用于基于色度的面部活体检测的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了用于面部图像的活体检测认证的方法、系统和计算机可读介质。该方法包括：获取以第一颜色照射的面部图像的第一图像；获取以第二颜色照射的面部图像的第二图像；并且响应于第一图像和第二图像的组合确定面部图像是否与三维(3D)结构一致。该方法还包括：如果面部图像与3D结构一致，并且面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证面部图像。则认证面部图像。则认证面部图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于色度的面部活体检测的方法和系统


[0001]示例实施例总体上涉及面部识别，并且更具体地涉及用于基于色度的面部活体检测的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着越来越多的关键服务变得无处不在，有必要提供有效的方法和系统来保护对这些服务的访问。遗憾的是，由于技术水平较低的人群普遍采用不安全或重复的密码，传统的用户名/密码方法正在失去提供安全认证的能力。
[0003]面部认证技术已经成为一种提供可靠的用户认证的流行方式，其用于获得对个人隐私数据和服务的访问，而没有密码管理的麻烦。由于与传统认证形式相比，面部认证提供了更高程度的用户便利性和更高的安全性，因此面部识别将在手机和其他支持互联网的便携式数据存储设备(例如，平板电脑和笔记本电脑)上的使用增多也就不足为奇了。此类使用将包括在任何机密和敏感内容可访问之前登录用户最重要的帐户和其手机上的服务。
[0004]面部识别技术的日益普及及其作为保护存储在用户手机上的敏感信息的认证方法的应用带来了新的安全挑战。就像密码和PIN可能被盗和泄露一样，一个人的面部图像也可能被盗。例如，攻击者可以通过伪造目标人物的面部生物特征数据来伪装成认证用户。面部欺骗很简单，并且不需要特殊技能；人们可以简单地从社交网站下载高质量的目标人物照片，将目标人物的照片打印在纸上，并且在认证过程中将打印的目标人物照片展示在手机前置摄像头前。
[0005]因此，在面部识别认证系统中结合有效活体检测机制以确保其安全性是极其重要的。使用活体检测技术强化的面部识别算法引入了另一层防止面部欺骗的防御，并且共同使面部识别认证系统更难被欺骗。然而，大多数传统活体方案都不够鲁棒，并且因此，仍然可以毫不费力地被欺骗和/或绕过。
[0006]活体检测的典型方法取决于质询
‑
响应方法，其中，要求用户执行将由算法检测的某个动作，以提供检测到真实用户而不是记录的证据。然而，此类请求会给最终用户带来不便，并且仍然无法提供准确的结果，因为用户需要一些时间来响应，并且响应可能与预期不完全一样。
[0007]另外，可以用专门的软件来模拟面部运动。或者，备选地，攻击者可以通过将获取到的认证用户的视频展示在笔记本电脑的高分辨率屏幕上，然后在手机前置摄像头前回放录制的视频来伪装成认证用户，以实现非法访问用户的帐户和服务。使用从诸如Facebook、Twitter和Instagram之类的社交网络服务获得的认证用户的视频，可以很容易地进行这种回放攻击。
[0008]因此，需要的是用于确认认证用户的真实存在的活体检测的方法和系统，其是可靠的并且能够有效地对抗过多的面部欺骗技术。此外，根据随后的具体描述和所附权利要求，结合附图和本公开的该背景，其他期望的特征和特性将变得明显。

技术实现思路

[0009]根据至少一个示例实施例，提供了一种用于面部图像的活体检测认证的方法。该方法包括：获取以第一颜色照射的面部图像的第一图像；获取以第二颜色照射的面部图像的第二图像；并且响应于第一图像和第二图像的组合确定面部图像是否与三维(3D)结构一致。该方法还包括：如果面部图像与3D结构一致，并且面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证面部图像。
[0010]根据另一示例实施例，提供了一种用于面部图像的活体检测认证的设备中的系统。该系统包括多色照射设备、摄像头和处理器。多色照射设备在第一方向上提供照射，并且摄像头至少在第一方向上获取图像。处理器耦接到多色照射设备和摄像头，并且当多色照射设备以第一颜色照射面部图像时，记录来自摄像头的第一图像，并且当多色照射设备以第二颜色照射面部图像时，记录来自摄像头的第二图像。处理器分析第一图像和第二图像的组合，以响应于第一图像和第二图像的组合确定面部图像是否与三维(3D)结构一致，并且如果面部图像与三维(3D)结构一致，并且面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证面部图像。
[0011]并且根据又一示例实施例，提供了一种用于执行面部图像的活体检测认证的计算机可读介质。计算机可读介质具有存储在其上的用于处理装置的指令，以获取以第一颜色照射的面部图像的第一图像；获取以第二颜色照射的面部图像的第二图像；响应于第一图像和第二图像的组合确定面部图像是否与三维(3D)结构一致；并且如果面部图像与3D结构一致，并且面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证面部图像。
附图说明
[0012]附图用于说明各种示例实施例，并根据本示例实施例说明各种原理和优点，其中，相同的附图标记在单独的视图中指代相同或功能相似的元件，并且附图与下面的具体描述一起并入并形成说明书的一部分。
[0013]图1描绘了根据本示例实施例的用于活体检测的系统的高级框图。
[0014]图2描绘了根据本示例实施例的用于活体检测的系统的最佳摄像头
‑
用户布置的侧视图。
[0015]图3A、图3B和图3C描绘了根据本示例实施例的用于活体检测的系统的操作的侧视图。图3A描绘了传统手机摄像头定位，并且图3B和图3C描绘了根据本示例实施例人为地移动手机屏幕上的参考标记。
[0016]图4描绘了根据本示例实施例的示出在用于活体检测的系统中使用的最佳色度转换的色轮。
[0017]图5描绘了与入射角相关的表面反射率的曲线图。
[0018]图6A和图6B描绘了垂直于表面的向量，以展示图5中描绘的关系将如何导致平面二维(2D)对象和三维(3D)对象的面部图像之间的反射模式的显著差异。图6A描绘了诸如面部的3D对象的垂直向量，并且图6B描绘了平坦的2D表面的垂直向量。
[0019]图7描绘了根据本示例实施例的具有用于活体检测的系统的设备的框图。
[0020]图8描绘了根据本示例实施例的用于活体检测的方法。
[0021]技术人员将理解，图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例描
绘。
具体实施方式
[0022]以下具体描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，无意受本专利技术的前述背景或以下具体描述中提出的任何理论的束缚。本示例实施例的目的是呈现利用自动质询
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响应来确认认证用户的真实存在的用于活体检测机制的方法和系统，并提供能够有效对抗过多的面部欺骗技术的高保证和可靠的解决方案。尽管合并了质询
‑
响应元素，所提出的机制不需要用户执行任何操作，而仍然提供高度的可靠性。
[0023]本示例实施例使用光的特性来提供易于使用且高度鲁棒的反欺骗解决方案。根据本示例实施例，至少两个不同的颜色通道(第一颜色和第二颜色)用于面部图像的照射。虽然在根据本示例实施例的系统和方法中使用蓝色和橙色，但是示例实施例不限于这些颜色，并且可以使用不同的颜色来代替。另外，虽然使用两种颜色，但该方法不限于两种颜色，并且可以使用三种或四种或更多种颜色。另外，本示例实施例的方法和系统不限于两个图像捕获的单集合，并且可以根据本示例实施例使用两个图像捕获的多集合。当面部图像(即，呈现给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于面部图像的活体检测认证的方法，包括：获取以第一颜色照射的所述面部图像的第一图像；获取以第二颜色照射的所述面部图像的第二图像；响应于所述第一图像和所述第二图像的组合，确定所述面部图像是否与三维3D结构一致；以及如果所述面部图像与3D结构一致，并且所述面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证所述面部图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一颜色具有第一色度值，并且所述第二颜色具有第二色度值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，选择所述第一色度值和所述第二色度值以最大化色度差。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，随机选择以所述第一颜色照射所述面部图像的时间和以所述第二颜色照射所述面部图像的时间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：在获取所述第一图像之前，响应于确定所述面部图像和光照不正确，建议所述用户调整摄像头位置的步骤。6.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，确定所述面部图像与3D结构一致包括：对齐所述第一图像和所述第二图像；以及响应于对齐的所述第一图像和所述第二图像的组合，确定所述面部图像是否与3D结构一致。7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述面部图像与3D结构一致还包括过滤来自所述第一图像的不是所述第一颜色照射的光。8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，确定面部图像与3D结构一致还包括过滤来自所述第二图像的不是所述第二颜色照射的光。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，获取所述第一图像和获取所述第二图像包括获取第一图像集，所述第一图像集包括所述第一图像和所述第二图像，所述方法还包括获取至少另一图像集，包括：获取以不同于所述第一颜色和所述第二颜色的第三颜色照射的所述面部图像的所述另一图像集中的第一图像；以及获取以第四颜色照射的所述面部图像的所述另一图像集中的第二图像，其中，所述第四颜色不同于所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色，并且其中，响应于所述第三颜色的色度值和所述第四颜色的色度值之间的色度差来选择所述第三颜色和所述第四颜色，并且其中，确定所述面部图像是否与3D结构一致包括：响应于所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像和所述第四图像的组合，确定所述面部图像是否与3D结构一致。10.一种用于面部图像的活体检测认证的设备中的系统，所述系统包括：多色照射设备，用于在第一方向上提供照射；摄像头，用于在至少所述第一方向上获取图像；以及处理器，耦接到所述多色照射设备和所述摄像头，当所述多色照射设备以第一颜色照
射所述面部图像时，所述处理器记录来自所述摄像头的第一图像，并且当所述多色照射设备以第二颜色照射所述面部图像时，所述处理器记录来自所述摄像头的第二图像，所述处理器分析所述第一图像和所述第二图像的组合，以响应于所述第一图像和所述第二图像的组合确定所述面部图像是否与三维3D结构一致，并且如果所述面部图像与3D结构一致，并且所述面部图像与待认证用户的面部匹配，则认证所述面部图像。11.根据权利要求10所述的系统，还包括用于存储数据的存储器，其中，所存储的数据包括所述待认证用户的存储图像，并且其中，所述处理器通过将...

【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：