一種活體檢測方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及人臉識別技術領域，特別涉及一種活體檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]作為身份識別的有效技術，近年來人臉識別技術得到迅速發展和廣泛應用。在過去的幾十年里，人臉識別已在商業和執法部門得到廣泛應用，例如安全監控、門禁考勤、電腦系統登錄、信用卡識別、養老保險領取等。
[0003]但是，在人臉識別技術從研究走向實際應用的過程中，必須解決人臉識別技術的安全性威脅，比如使用照片人臉、人臉視頻片段或者仿照的三維人臉模型進行偽造登錄人臉識別系統。為了使人臉識別系統能夠走向實用，需要設計能夠抵御偽造人臉登錄威脅的人臉活體檢測系統，解決人臉識別領域中非真實人臉的欺騙登錄問題。現有的人臉活體檢測方法，主要存在以下幾方面問題:計算時間代價高，如利用三維深度信息去進行活體檢測、采用光學流方法等進行人臉非剛性運行變化；應用場景約束多，如通過分析高頻分量來進行照片人臉和真實人臉的判斷，該方法只適用于低分辨率照片，不適用于高清照片；需要額外設備，如分析人臉的紅外圖像、聯合聲音識別的方法等。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種活體檢測方法和裝置，可以有效的區別真實人臉與照片人臉、視頻人臉和三維人臉模型，提高人臉活體檢測和識別系統的安全可靠性。
[0005]根據本發明的一個方面，提出了一種活體檢測方法，該方法包括步驟:步驟1，利用圖像獲取設備對人臉采集連續幀圖片；步驟2，基于訓練好的檢測單元，對采集的連續幀圖片進行檢測；所述檢測單元包括面部表情檢測單元、人臉姿態檢測單元和五官變化檢測單元；步驟3，根據步驟2的檢測結果，如果存在兩組以上基本動作變化，則判斷為真實人臉，否則轉入步驟4 ;步驟4，從所述檢測單元的狀態元素集中隨機選擇一組基本指令，并對隨機選擇的指令動作進行檢測，如果根據所述檢測單元的檢測結果判斷完成了所述基本指令，則判斷為真實人臉，否則判斷為偽造人臉。
[0006]優選地，步驟3中兩種以上基本動作變化是指至少有兩種檢測單元檢測到動作的變化。
[0007]優選地，在步驟4，所述隨機選擇一組基本指令，是指從所有檢測單元的狀態元素中隨機選擇一組指令，選擇的結果包括以下兩種情況:所選擇的一組隨機指令是來自同一檢測單元的不同狀態指令，或者是來自不同檢測單元的狀態指令。
[0008]優選地，對隨機選擇的指令動作檢測進一步包括:在提示用戶在指定時間內完成所述基本指令后，利用圖像獲取設備采集連續幀圖片，分別利用面部表情檢測單元、人臉姿態檢測單元和五官變化檢測單元對采集的連續幀圖片進行檢測，每個檢測單元檢測到對應的指令后就停止檢測，無需檢測全部幀圖片。
[0009]優選地，所述表情檢測單元和姿態檢測單元對連續幀中的每一幀進行檢測，若存在兩種表情或者兩種姿態則認為存在基本動作的變化，五官動作檢測是五官變化檢測單元針對連續幀圖片進行檢測，將連續幀圖片作為一個整體，如果檢測到五官動作，則認為存在基本動作變化。
[0010]優選地，所述面部表情檢測單元、人臉姿態檢測單元和五官變化檢測單元，每種檢測單元包括多種狀態因素，表情包括高興、悲傷、憤怒、驚訝和無表情，面部姿態包括正面、左側、右側、向上和向下，五官變化包括眨眼、張嘴、皺眉、露耳。
[0011]優選地，該方法進一步包括，在步驟I采集到連續幀圖片后，從中選擇正面人臉進行人臉識別，通過人臉識別認為身份正確則繼續執行步驟2。
[0012]優選地，該方法進一步包括，在步驟4，當圖像獲取設備采集連續幀圖片后，從中選擇正面人臉進行人臉識別，如果人臉識別認為身份正確則繼續利用三個檢測單元進行指令檢測。
[0013]根據本發明的另一方面，還提供了一種人臉檢測裝置，該裝置包括:圖像獲取設備，用于對人臉采集連續幀圖片；面部表情檢測單元，用于對采集的連續幀圖片進行表情檢測；人臉姿態檢測單元，用于對采集的連續幀圖片進行姿態檢測；五官變化檢測單元，用于對采集的連續幀圖片進行五官變化檢測；第一判斷單元，用于根據三個檢測單元的檢測結果，判斷如果存在兩組以上基本動作變化，則判斷圖片中的人臉為真實人臉；隨機指令選擇單元，用于在第一判斷單元判斷未存在兩組以上基本動作變化的情況下，從三個檢測單元的狀態元素集中隨機選擇一組基本指令，提示用戶在指定時間內完成該組基本指令；第二判斷單元，用于根據三個單元的檢測結果來判斷是否完成了所述基本指令，如果完成則認為圖片中的人臉為真實人臉，否則認為是偽造人臉。
[0014]優選地，所述隨機指令選擇單元隨機選擇一組基本指令，是指從所有檢測單元的狀態元素中隨機選擇一組指令，選擇的結果包括以下兩種情況:所選擇的一組隨機指令是來自同一檢測單元的不同狀態指令，或者是來自不同檢測單元的狀態指令。
[0015]優選地，隨機指令選擇單元在提示用戶在指定時間內完成所述基本指令后，圖像獲取設備采集連續幀圖片，面部表情檢測單元、人臉姿態檢測單元和五官變化檢測單元對采集的連續幀圖片進行檢測，每個檢測單元檢測到對應的指令后就停止檢測，無需檢測全部幀圖片。
[0016]在本發明中結合兩組以上的基本檢測單元來進行活體判斷，同時引入動作指令組合，通過參與人員的主動配合來完成活體檢測，進一步增加系統的安全性和可靠性。在應用到人臉識別時，本發明還加入了人臉驗證環節，即從采集的連續多幀人臉圖片中，隨機選取一幀符合識別條件的人臉圖片進行人臉識別，進一步提高了活體判斷的準確性和可靠性，杜絕各種偽造人臉的攻擊識別。
[0017]在實際應用中，本發明中提出的人臉活體檢測方法可以準確捕捉人臉的有效形變并給出準確檢測，從而將真實人臉和偽造人臉區分開，降低人臉識別系統的可入侵性。
【附圖說明】
[0018]圖1是根據本發明一實施例的活體檢測方法的流程圖；
[0019]圖2是根據本發明另一實施例的活體檢測方法的流程圖；
[0020]圖3為根據本發明一實施例的活體檢測裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0022]由于單個表情變化、姿態變化或者五官變化可以通過視頻和圖片形變得到，因此對只使用單個檢測單元進行活體檢測存在很大的安全風險，容易被視頻或者圖片形變攻擊成功。而根據本發明提出的人臉活體檢測的方法和裝置可以克服該問題，本發明的基本原理是:首先建立三種基本檢測單元，包括面部表情檢測單元、人臉姿態檢測單元和五官變化檢測單元，每種基本檢測單元