活体检测方法、活体检测系统以及计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本公开涉及活体检测领域，更具体地，本公开涉及能够实现人体活体检测的活体 检测方法、活体检测系统以及计算机程序产品。
【背景技术】
[0002] 目前，人脸识别系统越来越多地应用于安防、金融等领域中需要身份验证的场景， 诸如银行远程开户、门禁系统、远程交易操作验证等。在这些高安全级别的应用领域中，除 了确保被验证者的人脸相似度符合数据库中存储的底库数据外，首先需要被验证者是一个 合法的生物活体。也就是说，人脸识别系统需要能够防范攻击者使用照片、3D人脸模型或者 面具等方式进行攻击。
[0003] 解决上述问题的方法通常称为活体检测，其目的是判断获取到的生物特征是否来 自一个有生命、在现场的、真实的人。目前市场上的技术产品中还没有公认成熟的活体验证 方案，已有的活体检测技术要么依赖特殊的硬件设备(诸如红外相机、深度相机），要么只能 防范简单的静态照片攻击。此外，现有的活体检测系统大多是配合式的，即需要被测试人员 根据系统指示做出相应动作或者停留在原地不动一段时间，如此将影响用户体验和活体检 测效率。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供了一种活体检测方法、活体检测系统 以及计算机程序产品，其基于人体皮肤对于光产生亚表面散射，从而在接收到光线后会产 生较大的光斑，而照片、屏幕、面具等物品的亚表面散射相比之下很弱，只会形成较小光斑 的原理，实现了一种非配合式活体检测，从而有效地区分出正常用户与照片、视频和面具攻 击者，并且无需用户的特殊配合，增加了活体检测系统的安全性和易用度。
[0005] 根据本公开的一个实施例，提供了一种活体检测方法，包括:使用激光光源照射待 检测对象的脸部;捕获经由所述激光光源照射的待检测对象的脸部的图像;计算所述待检 测对象的脸部的图像的光斑面积；以及比较所述光斑面积与第一预定面积阈值，如果所述 光斑面积大于所述第一预定面积阈值，则确定所述待检测对象为活体。
[0006] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，其中所述计算所述待检测对象 的脸部的图像的光斑面积包括:获取所述待检测对象的脸部的图像的图像矩阵数据;基于 第一预定灰度阈值，对所述图像矩阵数据执行二值化转换，以将所述图像矩阵数据中具有 大于等于所述第一预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第一灰度值的第一类像素点，将 所述图像矩阵数据中具有小于所述第一预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第二灰度 值的第二类像素点，获得第一二值化图像矩阵数据，所述第一灰度值大于所述第二灰度值； 确定所述第一二值化图像矩阵数据中最大数目的相互连通的所述第一类像素点，计算所述 最大数目的相互连通的所述第一类像素点所对应的面积作为所述光斑面积。
[0007] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，其中所述激光光源为产生点状 光斑的光源，并且所述激光光源与所述待检测对象的位置相对固定。
[0008] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，其中所述激光光源为产生多个 点状光斑的光源，并且所述激光光源与所述待检测对象的位置相对变化，所述捕获经由所 述光源照射的待检测对象的脸部的图像包括:捕获经由所述激光光源照射的待检测对象的 脸部的图像，确定所述图像中对应于所述待检测对象的预定区域的区域图像作为所述待检 测对象的脸部的图像。
[0009] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，其中所述激光光源为可调整光 线出射方向的激光光源，并且所述激光光源与所述待检测对象的位置相对变化，所述获取 所述待检测对象的脸部的图像的图像矩阵数据包括:获取经由所述激光光源照射的待检测 对象的脸部的初步图像矩阵数据;基于第一预定灰度阈值，对所述初步图像矩阵数据执行 二值化转换，以将所述初步图像矩阵数据中具有大于等于所述第一预定阈值的灰度值的像 素点转换为具有第一灰度值的所述第一类像素点，将所述初步图像矩阵数据中具有小于所 述第一预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第二灰度值的所述第二类像素点，以获得二 值化初步图像矩阵数据;确定所述二值化初步图像矩阵数据中最大数目的相互连通的所述 第一类像素点，计算所述最大数目的相互连通的所述第一类像素点所对应的第一重心位 置;确定所述初步图像中对应于所述待检测对象的脸部的预定区域的第二重心位置;调整 所述激光光源照射的光线出射方向，以使得所述第一重心位置与所述第二重心位置重合， 获取经由调整所述光线出射方向的所述激光光源照射的待检测对象的脸部的图像的图像 矩阵数据。
[0010] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:基于第二预定灰度阈 值，对所述图像矩阵数据执行所述二值化转换，以将所述图像矩阵数据中具有大于等于所 述第二预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第一灰度值的所述第一类像素点，将所述图 像矩阵数据中具有小于所述第二预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第二灰度值的所 述第二类像素点，获得第二二值化图像矩阵数据;如果所述第二二值化图像矩阵数据中所 述第一类像素点的数目超过预定第一预定数目阈值，则停止照射。
[0011] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:基于第三预定灰度阈 值，对所述图像矩阵数据执行所述二值化转换，以将所述图像矩阵数据中具有大于等于所 述第三预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第一灰度值的所述第一类像素点，将所述图 像矩阵数据中具有小于所述第三预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第二灰度值的所 述第二类像素点，获得第三二值化图像矩阵数据;计算所述第三二值化图像矩阵数据中所 述第一类像素点的所对应的第三重心位置；如果所述第三重心位置在预定第一区域阈值 外，则停止照射。
[0012] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:确定所述图像矩阵数据 中对应于所述待检测对象的脸部的预定区域的预定像素点区域;计算所述最大数目的相互 连通的所述第一类像素点所对应的第一重心位置;如果所述第一重心位置在所述预定像素 点区域内，则停止照射。
[0013] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:比较所述光斑面积与第 二预定面积阈值，如果所述光斑面积大于所述第二预定面积阈值，则停止照射。
[0014] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:确定所述图像矩阵数据 中对应于所述待检测对象的脸部的预定点的预定像素点;计算所述最大数目的相互连通的 所述第一类像素点所对应的第一重心位置;计算所述第一重心位置与所述预定像素点的距 离，如果所述距离小于预定距离阈值，则停止照射。
[0015] 此外，根据本公开的一个实施例的活体检测方法，还包括:计算相互连通的所述第 一类像素点所对应的多个光斑面积;如果所述多个光斑面积中的一个大于第二预定面积阈 值或者所述多个光斑面积中的每一个小于第三预定面积阈值，则停止照射。
[0016] 根据本公开的另一个实施例，提供了一种活体检测系统，包括:激光光源单元，用 于发射照射光线以照射待检测对象的脸部；图像捕获单元，用于捕获经由所述激光光源单 元照射的待检测对象的脸部的图像;活体检测单元，用于确定所述待检测对象是否为活体， 其中，所述活体检测单元计算所述待检测对象的脸部的图像的光斑面积，并且比较所述光 斑面积与第一预定面积阈值，如果所述光斑面积大于所述第一预定面积阈值，则确定所述 待检测对象为活体。
[0017] 此外，根据本公开的另一个实施例的活体检测系统，其中所述活体检测单元获取 所述待检测对象的脸部的图像的图像矩阵数据;基于第一预定灰度阈值，对所述图像矩阵 数据执行二值化转换，以将所述图像矩阵数据中具有大于等于所述第一预定阈值的灰度值 的像素点转换为具有第一灰度值的第一类像素点，将所述图像矩阵数据中具有小于所述第 一预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第二灰度值的第二类像素点，获得第一二值化图 像矩阵数据，所述第一灰度值大于所述第二灰度值;确定所述第一二值化图像矩阵数据中 最大数目的相互连通的所述第一类像素点，计算所述最大数目的相互连通的所述第一类像 素点所对应的面积作为所述光斑面积。
[0018] 此外，根据本公开的另一个实施例的活体检测系统，其中所述激光光源单元为产 生点状光斑的光源单元，并且所述激光光源单元与所述待检测对象的位置相对固定。
[0019] 此外，根据本公开的另一个实施例的活体检测系统，其中所述激光光源单元为产 生多个点状光斑的光源单元，并且所述激光光源单元与所述待检测对象的位置相对变化， 所述图像捕获单元捕获经由所述激光光源单元照射的待检测对象的脸部的图像，所述活体 检测单元确定所述图像中对应于所述待检测对象的预定区域的区域图像作为所述待检测 对象的脸部的图像。
[0020] 此外，根据本公开的另一个实施例的活体检测系统，其中所述激光光源单元为可 调整光线出射方向的激光光源，并且所述激光光源与所述待检测对象的位置相对变化，所 述活体检测单元获取经由所述激光光源单元照射的待检测对象的脸部的初步图像矩阵数 据;基于第一预定灰度阈值，对所述初步图像矩阵数据执行二值化转换，以将所述初步图像 矩阵数据中具有大于等于所述第一预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第一灰度值的 所述第一类像素点，将所述初步图像矩阵数据中具有小于所述第一预定阈值的灰度值的像 素点转换为具有第二灰度值的所述第二类像素点，以获得二值化初步图像矩阵数据;确定 所述二值化初步图像矩阵数据中最大数目的相互连通的所述第一类像素点，计算所述最大 数目的相互连通的所述第一类像素点所对应的第一重心位置;确定所述初步图像中对应于 所述待检测对象的脸部的预定区域的第二重心位置;所述活体检测单元控制所述激光光源 单元调整所述光线出射方向，以使得所述第一重心位置与所述第二重心位置重合，获取经 由调整所述光线出射方向的所述激光光源单元照射的待检测对象的脸部的图像矩阵数据。
[0021] 此外，根据本公开的另一个实施例的活体检测系统，其中所述活体检测单元还用 于:基于第二预定灰度阈值，对所述图像矩阵数据执行所述二值化转换，以将所述图像矩阵 数据中具有大于等于所述第二预定阈值的灰度值的像素点转换为具有第一灰度值的所述 第一类像素点，将所述图像矩阵数据中具有小于所述第二预定阈值的灰度值的像素点转换 为具有第二灰度值的所述第二类像素点，获得第二二值化图像矩阵数据;如果所