景7、第一透鏡1和 掩膜板2之間的設(shè)置關(guān)系遵守i+i= ，其中U代表場(chǎng)景7與第一透鏡1的距離，V為第 U V I 一透鏡1和掩膜板2之間的距離，f為第一透鏡1的焦距?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)第一透鏡1的焦距f和掩膜板2與第一透鏡1的距離V來(lái)改變拍攝場(chǎng)景7的距離U。包含人臉的場(chǎng)景信息由第 一透鏡1匯聚到掩膜板2上，掩膜板2對(duì)場(chǎng)景信息進(jìn)行均勻下采樣，下采樣后的場(chǎng)景信息通 過(guò)第二透鏡3和阿米西棱鏡4在灰度相機(jī)5的成像面上W不同波段分散開。阿米西棱鏡3 實(shí)現(xiàn)分光作用。此光路能夠一次性捕獲場(chǎng)景多通道的光譜信息。彩色相機(jī)6用于捕獲場(chǎng)景 信息的彩色視頻?；叶认鄼C(jī)5和彩色相機(jī)6同步拍攝場(chǎng)景7,通過(guò)對(duì)兩個(gè)相機(jī)采集到的場(chǎng)景 圖像進(jìn)行采樣點(diǎn)幾何標(biāo)定后，可經(jīng)過(guò)光譜傳播算法，將灰度圖像上采樣點(diǎn)的光譜信息傳播 到彩色圖像上，從而獲得完整的高光譜信息。
[0025] 高光譜人臉識(shí)別方法的流程為：
[0026] 步驟1 ;利用彩色CCD相機(jī)捕獲具有人臉空間信息的彩色人臉視頻，利用高光譜成 像裝置同步捕獲經(jīng)過(guò)下采樣的人臉光譜視頻；
[0027] 步驟2 ;利用人臉的haar特征和LBP特征對(duì)視頻每一帖圖像進(jìn)行分類器訓(xùn)練，實(shí) 現(xiàn)對(duì)所述彩色人臉視頻的人臉檢測(cè)、追蹤，在檢測(cè)到人臉并定位面部關(guān)鍵特征點(diǎn)之后，主要 的人臉區(qū)域就可W被裁剪出來(lái)，選取一副人臉狀態(tài)比較好的一副圖像經(jīng)預(yù)處理之后，利用 主成分人臉?lè)治龇椒ㄟM(jìn)行識(shí)別。識(shí)別算法完成人臉信息的降維和特征的提取，并與庫(kù)存的 已知人臉進(jìn)行比對(duì)，完成最終的分類。若找到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的人臉信息與該帖彩色圖 像匹配，則轉(zhuǎn)入步驟3;
[002引步驟3 ;利用捕獲得到的人臉光譜信息進(jìn)行光譜活體檢巧U。Angelopoulou等人使 用先進(jìn)光譜儀精確測(cè)量了可見光波段下的人臉皮膚反射率，得出在545-575nm波段內(nèi)人臉 真實(shí)皮膚光譜反射率曲線的特有特征（即人臉皮膚光譜曲線在559. 7nm波段附近突 起，在546. 5皿和565. 4皿附近凹陷，形成形狀）。利用該特征來(lái)判斷是否為自然 皮膚，如是，則被識(shí)別的對(duì)象為真實(shí)人物，將步驟2確定的匹配人員作為識(shí)別結(jié)果，否則， 被識(shí)別的對(duì)象為可疑人員。具體包括W下步驟：
[0029] 步驟301 ;選取人臉信息完整的一帖彩色圖像與同步拍攝的一帖光譜圖像通過(guò)光 譜傳播算法進(jìn)行融合，得到完整的高空間高光譜分辨圖像，該高空間高光譜圖像為=維數(shù) 據(jù)，兩維為空間信息，一維為400nm到800nm波段上的光譜信息；
[0030] 步驟302 ;從所述高空間高光譜分辨圖像中選取額頭，鼻子，左臉頰，右臉頰和下 己五個(gè)區(qū)域，獲取每個(gè)區(qū)域上546. 5nm、559. 7nm和565. 4nmS個(gè)波段上的像素強(qiáng)度信息，即 Is46. 5、I559. 7和I565. 4;
[0031] 步驟3〇3;分別利用AIi=I日陽(yáng)廣I日地.日和Al2=I日的.廣I甜日.4計(jì)算每個(gè)區(qū)域在 559. 7nm波段上的強(qiáng)度信息與其在546. 5nm和565. 4nm上強(qiáng)度信息的差值，當(dāng)人臉每個(gè)區(qū)域 均滿足AIi>〇和Al2>0時(shí)，目標(biāo)為自然皮膚，其中All為圖像在559. 7皿與546. 5皿 波段上的強(qiáng)度信息差值，AI,為圖像在559. 7nm與565. 4nm波段上的強(qiáng)度差值。
[0032] 如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施例中，將高光譜采集裝置及處理顯示過(guò)程進(jìn)行模塊化。 封裝后的高光譜采集裝置可安裝于一定場(chǎng)所，通過(guò)采集彩色視頻與光譜視頻傳入后臺(tái)服務(wù) 器中，進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析，最后將鑒定結(jié)果在人機(jī)交互友好界面中顯示出來(lái)。
[0033] 上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出；對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和等同替換，該些對(duì)本發(fā)明 權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高光譜人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟如下： 步驟1 :利用彩色CCD相機(jī)捕獲具有人臉空間信息的彩色人臉視頻，利用高光譜成像裝 置同步捕獲經(jīng)過(guò)下采樣的人臉光譜視頻； 步驟2 :對(duì)所述彩色人臉視頻進(jìn)行人臉檢測(cè)、追蹤，然后選取一幀彩色圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中 存儲(chǔ)的人臉信息進(jìn)行匹配識(shí)別，一旦找到與該幀彩色圖像人臉特征匹配的人臉信息，則轉(zhuǎn) 入步驟3 ; 步驟3 :從所述經(jīng)過(guò)下采樣的人臉光譜視頻中提取與所述步驟2選取的彩色圖像同步 對(duì)應(yīng)的光譜圖像，然后對(duì)其進(jìn)行光譜活體檢測(cè)，判斷是否為自然皮膚，如是，則被識(shí)別的對(duì) 象為真實(shí)人物，將步驟2確定的匹配人員作為識(shí)別結(jié)果，否則，被識(shí)別的對(duì)象為可疑人員。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光譜人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟3中，根據(jù) 545-575nm波段內(nèi)人臉真實(shí)皮膚光譜反射率曲線的特有"w"特征進(jìn)行光譜活體檢測(cè)，具體 包括以下步驟： 步驟301 :將所述步驟2選取的彩色圖像與該彩色圖像所同步對(duì)應(yīng)的光譜圖像通過(guò)光 譜傳播算法進(jìn)行融合，得到完整的高空間高光譜分辨圖像； 步驟302 :從所述高空間高光譜分辨圖像中選取額頭，鼻子，左臉頰，右臉頰和下巴五 個(gè)區(qū)域，獲取每個(gè)區(qū)域上546. 5nm、559. 7nm和565. 4nm三個(gè)波段上的像素強(qiáng)度信息，即 工546. 5、1559. 7#卩I565. 4; 步驟 303 :分別利用 A I1= I 559.7-1546.5和 A I 2= I 559.7-1565.4計(jì)算每個(gè)區(qū)域在 559. 7nm 波段上的強(qiáng)度信息與其在546. 5nm和565. 4nm上強(qiáng)度信息的差值，當(dāng)人臉每個(gè)區(qū)域均滿足 AI1X)和AI 2>〇時(shí)，目標(biāo)為自然皮膚，其中I 546 5為人臉區(qū)域圖像在546. 5nm波段上 的強(qiáng)度信息，I559.7為人臉區(qū)域圖像在559. 7nm波段上的強(qiáng)度信息，I 565.4為人臉區(qū)域圖像在 565. 4nm波段上的強(qiáng)度信息，A I1為人臉區(qū)域圖像在559. 7nm與546. 5nm波段上的強(qiáng)度信 息差值，A I2為人臉區(qū)域圖像在559. 7nm與565. 4nm波段上的強(qiáng)度差值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高光譜人臉識(shí)別的方法，首先通過(guò)人臉的彩色空間信息進(jìn)行人臉識(shí)別，然后利用人臉高光譜信息進(jìn)行活體檢測(cè)進(jìn)一步驗(yàn)證是否經(jīng)過(guò)偽裝。該方法對(duì)人臉進(jìn)行雙驗(yàn)證，能夠抵抗照片、模型和人造面具偽裝對(duì)于人臉識(shí)別系統(tǒng)的欺騙和攻擊，人機(jī)交互體驗(yàn)好，更加簡(jiǎn)單有效。
【IPC分類】G06K9/00
【公開號(hào)】CN104881632
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510208267
【發(fā)明人】王永進(jìn), 方曉靜, 馮姣, 袁威, 朱洪波
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日