一种身份识别方法与系统与流程

本发明属于信息识别技术领域，尤其涉及一种身份识别方法与系统。

背景技术：

带有信息存储功能的证件、卡片在我们的生活里扮演着重要的角色。如我们最常见的身份证、会员卡等，它们最大的特点就是能把用户的信息存储在内置储存芯片之中，通过识别终端很容易读出用户相关信息，其中包括人脸图像信息。

在生活中，存在着对带有信息存储功能的证件、卡片的持有人身份识别的需求，例如，现今市场中，存在着许多持假冒证件的或者假冒卡证主人持取他人卡证扰乱市场的现象。

现有技术中，一般采用识别卡证的真伪，或者人工对比卡证表面的印刷图像和现场持卡人是否吻合的方法来识别持卡人身份信息，这样会导致对持卡人的身份识别效率低下且结果准确度不够的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种身份识别方法与系统，以解决现有技术中对持卡人的身份识别效率低下且结果准确度不够的问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种身份识别方法，包括：

提取卡证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、卡证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征；

对比所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征，根据对比结果识别卡证真伪；

当卡证识别结果为真时，对比所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征，并对比第二人脸局部特征和第三人脸局部特征，根据对比结果识别持卡人身份。

进一步的，提取卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像；将所述的第一人脸图像信息作为模板，在卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像中匹配到与所述模板的相似性测度最大的图像区域，分别作为所述第二人脸图像和所述第三人脸图像。

进一步的，所述的人脸局部特征提取方法为：均采用LBP(Local Binary Patterns局部二值模式)特征提取算法进行人脸局部特征提取。

进一步的，当卡证真伪识别结果为伪时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

进一步的，当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果全为真时，输出持卡人身份识别结果为真的信息；当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果不全为真时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种身份识别系统，包括：

第一提取单元，用于提取卡证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、卡证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征；

第一对比单元，用于对比所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征，根据对比结果识别卡证真伪；

第二对比单元，用于当卡证识别结果为真时，对比所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征，并对比第二人脸局部特征和第三人脸局部特征，根据对比结果识别持卡人身份。

进一步的，所述系统还包括第二提取单元，用于提取卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像；

匹配单元，用于将所述的第一人脸图像信息作为模板，在卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像中匹配到与所述模板的相似性测度最大的图像区域，分别作为所述第二人脸图像和所述第三人脸图像。

进一步的，所述的人脸局部特征提取方法为：采用LBP特征提取算法进行人脸局部特征提取。

进一步的，当卡证真伪识别结果为伪时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

进一步的，当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果全为真时，输出持卡人身份识别结果为真的信息；

当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果不全为真时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

在本发明的实施例中，由于采用了人脸识别算法自动提取人脸局部特征并进行人脸对比，并且对三个图像的人脸局部特征进行了两两对比，使得对持卡人身份的识别效率得到了提高，同时还提升了识别的准确度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种身份识别方法的实现流程图；

图2是本发明中卡证读取扫描模块的结构示意图；

图中：1-控制模块，2-第一接触式图像传感器，3-卡证出口，4-第二接触式图像传感器，5-回收模块，6-传动模块，7-接口模块，8-信息读取模块，9-卡证入口，10-入卡检测模块，11-过卡通道，12-壳体，13-提示模块。

图3是LBP特征提取示意图；

图4是将本发明应用到识别身份证持卡人身份中的优选实施例示意图；

图5是本发明实施例提供的系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提取卡证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、卡证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征；对比所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征，根据对比结果识别卡证真伪；当卡证识别结果为真时，对比所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征，并对比第二人脸局部特征和第三人脸局部特征，根据对比结果识别持卡人身份。

图1示出了本发明实施例提供的一种身份识别方法的实现流程图，详述如下：

在S101中，提取卡证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、卡证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征。

在所述提取人脸局部特征之前，还包括：

采集卡证内置芯片存储图像、卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像；

提取卡证内置芯片存储图像、卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像中人脸图像。

所述采集卡证内置芯片存储图像与卡证表面印刷图像，可以采用卡证读取扫描模块进行采集。

所述由于卡证内置芯片存储图像是标准拍摄，人脸处于标准位置，因此，可以在固定区域内有效提取到人脸图像。提取卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像中人脸图像时，采用卡证内置芯片存储图像中的人脸图像作为模板，使用模板匹配算法进行相似性测度计算并选取出人脸图像。

所述提取卡证内置芯片存储图像、卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像中人脸图像中人脸局部特征，采用LBP特征提取算法进行人脸局部特征提取。

在S102中，对比所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征，根据对比结果识别卡证真伪。

所述对比人脸局部特征是指，对S101中获取到的LBP特征进行对比判定，判定方法可以采用计算两个LBP特征的相似度方差，根据方差值判断是否为同一人。如：假设对于人脸图像1和人脸图像2，其LBP特征分别为H₁和H₂，则二者的相似度方差定义如下：

其中，b表示特征向量的长度，d表示相似度方差，d取值越小，表示两个人脸样本越相似。因此按上式计算出2幅人脸图像之间的相似度方差，可以判定是否为同一人头像。

也可以采用选用合适的分类器进行分类，分类器多采用组合分类器的形式，每个局部特征对应一个分类器，后采用投票或线性加权等方式判定是否为同一人等方法，由于这些对比判定方法都是本领域通用做法，本发明不做详细表述。

所述根据对比结果识别卡证真伪，若对比结果为为真，则卡证识别结果为真，若对比结果为为伪，则卡证识别结果为伪。

在S103中，当卡证识别结果为真时，对比所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征，并对比第二人脸局部特征和第三人脸局部特征，根据对比结果识别持卡人身份。

所述对比人脸局部特征方法同S102中相同。

所述根据对比结果识别持卡人身份是指，要同时使用所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和第三人脸局部特征对比结果两个对比结果，来识别别持卡人身份。

进一步地，在所述S101中：

所述卡证读取扫描模块，如图2所示是卡证读取扫描模块的结构示意图，其中包括：

控制模块1，第一接触式图像传感器2，卡证出口3，第二接触式图像传感器4，回收模块5，传动模块6，接口模块7，信息读取模块8，卡证入口9，入卡检测模块10，过卡通道11，壳体12，提示模块13。

所述入卡检测模块，设置在所述壳体上靠近所述过卡通道一侧，并与所述控制模块相连。

所述控制模块，与所述传动模块、所述信息读取模块以及所述扫描模块分别相连。

所述传动模块，与所述过卡通道相连。

所述信息读取模块，设置在所述过卡通道一侧。

所述第一接触式图像传感器2与第二接触式图像传感器4分别设置在所述过卡通道两侧。

所述卡证读取扫描模块工作流程如下：

卡证从卡证入口9出插入，当卡检测模块10检测到卡证插入时，发送触发信息至控制模块1；控制模块1接收到触发信号后，生成传动控制信号及开始信号，并将传动控制信号发送给所述第一接触式图像传感器2和第二接触式图像传感器4所述传动模块6，将开始信号发送至所述第一接触式图像传感器2、第二接触式图像传感器4以及所述信息读取模块8；所述第一接触式图像传感器2、第二接触式图像传感器4以及所述信息读取模块8在接收到开始信号后，进入待机工作状态；所述传动模块6在接收到传动控制信号后，带动过卡通道11将卡证依次传动至信息读取模块8、第一接触式图像传感器2与第二接触式图像传感器4对应过卡通道11位置处；信息读取模块8、第一接触式图像传感器2与第二接触式图像传感器4在读取扫描到数据后，将数据发送至控制模块1；控制模块1在接收到数据后，通过接口模块7将数据发送至外部终端，同时控制传动模块6带动过卡通道11将发卡证传动至卡证出口3处，并发送提示信号至提示模块13；提示模块13接收到提示信号后，发出提示音，提示用户取走卡证；若无人取走卡证，控制模块1发出回收信号至回收模块5；回收模块5在接收到回收信号后，对卡证进行回收处理。其中所述若信息读取模块8无法采集到正常卡证数据时，控制模块1直接发出传动控制信号，使传动模块6带动过卡通道11将发卡证传动至卡证出口3处进行退卡处理。

所述提取卡证内置芯片存储图像、卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像中人脸图像包括：

提取卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像；

将所述的第一人脸图像信息作为模板，在卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像中匹配到与所述模板的相似性测度最大的图像区域，分别作为所述第二人脸图像和所述第三人脸图像。

在所述对卡证表面印刷图像以及现场持卡人图像中人脸图像进行提取时，使用提取到的卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像作为模板，使用模板匹配算法进行人脸图像提取，具体方法为：

1、将卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像，在待检测图像(即卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像)中进行遍历，做相似性测度计算。

2、根据相似性测度计算结果，找到相似性测度最大的值时待检测图像的位置，作为待检测图像中的人脸图像。

图像相似性测度计算的相关函数计算公式为：

其中，S(m,n)为待检测图像像素，T(m,n)为模版图像像素，R(i,j)为相似性测度，m图像像素的行数，n为图像像素的列数。

进一步地，在所述S102中：

所述的人脸局部特征提取方法为：采用LBP特征提取算法进行人脸局部特征提取。

所述的LBP特征提取算法说明如下：

首先介绍LBP算子的计算方式。如图3所示，对于一幅图像中的某个局部区域内的任意像素f(x_c,y_c)，以其中心点g_c，对3×3窗口内的8个点g₀～g₇，纹理T定义如下：

T～(g₀-g_c,…,g₇-g_c) (1)

以窗口中心点灰度值为阈值对窗口内其它像素做二值化处理，如公式(2)所示：

T≈t(s(g₀-g_c),…,s(g₇-g_c)),

得到一个8位的二进制数，按公式(3)对像素不同位置进行加权求和，即可得到该窗口的LBP值：

所述的采用LBP特征提取算法进行人脸局部特征提取的步骤如下:

1、对人脸区域图像进行划分，划分成n*n的小区域。

2、对每个区域进行上述LBP算子计算，得出每个小区域的LBP值。

3、计算每个小区域的直方图，即每个小区域中LBP值出现的频率；然后对该所述的直方图进行归一化处理。

4、将得到的每个小区域的直方图进行连接成为一个特征向量，即整个图像的LBP纹理特征向量亦即所述图像的人脸局部特征。

进一步的，在所述S102中还包括：

当卡证真伪识别结果为伪时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

所述卡证真伪识别为伪时，直接输出持卡人身份识别结果为伪的信息，此时无需再将所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征进行对比，也无需对第二人脸局部特征和第三人脸局部特征进行对比，直接得到身份识别结果。由于省去了两个对比步骤，极大地节省了身份识别的时间，提高了身份识别效率。

进一步的，在S103中：

当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果全为真时，输出持卡人身份识别结果为真的信息；

当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果不全为真时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

图4对应的是将本发明应用到识别身份证持卡人身份中的优选实施例，应当明白，本发明应用范围包括但不限于本发明优选实施例所述系统。

基于图4对应的实施例，详述如下：

实施例由三大部分组成，其中：

卡证扫描读取模块：负责对身份证卡片的吸入、内置芯片存储信息读取(包含内置芯片存储的图像)、图像扫描，并将内置芯片存储信息和扫描得到的身份证表面印刷图像传输至工控机；

图像采集模组：负责采集现场持卡人的图像并传输至工控机；

工控机：负责接收从卡证扫描读取模块与图像采集模组传输的信息与图像，并对内置芯片存储的图像与直接传输来的图像进行处理，执行人脸识别算法并进行持卡人身份识别判定。

详细实施步骤如下：

1、由卡证扫描读取模块和图像采集模组采集到身份证内置芯片存储的信息、身份证表面印刷图像及现场持卡人的图像，并传输至工控机。

2、工控机在接收到身份证内置芯片存储的信息、身份证表面印刷图像及现场持卡人的图像后，执行人脸识别第一步，人脸图像提取：

对身份证内置芯片存储信息中的内置芯片存储的图像进行人脸提取，并作为第一人脸图像；

将第一人脸图像作为模板，使用模板匹配算法对身份证表面印刷图像及现场持卡人的图像进行人脸图像提取，在卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像中匹配到与所述模板的相似性测度最大的图像区域，分别作为所述第二人脸图像和所述第三人脸图像。

3、工控机在提取到所述三个人脸图像后，执行人脸识别第二步，利用LBP特征提取算法提取提取身份证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、身份证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征。

4、工控机在提取到所述三个人脸局部特征后，执行人脸识别第三步，人脸局部特征对比判定：

将所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征进行对比判定。若对比判定结果为伪，则判定身份证为伪造身份证，终止人脸局部特征对比判定步骤，并输出身份证持卡人为伪的信息。若对比判定结果为真，则判定身份证为真实身份证，并进入下一步对比判定；

将所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征、第二人脸局部特征和第三人脸局部特征进行对比判定。当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果全为真时，输出身份证持卡人身份识别结果为真的信息。当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果不全为真时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

在本发明的优选实施例中，使用第一人脸图像作为模板作为模板提取第二人脸图像和第三人脸图像，有效地减少了提取第二人脸图像和第三人脸图像所需的运算量，提高人脸识别的效率同时也提高了身份识别的效率。在判定出卡证为伪的时候，直接终止后续判定，输出最终身份识别结果，有效地缩短了身份识别所需的时间，提高了身份识别的效率。通过采用人脸识别技术自动对持卡人身份进行识别，避免了人工对比带来的效率低下准确度低的问题，并在使用人脸识别技术中同时将第一人脸局部特征、第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征进行两两对比，避免了传统对比中只对比卡证表面的印刷图像和现场持卡人图像带来的准确度不够的问题，使得持卡人身份识别全自动化，使得持卡人身份识别更加高效，结果准确度也更高。

对应上文实施例所述的身份识别方法，图5示出了本发明实施例提供的身份识别系统的结构框图。

参照图5，该系统包括：

第一提取单元51，用于提取卡证内置芯片存储的第一人脸图像的第一人脸局部特征、卡证表面印刷的第二人脸图像的第二人脸局部特征以及现场持卡人的第三人脸图像的第三人脸局部特征；

第一对比单元52，用于对比所述第一人脸局部特征和所述的第二人脸局部特征，根据对比结果识别卡证真伪；

第二对比单元53，用于当卡证识别结果为真时，对比所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征，并对比第二人脸局部特征和第三人脸局部特征，根据对比结果识别持卡人身份。

进一步的，所述第一提取单元51之前还包括：

第二提取单元，用于提取卡证内置芯片存储的所述第一人脸图像；

匹配单元，用于将所述的第一人脸图像信息作为模板，在卡证表面印刷的图像及现场持卡人的图像中匹配到与所述模板的相似性测度最大的图像区域，分别作为所述第二人脸图像和所述第三人脸图像。

进一步的，所述第一提取单元51包括：

所述的人脸局部特征提取方法为：采用LBP特征提取算法进行人脸局部特征提取。

进一步的，所述第一识别单元52：

当卡证真伪识别结果为伪时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

进一步的，所述第二识别单元53包括：

当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果全为真时，输出持卡人身份识别结果为真的信息；

当所述第一人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果与所述第二人脸局部特征和所述第三人脸局部特征对比结果不全为真时，输出持卡人身份识别结果为伪的信息。

以上所述的实施例仅用于以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。