基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及身份識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種綜合利用身份證件關(guān)聯(lián)的身份信息與現(xiàn)場采集的高清人臉圖像，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確率的基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有基于人臉識別的二代身份證驗(yàn)證僅僅采用身份證內(nèi)存儲的人臉圖像，通過與現(xiàn)場采集的人臉圖像進(jìn)行比對達(dá)到身份驗(yàn)證的目的(即，判斷身份證件持有人與證件所屬人是否為同一人)。由于二代證內(nèi)存儲的人臉圖像分辨率較低(102x126像素)，同時證內(nèi)存儲照片與現(xiàn)場采集照片的時間跨度可能較大，僅僅通過對比證內(nèi)存儲的人臉圖像與現(xiàn)場采集的人臉圖像實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證，在準(zhǔn)確率上受到限制。即使在能夠通過網(wǎng)絡(luò)獲取高清晰度、原始身份證照片的場景下，由于時間跨度等帶來的人臉外貌差距，也仍然對單純基于人臉比對的身份驗(yàn)證帶來困難。另一方面，通過從身份證件中讀取的身份關(guān)聯(lián)信息，比如，二代身份證中的身份證號碼，可以提取出證件所屬人的性別和出生日期等信息，從而間接得到證件所屬人的年齡信息。
[0003]目前第二代居民身份證在全國范圍內(nèi)已經(jīng)普及，由于二代證采用了非接觸式IC智能芯片來存儲身份證唯一編號、人臉圖像和其它基本身份信息，使得結(jié)合二代證上身份信息的應(yīng)用逐步推廣開來?；诙C中照片的人臉識別成為近年來興起的一種新應(yīng)用，其技術(shù)方案通常為:(I)通過二代身份證讀卡器，讀取二代身份證中存儲的人臉圖像，(2)通過現(xiàn)場安裝的攝像頭采集證件持有人的人臉圖像，以及(3)通過人臉特征提取與模式識別算法，比較二代證存儲的人臉圖像與現(xiàn)場采集人臉圖像的相似度，判定證內(nèi)照片與現(xiàn)場圖像是否為同一人。
[0004]中國專利文件CN202472696U公開了一種基于二代身份證和人臉特征識別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用小波變換對證內(nèi)人臉圖像和現(xiàn)場人臉圖像進(jìn)行特征提取，采用支持向量機(jī)對提取的圖像特征進(jìn)行比對，依據(jù)相似度實(shí)現(xiàn)身份判定。
[0005]中國專利文件CN102902959A公開了一種基于二代身份證存儲證件照的人臉識別方法與系統(tǒng)。針對證內(nèi)存儲照片與現(xiàn)場采集圖像在分辨率上的差異，該方法采用人臉局部特征與整體特征相結(jié)合的方式進(jìn)行人臉圖像的比對，以提高身份判定的準(zhǔn)確度。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的一個共同缺點(diǎn)為僅基于二代身份證存儲的人臉圖像與現(xiàn)場人臉圖像進(jìn)行身份驗(yàn)證。由于二代證內(nèi)存儲的人臉圖像分辨率較低(102x126像素)，同時證內(nèi)存儲照片與現(xiàn)場采集照片的時間跨度可能較大，僅僅通過對比證內(nèi)存儲的人臉圖像與現(xiàn)場采集的人臉圖像實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證，在準(zhǔn)確率上受到限制。盡管現(xiàn)場采集的人臉圖像可以達(dá)到高分辨率，但由于需要與低分辨率的證內(nèi)照片進(jìn)行比對，其信息量并未得到充分利用。事實(shí)上，現(xiàn)有技術(shù)往往在對高清人臉圖像降低采樣率后進(jìn)行特征提取，以實(shí)現(xiàn)與身份證內(nèi)低清人臉圖像的比對。即使在能夠通過網(wǎng)絡(luò)獲取高清晰度、原始身份證照片的場景下，由于時間跨度等帶來的人臉外貌差距，也仍然對單純基于人臉比對的身份驗(yàn)證帶來困難。
[0007]通過身份證件讀取設(shè)備，可以讀取除人臉圖像外的其它信息。比如，二代身份證號碼第7-14位標(biāo)明的是身份證所屬人員的出生年月日，倒數(shù)第2位是性別識別碼。因此，通過身份證號碼，可以提取證件所屬人的性別和出生年月，從而間接獲取證件所屬人的年齡信息。另一方面，通過對現(xiàn)場高清人臉圖像進(jìn)行多重特征分析，可以有效估計(jì)證件持有人的性別與年齡。通過綜合分析上述信息，可以更準(zhǔn)確的判定證件持有人是否為證件所屬人?，F(xiàn)有技術(shù)均沒有考慮上述信息。
[0008]如何綜合利用身份證件關(guān)聯(lián)的身份信息與現(xiàn)場采集的高清人臉圖像，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確率的身份驗(yàn)證，是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的之一是提供一種綜合利用身份證件關(guān)聯(lián)的身份信息與現(xiàn)場采集的高清人臉圖像，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確率的基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證方法。
[0010]本發(fā)明的目的之二是提供一種綜合利用身份證件關(guān)聯(lián)的身份信息與現(xiàn)場采集的高清人臉圖像，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確率的基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明公開了一種基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證方法，包括:
[0012](a)身份證件信息獲取步驟，獲取身份證件關(guān)聯(lián)的人臉圖像和身份信息，并進(jìn)一步獲取證件所屬人的性別、年齡信息；
[0013](b)現(xiàn)場人臉圖像采集步驟，采集證件持有人的現(xiàn)場高清人臉圖像；
[0014](c)性別識別步驟，判斷現(xiàn)場高清人臉圖像的性別，并計(jì)算與證件所屬人的性別匹配度；
[0015](d)年齡識別步驟，評估現(xiàn)場高清人臉圖像的年齡，并計(jì)算與證件所屬人的年齡匹配度；
[0016](e)人臉識別步驟，比較現(xiàn)場高清人臉圖像與身份證件關(guān)聯(lián)人臉圖像，獲取人臉匹配度；
[0017](f)身份判定步驟，綜合人臉匹配度、性別匹配度和年齡匹配度，進(jìn)行身份判定，獲取身份驗(yàn)證結(jié)果。
[0018]在步驟(a)中，其中人臉圖像通過讀取證內(nèi)存儲的低清人臉圖像，或通過網(wǎng)絡(luò)獲取原始身份證照片、護(hù)照照片的場景。
[0019]在步驟(e)中，從身份證讀卡器獲取的低清人臉圖像與現(xiàn)場采集的高清人臉圖像通過人臉檢測定位人臉，對檢測到的人臉進(jìn)行人臉對比識別，獲得人臉匹配度。
[0020]所述人臉匹配度、性別匹配度和年齡匹配度均表示為概率結(jié)果，以F、S、A分別代表上述結(jié)果，則OSFSl，OSSSl，OSAS I，綜合三個匹配度結(jié)果獲得最終的身份驗(yàn)證結(jié)果，其中一種綜合的方式為三個匹配度的乘積，即:T = F*S*A，若Τ>預(yù)定義門限，則身份驗(yàn)證通過，否則身份驗(yàn)證未通過，且還可以調(diào)整該三個匹配度在身份驗(yàn)證結(jié)果中的作用。
[0021]在步驟(c中)，性別識別可利用不同性別的人臉訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過線性判決分析(Linear Discriminant Analysis)提取最具有判決特性的人臉特征，也可以通過對人臉圖像預(yù)處理，提取對性別識別重要的人臉特征，由主成分分析的方法進(jìn)行特征向量的選擇，再通過訓(xùn)練支持向量機(jī)(Support Vector Machine)分類器實(shí)現(xiàn)性別識別。其中人臉特征可能包含整體特征，如通過類Haar基提取的整體特征，和局部特征，如通過局域二值模式(Local Binary Pattern)提取的反映局部人臉形狀及紋理的特征。
[0022]在步驟(e)中，可通過包含同一人臉在不同年齡段照片的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，提取不隨年齡變化的人臉特征，人臉形狀特征和眼、鼻、嘴部特征，通過訓(xùn)練支持向量機(jī)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的人臉匹配。
[0023]在步驟(d)中，通過從身份證中獲取的性別信息提高年齡識別的精度，可以通過不同性別的人臉訓(xùn)練數(shù)據(jù)，分別生成針對男性的年齡函數(shù)和針對女性的年齡函數(shù)，如果從身份證中獲取的性別信息為男性，則采用男性的年齡函數(shù)，反之則采用女性的年齡函數(shù)。
[0024]在步驟(d)中，通過年齡識別，對高清人臉圖像進(jìn)行年齡估計(jì)，從而得到一個估計(jì)的現(xiàn)場高清人臉圖像與身份證人臉圖像的年齡差距，基于該年齡差距，通過年齡變換，將低清人臉圖像進(jìn)行上采樣，再利用基于人臉特征點(diǎn)的形狀變化函數(shù)得到目標(biāo)年齡的人臉形狀，通過基于Gabor濾波從高清人臉圖像中提取紋理特征，疊加后獲取目標(biāo)年齡的人臉重構(gòu)圖像，再將年齡變換后的低清人臉圖像與下采樣后的高清人臉圖像進(jìn)行人臉比對，獲得人臉匹配度。
[0025]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之二，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:提供一種基于身份證件信息和人臉多重特征識別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0026]身份證件信息獲取模塊，用于獲取身份證件關(guān)聯(lián)的人臉圖像和身份信息，并進(jìn)一步獲取證件所屬人的性別、年齡信息；
[0027]現(xiàn)場人臉圖像采集模塊，用于采集證件持有人的現(xiàn)場高清人臉圖像；
[0028]性別識別模塊，用于判斷現(xiàn)場高清人臉圖像的性別，并計(jì)算與證件所屬人的性別匹配度；
[0029]年齡識別模塊，用于評估現(xiàn)場高清人臉圖像的年齡，并計(jì)算與證件所屬人的年齡匹配度；
[0030]人臉識別模塊，用于比較現(xiàn)場高清人臉圖像與身份證件關(guān)聯(lián)人臉圖像，獲取人臉匹配度；
[0031]身份判定模塊，用于綜合人臉匹配度、性別匹配度和年齡匹配度，進(jìn)行身份判定，獲取身份驗(yàn)證結(jié)果。
[0032]身份證件信息獲取模塊中，其中人臉圖像通過讀取證內(nèi)存儲的低清人臉圖像，或通過網(wǎng)絡(luò)獲取原始身份證照片、護(hù)照照片的場景。
[0033]人臉識別模塊用于從身份證讀卡器獲取的低清人臉圖像