一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其通过如下步骤实现：（1）搭建视频监控环境，后台设置模块；（2）进行虹膜识别匹配：在登录人员当打开播放器播放视频前，所述虹膜图像采集装置会自动开启并等待，直到采集到屏幕前登录人员的虹膜图像，将其转化成虹膜信息代码后与所述虹膜信息代码数据库中进行匹配；（3）利用匹配与否触发视频播放的启停：当登录人员与步骤1中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息匹配时，可正常开启视频播放器，且对播放视频时间计时；当不匹配时，无法开启视频播放器。本方法使用方便、准确有效，能有效监控视频观看者的观看时间和专注度，对视频内容起到有效的保护作用，避免保密视频外泄。
【专利说明】一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，适用于视频教学的同步监控，属于监控方法。
【背景技术】
[0002]现阶段，网络培训平台的主要模块是“视频教学”，而如何监督学员按质按量的进行学习以及如何验证是否本人亲自学习是一个难题。一般来说，此类软件平台都没有采用有效监督办法，即只要学习打开视频，就开始计时生效直到关闭页面。目前的手段无法有效监督学员的学习过程，包括是否面对屏幕视频，是否本人在学。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种针对培训平台的使用方便、准确有效的虹膜识别防作弊方法。
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其包括如下步骤:
步骤1:搭建视频监控环境，后台设置模块:
提前通过虹膜图像采集装置拍摄虹膜图像，录入用户的虹膜特征并与用户声明的身份信息绑定，将虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码，并将所述虹膜信息代码存储到位于培训平台上的虹膜信息代码数据库中；
步骤2:进行虹膜识别匹配:
在登录人员当打开播放器播放视频前，所述虹膜图像采集装置会自动开启并等待，直到采集到屏幕前登录人员的虹膜图像，将其转化成虹膜信息代码后与所述虹膜信息代码数据库中进行匹配，查验登录人员是否属于步骤1中已经录入虹膜信息代码数据库的人员；:步骤3:利用匹配与否触发视频播放的启停:
当登录人员与步骤1中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息匹配时，可正常开启视频播放器，且对播放视频时间进行计时；
当登录人员与步骤1中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息不匹配时，则无法开启视频播放器；
学习时间计时启停与播放器的播放状态同步。
[0005]进一步的，所述步骤1中虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码的方法如下:
(1)采用虹膜图像采集装置拍摄虹膜图像；
(2)将拍摄的虹膜图像进行预处理，具体步骤如下:
a.通过虹膜定位准确地确定虹膜图像的内边界和外边界，虹膜图像边界定位是基于圆形虹膜的定位算法或基于非圆虹膜的定位算法；所述基于圆形虹膜的定位算法包括基于灰度梯度的定位方法以及基于二值边界点的方法；所述基于非圆虹膜的定位算法包括椭圆拟合法、动态轮廓线法； b.对虹膜图像进行归一化处理，将每幅原始图像调整到相同的尺寸和对应的位置；
C.对虹膜图像通过直方图均衡化处理，再通过同态滤波去除噪声干扰，最后利用基于重建的超分辨率方法改善虹膜图像；
(3)将预处理后的虹膜图像信息进行虹膜特征提取和编码，并采用Daugman的相位编码方法编码生成虹膜信息代码。
[0006]进一步的，所述步骤2中的虹膜识别的匹配方式采用的是认证方式，通过把待识别的虹膜图像特征与用户声明的身份信息进行比对，验证当前登录人员的虹膜图像特征是否与其之前采集的虹膜图像特征一致，根据比对结果判断是否属于同一模式，完成一对一的比较。
[0007]进一步的，所述步骤3中利用匹配与否触发视频播放的启停的方式是:所述视频播放器在播放前采集并保存当前登录人员的身份信息和虹膜图像2个参数，并对虹膜图像进行预处理，即基于圆形虹膜的定位算法或基于非圆虹膜的定位算法进行虹膜图像边界定位，然后对虹膜图像进行归一化处理，将每幅原始图像调整到相同的尺寸和对应的位置，再对虹膜图像通过直方图均衡化处理，再通过同态滤波去除噪声干扰，最后利用基于重建的超分辨率方法改善虹膜图像；最后将预处理后的虹膜图像信息进行虹膜特征提取和编码，采用Daugman的相位编码方法编码生成虹膜信息代码；调取出虹膜信息代码数据库中当前登录人员的身份信息所对应的虹膜信息代码，与生成的当前登录人员的虹膜信息代码对比；
当对比结果相同时即匹配，触发播放按钮，同时触发计时器计时，视频开始播放；当对比结果不相同时即不匹配，触发暂停按钮，同时触发计时器停止，视频暂停播放。
[0008]进一步的，在视频播放过程中，所述虹膜图像采集装置每隔时间T扫描一次登录人员的虹膜图像与步骤I中录入虹膜代码数据库的人员是否相同，如相同则继续播放，否则自动暂停播放，同时停止计时。
[0009]进一步的，所述用户声明的身份信息包括用户名和密码。
[0010]进一步的，所述虹膜图像采集装置设置在播放视频的显示器上。
[0011]本发明的有益效果是:
(I)本方法不仅是开启时启动虹膜识别，且在视频播放过程中一定时间间隔下不断地进行虹膜识别，能够有效监控视频观看者的观看时间和专注度，对其起到监督作用，杜绝作弊和替他人进行视频学习的情况，同时，虹膜识别正确与否直接关联视频播放能够对视频内容起到有效的保护作用，避免保密视频外泄，对观看者的针对性强。
[0012](2)本方法利用虹膜识别技术，包括虹膜图像采集、虹膜图像的预处理、虹膜图像的特征提取及采用Daugman的相位编码方法编码和身份认证四个工序，来完成视频播放的身份验证工作。每道工序都采用先进设备或算法，能有效提高验证的准确性和实时性。
[0013](3)本系统将虹膜识别技术与视频播放控制相结合，能有效验证当前登录人的身份是否正确，解决观看视频的作弊问题，实现众多观看用户的积分公平性，提高观看者的积极性。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
[0015]本实施例的实现方法如下:
步骤1:搭建视频监控环境，后台设置模块:
提前通过虹膜图像采集装置拍摄虹膜图像，录入用户的虹膜特征并与用户声明的身份信息绑定，将虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码，并将所述虹膜信息代码存储到位于培训平台上的虹膜信息代码数据库中；
步骤2:进行虹膜识别匹配:
在登录人员当打开播放器播放视频前，所述虹膜图像采集装置会自动开启并等待，直到采集到屏幕前登录人员的虹膜图像，将其转化成虹膜信息代码后与所述虹膜信息代码数据库中进行匹配，查验登录人员是否属于步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员；:步骤3:利用匹配与否触发视频播放的启停:
当登录人员与步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息匹配时，可正常开启视频播放器，且对播放视频时间进行计时；
当登录人员与步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息不匹配时，则无法开启视频播放器；
学习时间计时启停与播放器的播放状态同步。
[0016]进一步的，所述步骤I中虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码的方法如下:
虹膜信息转化处理代码技术流程主要包括虹膜图像采集、虹膜图像的预处理、虹膜图像的特征提取及编码等三个主要部分，其中虹膜图像的预处理部分又包括了虹膜定位、归一化以及图像增强。
[0017]I)虹膜图像采集
虹膜图像的获取是虹膜识别的第一步。虹膜直径约十几毫米，不同人种的虹膜颜色有着很大的差别，必须采用专门的虹膜图像采集装置才可拍摄出纹理丰富的虹膜图像。
[0018]2)虹膜图像的预处理
虹膜定位:是整个虹膜识别过程中最重要的环节，虹膜定位就是准确的确定虹膜的内边界和外边界，保证每次进行特征提取的虹膜区域不存在较大偏差，定位的速度和准确性决定了整个虹膜系统是否实用可行。虹膜边界定位方法主要分为两大类:一类是基于圆形虹膜的定位算法，其包括基于灰度梯度的定位方法(如微积分方法)，以及基于二值边界点的方法(如最小二乘法、Hough变换等)；另一类是基于非圆虹膜的定位算法，其包括椭圆拟合法、动态轮廓线法。本文所述所述技术采用灰度梯度的定位方法。
[0019]虹膜归一化:在获取虹膜图像的过程中，受焦距、人眼大小、眼睛的平移和旋转以及瞳孔的收缩等因素的影响，所得到的虹膜图像不仅大小不同而且存在旋转、平移等现象。为便于比较，一般虹膜识别系统都要对虹膜进行归一化处理，其目的是将每幅原始图像调整到相同的尺寸和对应的位置，从而消除平移、缩放和旋转对虹膜识别的影响。
[0020]虹膜图像增强:采集设备自身的原因使得虹膜图像光照不均匀，一般通过直方图均衡化处理。采集过程中还存在各种噪声的干扰，通常通过同态滤波去除由于反光等噪声干扰。如果采集到的用于虹膜识别的图像模糊不清晰，将会极大地影响虹膜识别系统的识别性能，通常利用基于重建的超分辨率方法改善虹膜图像。
[0021]3)虹膜特征提取及编码
依靠相应的算法对虹膜图像中独特的细节特征进行提取，并采取适当的特征记录方法，以此构成虹膜编码，最后形成特征模板，这一环节的结果直接关系到虹膜识别的准确率。本文所述技术采用的方法为Daugman的相位编码方法。该方法准确度高，技术成熟度高，占用内存小。
[0022]进一步的，所述步骤2中的虹膜匹配过程，即将采集图像的特征与数据库中的虹膜图像特征模板进行比对，虹膜识别系统的匹配过程可分为识别和认证两种形式，本文采用的是认证方式，把待识别特征与用户声明的身份模板进行比对，根据比对结果判断是否属于同一模式，完成一对一的比较。认证相对于识别来说范围要小得多，速度要快得多。本文要验证的是当前登录人的虹膜特征码是否与其之前采集的虹膜特征码一致。
[0023]进一步的，所述步骤3中利用匹配与否触发视频播放的启停的方式是:用于完成视频播放功能的模块与用于完成虹膜识别功能的模块，一个是前台模块(web)，一个是后台模块(service)，二者可以通过参数互发消息。视频模块，在播放前将当前登录人的身份证号和验证指令2个参数发给虹膜识别模块，而虹膜识别模块接收到消息后立即进行采集、图像处理、提取特征码、匹配身份验证等一系列操作，然后将操作结果发送给视频播放模块，视频播放模块根据结果来启动或停止播放。这样就实现了虹膜识别与视频播放的联动。
[0024]进一步的，在视频播放过程中，所述虹膜图像采集装置每隔时间T扫描一次登录人员的虹膜图像与步骤1中录入虹膜代码数据库的人员是否相同，如相同则继续播放，否则自动暂停播放，同时停止计时。
[0025]进一步的，所述用户声明的身份信息包括用户名和密码。
[0026]进一步的，所述虹膜图像采集装置设置在播放视频的显示器上。
[0027]本发明的工作原理:
虹膜识别是与眼睛有关的生物识别中对人产生较少干扰的技术。它使用相当普通的照相机元件，而且不需要用户与机器发生接触。能够实现更高的模板匹配性能。在所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。
[0028]以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于实现的步骤如下: 步骤1:搭建视频监控环境，后台设置模块: 提前通过虹膜图像采集装置拍摄虹膜图像，录入用户的虹膜特征并与用户声明的身份信息绑定，将虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码，并将所述虹膜信息代码存储到位于培训平台上的虹膜信息代码数据库中； 步骤2:进行虹膜识别匹配: 在登录人员当打开播放器播放视频前，所述虹膜图像采集装置会自动开启并等待，直到采集到屏幕前登录人员的虹膜图像，将其转化成虹膜信息代码后与所述虹膜信息代码数据库中进行匹配，查验登录人员是否属于步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员； 步骤3:利用匹配与否触发视频播放的启停: 当登录人员与步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息匹配时，可正常开启视频播放器，且对播放视频时间进行计时； 当登录人员与步骤I中已经录入虹膜信息代码数据库的人员的虹膜信息不匹配时，则无法开启视频播放器； 学习时间计时启停与播放器的播放状态同步。
2.根据权利要求1所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:所述步骤I中虹膜图像进行分析处理转化成虹膜信息代码的方法如下: (1)采用虹膜图像采集装置拍摄虹膜图像； (2)将拍摄的虹膜图像进行预处理，具体步骤如下: a.通过虹膜定位准确地确定虹膜图像的内边界和外边界，虹膜图像边界定位是基于圆形虹膜的定位算法或基于非圆虹膜的定位算法；所述基于圆形虹膜的定位算法包括基于灰度梯度的定位方法以及基于二值边界点的方法；所述基于非圆虹膜的定位算法包括椭圆拟合法、动态轮廓线法； b.对虹膜图像进行归一化处理，将每幅原始图像调整到相同的尺寸和对应的位置； c.对虹膜图像通过直方图均衡化处理，再通过同态滤波去除噪声干扰，最后利用基于重建的超分辨率方法改善虹膜图像； (3)将预处理后的虹膜图像信息进行虹膜特征提取和编码，采用Daugman的相位编码方法编码生成虹膜信息代码。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:所述步骤2中的虹膜识别的匹配方式采用的是认证方式，通过把待识别的虹膜图像特征与用户声明的身份信息进行比对，验证当前登录人员的虹膜图像特征是否与其之前采集的虹膜图像特征一致，根据比对结果判断是否属于同一模式，完成一对一的比较。
4.根据权利要求3所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:所述步骤3中利用匹配与否触发视频播放的启停的方式是:所述视频播放器在播放前采集并保存当前登录人员的身份信息和虹膜图像2个参数，并对虹膜图像进行预处理，即基于圆形虹膜的定位算法或基于非圆虹膜的定位算法进行虹膜图像边界定位，然后对虹膜图像进行归一化处理，将每幅原始图像调整到相同的尺寸和对应的位置，再对虹膜图像通过直方图均衡化处理，再通过同态滤波去除噪声干扰，之后利用基于重建的超分辨率方法改善虹膜图像；最后将预处理后的虹膜图像信息进行虹膜特征提取和编码，采用Daugman的相位编码方法编码生成虹膜信息代码；调取出虹膜信息代码数据库中当前登录人员的身份信息所对应的虹膜信息代码，与生成的当前登录人员的虹膜信息代码对比； 当对比结果相同时即匹配，触发播放按钮，同时触发计时器计时，视频开始播放；当对比结果不相同时即不匹配，触发暂停按钮，同时触发计时器停止，视频暂停播放。
5.根据权利要求1所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:在视频播放过程中，所述虹膜图像采集装置每隔时间T扫描一次登录人员的虹膜图像与步骤I中录入虹膜代码数据库的人员是否相同，如相同则继续播放，否则自动暂停播放，同时停止计时。
6.根据权利要求1所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:所述用户声明的身份信息包括用户名和密码。
7.根据权利要求1所述的一种用于培训平台的虹膜识别防作弊方法，其特征在于:所述虹膜图像采集装置设置在播放视频的显示器上。
【文档编号】G06K9/00GK104392215SQ201410660959
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】王勋, 朱卫民, 杨秀娥, 梁昭 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司培训中心