份证上的照片和身份证持有者的人脸是否一致，这种做法给身份证持有者带来不信任和不愉快的感觉；2)检验人员毕竟也是人，检验人员的辨识工作量和责任非常大，比如出入境关口，何况人都可能有疏忽和辨识不准确的时候；3)依靠检验人员的通过比对身份证上的照片和身份证持有者的人脸进行身份识别会花费较多的时间，从而导致办事效率的降低；4)第二代身份证的唯一性和安全性没有得到充分利用，如没有很好利用身份证内的生物特征信息，使得仿制身份证有存在的空间；5)没有充分利用证件的表面信息、内置存储信息和证件持有者的生物特征信息，缺少对这三者之间的一致性判定方法。 人脸识别从应用角度来讲，主要可以划分为以下三类情况1)人脸验证(Verification)；2)人脸辨认(Identification)；3)监控(Watch list)。本专利技术属于人脸验证，验证结果主要能回答“这是否为某人”。这是一对一的匹配过程。装置首先按照待识别者所声称的身份，如身份证号码，查找出已存储的该人的人脸信息，然后按照某一决策或匹配方法，将这一信息与待识别者的人脸信息进行对比核对，从而判定待识别者身份的真实性，接收或拒绝待识别者声明的身份。在本专利技术中并没有将人脸验证与人脸识别进行严格区分，这是因为人脸验证属于人脸识别的范畴。
技术实现思路
为了克服现有的不能有效进行人与身份证同一性检验的不足，本专利技术充分利用个人身份证件的表面信息、内置存储信息和证件持有者的生物特征信息、加强对个人身份证件在生物特征方面的有效利用水平，本专利技术提供一种基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，包括用于获取身份证持有者人脸图像的全方位视觉传感器、用于读取第二代身份证内置芯片中的照片信息的身份证阅读器、用于比对存储在第二代身份证内置芯片中的人脸照片图像与通过全方位视觉传感器所获取的人脸图像是否一致的微处理器，所述的微处理器包括 读取身份证内的照片图像数据模块，用于读取个人身份证内所存储的照片，其输出给第一人脸检测模块进行人脸检测； 第一人脸检测模块，用于标出二代身份证人脸图像中人脸在图像中的位置； 第一人脸特征提取模块，用于提取出二代身份证人脸图像中的人脸生物特征，以便为与全方位视觉传感器所获取人脸图像进行比对提供生物特征数据； 全景图像读取模块，用于读取全方位视觉传感器捕获的全景视频图像； 第二人脸检测模块，用于标出在全景视频图像中人脸在图像中的位置；图像展开模块，用于在全景视频图像中截取和展开成与个人身份证相同的人脸图像； 第二人脸特征提取模块，用于提取出透视展开图中人脸图像的人脸生物特征； 人与个人身份证的生物特征同一性检验模块，用于检验身份证的提交者和个人身份证的生物特征相似程度； 决策层表决处理模块，用于对被测人体与身份证同一性多个检测结果进行表决。 所述的全方位视觉传感器包括用以反射车内外领域中物体的外凸折反射镜面、用以防止光折射和光饱和的黑色圆锥体、透明圆柱体和用于拍摄外凸反射镜面上成像体的摄像头，所述的外凸折反射镜面位于透明圆柱体的上方，外凸折反射镜面朝下，黑色圆锥体固定在外凸折反射镜面的底部中央，所述摄像头对着外凸折反射镜面朝上。 所述外凸折反射镜面采用双曲面镜，其工作原理是进入双曲面镜的中心的光，根据双曲面的镜面特性向着其虚焦点折射。实物图像经双曲面镜反射到聚光透镜中成像，在该成像平面上的一个点P(x，y)对应着实物在空间上的一个点的坐标A(X，Y，Z)； 双曲面镜构成的光学系统由下面5个等式表示； ((X2+Y2)/a2)-(Z2/b2)＝-1其中，Z＞0 (18) β＝tan-1(Y/X) (20) α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ(21) 式中X，Y，Z表示空间坐标，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a，b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，β表示入射光线在XY平面上的夹角，即方位角，α表示入射光线在XZ平面上的夹角，即俯角，f表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离。 所述的读取身份证内的照片图像数据模块中，通讯协议符合ISO14 443 B标准，同时使用射频模块和专用的SAM_V安全模块，通过SAM_V安全模块对第二代身份证的射频芯片进行外部认证，获取包括姓名、住址、身份证号码和照片在内的文字、图像固定信息。 所述的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于：所述检验装置包括用于获取身份证持有者人脸图像的全方位视觉传感器、用于读取第二代身份证内置芯片中的照片信息的身份证阅读器、用于比对存储在第二代身份证内置芯片中的人脸照片图像与通过全方位视觉传感器所获取的人脸图像是否一致的微处理器，所述的微处理器包括：读取身份证内的照片图像数据模块，用于读取个人身份证内所存储的照片，其输出给第一人脸检测模块进行人脸检测；第一人脸检测模块，用于标出二代身份证人脸图像中人脸在图像中的位置；第一人脸特征提取模块，用于提取出二代身份证人脸图像中的人脸生物特征，以便为与全方位视觉传感器所获取人脸图像进行比对提供生物特征数据；全景图像读取模块，用于读取全方位视觉传感器捕获的全景视频图像；第二人脸检测模块，用于标出在全景视频图像中人脸在图像中的位置；图像展开模块，用于在全景视频图像中截取和展开成与个人身份证相同的人脸图像；第二人脸特征提取模块，用于提取出透视展开图中人脸图像的人脸生物特征；人与个人身份证的生物特征同一性检验模块，用于检验身份证的提交者和个人身份证的生物特征相似程度；决策层表决处理模块，用于对被测人体与身份证同一性多个检测结果进行表决。...

【技术特征摘要】
1、一种基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述检验装置包括用于获取身份证持有者人脸图像的全方位视觉传感器、用于读取第二代身份证内置芯片中的照片信息的身份证阅读器、用于比对存储在第二代身份证内置芯片中的人脸照片图像与通过全方位视觉传感器所获取的人脸图像是否一致的微处理器，所述的微处理器包括读取身份证内的照片图像数据模块，用于读取个人身份证内所存储的照片，其输出给第一人脸检测模块进行人脸检测；第一人脸检测模块，用于标出二代身份证人脸图像中人脸在图像中的位置；第一人脸特征提取模块，用于提取出二代身份证人脸图像中的人脸生物特征，以便为与全方位视觉传感器所获取人脸图像进行比对提供生物特征数据；全景图像读取模块，用于读取全方位视觉传感器捕获的全景视频图像；第二人脸检测模块，用于标出在全景视频图像中人脸在图像中的位置；图像展开模块，用于在全景视频图像中截取和展开成与个人身份证相同的人脸图像；第二人脸特征提取模块，用于提取出透视展开图中人脸图像的人脸生物特征；人与个人身份证的生物特征同一性检验模块，用于检验身份证的提交者和个人身份证的生物特征相似程度；决策层表决处理模块，用于对被测人体与身份证同一性多个检测结果进行表决。2、如权利要求1所述的基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述的全方位视觉传感器包括用以反射车内外领域中物体的外凸折反射镜面、用以防止光折射和光饱和的黑色圆锥体、透明圆柱体和用于拍摄外凸反射镜面上成像体的摄像头，所述的外凸折反射镜面位于透明圆柱体的上方，外凸折反射镜面朝下，黑色圆锥体固定在外凸折反射镜面的底部中央，所述摄像头对着外凸折反射镜面朝上。3、如权利要求2所述的基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述外凸折反射镜面采用双曲面镜，其工作原理是进入双曲面镜的中心的光，根据双曲面的镜面特性向着其虚焦点折射。实物图像经双曲面镜反射到聚光透镜中成像，在该成像平面上的一个点P(x，y)对应着实物在空间上的一个点的坐标A(X，Y，Z)；双曲面镜构成的光学系统由下面5个等式表示；((X2+Y2)/a2)-(Z2/b2)＝-1其中，Z＞0 (18)β＝tan-1(Y/X) (20)α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ(21)式中X，Y，Z表示空间坐标，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a，b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，β表示入射光线在XY平面上的夹角，即方位角，α表示入射光线在XZ平面上的夹角，即俯角，f表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离。4、如权利要求1-3之一所述的基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述的读取身份证内的照片图像数据模块中，通讯协议符合ISO14443B标准，同时使用射频模块和专用的SAM_V安全模块，通过SAM_V安全模块对第二代身份证的射频芯片进行外部认证，获取包括姓名、住址、身份证号码和照片在内的文字、图像固定信息。5、如权利要求4所述的基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述的第一人脸检测模块中，用于标出二代身份证人脸图像中人脸在图像中的位置；采用肤色模型快速地检测出可能的人脸区域，而后用积分投影法定位人脸区域；人脸检测的算法流程如下①根据R、G、B的值计算出Y、Cb、Cr的值，②对Y亮度分量均值小于40或大于230的过暗或过亮图片进行亮度补偿，③根据椭圆聚类肤色分割模型分割出肤色区域，得到二值化图像，④对噪声点用数学形态学的腐蚀和膨胀算子进行去噪处理，⑤做水平投影和垂直投影，得到最似人脸连通区域，YCbCr色彩系统是一种常见的重要的颜色空间表达，YCbCr颜色空间与RGB颜色空间的转换关系如下式所示，式中，R、G、B分别是某像素点在RGB颜色空间上的红、绿、蓝分量值，从彩色人脸图像上直接读取，Y、Cb、Cr分别是某像素点在YCbCr颜色空间上的亮度值和彩色分量；椭圆聚类肤色分割模型由公式(2)表示，式中a＝25.39，b＝14.03，ecx＝1.60，ecy＝2.41，x，y由公式(3)计算，式中θ＝2.53，Cx＝109.38，Cy＝152.02，将上述数据代入公式(2)，如果计算值小于1则是肤色，否则为非肤色；采用非线性分段分割1)若Y＜40，则像素点直接判决为非肤色像素点，2)若40＜Y＜230，则采用上述的椭圆聚类方法判定，3)若Y＞230，则将上述的肤色聚类椭圆的长、短轴同时扩大1.1倍后再进行判定，即公式(2)中的a、b均乘上1.1；利用投影分析标出二代身份证人头图像中人脸在图像中的位置，就是人脸快速定位算法，具体处理过程为将经过消除噪声处理的二值图像进行垂直投影，确定左右边界，再在左右边界区域内进行水平投影，确定上下边界；在原图像中的边界位置画一根线，最终形成一个矩形框，矩形框圈出的即为人脸；投影法是沿着图像某个方向截面的灰度值累加计算量的集合，垂直投影，即以x轴为投影轴；水平投影，即以Y轴为投影轴；如计算公式(4)所示，其中，f(x，y)是经过去除噪声处理后的二值图像，f(x)是经过去除噪声处理后的二值图像的垂直投影，f(y)是经过去除噪声处理后的二值图像的水平投影，height和width分别是经过去除噪声处理后的二值图像的高度和宽度。6、如权利要求5所述的基于生物特征识别的人与身份证同一性检验装置，其特征在于所述的第一人脸特征提取模块中，构造图像的灰度模型的过程为首先是将彩色身份证人脸图像进行灰度化处理；假设图像中某点像素点(x，y)处R、G、B值分别为r、g、b，要将彩色图像转换为灰度图...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤一平，宗明理，林蓓，孙军，姜军，汤晓燕，庞成俊，何祖灵，陆海峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]