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一种身份认证方法、设备及移动终端

阅读:1199发布:2020-05-23

专利汇可以提供一种身份认证方法、设备及移动终端专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种身份认证方法,包括:通过复合成像设备采集待识别用户的面部图像;对面部图像进行人眼检测,若在第二区域图像中检测到人眼,则进入 人脸识别 模式;判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件;若满足则进行人脸识别;根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入 虹膜识别 模式;再次获取该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;从第一区域图像中 定位 裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件;若满足则进行虹膜识别;根据虹膜识别结果再次确定该用户是否为合法用户。本发明还公开了对应的身份认证设备以及移动终端。,下面是一种身份认证方法、设备及移动终端专利的具体信息内容。

1.一种基于多生物特征识别的身份认证方法,所述方法适于在移动终端中执行,所述方法包括步骤:
通过驻留在所述移动终端中的复合成像设备采集待识别用户的面部图像,其中所述复合成像设备包括图像传感器、滤光片组件和镜头组件,所述滤光片组件包括可见光带通滤光片和近红外光带通滤光片,图像传感器包括用于近红外光成像的第一区域和用于可见光成像的第二区域,在全光谱光线入射穿过所述镜头组件并到达滤光片组件时,所述近红外光带通滤光片允许近红外光通过,所述可见光带通滤光片允许可见光通过,通过所述近红外光带通滤光片的近红外光在图像传感器的第一区域成像,通过所述可见光带通滤光片的可见光在所述图像传感器的第二区域成像,利用图像处理软件分别将图像传感器的第一、第二区域的成像区分开来,得到近红外光成像的第一区域图像和可见光成像的第二区域图像;
对所述面部图像进行人眼检测,若在所述第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼,则重新采集该用户的面部图像;
若在第二区域图像中检测到人眼,则进入人脸识别模式;
判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件;
若满足人脸识别条件,则根据所述第二区域图像中的人脸特征进行人脸识别;
根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法;
若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式;
通过所述复合成像设备获取该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;
从第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件;
若满足虹膜识别条件,则从所述眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;以及根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份。
2.如权利要求1所述的方法,其中对采集到的面部图像进行人眼检测的步骤之后,还包括步骤:
若在第一区域图像中检测到人眼,则进入虹膜识别模式;
从所述第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件;
若满足虹膜识别条件,则从所述眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;
根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法;
若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;
通过所述复合成像设备获取该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;
判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件;
若满足人脸识别条件,则根据所述第二区域图像的人脸特征进行人脸识别;以及根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述判断第二区域图像是否满足人脸识别条件的步骤包括:
提取第二区域图像中的人脸关键点;
判断所提取的人脸关键点中是否包含特定关键点;
若包含特定关键点,则统计所提取的人脸关键点数目,判断该数目是否满足人脸识别条件;
若满足人脸识别条件,则根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,如符合则进行人脸识别,若不符合则重新采集第二区域图像。
4.如权利要求3所述的方法,其中,所述判断眼部图像是否满足虹膜识别条件的步骤包括:
计算眼部图像的图像质量参数,判断其图像质量是否满足预设条件;
若满足预设条件,则计算眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距,以判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件;
若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则重新采集第一区域图像。
5.如权利要求4所述的方法,其中通过复合成像设备获取该用户在第一区域或第二区域中包含人眼的对应图像的步骤包括:
通过显示调整信号引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。
6.如权利要求5所述的方法,还包括用户自主选择当前识别模式的步骤:
若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;
对该第一区域图像执行所述定位判断步骤、虹膜识别步骤,以初步判定该用户是否合法;
若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;
采集该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;以及
对该第二区域图像执行所述判断步骤、人脸识别步骤,以再次确定该用户的合法身份。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述用户自主选择当前识别模式的步骤还包括:
若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;
对该第二区域图像执行所述判断步骤、人脸识别步骤,以初步判定该用户是否合法;
若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式;
采集该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;以及
对该第一区域图像执行所述定位判断步骤、虹膜识别步骤,以再次确定该用户的合法身份。
8.一种基于多生物特征识别的身份认证设备,该身份认证设备驻留在移动终端中且与复合成像设备相耦接,所述身份认证设备包括:
接收单元,适于接收经由复合成像设备采集的待识别用户的面部图像、及在虹膜识别模式下,接收由复合成像设备采集的该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像,其中,所述复合成像设备包括图像传感器、滤光片组件和镜头组件,所述滤光片组件包括可见光带通滤光片和近红外光带通滤光片,图像传感器包括用于近红外光成像的第一区域和用于可见光成像的第二区域,在全光谱光线入射穿过所述镜头组件并到达滤光片组件时,所述近红外光带通滤光片允许近红外光通过,所述可见光带通滤光片允许可见光通过,通过所述近红外光带通滤光片的近红外光在图像传感器的第一区域成像,通过所述可见光带通滤光片的可见光在所述图像传感器的第二区域成像,利用图像处理软件分别将图像传感器的第一、第二区域的成像区分开来,得到近红外光成像的第一区域图像和可见光成像的第二区域图像;
人眼检测单元,适于对所述面部图像进行人眼检测;
判断单元,适于判断所述面部图像中是否存在人眼,其中,
若在所述第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼,则由所述接收单元接收由复合成像设备重新采集的该用户的面部图像,
若在第二区域图像中检测到人眼,则进入人脸识别模式;
定位单元,适于在虹膜识别模式下,从所述第一区域图像中定位裁切出眼部图像;
所述判断单元还适于判断第二区域图像是否满足人脸识别条件、以及判断所定位得到的眼部图像是否满足虹膜识别条件;
识别单元,适于在满足人脸识别条件时,根据所述第二区域图像的人脸特征进行人脸识别、以及在满足虹膜识别条件时,从所述眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;以及认证单元,适于根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法,在判定该用户为合法用户时,进入虹膜识别模式、以及还适于根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份。
9.如权利要求8所述的设备,其中,
所述判断单元还适于在经所述人眼检测单元在第一区域图像中检测到人眼时,先进入虹膜识别模式;
所述认证单元还适于根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法,若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;
所述接收单元还适于在人脸识别模式下,接收由复合成像设备重新采集的该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;以及
所述认证单元还适于根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份。
10.如权利要求8或9所述的设备,其中所述判断单元包括:
特征提取子单元,适于提取第二区域图像中的人脸关键点;
判断子单元,适于判断所提取的人脸关键点中是否包含特定关键点;
统计子单元,适于在判断出包含特定关键点后,统计所提取的人脸关键点数目;
所述判断子单元还适于判断该数目是否满足人脸识别条件,若满足,则根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,如符合则进行人脸识别,否则重新采集第二区域图像。
11.如权利要求10所述的设备,其中,所述判断单元还包括:
计算子单元,适于计算眼部图像的图像质量参数、眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距;
所述判断子单元还适于判断其图像质量是否满足预设条件,及还适于在满足预设条件时,判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件,若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则重新采集第一区域图像。
12.如权利要求11所述的设备,还包括:
控制单元,适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。
13.如权利要求12所述的设备,其中,
所述接收单元还适于接收用户自主选择当前识别模式,其中,
若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则先执行虹膜识别进行初步判定、再执行人脸识别再次确定用户的合法身份;
若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则先执行人脸识别进行初步判定、再执行虹膜识别再次确定用户的合法身份。
14.如权利要求13所述的设备,其中,
所述控制单元还适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度,以采集到符合当前识别模式要求的图像。
15.一种移动终端,包括:
如权利要求8-14中任一项所述的身份认证设备;以及
复合成像设备,与所述身份认证设备相耦接,包括:
镜头组件,包括固定焦距的光学透镜
滤光片组件,包括允许可见光波段的光通过的可见光带通滤光片和允许近红外光波段通过的近红外光带通区域;以及
图像传感器,包括可见光成像区域、近红外光成像区域以及这两个区域之间的过渡区域,
其中,所述可见光成像区域在所述可见光成像模式下对通过所述可见光带通滤光片的可见光进行成像,以及所述近红外光成像区域在所述近红外光成像模式下对通过所述近红外光带通滤光片的近红外光进行成像。

说明书全文

一种身份认证方法、设备及移动终端

技术领域

[0001] 本发明涉及模式识别领域,更具体地,涉及一种身份认证技术。

背景技术

[0002] 近年来,随着计算机及网络技术的高速发展和人们生活平的提高,移动终端的功能不断提升——用户可以利用移动终端进行娱乐、购物等,为用户生活带来极大便捷,但同时,安全隐患也不断显现:用户信息被恶意盗取,移动支付、移动理财存在巨大的安全隐患……故而,通过生物特征识别进行身份认证的技术在移动终端得到广泛研究与应用。
[0003] 传统的生物特征识别包括:指纹识别、人脸识别虹膜识别、声纹识别等等,其中,人脸识别和虹膜识别由于非接触的用户数据获取方式,能够大大降低用户数据被恶意盗取的可能性,在移动终端上得到了日益广泛的应用。但在后来的研究中发现,单一模态的生物特征识别技术都有一定的局限性。比如虹膜识别对识别距离比较敏感,人脸识别性能又易受环境光线变化影响。故,在移动终端上融合两种(或两种以上)生物特征识别技术,以提高识别的准确性和稳定性,对移动互联网环境下应用生物特征识别技术保证用户信息安全具有重要意义。
[0004] 考虑到识别的精确性,在移动终端上进行虹膜、人脸多模态识别时可以利用独立的近红外光摄像头和常用的自拍前置摄像头来实现。这样的话,虹膜和人脸图像采集设备相互独立,这会导致硬件系统设计复杂度和成本都显著上升,并不利于应用的普及。同时,相互独立的虹膜和人脸图像采集设备也会增加虹膜识别和人脸识别过程融合的复杂度和速度,影响用户体验。

发明内容

[0005] 为此,本发明提供一种身份认证方法、设备及移动终端,以图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。
[0006] 根据本发明的一个方面,提供了一种身份认证方法,方法包括步骤:通过复合成像设备采集待识别用户的面部图像,其中复合成像设备适于利用分区域分波段的滤光片组件将入射光源分为两组两个波段的光,并在图像传感器对应的区域上分别成像,得到近红外光成像的第一区域图像和可见光成像的第二区域图像;对面部图像进行人眼检测,若在第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼,则重新采集该用户的面部图像;若在第二区域图像中检测到人眼,则进入人脸识别模式;判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件;若满足人脸识别条件,则根据第二区域图像中的人脸特征进行人脸识别;根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式;通过复合成像设备获取该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;从第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件;若满足虹膜识别条件,则从眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;以及根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0007] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,对采集到的面部图像进行人眼检测的步骤之后,还包括步骤:若在第一区域图像中检测到人眼,则进入虹膜识别模式;从第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件;若满足虹膜识别条件,则从眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;通过复合成像设备获取该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件;若满足人脸识别条件,则根据第二区域图像的人脸特征进行人脸识别;以及根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0008] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,判断第二区域图像是否满足人脸识别条件的步骤包括:提取第二区域图像中的人脸关键点;判断所提取的人脸关键点中是否包含特定关键点;若包含特定关键点,则统计所提取的人脸关键点数目,判断该数目是否满足人脸识别条件;若满足人脸识别条件,则根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,如符合则进行人脸识别,若不符合则重新采集第二区域图像。
[0009] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,判断眼部图像是否满足虹膜识别条件的步骤包括:计算眼部图像的图像质量参数,判断其图像质量是否满足预设条件;若满足预设条件,则计算眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距,以判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件;若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则重新采集第一区域图像。
[0010] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,通过复合成像设备获取该用户在第一区域或第二区域中包含人眼的对应图像的步骤包括:通过显示调整信号引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。
[0011] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,还包括用户自主选择当前识别模式的步骤:若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;对该第一区域图像执行定位判断步骤、虹膜识别步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;采集该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;以及对该第二区域图像执行判断步骤、人脸识别步骤,以再次确定该用户的合法身份。
[0012] 可选地,在根据本发明的身份认证方法中,用户自主选择当前识别模式的步骤还包括:若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;对该第二区域图像执行判断步骤、人脸识别步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式;采集该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;以及对该第一区域图像执行定位判断步骤、虹膜识别步骤,以再次判确定该用户的合法身份。
[0013] 根据本发明的另一方面,提供了一种身份认证设备,该身份认证设备与复合成像设备相耦接,身份认证设备包括:接收单元,适于接收经由复合成像设备采集的待识别用户的面部图像、及在虹膜识别模式下,接收由复合成像设备采集的该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像,其中,复合成像设备适于利用分区域分波段的滤光片组件将入射光源分为两组两个波段的光,并在图像传感器对应的区域上分别成像,得到近红外光成像的第一区域图像和可见光成像的第二区域图像;人眼检测单元,适于对面部图像进行人眼检测;判断单元,适于判断面部图像中是否存在人眼,其中,若在第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼,则由接收单元接收由复合成像设备重新采集的该用户的面部图像,若在第二区域图像中检测到人眼,则进入人脸识别模式;定位单元,适于在虹膜识别模式下,从第一区域图像中定位裁切出眼部图像;判断单元还适于判断第二区域图像是否满足人脸识别条件、以及判断所定位得到的眼部图像是否满足虹膜识别条件;识别单元,适于在满足人脸识别条件时,根据第二区域图像的人脸特征进行人脸识别、以及在满足虹膜识别条件时,从眼部图像中提取虹膜特征以进行虹膜识别;以及认证单元,适于根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法,在判定该用户为合法用户时,进入虹膜识别模式、以及还适于根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0014] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,判断单元还适于在经人眼检测单元在第一区域图像中检测到人眼时,先进入虹膜识别模式;认证单元还适于根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法,若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;接收单元还适于在人脸识别模式下,接收由复合成像设备重新采集的该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;以及认证单元还适于根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0015] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,判断单元包括:特征提取子单元,适于提取第二区域图像中的人脸关键点;判断子单元,适于判断所提取的人脸关键点中是否包含特定关键点;统计子单元,适于在判断出包含特定关键点后,统计所提取的人脸关键点数目;判断子单元还适于判断该数目是否满足人脸识别条件,若满足,则根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,如符合则进行人脸识别,否则重新采集第二区域图像。
[0016] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,判断单元还包括:计算子单元,适于计算眼部图像的图像质量参数、眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距;判断子单元还适于判断其图像质量是否满足预设条件,及还适于在满足预设条件时,判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件,若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则重新采集第一区域图像。
[0017] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,还包括:控制单元,适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。
[0018] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,接收单元还适于接收用户自主选择当前识别模式,其中,若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则先执行虹膜识别进行初步判定、再执行人脸识别再次确定用户的合法身份;若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则先执行人脸识别进行初步判定、再执行虹膜识别再次确定用户的合法身份。
[0019] 可选地,在根据本发明的身份认证设备中,控制单元还适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度,以采集到符合当前识别模式要求的图像。
[0020] 根据本发明的又一方面,提供了一种移动终端,包括:如上的身份认证设备;以及复合成像设备,与身份认证设备相耦接,包括:镜头组件,包括固定焦距的光学透镜;滤光片组件,包括允许可见光波段的光通过的可见光带通滤光片和允许近红外光波段通过的近红外光带通区域;以及图像传感器,包括可见光成像区域、近红外光成像区域以及这两个区域之间的过渡区域,其中,可见光成像区域在可见光成像模式下对通过可见光带通滤光片的可见光进行成像,以及近红外光成像区域在近红外光成像模式下对通过近红外光带通滤光片的近红外光进行成像。
[0021] 由于虹膜和人脸的图像采集设备相互独立,故,要在移动终端上同时实现虹膜识别和人脸识别具有一定的难度,但如前文所述,单一模态的生物特征识别技术又有一定的局限性。现有的在移动终端上实现人脸识别和虹膜识别结合的方案,只能简单地采集近红外光人脸图像,将其分别与人脸图像数据库和虹膜图像数据库进行比对,以完成人脸识别和虹膜识别。应当了解,人脸图像数据库一般都是基于可见光成像的人脸图像,将采集的近红外光人脸图像与数据库中的可见光人脸图像进行比对势必会降低识别的准确性。
[0022] 而在本方案执行人脸识别和虹膜识别步骤时,都分别进行了采集图像→确认图像满足识别条件→识别判断等步骤,且采集的图像与识别模式相对应:在人脸识别模式下,对应的图像是可见光人脸图像;在虹膜识别模式下,对应的是近红外的眼部图像。若根据人脸图像初步判定用户是合法用户,就再进行虹膜图像采集,根据虹膜图像进一步确定该用户的合法身份。同理,若先是根据虹膜图像初步判定了用户的合法身份,就再进行人脸图像采集,根据人脸图像进一步确定该用户的合法身份。通过这样的二次认证方式,能够进一步提高识别的准确性和可靠性;并且,从硬件成本上,本方案并没有增加额外的摄像头组件,不会对用户正常使用移动终端造成影响。
[0023] 另外,本方案还可以通过对首次采集到的面部图像进行人眼检测,依据人眼的成像位置自动选择当前最佳的生物特征识别模式,并依序完成人脸识别和虹膜识别两种模式下的身份认证。具体地,若人眼在可见光成像区域,则先执行人脸识别再进行虹膜识别,若检测到人眼在近红外成像区域,则先进行虹膜识别再进行人脸识别。当然,用户也可以根据自身的习惯和需求自主选择识别模式。整个识别过程更加智能、便捷,在保证识别准确性的同时,还具有良好的用户体验。附图说明
[0024] 为了实现上述以及相关目的,本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面,这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式,并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述,本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开,相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
[0025] 图1示出了根据本发明一个实施例的身份认证方法100的流程图
[0026] 图2示出了根据本发明一个实施例的复合成像设备200的示意图;
[0027] 图3示出了通过复合成像设备200采集面部图像的三种情形对比图;
[0028] 图4示出了根据本发明另一实施例的身份认证方法400的流程图;
[0029] 图5示出了复合成像设备200在虹膜识别模式下输出图像示意图;
[0030] 图6示出了复合成像设备200在人脸识别模式下输出图像示意图;
[0031] 图7示出了根据本发明一个实施例的身份认证设备700的框图;以及
[0032] 图8示出了根据本发明又一实施例的身份认证设备700的框图。

具体实施方式

[0033] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0034] 图1示出了根据本发明一个实施例的基于多生物特征识别的身份认证方法100的流程图。
[0035] 根据一种实现方式,适于执行方法100的移动终端除了包括存储器接口数据处理器、中央处理单元、外围接口、屏幕等必要配置外,还包括实现为摄像头模组的复合成像设备200、近红外光源、以及身份认证设备700。其中,身份认证设备700与复合成像设备200相耦接,用于执行本方法100、完成多生物特征识别的身份认证方案。
[0036] 一般地,复合成像设备200被布置于移动终端屏幕正面的一侧,比如屏幕顶部或者屏幕底部。近红外光源可以包括780~880nm波段范围内的一颗或多颗红外LED,可选地,近红外光源放置于移动终端的触摸板之下,例如,移动终端的正面按键底层(如Home键底层),这样不必在其他位置专开孔导致影响视觉外观。
[0037] 图2示出了根据本发明一个实施例的复合成像设备200的示意图。如图2所示,该复合成像设备200包括图像传感器210、滤光片组件220、镜头组件230。根据本发明的一个实施例,滤光片组件220包括可见光带通滤光片221和近红外光带通滤光片222(图中示出为用反斜线填充);图像传感器210包括用于近红外光成像的第一区域(图中示出为用反斜线填充)、用于可见光成像的第二区域以及在第一、第二区域之间的过渡区域(示出为用横线填充)。
[0038] 全光谱光线入射穿过镜头组件230并到达滤光片组件220,其中可见光带通滤光片221允许可见光(例如,波长为380-760nm)通过,而近红外光带通滤光片222允许近红外光(例如,波长为780-880nm)通过。可见光带通滤光片221和近红外光带通滤光片222可以通过膜来实现。通过可见光带通滤光片221的可见光基本在图像传感器210的第二区域成像,而通过近红外光带通滤光片222的近红外光基本在图像传感器210的第一区域成像。利用图像处理软件可以分别将图像传感器的第一、第二区域的成像区分开来,其中第二区域的成像对应于正常的可见光成像,例如用户使用诸如手机等移动终端进行日常自拍时的成像,而第一区域的成像对应于近红外模式下的成像,例如用户在使用手机进行虹膜识别时的成像。
[0039] 在步骤S110中,通过复合成像设备200采集待识别用户的面部图像。如上所述,采集到的用户面部图像包括近红外光和可见光两部分的图像(由于过渡区域面积有限,其主要对可见光成像有影响,并且可以通过图像处理软件消除该影响,故此处对过渡区域成像不作讨论)。
[0040] 如图3所示,通过复合成像设备200采集用户的面部图像可能会出现以下三种情形,分别对应图3中的(a)、(b)、(c)(图中将每个成像区域分为三部分,从上到下依次是近红外成像区域、过渡区域、可见光成像区域):
[0041] ①如图3(a),人眼位于可见光成像的第二区域图像中;
[0042] ②如图3(b),人眼位于近红外光成像的第一区域图像中;
[0043] ③如图3(c),人眼既不在第一区域图像中,也不在第二区域图像中。
[0044] 随后在步骤S120中,对采集到的面部图像进行人眼检测:
[0045] 若在第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼(即上述第③种情况),则返回步骤S110重新采集该用户的面部图像;
[0046] 若在第二区域图像中检测到人眼(即上述第①种情况),即得到可见光图像,故,进入人脸识别模式。
[0047] 随后在步骤S130中,在人脸识别模式下,判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件。
[0048] 具体地,先提取第二区域图像中的人脸关键点,判断所提取的人脸关键点中是否包含了特定关键点(例如,靠近人脸四周轮廓的关键点),若包含特定关键点,说明采集到了足够多面积的人脸,那么再统计所提取的人脸关键点的数目,当有足够数量的用于人脸识别的特征点(即,人脸关键点)出现在获取的人脸图像时,就认为满足了人脸识别条件。
[0049] 更进一步地,还可以根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,例如,用户必须是正面面对镜头,此时采集到的人脸关键点应该是左右对称的。如符合人脸采集要求,则进行人脸识别,若不符合则返回步骤S110,重新采集第二区域图像。
[0050] 随后在步骤S140中,在判断第二区域图像满足人脸识别条件后,根据第二区域图像中的人脸特征进行人脸识别。应当注意的是,本发明对人脸识别算法不作限制,任何人脸识别算法都可以与本发明的实施例相结合,以完成人脸识别步骤。
[0051] 随后在步骤S150中,根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法。即,若在已经注册的用户库中能够匹配到该用户的人脸特征,则初步判定该用户合法,否则用户不合法,结束此次用户身份认证。
[0052] 前文提到,人脸识别性能易受环境光线变化影响、且识别精度不及虹膜识别,故在经人脸识别初步判定用户为合法用户后,还需通过虹膜识别作进一步确认。
[0053] 随后在步骤S160中,在初步判定该用户为合法用户后,进入虹膜识别模式:通过复合成像设备200获取该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像。根据本发明的一种实施方式,在移动终端的显示屏幕上会实时显示拍摄的图像,故通过在显示屏幕上显示调整信号就可以引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度或/和距离,直至在第一区域图像中检测到人眼,即在图像传感器210上的成像如图3(b)所示。
[0054] 随后在步骤S170中,从第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件。
[0055] 由于眼部图像不清晰时会影响眼部图像聚焦反射的效果,故在虹膜识别前期会先加入对眼部图像质量的考量,即,先计算该眼部图像的图像质量参数,判断其图像质量是否满足预设条件。可选地,图像质量参数包括眼部图像的清晰度、对比度信噪比等。
[0056] 接下来,若图像质量满足预设条件,则计算眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距,以判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件,若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则返回步骤S160重新采集第一区域图像。
[0057] 随后在步骤S180中,在判断第一区域图像满足虹膜识别条件后,从第一区域图像的眼部图像中提取虹膜特征,以进行虹膜识别。应当注意的是,本发明对虹膜识别算法不作限制,任何虹膜识别算法都可以与本发明的实施例相结合,已完成虹膜识别步骤。
[0058] 随后在步骤S190中,根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份,输出结果并结束此次用户身份认证。即,若在已经注册的用户库中能够匹配到该用户的虹膜特征,则最终确认该用户合法。
[0059] 结合人脸识别和虹膜识别进行用户身份认证的方法100至此结束。通过描述应当了解,本方法在执行人脸识别和虹膜识别步骤时,都分别进行了采集图像→确认图像满足识别条件→识别判断等步骤,且采集的图像与识别模式相对应:在人脸识别模式下,对应的图像是可见光人脸图像;在虹膜识别模式下,对应的是近红外的眼部图像。
[0060] 而现有的移动终端的人脸识别和虹膜识别结合的方案,由于虹膜和人脸的图像采集设备相互独立,只能简单地采集近红外光人脸图像,将其分别与人脸图像数据库和虹膜图像数据库进行比对,以完成人脸识别和虹膜识别。应当了解,人脸图像数据库一般都是基于可见光成像的人脸图像,将近红外光人脸图像与可见光人脸图像进行比对势必会降低识别的准确性。相较而言,本方案的识别准确度具有明显提升。
[0061] 另外,本方案通过对首次采集到的面部图像进行人眼检测,依据人眼的成像位置自动选择当前最佳的生物特征识别模式,并依序完成人脸识别和虹膜识别两种模式下的身份认证。具体地,若人眼在可见光成像区域,则先执行人脸识别再进行虹膜识别(如方法100所述),同样地,若检测到人眼在近红外成像区域,则先进行虹膜识别再进行人脸识别,如下面方法400所述。通过这样的二次认证方式,能够有效规避单一模式识别的缺点,进一步提高识别的准确性和可靠性。
[0062] 如图4所示,步骤S410同步骤S110,通过复合成像设备采集用户的面部图像。
[0063] 随后在步骤S420中,当检测到人眼位于近红外光成像的第一区域图像中时,如图3(b)所示,即进入虹膜识别模式。
[0064] 随后在步骤S430中,从第一区域图像中定位裁切出眼部图像,并判断该眼部图像是否满足虹膜识别条件。同步骤S170中所描述的一样,在判断过程中,会先判断眼部图像的图像质量是否满足预设条件;然后再判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件,若都满足则进行虹膜识别,否则返回步骤S410重新采集第一区域图像。
[0065] 随后在步骤S440中,当满足虹膜识别条件时,从眼部图像中提取出虹膜特征以进行虹膜识别。应当注意的是,本发明对虹膜识别算法不作限制,任何虹膜识别算法都可以与本发明的实施例相结合,已完成虹膜识别步骤。
[0066] 随后在步骤S450中,根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法。若在已经注册的用户(虹膜数据)库中能够匹配到该用户的虹膜特征,则初步判定该用户合法,否则用户不合法,结束此次用户身份认证。
[0067] 同样地,在初步判定用户合法后,再对用户进行人脸识别,以再次确认用户身份的合法性。
[0068] 在步骤S460中,若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式,通过复合成像设备200获取该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像(如图3(a)所示的图像)。根据本发明的一种实施方式,在移动终端的显示屏幕上会实时显示拍摄的图像,故通过在显示屏幕上显示调整信号就可以引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度或/和距离,直至在第二区域图像中检测到人眼,即在图像传感器210上的成像如图3(a)所示。
[0069] 随后在步骤S470中,判断该第二区域图像是否满足人脸识别条件。同步骤S130,在判断过程中,提取第二区域图像中的人脸关键点,若从所提取的人脸关键点判断出采集的人脸面积足够大、提取的关键点数目足够多时,就认为满足了人脸识别条件。
[0070] 可选地,还可以根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求。如符合人脸采集要求,则进行人脸识别,若不符合则返回步骤S460,重新采集第二区域图像。
[0071] 随后在步骤S480中,若满足人脸识别条件,则根据第二区域图像的人脸特征进行人脸识别。应当注意的是,本发明对人脸识别算法不作限制,任何人脸识别算法都可以与本发明的实施例相结合,以完成人脸识别步骤。
[0072] 随后在步骤S490中,根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份,输出结果并结束此次用户身份认证。即,若在已经注册的用户人脸数据库中能够匹配到该用户的人脸特征,则最终确认该用户合法。
[0073] 在本方案中,除了方法100和方法400中所描述的、通过检测人眼位置自动确定当前识别模式(及识别模式的顺序)外,还可以由用户自主选择识别模式的顺序。
[0074] 根据一种实现方式,若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则通过在显示屏幕上显示调整信号,引导用户调整拍摄角度或/和距离来采集用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像,如图5所示,图中将成像区域分为三部分,从上到下依次是近红外成像区域、过渡区域、可见光成像区域。
[0075] 接下来,同方法400的执行过程一样,先对第一区域图像执行虹膜识别模式下的定位、判断、虹膜识别等步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式,再采集该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像,并对该第二区域图像执行判断、人脸识别等步骤,以再次判定该用户的合法身份。
[0076] 根据另一种实现方式,若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则通过在显示屏幕上显示调整信号,引导用户调整拍摄角度或/和距离来采集用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像,如图6所示,图中将成像区域分为三部分,从上到下依次是近红外成像区域、过渡区域、可见光成像区域。
[0077] 接下来,同方法100的执行过程一样,先对第二区域图像执行人脸识别模式下的判断、人脸识别等步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式,再采集该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像,并对该第一区域图像执行定位、判断、虹膜识别等步骤,以再次判定该用户的合法身份。
[0078] 图7示出了根据本发明一个实施例的基于多生物特征识别的身份认证设备700的框图。该设备700与复合成像设备200相耦接,用于执行方法100或方法400。
[0079] 该身份认证设备700包括:接收单元710、人眼检测单元720、判断单元730、定位单元740、识别单元750、以及认证单元760。
[0080] 接收单元710适于接收经由复合成像设备200采集的待识别用户的面部图像。
[0081] 人眼检测单元720适于对该面部图像进行人眼检测,并交由判断单元730进行判断。
[0082] 判断单元730适于判断该面部图像中是否存在人眼。如图3所示,检测面部图像可能会出现以下三种情形,分别对应图3中的(a)-(c):
[0083] ①如图3(a),人眼位于可见光成像的第二区域图像中;
[0084] ②如图3(b),人眼位于近红外光成像的第一区域图像中;
[0085] ③如图3(c),人眼既不在第一区域图像中,也不在第二区域图像中。
[0086] 若在第一区域图像和第二区域图像中均未检测到人眼,则由接收单元710接收由复合成像设备200重新采集的该用户的面部图像;若在第二区域图像中检测到人眼,则进入人脸识别模式;若在第一区域图像中检测到人眼,则进入虹膜识别模式。
[0087] 在人脸识别模式下:
[0088] 判断单元730还适于判断第二区域图像是否满足人脸识别条件。根据本发明的一个实施例,判断单元730包括:特征提取子单元、统计子单元和判断子单元,其中,特征提取子单元适于提取第二区域图像中的人脸关键点;判断子单元适于判断所提取的人脸关键点中是否包含特定关键点;统计子单元适于在判断出包含特定关键点后,统计所提取的人脸关键点数目;判断子单元还适于判断该数目是否满足人脸识别条件,若满足,则根据提取的关键点判断用户姿态是否符合人脸采集要求,如符合则进行人脸识别,否则重新采集第二区域图像。
[0089] 识别单元750适于在满足人脸识别条件时,根据第二区域图像的人脸特征进行人脸识别。
[0090] 认证单元760适于根据人脸识别结果初步判定该用户是否合法,在判定该用户为合法用户时,进入虹膜识别模式。
[0091] 在虹膜识别模式下:
[0092] 接收单元710还适于接收由复合成像设备200采集的该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像。
[0093] 定位单元740适于从第一区域图像中定位裁切出眼部图像。
[0094] 再交由判断单元730判断所定位得到的眼部图像是否满足虹膜识别条件。根据本发明的一个实施例,判断单元730除了上述特征提取子单元、统计子单元和判断子单元外,还包括计算子单元,适于计算眼部图像的图像质量参数、眼部图像中的虹膜半径、双眼瞳孔间距;然后由判断子单元判断其图像质量是否满足预设条件,并且在判断图像质量满足预设条件时,判断虹膜半径值和双眼瞳孔间距值是否满足虹膜识别条件,若满足虹膜识别条件,则进行虹膜识别,否则重新采集第一区域图像。
[0095] 识别单元750适于在满足虹膜识别条件时,从该眼部图像中提取虹膜特征,进行虹膜识别。
[0096] 最终由认证单元760根据虹膜识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0097] 同方法400所描述的那样,若人眼检测单元720在第一区域图像中检测到人眼,则判断单元730判断先进入虹膜识别模式。此时,认证单元760适于根据虹膜识别结果初步判定该用户是否合法,若初步判定该用户为合法用户,则再进入人脸识别模式。接收单元710还适于在人脸识别模式下,接收由复合成像设备200重新采集的该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像,并且最终由认证单元760根据人脸识别结果再次确定该用户的合法身份。
[0098] 根据一种实现方式,除了上述单元外,该身份认证设备700还可以包括控制单元770,如图8所示。当接收单元710需要重新接收由复合成像设备200重新采集的第一区域图像或第二区域图像时,控制单元770适于通过控制在移动终端的显示屏幕上显示信号来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备200的角度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。
[0099] 根据本发明的实施方式,除了由设备700根据人眼成像位置自动选择当前的识别模式外,还可以由接收单元710接收用户自主选择的当前识别模式。
[0100] 例如,若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,控制单元770通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度和/或距离,以采集到符合虹膜识别模式要求的图像,如图5所示。然后,先在虹膜识别模式下进行初步判定、再在人脸识别模式下再次确定用户身份。
[0101] 又如,若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,控制单元770通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度和/或距离,以采集到符合人脸识别模式要求的图像,如图6所示。然后,先在人脸识别模式下进行初步判定用户是否合法、再在虹膜识别模式下再次确定用户的合法身份。
[0102] 应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0103] 本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中,或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
[0104] 本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0105] A6、如A1-5中任一项所述的方法,还包括用户自主选择当前识别模式的步骤:若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;对该第一区域图像执行定位判断步骤、虹膜识别步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入人脸识别模式;采集该用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;以及对该第二区域图像执行所述判断步骤、人脸识别步骤,以再次确定该用户的合法身份。A7、如A6所述的方法,其中用户自主选择当前识别模式的步骤还包括:若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则通过调整拍摄角度或/和距离采集用户在第二区域中包含人眼的第二区域图像;对该第二区域图像执行判断步骤、人脸识别步骤,以初步判定该用户是否合法;若初步判定该用户为合法用户,则进入虹膜识别模式;采集该用户在第一区域中包含人眼的第一区域图像;以及对该第一区域图像执行所述定位判断步骤、虹膜识别步骤,以再次确定该用户的合法身份。
[0106] B12、如B8-11中任一项所述的设备,还包括:控制单元,适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度或/和距离,直至在对应区域图像中检测到人眼。B13、如B8-12中任一项所述的设备,其中,接收单元还适于接收用户自主选择当前识别模式,其中,若用户选择当前识别模式为虹膜识别模式,则先执行虹膜识别进行初步判定、再执行人脸识别再次确定用户的合法身份;若用户选择当前识别模式为人脸识别模式,则先执行人脸识别进行初步判定、再执行虹膜识别再次确定用户的合法身份。B14、如B13所述的设备,其中,控制单元还适于通过控制信号显示来引导待识别用户调整人脸和复合成像设备的角度,以采集到符合当前识别模式要求的图像。
[0107] 此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0108] 此外,所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此,具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外,装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子:该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
[0109] 如在此所使用的那样,除非另行规定,使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例,并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
[0110] 尽管根据有限数量的实施例描述了本发明,但是受益于上面的描述,本技术领域内的技术人员明白,在由此描述的本发明的范围内,可以设想其它实施例。此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围,对本发明所做的公开是说明性的,而非限制性的,本发明的范围由所附权利要求书限定。
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