专利名称：基于人脸识别技术的证件防伪的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种证件的防伪技术领域，尤其是一种基于人脸识别技术的证件防伪的方法及装置。
背景技术：
身份证、护照、学历证书等各类证件作为公民的身份或资历资格证明文件，具有严肃的法律效力和非常广泛的用途。一段时间以来，各类不法分子为了达到非法目的，大肆伪造各类证件，严重扰乱了市场及社会秩序，同时也给证件的防伪工作带来了严峻的挑战。为了研制出有效的证件防伪技术，科研人员进行了长期不懈的努力。目前已经投入使用的证件防伪技术概括起来，主要有如下几种类型1、材料化学防伪技术。主要利用化学物质在特定条件下，如光、电、水、热、磁等所产生的特殊化学现象，如颜色、图形及仪器检测的信号等变化来判定标识的真伪。化学防伪主要是将特殊化学物质(加密物)掺加在载体物质中，这种已加密的载体有油墨、纸张、纤维和塑料等，其中以油墨最多。
2、激光全息防伪技术。主要利用光与物质相互作用时产生的散射、反射、透射、吸收和衍射等基本规律，以获得某种特殊的视觉效果，从而达到识别产品真假的目的。目前在光学领域防伪的主要技术手段是利用薄膜干涉效应的多层介质膜结构、光栅结构和利用信息光学概念的各种类型的全息技术。
3、物理防伪技术。主要是利用物理学方面独有的传感器技术和生产设备进行有效的防伪。近年来还发展了具有高技术独占性和专一性物理防伪技术，如隐含磁码技术、光致变色、光学变色、分子光化学和核径迹防伪技术。
4、印刷和造纸防伪技术。是指将防伪措施通过印刷的方式转移到印刷品上，使印刷品具有可鉴别的功能。造纸技术主要是配料和油墨防伪。印刷工艺防伪是采用计算机辅助设计、电子雕刻制版、凹版印刷、彩虹印刷、花纹对接、对印、接线印刷、折光印刷、隐形图形、图像干扰印刷、激光全息图形等技术来实现防伪。这些技术多用于商标、印钞和有价证券。
5、电子注册技术。是由认证中心将证件的相关内容(文本信息、照片等)在认证中心服务器中进行存档，用户可以通过Internet/Intranet进行查询从而验证证件的真伪。这种方法有两个使用前提1、证件的相关内容必须在认证中心存档；2、证件验证必须依赖于网络。实际上，大量证件的存档工作无疑需要额外耗费大量的人力、物力；在众多的实际应用场合，没有上网的条件。
6、数字水印(信息隐藏)。是向多媒体数据(图像、视频、音频等，也可以是文本信息)中添加某些数字信息以达到文件真伪鉴别、版权保护等目的。嵌入的水印信息隐藏于宿主文件中，不影响原始文件的可观性和完整性。数字水印技术可比较有效地防止证件被伪造。以制作个人身份证为例，一般要经过照片扫描、签名、制证机输入、打印和塑封等过程。上述新技术是在打印证件前，在照片上附加一个暗藏的数字水印。具体做法是在照片上对人所不可感知的信息进行处理，处理后的照片用肉眼看与原来完全一样，必须用专门的扫描器才能检测出数字水印。
7、数据加密技术。此项技术主要用于可机读证件的防伪。在制证过程将证件的机读信息加密之后存入证件的信息存储区，机读信息加密算法一般使用专用方法。在验证过程中，使用带有对应解密功能的专用设备来查验证件的真伪。目前我国正在颁发的第二代身份证即使用了此项技术。该技术可以防止伪造证件或篡改证件机读信息内容。
上述技术的着眼点主要是解决证件本身的防伪问题，而对于另一种形式的证件伪造——借用他人的合法证件则无能为力。对于依赖某些特殊材料或制作工艺、方法的防伪技术而言，一旦证件伪造者掌握了证件的制造材料、制作工艺或方法，则这些防伪技术显然就失去了意义。在上述防伪技术中，有一部分技术就存在着这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人脸识别技术的证件防伪的方法及装置，其不仅可以防止一般的证件假冒，还可以有效防止证件伪造者掌握了证件的制造方法后制造的假冒证件。
本发明的目的是这样实现的一种基于人脸识别技术的证件防伪的方法，包括制证及验证两个部分，其特征在于在制证程序中包括以下步骤首先进行照片扫描；接着将照片利用人脸识别技术生成特定的第一模板数据及归一化照片；然后将上述第一模板数据及归一化照片写入证件；
在验证程序中包括以下步骤第一步，利用查验设备读入第一模板数据及归一化照片；第二步，验证上述第一模板数据及归一化数据是否与规定格式相符；第三步，若经第二步查验数据符合则将归一化照片还原成扫描照片同一格式并与证件上的视读照片比较是否相同；第四步，若经第三步查证结果相同则按制证过程将归一化照片生成第二模板数据，比较第一模板数据与第二模板数据是否相同；上述第二至第四步如果任一比较结果为否则表明证件非法，则不需其以后的步骤。
为了完成本发明的目的，一种基于人脸识别技术的证件防伪的装置，用于验证如上述制证程序中所制作的证件的真伪，其特征在于包括信号处理板、控制板及信号读入器，信号处理板具有处理模块及存储模块，处理模块具有与验证过程对应的模板生成及人脸识别程序、证件查验程序，信号处理器与上述控制板通过网络接口相连，信号读入器可以读入证件中的第一模板数据及归一化照片，并通过串口与控制板相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是由于采用了人脸识别的方法生成特定格式的模板数据，可以有效防止证件的假冒，并可防止造假者在掌握了制作方法后的假冒。
图1是本发明基于人脸识别技术的证件防伪的方法的制证程序的流程示意图。
图2是本发明基于人脸识别技术的证件防伪的方法的验证程序的流程示意图。
图3是本发明基于人脸识别技术的证件防伪装置的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1所示，其显示本发明的基于人脸识别技术的证件防伪的方法的制证过程的流程示意图。在制作证件时，首先扫描证件照片，得到数字化后的照片数据。对于某些证件(如二代身份证)而言，这一步骤已经包含在普通证件制作过程之中。扫描仪的分辨率不低于300dpi(每英寸300个像素)。接着，将照片利用人脸识别技术生成特定的第一模板数据及归一化照片，即按照人脸识别系统的工作流程完成人脸检测、人脸识别、面部特征提取、照片归一化处理等步骤后将数字照片转化为照片第一模板数据(人脸特征数据)，在上述步骤中人脸检测算法采用多角度多尺度重心模板匹配检测算法，人脸识别算法采用基于PCA(主成分分析)变换的LDA(线形判别分析)方法。在整个处理过程中，有多项算法参数可以在一定范围内自由取值，如照片的归一化尺寸、PCA变换后特征向量的选择、LDA变换特征数量的选择等。这样一来，虽然攻击者有可能获悉本发明所使用的人脸检测及识别算法，但算法关键参数可能的取值组合数高达10000亿以上，因此对于攻击者而言破解难度极大。在照片归一化的处理中，系统对原始照片进行了缩放处理，使其尺寸满足统一的长宽规格要求(即归一化处理)，上述照片的统一规格设定为32(宽)*32(高)像素，归一化后的灰度照片数据容量为32*32＝1024字节(1K Byte)，第一模板数据容量目前最小为110字节，一般设定为880字节。两项数据相加，其存储空间占用不超过2K Byte，完全可以满足IC卡或二维条码的存储要求。要判断证件材质是IC卡还是一般的纸张，如果是IC卡则将上述照片归一化后的数据及第一模板数据写入IC卡中；如果是一般纸张的证件，则照片数据及模板生成二维条码，然后将二维条码印在纸张上，即制成证件。
参阅图2所示，其为使用本发明的基于人脸识别技术的证件防伪方法的验证的流程示意图。在制成证件后，如果需要验证证件是否为合法取得的，并且持证人即为合法的证件所有人，需要进行以下的验证程序，首先利用查验设备读入第一模板数据及归一化照片，使用证件验证系统的IC卡读写器(或二维条码阅读器)读入照片第一模板数据及归一化照片。第一模板数据及归一化照片只要缺少其一或数据格式与特定的格式不符，则可得知证件为伪造的非法证件；若第一模板数据及归一化照片均存在且符合数据格式，则首先将归一化照片还原成与扫描照片同一格式并与证件上的视读照片进行比对，若两者不一致，则可得知证件为伪造的非法证件；若通过了上述步骤的检验，证件验证系统则使用与制证过程相一致的模板生成算法及算法参数将读入的照片数据生成对应的第二模板数据。若证件是按本发明证件制作过程制作的有效证件，则第一模板数据与第二模板数据理论上应该为完全一致。本发明所使用的模板相似度取值范围为[-1，+1]。若两模板的相似度为+1，则表明两者完全一致。相似度取值越低，则两模板的差异越大(即证件为伪造)；若经上述查证表明相似度较大，通过验证，则继续验证即通过摄像设备输入持证人照片，并按照制证程序生成第三模板数据，验证第一模板数据与第三模板数据是否相同，上述比较步骤中如果任一比较结果为否则表明证件非法，则可以不进行其下的步骤。
请参阅图3所示，其为本发明基于人脸识别技术的证件防伪装置，用于验证按照上述制证程序所制作的证件的真伪，包括高性能DSP信号处理板1、ARM控制板2，具备锂电池、外接交流电两种供电方式，并连接有微型摄像头3、键盘4、液晶显示屏5、信号读入器6(IC卡读写器或二维条码阅读器，图中所示为IC卡读写器6)等输入输出设备。其中，微型摄像头3通过A/D转换器件直接与信号处理板1通过视频接口相连，其它外设均与ARM控制板2相连接。所述的DSP信号处理板1通过内部网络口与ARM控制板2相连。高性能DSP处理电路板1包括处理模块及存储模块，处理模块具有与验证过程对应的模板生成及人脸识别程序、证件查验程序。
通过以上方法及装置，本发明具有许多优点，适用范围内广，可适用于各类证件的防伪。证件制作过程简单快捷，对证件制作工艺、材质无特殊要求，可使用扫描仪、摄像机、打印机等标准通用设备完成证件制作过程，有效地节约了制证成本。与传统使用特殊材质、油墨、激光全息成像技术等防伪方法相比，制证成本可降低50％以上。证件查验过程操作简便，使用标准验证设备查验过程不超过3秒，证件查验结果可自动记录在验证设备之中，查验过程无需网络环境支持。防伪性能佳，不仅可以防止证件的非法伪造，而且还可以防止合法证件的非法借用。合法证件借用是传统的证件防伪方法难以解决的问题。
权利要求
1.一种基于人脸识别技术的证件防伪的方法，包括制证及验证两个部分，其特征在于在制证程序中包括以下步骤首先进行照片扫描；接着将照片利用人脸识别技术生成特定的第一模板数据及归一化照片；然后将上述第一模板数据及归一化照片写入证件；在验证程序中包括以下步骤第一步，利用查验设备读入第一模板数据及归一化照片；第二步，验证上述第一模板数据及归一化数据是否与规定格式相符；第三步，若经第二步查验数据符合则将归一化照片还原成扫描照片同一格式并与证件上的视读照片比较是否相同；第四步，若经第三步查证结果相同则按制证过程将归一化照片生成第二模板数据，比较第一模板数据与第二模板数据是否相同；上述第二至第四步如果任一比较结果为否则表明证件非法，则不需其以后的步骤。
2.如权利要求1所述的基于人脸识别技术的证件防伪的方法，其特征在于若经第四步查证结果相同，验证程序还包括第五步，即通过摄像设备输入持证人照片，并按照制证程序生成第三模板数据，验证第一模板数据与第三模板数据是否相同，以验证持证人是否非法。
3.如权利要求1所述的基于人脸识别技术的证件防伪的方法，其特征在于所述制证过程中经过人脸检测程序、面部特征提取程序生成第一模板数据。
4.如权利要求3所述的基于人脸识别技术的证件防伪的方法，其特征在于所述人脸检测程序使用多角度多尺度重心模板匹配检测算法。
5.如权利要求1所述的基于人脸识别技术的证件防伪的方法，其特征在于所述证件采用IC卡，在制证程序中写入时将归一化照片及第一模板数据写入IC卡的存储空间。
6.如权利要求1所述的基于人脸识别技术的证件防伪的方法，其特征在于所述证件为纸质，在制证程序中写入时将归一化照片及第一模板数据用标准的二维条码写入证件表面。
7.一种基于人脸识别技术的证件防伪的装置，用于验证如权利要求1中制证程序所制作的证件的真伪，其特征在于包括信号处理板、控制板及信号读入器，信号处理板具有处理模块及存储模块，处理模块具有与验证过程对应的模板生成及人脸识别程序、证件查验程序，信号处理板与上述控制板通过网络接口相连，信号读入器可以读入证件中的第一模板数据及归一化照片，并通过串口与控制板相连。
8.如权利要求7所述的基于人脸识别技术的证件防伪的装置，其特征在于进一步包括一摄像头，其与信号处理板通过视频接口相连，可以将视频信号输入上述信号处理板。
9.如权利要求7所述的基于人脸识别技术的证件防伪的装置，其特征在于所述信号读入器可以为IC卡读写器或二维条码阅读器。
10.如权利要求7所述的验证证件的基于人脸识别技术的证件防伪的装置，其特征在于进一步包括显示器及键盘。
全文摘要
本发明有关一种基于人脸识别技术的证件防伪的方法及装置，方法包括制证过程及验证过程，在制证过程中将扫描的照片按照规定格式生成第一模板数据及归一化照片，并将其存入证件，在验证过程中，通过设置的验证装置读取上述第一模板数据及归一化照片，验证其格式是否符合规定；如果符合规定则将归一化照片还原成证件上可读照片格式，验证其是否相同，如果相同则将归一化照片按照制证程序生成第二模板数据，将第一模板数据与第二模板数据比对，如果任一上述比对结果为否则证件非法。通过上述方法，可以有效地防止证件的假冒，提高证件的防伪力度。
文档编号G06K9/62GK1731414SQ20041005341
公开日2006年2月8日 申请日期2004年8月4日 优先权日2004年8月4日
发明者陈军 申请人:上海银晨智能识别科技有限公司