一种超脸识别系统及识别方法与流程

本发明属于生物识别应用技术领域，具体涉及一种超脸识别系统及识别方法。

背景技术：

目前生物识别技术虽然已经有了较大发展，但将其用于支付中，还是存在种种困难。

人脸识别是目前应用最广的生物识别技术，但将人脸识别用于身份验证进行支付，存在识别精确度不高的缺点，1％以上的误识率在支付系统中是无法容忍的。

指纹识别是应用最成熟的生物识别技术，但指纹支付也有千分之一以上的误识率，识别精确度仍然达不到要求，且体验不好，一旦手上沾染了油或者水等物质，经常会发生识别无法通过的情况。

虹膜识别的精确度非常高，能够达到十万分之一的误识率，但虹膜识别遇到戴美瞳的用户时却无法识别，而目前随着技术的进步和化妆文化的发展，戴美瞳的女士越来越多，在女性中达到了1-2％以上的佩戴率，而在年轻女性较密集的工作单位，可以达到20％以上。这严重影响了虹膜支付的发展和普及。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超脸识别系统及识别方法，综合了人脸识别和虹膜识别等多种识别方式，识别精确度高，完全能够满足支付领域对错误支付率的要求。

本发明的一个实施例提供了一种超脸识别系统，包括多个终端和远程服务器，多个终端均与服务器连接，服务器和终端传输交互信息；

终端包括处理单元，处理单元连接控制电路，控制电路连接人脸采集单元、虹膜采集单元、输入单元和显示单元；

服务器包括用户身份信息库，用户身份信息库连接人脸识别单元、虹膜识别单元和密码识别单元；

用户身份信息库储存用户账号、人脸数据、虹膜数据和密码数据；

人脸识别单元用于对终端采集到的人脸信息进行验证；

虹膜识别单元用于对终端采集到的虹膜信息进行验证；

密码识别单元用于对终端采集到的密码或手机号码进行验证；

终端将人脸采集单元、虹膜采集单元和输入单元采集的信息经过处理后上传至服务器，服务器对终端所采集的信息进行识别。

本发明的一个实施例还提供了一种超脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

s00：人脸采集单元获取使用者脸部图像，并将人脸图像传给处理单元；

s01：处理单元调用图像处理程序对人脸图像进行检测，获取使用者的眼睛位置坐标；

s02：启动伺服单元带动虹膜采集单元使红外摄像头对准用户眼睛；

s03：虹膜采集单元获取使用者虹膜图像，并将虹膜图像传给处理单元；

s04：终端将采集到的虹膜图像信息和人脸图像信息上传到服务器；

s05：人脸识别单元对接收到的人脸图像信息和用户数据库中样本比对，进行验证；虹膜识别单元对接收到的虹膜图像信息和用户数据库中样本比对，进行验证；

s06：如果人脸图像和虹膜图像都与样本匹配，则判断虹膜样本和人脸样本是否指向同一个人，如果指向同一个人，则将身份识别结果发给其他请求系统，如果指向不同的人，则认为识别失败，识别过程结束；

s07：如果人脸图像和虹膜图像只有一个与样本匹配，则要求用户在终端输入标识个人身份的id编号，并与存储在用户数据库中的标识个人身份的id编号进行对比，如果两个id编号相同，则将身份识别结果发给其他请求系统；如果两个id编号不同，则认为识别失败，识别过程结束；

s08：如果人脸图像或虹膜图像都不与样本匹配，则认为识别失败，识别过程结束。

本发明提供的超脸识别系统及识别方法，具有如下有益效果：

将人脸、虹膜等生物识别技术相结合的进行识别，认证识别方式综合了人脸识别、虹膜识别等多种识别方式，既有虹膜识别的精确度，又有人脸识别的适用性，多种识别方式结合后，识别精确度将更高，完全能够满足支付领域对错误支付率的要求。

附图说明

图1所示为本发明的超脸识别系统的一个实施例的示意图。

图2所示为本发明的终端的一个实施例的示意图。

图3所示为本发明的服务器的一个实施例的示意图。

图4所示为本发明的超脸识别方法的一个实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1～图3，在本发明的一个实施例中，超脸识别系统包括多个终端和远程服务器，多个终端均与服务器连接，服务器和终端传输交互信息；

终端包括处理单元，处理单元连接控制电路，控制电路连接人脸采集单元、虹膜采集单元、输入单元和显示单元；

服务器包括用户身份信息库，用户身份信息库连接人脸识别单元、虹膜识别单元和密码识别单元；

用户身份信息库储存用户账号、人脸数据、虹膜数据和密码数据；

人脸识别单元用于对终端采集到的人脸信息进行验证；

虹膜识别单元用于对终端采集到的虹膜信息进行验证；

密码识别单元用于对终端采集到的密码或手机号码进行验证；

终端将人脸采集单元、虹膜采集单元和输入单元采集的信息经过处理后上传至服务器，服务器对终端所采集的信息进行识别。

使用本系统，用户只需要在终端面前看一眼，即可完成用户身份的识别，进而完成消费的支付。其识别和支付速度远远快于手机二维码支付，和刷卡支付几乎持平，但却不需要携带任何手机终端或者卡片，不会有网络不好，丢失或忘带卡片手机等情况发生，既增加了安全性又增加了方便性。

在使用技超脸支付系统时，用户收到支付指令后，站到距离终端30-70cm远的位置，面部对准终端的支付预览框(类似照镜子)。超脸终端里含有人脸和虹膜识别镜头，会将用户的人脸图像信息和虹膜图像信息同时以视频流的方式传输给终端内的核心处理单元(例如普通的个人计算机系统)，处理单元对人脸图像和虹膜图像分别进行算法处理和分析以及模板比对，两种处理算法分别给出比对的结果，在目前成熟的算法系统中，这个过程能够在100-400毫秒内完成。当两种算法分别给出各自的比对结果后，系统对比对结果将进行进一步的处理。

进一步的，在本发明的一个实施例中，人脸采集单元可以包括可见光镜头，可见光镜头连接图像传感器，图像传感器连接控制电路，控制电路连接可见光补光灯。

进一步的，在本发明的一个实施例中，虹膜采集单元包括红外镜头，红外镜头连接图像传感器，图像传感器连接控制电路，控制电路连接红外补光灯。

进一步的，在本发明的一个实施例中，红外镜头的光通路上安装有红外光滤光片，只允许红外光通过，红外补光单元发射相应波长的红外光，提供红外光补光照明。

进一步的，在本发明的一个实施例中，终端还包括伺服单元，伺服单元与控制电路连接，人脸采集单元采集到使用者脸部图像发送给处理单元，处理单元对使用者的脸部图像信息进行检测，获取使用者的眼睛位置坐标；基于获取到的使用者的眼睛位置坐标，伺服单元调整红外镜头的倾斜角使红外镜头对准使用者的眼睛，并拍摄使用者的虹膜图像。

参考图4，在本发明的一个实施例中，超脸识别方法可以包括以下步骤：

s00：人脸采集单元获取使用者脸部图像，并将人脸图像传给处理单元；

s01：处理单元调用图像处理程序对人脸图像进行检测，获取使用者的眼睛位置坐标；

s02：启动伺服单元带动虹膜采集单元使红外摄像头对准用户眼睛；

s03：虹膜采集单元获取使用者虹膜图像，并将虹膜图像传给处理单元；

s04：终端将采集到的虹膜图像信息和人脸图像信息上传到服务器；

s05：人脸识别单元对接收到的人脸图像信息和用户数据库中样本比对，进行验证；虹膜识别单元对接收到的虹膜图像信息和用户数据库中样本比对，进行验证；

s06：如果人脸图像和虹膜图像都与样本匹配，则判断虹膜样本和人脸样本是否指向同一个人，如果指向同一个人，则将身份识别结果发给其他请求系统，如果指向不同的人，则认为识别失败，识别过程结束；

s07：如果人脸图像和虹膜图像只有一个与样本匹配，则要求用户在终端输入标识个人身份的id编号，并与存储在用户数据库中的标识个人身份的id编号进行对比，如果两个id编号相同，则将身份识别结果发给其他请求系统；如果两个id编号不同，则认为识别失败，识别过程结束；

s08：如果人脸图像或虹膜图像都不与样本匹配，则认为识别失败，识别过程结束。

无论是人脸比对还是虹膜比对，输出的结果都是近似度，一般情况下，在达到预先设定的识别正确率阈值后，我们取人脸识别近似度最高的前5个人，虹膜识别近似度最高的前2个人。将两类结果综合比较，有如下几种情况：

如果人脸识别和虹膜识别结果中都有同一个人的信息，且仅只有这一个人，那么则可以确认这个人就是我们想要找的人，结果输出为这个人的信息(97％以上的发生情况)；

如果虹膜识别近似度最高的2个人信息在人脸识别中也有，那么本次识别失败，输出识别失败信息。该结果发生的概率非常低，不到1‰，对识别精确度无影响，仅增加拒识率。当该情况发生时，可以提出系统自检，要求后台对2个人的个人信息进行维护，有极大可能是录入时同一个人录入了2份模板造成；

如果人脸识别和虹膜识别结果中，没有找到相同的人，识别失败，系统将再次进入识别循环(某次的识别失败可能是因为偶然因素造成，如运动模糊、光线不稳定或突然遮挡等)，3次循环仍然不能找到同一个人，则基本可以消除偶然因素影响，输出识别失败信息。当该情况发生时，可以提出系统自检，要求后台对虹膜识别相似度最高结果的个人信息进行维护(虹膜是可信的)，有极大可能是该用户的人脸模板不准确造成(当然也不排除有伪虹膜攻击可能性)；

如果人脸识别有输出结果，而虹膜识别没有达到识别阈值的识别结果(佩戴美瞳或者眼部疾病时)，则系统会要求用户进行进一步的身份确认，要求用户输入他们在系统中的个人身份编号(身份证号、手机号、工号等)，如编号和人脸识别结果相符，则认定该人为系统识别结果，输出该用户个人信息。该结果有一定的错误风险，仅限于小额支付使用，在大额支付中，建议直接输出识别失败。

如果虹膜识别有输出结果，而人脸识别没有达到识别阈值的识别结果(佩戴口罩、墨镜、画浓妆等)，则基于虹膜精确度可信的原则，以虹膜识别相似度最高的人作为识别的结果，但该结果有一定的错误风险，仅限于小额支付使用，在大额支付中，建议直接输出识别失败。

人脸识别和虹膜识别均没有找到达到识别阈值的结果，则本次识别失败，输出识别失败信息。

进一步的，在本发明的一个实施例中，s02中包含如下步骤：人脸采集单元拍摄使用者的脸部之后发送给处理单元，处理单元调用存储器中的程序对接收的脸部图像数据进行处理，检测出眼睛位置，处理单元根据检测到的眼睛位置坐标信息生成控制信号传输至伺服单元，伺服单元依据控制信号调整可见光镜头的倾斜角使其对准使用者的眼睛，此时处理单元启动虹膜拍摄控制信号，虹膜采集单元根据所输入的拍摄信号拍摄使用者的虹膜图像。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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。