基于偏振特性的防伪方法和装置与流程

本发明涉及身份鉴别技术领域，具体涉及一种基于偏振特性的防伪方法和装置。

背景技术：

生物特征识别技术的使用大大的简便了身份验证的过程，脸、指纹、手掌纹、虹膜、视网膜、声音、体形、个人习惯等生物特征的存在依赖于个体本身存在，消除了外在身份验证设备比如身份卡片等设备可能存在的设备遗失等问题。而在这诸多特征之中人脸作为一个最为直观且方便采集的特征被广泛的应用于各种身份认证场合。在人脸识别使用的各个场景当中不乏有无人监管的自动化操作场景，在这些场景当中，除了确保人脸识别的准确和有效，防伪同样是风险管理当中必须重视的一个项目。在诸多伪造手段当中，使用最为普遍、造假成本和技术要求不高的方法主要有照片、平板、手机等方法，面具、头套等伪造方法虽然成本较高，但是当破解伴随着利益产生的时候同样不乏出现。

目前针对人脸识别的防伪方法可以利用结构光摄像头防伪、红外摄像头防伪、算法防伪方法等。其中，用结构光摄像头防伪可以通过检测设备前的深度图像来判断用户是否使用手机、平板、照片等进行伪造，但是对于面具、头套、娃娃等设备将会判断失败。红外摄像头可以通过发射红外光线并采集红外反射信息来获取摄像头前的信息反馈，该方法对于手机、平板、照片等进行伪造行为同样在一定程度上有效，但是对于纸质的黑白图像，由于灰度级的差异，红外被吸收后返回的程度将跟随图像的灰度变化而变化，将会导致是否伪造的判断失败。算法防伪方法，可以通过让镜头前的用户通过动作、声音等方法来判断是否活体，针对这一操作，一旦摸清了算法防伪中可能出现的动作、语音等内容，使用视频伪造即可破解。

因此，如何有效的对人脸图像进行防伪判断，保证人脸识别的可靠性是本领域人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于偏振特性的防伪方法和装置，以实现有效的对人脸图像进行防伪判断，保证人脸识别的可靠性。

为实现以上目的，本发明提供一种基于偏振特性的防伪方法，包括：

基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；

对所述人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；

确定所述偏振特性对应的熵值；

判断所述熵值是否在预设阈值区域内；

若所述熵值在所述预设阈值区域内，确定所述人脸图像为真。

进一步地，上述所述的方法中，所述对所述人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性，包括：

基于surf特征的配准算法对所述人脸图像进行配准，以使所有的所述人脸图像的几何位置保持一致；

基于dlib算法检测出每个人脸图像中的人脸位置；

对每个所述人脸位置进行解析，得到人脸的偏振特性；

所述偏振特性包括偏振度和偏振角图像。

进一步地，上述所述的方法中，所述确定所述偏振特性对应的熵值，包括：

对所述人脸偏振度和所述偏振角图像进行信息熵计算，得到所述偏振特性对应的熵值。

进一步地，上述所述的方法中，所述确定所述人脸图像为真之后，还包括：

基于facenet算法，对偏振摄像头采集的所有所述人脸图像与人脸库中图像进行识别；

若所有所述人脸图像都识别成功，则输出为识别成功的提示信息。

进一步地，上述所述的方法，还包括：

若所述熵值不在所述预设阈值区域，输出所述人脸图像为假的提示信息。

本发明还提供一种基于偏振特性的防伪装置，包括：

采集模块，用于基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；

解析模块，用于对所述人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；

第一确定模块，用于确定所述偏振特性对应的熵值；

判断模块，用于判断所述熵值是否在预设阈值区域内；

第二确定模块，还用于若所述熵值在所述预设阈值区域内，确定所述人脸图像为真。

进一步地，上述所述的装置中，所述解析模块，具体用于：

基于surf特征的配准算法对所述人脸图像进行配准，以使所有的所述人脸图像的几何位置保持一致；

基于dlib算法检测出每个人脸图像中的人脸位置；

对每个所述人脸位置进行解析，得到人脸的偏振特性；

所述偏振特性包括偏振度和偏振角图像。

进一步地，上述所述的装置中，所所述第一确定模块，具体用于：

对所述人脸偏振度和所述偏振角图像进行信息熵计算，得到所述偏振特性对应的熵值。

进一步地，上述所述的装置，所还包括：

检测模块，用于基于facenet算法，对偏振摄像头采集的所有所述人脸图像与人脸库中图像进行识别；

输出模块，用于若所有所述人脸图像都识别成功，则输出为识别成功的提示信息。

进一步地，上述所述的装置，所述输出模块还用于若所述熵值不在所述预设阈值区域，输出所述人脸图像为假的提示信息。

本发明的基于偏振特性的防伪方法和装置，基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；对人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；确定偏振特性对应的熵值；判断熵值是否在预设阈值区域内；若熵值在预设阈值区域内，确定人脸图像为真。实现了利用人脸的偏振特性准确地判断用户是否使用手机、平板、照片、面具、头套、娃娃等对人脸进行伪造，减少了因算法防伪被破解而使用视频伪造的现象。采用本发明的技术方案，能够有效的对人脸图像进行防伪判断，保证人脸识别的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于偏振特性的防伪方法实施例的流程图；

图2为本发明的基于偏振特性的防伪装置实施例一的结构示意图；

图3为本发明的基于偏振特性的防伪装置实施例二的结构示意图。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1为本发明的基于偏振特性的防伪方法实施例的流程图，如图1所示，本实施例的基于偏振特性的防伪方法具体可以包括如下步骤：

100、基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；

在一个具体实现过程中，由于人脸图像可以通过面具、头套、娃娃等设备进行复制，因此，本实施例中需要判断人脸图像是否为活体的人脸图像，而偏振是指横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象，自然光是不存在偏振现象的，只有光传播到物体表面，被物体表面吸收和反射，造成某个方向的振动消失，使得反射光存在偏振现象，因此，物体表面的偏振特性也不相同。偏振成像采用一个固定角度的偏振片放在摄像头感光元件前，只允许和偏振片角度相同的偏振光通过，再将这些不同偏振方位角的偏振摄像头进行定标，对于采集的图像进行配准，然后求出偏振度和偏振角图像等偏振特性，真实的人脸材质、纹理和细节都不同于虚假人脸，两者的偏振特性存在显著差异，所以可以通过偏振度和偏振角图像可以很好的做出判断。

因此，本实施例中，可以将人脸识别设备中的可见光摄像头替换成三个不同偏振方位角的偏振摄像头，其中三个偏振方位角分别为：0°、45°和90°，就是将三个感光元件前分别放置0°、45°和90°的偏振片，并且三个摄像头通过定标处理。三个偏振摄像头需要同时控制采集，保证每次采集，可以同时得到三个偏振方位角的人脸图像。

需要说明的是，本实施例并不对偏振摄像头的数目和偏振方向进行限制。

101、对人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；

例如，可以基于surf特征的配准算法对人脸图像进行配准，以使所有的人脸图像的几何位置保持一致；基于dlib算法检测出每个人脸图像中的人脸位置；对每个人脸位置进行解析，得到人脸的偏振特性。

102、确定偏振特性对应的熵值；

例如，对人脸偏振度和偏振角图像进行信息熵统计，得到偏振特性对应的熵值。

103、判断熵值是否在预设阈值区域内；

具体地，可以将得到的熵值与预设的阈值进行比对、计算等，以判断熵值是否在预设阈值区域内。例如，若熵值与预设的阈值一致，或者，熵值与预设的阈值之间测差值在允许误差范围内，则说明得到的熵值是否在预设阈值区域内。

104、若熵值是否在预设阈值区域内，确定人脸图像为真。

若熵值在预设阈值区域内，确定人脸图像为真，并可以进行后续操作，例如，解锁、登录应用、支付等。

本实施例的基于偏振特性的防伪方法，基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；对人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；确定偏振特性对应的熵值；判断熵值与是否在预设阈值区域内；若熵值在预设阈值区域内，确定人脸图像为真。实现了利用人脸的偏振特性准确地判断用户是否使用手机、平板、照片、面具、头套、娃娃等对人脸进行伪造，减少了因算法防伪被破解而使用视频伪造的现象。采用本发明的技术方案，能够有效的对人脸图像进行防伪判断，保证人脸识别的可靠性。

进一步地，上述实施例中，在确定人脸图像为真之后，还需要对偏振摄像头采集的所有人脸图像与人脸库中图像进行识别；若所有人脸图像都识别成功，则输出为识别成功的提示信息。若所有人脸图像中至少一个人脸图像未识别成功，则输出为识别失败的提示信息。

进一步地，上述实施例中，若熵值不在预设阈值区域，输出人脸图像为假的提示信息，以提醒用户有人可能作出违法行为等，对当前验证的用户进行警示，以使当前认证的用户能够停止验证行为。

图2为本发明的基于偏振特性的防伪装置实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例的基于偏振特性的防伪装置包括采集模块10、解析模块11、第一确定模块12、判断模块13和第二确定模块14。

采集模块10，用于基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；

解析模块11，用于对人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；

具体地，可以基于surf特征的配准算法对人脸图像进行配准，以使所有的人脸图像的几何位置保持一致；基于dlib算法检测出每个人脸图像中的人脸位置；对每个人脸位置进行解析，得到人脸的偏振特性；其中，偏振特性包括偏振度和偏振角图像。

第一确定模块12，用于确定偏振特性对应的熵值；

例如，对人脸偏振度和偏振角图像进行信息熵计算，得到偏振特性对应的熵值。

判断模块13，用于判断熵值是否在预设阈值区域内；

第二确定模块14，还用于若在预设阈值区域内，确定人脸图像为真。

本实施例的基于偏振特性的防伪装置，基于偏振摄像头采集多个方位的人脸图像；对人脸图像进行解析，获取人脸的偏振特性；确定偏振特性对应的熵值；判断熵值是否在预设阈值区域内；若熵值在预设阈值区域内，确定人脸图像为真。实现了利用人脸的偏振特性准确地判断用户是否使用手机、平板、照片、面具、头套、娃娃等对人脸进行伪造，减少了因算法防伪被破解而使用视频伪造的现象。采用本发明的技术方案，能够有效的对人脸图像进行防伪判断，保证人脸识别的可靠性。

图3为本发明的基于偏振特性的防伪装置实施例二的结构示意图，如图3所示，本实施例的基于偏振特性的防伪装置在图2所示实施例的基础上，进一步还可以包括检测模块15和输出模块16。

检测模块15，用于基于facenet算法，对偏振摄像头采集的所有所述人脸图像与人脸库中图像进行识别；

输出模块，用于若所有所述人脸图像都识别成功，则输出为识别成功的提示信息。

输出模块16，还用于：

若熵值不在预设阈值区域，输出人脸图像为假的提示信息。

本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上实施例的基于偏振特性的防伪方法的各个步骤。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。