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人脸门禁系统中活体检测的原理
来源:www.taiyunkj.com 发布时间:2020/8/3 17:51:10

  人脸识别技术日趋成熟,商业化应用愈加广泛。然而,人脸却极易通过照片、视频,甚至仿真模具等方式进行复制,通过提前准备这些“道具”,恶意者试图在识别过程中进行伪装,以图通过验证,达到非法入侵的目的。为防止恶意者伪造或窃取他人的人脸特征用于身份认证,人脸识别系统需具备活体检测功能,以判断提交的人脸特征是否来自有生命的真实个体。

  人脸活体检测的基本原理
  人脸门禁的基本功能是人脸验证(Face Verification),而活体检测属于人脸防伪技术(Face Anti-Spoofing)。人脸验证和人脸防伪,两种技术各有侧重。

  人脸验证:人脸验证是判断两个人脸图是否为同一个人的算法,即通过人脸比对获得两个人脸特征的相似度,然后与预设的阈值比较,相似度大于阈值,则为同一人,反之则不同。这是近年来一个非常热门的研究方向,也产生了一大批算法模型和损失函数。

  人脸防伪:用户刷脸的时候,算法要甄别这张脸是不是真人活体脸,而对于照片、视频和假体面具等攻击行为,算法应该予以拒绝。

 

  1、照片攻击与活体检测
  照片是最简单的攻击方式,利用社交媒体,例如微信朋友圈或微博,可以轻而易举地获得相关人员的照片。但照片毕竟是静态的,不能做出眨眼、张嘴、转头等动作。利用这个特点,活体检测系统可以下达几个动作指令,通过对被检测人员的动作符合性判断,就可以实现交互式的动作活体检测。
  为了对付动作活体检测,有攻击者改进照片伪装,按真人尺寸打印另外一个人的照片,在照片的眼睛和嘴巴部位镂空,贴在脸上,露出眼睛和嘴巴。按照活体检测系统的指令,执行眨眼、张嘴、转头等动作。但是,这种伪造的效果与真实人脸实际的运动情况相去甚远,很容易被检测算法识别。

  2、视频攻击与活体检测
  视频攻击则是将另一人的动作录成视频,对着检测系统播放。但是,播放器的屏幕通过摄像头成像,其人脸的画面与真人也存在较大差别,最明显的就是存在摩尔纹、反光、倒影、画质模糊、失真等特点,十分容易甄别。更何况,播放的视频与动作指令也存在不合拍的问题。

  3、假体攻击与活体检测
  假体攻击就是做一个与真人相似的立体面具,这种方式解决了照片和视频播放的平面性缺陷。假体有很多种,最普通的是塑料或者硬纸做成的面具,成本低廉,但材质相似度极低,用普通纹理特征就可以识别出来。高级一点的有硅胶、乳胶以及3D打印的的立体面具,这类面具的表观与皮肤接近,但材料的表面反射率和真实人脸还是存在差异,因此在成像上仍然有差别。

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