在生物识别系统中,为防止恶意者伪造和窃取他人的生物特征用于身份认证,生物识别系统需具有活体检测功能,即判断提交的生物特征是否来自有生命的个体。
一般生物特征的活体检测技术利用的是人们的生理特征,例如活体指纹检测可以基于手指的温度、排汗、导电性能等信息,活体人脸检测可以基于头部的移动、呼吸、红眼效应等信息,活体虹膜检测可以基于虹膜振颤特性、睫毛和眼皮的运动信息、瞳孔对可见光源强度的收缩扩张反应特性等。
随着人脸识别技术日趋成熟,商业化应用愈加广泛,然而人脸极易用照片、视频等方式进行复制,因此对合法用户人脸的假冒是人脸识别与认证系统安全的重要威胁。目前基于动态视频人脸检测、人脸眨眼、热红外
与可见光人脸关联等领先业界的活体检测方法,已经取得了一定的进步。
一、动作指令活体检测
为防止恶意者伪造和窃取他人的生物特征用于身份认证,生物识别系统需具有活体检测功能,即判断提交的生物特征是否来自有生命的个体。
目前,人脸识别技术通行的活体检测技术一般采用指令动作配合的方式,如人脸左转、右转、张嘴、眨眼等,指令配合错误则认为是伪造欺骗。
二、近红外人脸活体检测
近红外人脸活体检测无需指令配合,检测成功率较高。使用近红外光源照射人脸。由于活体组织和非活体物质(如照片、面具)对近红外光的反射特性不同,摄像头捕捉到的近红外图像可以呈现出这种差异。例如,活体皮肤在近红外光下会呈现出特定的纹理和血管分布,而照片或面具则缺乏这些特征。这种活体检测方式可以在不需要用户配合的情况下实现盲测,有效杜绝照片、视频等攻击方式,便利性和安全性得到大幅度的提高。
三、3D人脸检活
原理: 使用专门的3D深度传感器,例如结构光、ToF(Time of Flight)等技术,直接获取人脸的三维深度信息。然后,根据这些深度信息来判断人脸的真实性。结构光技术通过投射特定的光图案到人脸上,然后根据图案的变形来计算深度信息;ToF技术通过测量光线从发射到返回的时间来计算深度信息。
优点: 精度更高,抗干扰能力更强,能够更有效地抵御各种伪造攻击,包括3D面具。受环境光照影响较小。
缺点: 成本较高,需要专门的硬件设备,例如深度摄像头。3D人脸识别处理的是3D的数据,如点云、体素等,这些数据是完整的,立体的,能表达出物体各个角度的特征,不管一个人正脸还是侧脸,理论上都是同一个人。但是因为点云等3D数据具有数据量大、而且点云数据具有无序性、稀疏性等特点,3D人脸识别开发难度比较大。