基于温度信息的人脸活体检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113408377A(43)申请公布日2021.09.17(21)申请号202110621101.0(22)申请日2021.06.03(71)申请人山东交通学院地址250357山东省济南市长清大学科技园海棠路5001号(72)发明人王书新王康康超张允刚潘为刚董兴学高珅琦徐飞胡浩李正磊(74)专利代理机构北京华际知识产权代理有限公司11676代理人褚庆森(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G01J5/00(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图3页(54)发明名称基于温度信息的人脸活体检测方法(57)摘要本发明的基于温度信息的人脸活体检测方法，首先建立相机模型，求出RGB图像与红外图像对应的坐标关系；然后检测出RGB图像中人脸的关键点坐标，代入RGB图像与红外图像的坐标关系中，计算出红外图像中额头的位置区域坐标，最后通过红外图像获取额头的温度信息，利用额头温度判断是否为活体，可以对多个活体同时进行检测。本发明的基于温度信息的人脸活体检测方法，根据所检测的温度即可判断目标是否为活体，并可判断其温度是否正常，可有效杜绝目前打印合法用户照片、制作3D人脸模型、播放用户视频的欺骗攻击行为。CN113408377ACN113408377A权利要求书1/5页1.一种基于温度信息的人脸活体检测方法，其特征在于，通过以下方法来实现：首先将彩色摄像头与红外热像仪传感器紧邻地设置于同一平面内建立相机模型，通过建立的相机模型求出彩色摄像头所采集的RGB图像与红外热像仪所采集的红外图像对应的坐标关系；然后通过MTCNN人脸检测算法检测出RGB图像中人脸的关键点坐标，通过双眼瞳孔的坐标计算出额头位置区域，将RGB图像中额头的位置区域坐标，代入获取RGB图像与红外图像的坐标关系中，计算出红外图像中额头的位置区域坐标，最后通过红外图像获取额头的温度信息，运用多元回归模型进行温度补偿得到额头温度，利用额头温度判断是否为活体，同时，此方法可以对多个活体同时进行检测。2.根据权利要求1所述的基于温度信息的人脸活体检测方法，其特征在于，具体通过以下步骤来实现：a).布置摄像头，将用于采集彩色图像的彩色摄像头与用于采集温度信息的红外热像仪传感器，置于同一平面内并紧邻设置，并将彩色摄像头与红外热像仪的视野调节为一致；b).获取彩色图像，获取彩色摄像头所采集的彩色图像，记为RGB图像，画面大小为L×H，即宽度为L个像素、高度为H个像素；c).获取红外热像仪图像，红外热像仪输出的数据为温度数值，将温度数值转化为像素值，首先，将获取的温度值归一化，归一化后的温度值即为像素值，此时为灰度图像，然后利用Jet颜色映射算法将灰度图像转化为红外图像；设所转化的红外图像大小为l×h，即宽度为l个像素、高度为h个像素；如果红外图像与RGB图像大小相等，则无需进行调整，执行步骤d)；如果红外图像小于RGB图像则通过差值算法将红外图像与RGB图像调整为大小一致；d).求对应坐标关系，根据彩色摄像头的成像原理、红外热像仪的成像原理，以及彩色摄像头与红外热像仪传感器设置于同一平面的位置关系，求取RGB图像与红外图像的坐标关系；e).确定额头区域坐标及温度，首先通过MTCNN人脸检测算法，在实时采集的RGB图像中获取包含左眼瞳孔通孔位置、右眼瞳孔位置和脸宽在内的人脸信息，再根据两眼瞳孔位置和脸宽信息确定出额头区域位置左上点的坐标E1(X1,Y1)和右下点的坐标E2(X2,Y2)，然后将RGB图像中的额头位置坐标E1(X1,Y1)和E2(X2,Y2)带入步骤d)中获取的RGB图像与红外图像的坐标关系中，求其在红外图像中的坐标，记为E′1(X′1,Y′1)和E′2(X′2,Y′2)；最后，获取红外图像中E′1(X′1,Y′1)和E′2(X′2,Y′2)坐标区域内点的额头温度值，运用多元回归模型进行温度补偿得到额头温度值，将额头区域温度值求平均值得到T，并根据温度均值T判断所检测的目标是否为活体。3.根据权利要求2所述的基于温度信息的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤c)中通过公式(1)将每个点的温度值转化为像素值：其中，temperature为某点的温度值，max为最大温度值，min为最小温度值，C为温度值temperature所转化的像素点的值。4.根据权利要求2所述的基于温度信息的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤d)所述的求对应坐标关系具体通过以下步骤来实现：d‑1).建立彩色摄像头成像模型，设物平面采用世界大地坐标系o‑XYZ，彩色摄像头的2CN113408377A权利要求书2/5页c像平面采用相机坐标系o‑xyz，物平面内一点P(Xc,Yc,Zc)经由相机坐标系投影到相机成像平面内的坐标