相關(guān)申請(qǐng)案交叉參考

本申請(qǐng)案是標(biāo)題為“用于活性分析的系統(tǒng)及方法(systemsandmethodsforlivenessanalysis)”的于2014年9月9日提出申請(qǐng)的第14/480,802號(hào)同在申請(qǐng)中美國(guó)專利申請(qǐng)案的接續(xù)申請(qǐng)案且主張其優(yōu)先權(quán)，所述專利申請(qǐng)案的揭示內(nèi)容以全文引用方式并入本文中。

本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)涉及圖像分析，且特定來(lái)說(shuō)涉及用于檢測(cè)圖像中所描繪的被攝體是否是活的圖像處理技術(shù)。

背景技術(shù)：

限制特定個(gè)人對(duì)財(cái)物或資源的訪問(wèn)通常是合意的?？墒褂蒙镒R(shí)別系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證個(gè)人的身份以授予或否決對(duì)資源的訪問(wèn)。舉例來(lái)說(shuō)，生物識(shí)別安全系統(tǒng)可使用虹膜掃描儀來(lái)基于個(gè)人的虹膜中的獨(dú)特結(jié)構(gòu)而識(shí)別個(gè)人。然而，如果冒充者呈現(xiàn)經(jīng)授權(quán)人的臉的預(yù)記錄圖像或視頻進(jìn)行掃描，那么此系統(tǒng)可錯(cuò)誤地授權(quán)給所述冒充者。此偽造圖像或視頻可顯示于固持于用于掃描的攝像頭前面的監(jiān)視器(例如使用光面照片的陰極射線管(crt)或液晶顯示器(lcd)屏幕等)上。一些所謂的欺騙檢測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)確認(rèn)眼睛移動(dòng)而檢測(cè)偽造圖像。但此系統(tǒng)在識(shí)別包含眼睛的預(yù)期移動(dòng)的偽造視頻上可為無(wú)效的。因此需要用于從由經(jīng)授權(quán)人提供為活動(dòng)的那些圖像及視頻高效地確定偽造圖像及視頻的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本文中所描述的各種實(shí)施方案中，使用真/真實(shí)臉及冒充者臉的反射性質(zhì)的差異來(lái)區(qū)分具有活性的真實(shí)臉及/或眼睛與冒充者圖像/視頻。此部分地通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：在固持于可為真臉或偽造圖像的目標(biāo)前面的屏幕上再現(xiàn)參考信號(hào)、記錄目標(biāo)對(duì)參考信號(hào)的反射及計(jì)算經(jīng)反射與經(jīng)再現(xiàn)信號(hào)之間的一或多個(gè)相關(guān)性。

因此，在一個(gè)方面中，一種用于確定經(jīng)呈現(xiàn)以用于驗(yàn)證的圖像是否具有活性的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包含在顯示裝置上再現(xiàn)時(shí)變第一信號(hào)，所述時(shí)變第一信號(hào)包含在相位上彼此分離的數(shù)個(gè)不同相應(yīng)信號(hào)。所述方法還包含在所述再現(xiàn)期間，捕獲由所述經(jīng)再現(xiàn)第一信號(hào)照明的目標(biāo)的若干個(gè)圖像，及在時(shí)間上將帶通濾波應(yīng)用于所述圖像以產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)濾波圖像。所述方法進(jìn)一步包含從所述經(jīng)濾波圖像提取第二信號(hào)，及至少基于所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)的時(shí)間相關(guān)性而產(chǎn)生第一度量。另外，所述方法包含針對(duì)數(shù)個(gè)像素位置中的每一像素位置，基于所述像素位置的相應(yīng)值在若干個(gè)所述經(jīng)濾波圖像中隨時(shí)間的改變而提取所述像素位置的相應(yīng)信號(hào)，及基于所述像素位置中的每一者的所述相應(yīng)經(jīng)提取信號(hào)與所述第一信號(hào)的相關(guān)性而計(jì)算所述像素位置的相應(yīng)像素位置相關(guān)性得分。所述方法進(jìn)一步包含至少基于數(shù)個(gè)所述像素位置相關(guān)性得分而產(chǎn)生第二度量，及至少基于所述第一及第二度量而接受或拒絕所述目標(biāo)。

所述第一信號(hào)中的每一相應(yīng)信號(hào)可具有不同色彩，且所述色彩中的每一者可為使用同一頻率再現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中，所述第一信號(hào)中的每一相應(yīng)信號(hào)是不同單色信號(hào)，且所述第一信號(hào)可為正弦型的。所述第一信號(hào)中的每一相應(yīng)信號(hào)可為相異正弦曲線，且所述正弦曲線可疊加于所述第一信號(hào)中。所述第一信號(hào)中的所述相應(yīng)信號(hào)可為隨機(jī)產(chǎn)生的。在一些實(shí)施方案中，像素位置的特定相應(yīng)值可為色彩。

每一圖像可包含若干個(gè)相應(yīng)圖像，所述若干個(gè)相應(yīng)圖像各自經(jīng)歷相應(yīng)變換、處于不同相應(yīng)分辨率或包含對(duì)應(yīng)于選定照明現(xiàn)象的不同相應(yīng)空間頻帶。所述第一度量可進(jìn)一步基于所述第一信號(hào)的相位是否匹配所述第二信號(hào)的相位。從所述經(jīng)濾波圖像提取第二信號(hào)可包含從所述經(jīng)濾波圖像中的每一者的相應(yīng)主導(dǎo)色彩值提取所述第二信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包含在應(yīng)用所述帶通濾波之前在所述數(shù)個(gè)經(jīng)捕獲及/或經(jīng)處理圖像中對(duì)所述目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定化?？稍陬l域中或在時(shí)域中應(yīng)用所述帶通濾波。

在一些實(shí)施方案中，至少基于若干個(gè)所述像素位置相關(guān)性得分而產(chǎn)生所述第二度量包括組合所述像素位置相關(guān)性得分以產(chǎn)生所述第二度量。所述目標(biāo)可為人臉，且所述經(jīng)組合像素位置相關(guān)性得分可針對(duì)所述臉的特定區(qū)域的像素位置。可使用以下各項(xiàng)中的一或多者而確定所述臉的所述特定區(qū)域：(i)動(dòng)態(tài)圖像分析，以至少部分地避開(kāi)所述臉的在所述多個(gè)圖像中被遮擋或過(guò)度曝光的一或多個(gè)部分，及(ii)面罩或加權(quán)映射，從而表示關(guān)于所述臉的可能使所述經(jīng)再現(xiàn)第一信號(hào)反射的特征的認(rèn)識(shí)。

每一像素位置可表示數(shù)個(gè)圖像數(shù)據(jù)元素，所述數(shù)個(gè)圖像數(shù)據(jù)元素中的一些或全部可處于不同分辨率。每一像素位置可為所述像素位置的相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)元素的經(jīng)加權(quán)組合。所述數(shù)個(gè)經(jīng)捕獲圖像可表示高斯(gaussian)金字塔或拉普拉斯(laplacian)金字塔。所述經(jīng)濾波圖像中的特定經(jīng)濾波圖像可表示若干個(gè)金字塔層級(jí)的經(jīng)加權(quán)組合。此方面的其它實(shí)施例包含對(duì)應(yīng)系統(tǒng)、設(shè)備及計(jì)算機(jī)程序。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物的特定實(shí)施方案可實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)中的一或多者。舉例來(lái)說(shuō)，檢測(cè)技術(shù)取決于在執(zhí)行檢測(cè)時(shí)再現(xiàn)的多光譜圖案信號(hào)。來(lái)自經(jīng)提供以用于驗(yàn)證的任何預(yù)記錄視頻/圖像的人的臉及/或眼睛的圖像不可能與在活性檢測(cè)期間提供的多光譜圖案信號(hào)相關(guān)。此外，從再現(xiàn)此視頻/圖像的屏幕對(duì)多光譜圖案信號(hào)的任何反射可能本質(zhì)上不同于來(lái)自活人的臉及/或眼睛的反射。本文中所描述的各種實(shí)施方案可檢測(cè)這些異常(如下文所解釋)，且如此可在區(qū)分活的經(jīng)授權(quán)人與偽造視頻及/或圖像方面更穩(wěn)健。

下文的附圖及描述中陳述本說(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物的一或多個(gè)實(shí)施方例的細(xì)節(jié)。根據(jù)描述、圖式及權(quán)利要求書(shū)將明了標(biāo)的物的其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

本專利或申請(qǐng)案文件含有制成彩色的至少一個(gè)圖式。在要求并支付必要費(fèi)用之后專利局將提供本專利或本專利申請(qǐng)公開(kāi)案帶彩圖的副本。

圖1圖解說(shuō)明用于確定兩個(gè)活性度量的實(shí)例性過(guò)程。

圖2(a)到2(c)分別描繪實(shí)例性經(jīng)捕獲視頻幀、對(duì)應(yīng)經(jīng)正規(guī)化且經(jīng)穩(wěn)定化視頻幀及對(duì)應(yīng)經(jīng)時(shí)間帶通濾波幀。

圖3(a)到3(c)分別描繪對(duì)應(yīng)于經(jīng)捕獲視頻幀序列的實(shí)例性經(jīng)恢復(fù)rgb信號(hào)、經(jīng)恢復(fù)rgb信號(hào)的帶通濾波響應(yīng)及對(duì)應(yīng)經(jīng)再現(xiàn)參考rgb信號(hào)。

圖4(a)到4(c)從上到下分別描繪圖3(a)到3(c)中所描繪的信號(hào)的快速傅里葉(fourier)變換(fft)周期圖。

圖4(d)描繪用于產(chǎn)生圖3(b)中所描繪的帶通濾波響應(yīng)的時(shí)間巴特沃思(butterworth)濾波。

圖5(a)描繪實(shí)例性平均經(jīng)正規(guī)化且經(jīng)穩(wěn)定化圖像幀。

圖5(b)到5(d)分別描繪對(duì)應(yīng)二維(2d)相關(guān)圖像、經(jīng)處理相關(guān)圖像及對(duì)應(yīng)飽和圖像。

圖5(e)描繪實(shí)例性面罩。

圖5(f)到5(k)描繪用來(lái)計(jì)算圖5(b)中所展示的2d相關(guān)圖像的對(duì)應(yīng)于參考rgb信號(hào)的完整循環(huán)的實(shí)例性經(jīng)捕獲視頻幀。

圖6描繪再現(xiàn)偽造圖像的lcd監(jiān)視器與捕獲且分析偽造圖像的電話的實(shí)例性配置。

圖7描繪再現(xiàn)偽造圖像的lcd監(jiān)視器與捕獲且分析偽造圖像的電話的另一實(shí)例性配置。

圖8(a)到8(k)描繪從如圖6中所展示配置的lcd監(jiān)視器捕獲的偽造平均圖像幀、對(duì)應(yīng)2d相關(guān)圖像及用來(lái)計(jì)算圖8(b)中所展示的2d相關(guān)圖像的對(duì)應(yīng)于rgb信號(hào)的完整循環(huán)的視頻幀。

圖9(a)到9(k)描繪從如圖7中所展示配置的lcd監(jiān)視器捕獲的偽造平均圖像幀、對(duì)應(yīng)2d相關(guān)圖像及用來(lái)計(jì)算圖9(b)中所展示的2d相關(guān)圖像的對(duì)應(yīng)于rgb信號(hào)的完整循環(huán)的視頻幀。

圖10(a)到10(c)分別描繪對(duì)應(yīng)于圖9(f)到9(k)中所展示的經(jīng)捕獲偽造視頻幀序列的經(jīng)恢復(fù)rgb信號(hào)、經(jīng)恢復(fù)rgb信號(hào)的帶通濾波響應(yīng)及對(duì)應(yīng)經(jīng)再現(xiàn)參考rgb信號(hào)。

圖11(a)到11(c)從上到下分別描繪圖10(a)到10(c)中所描繪的信號(hào)的快速傅里葉變換(fft)周期圖。

圖11(d)描繪用于產(chǎn)生圖10(b)中所描繪的帶通濾波響應(yīng)的時(shí)間巴特沃思濾波。

圖12描繪與偽造圖像相關(guān)聯(lián)的莫爾(moire)圖案。

圖13圖解說(shuō)明用以檢測(cè)眼睛的活性的另一實(shí)例性過(guò)程。

圖14(a)及14(b)分別描繪反射捕獲眼睛的圖像的電話的的實(shí)例性眼睛及對(duì)應(yīng)2d相關(guān)圖像。

圖15(a)以較高分辨率展示圖12中所描繪的偽造圖像。

圖15(b)及15(c)展示圖15(a)中所描繪的圖像的高分辨率經(jīng)裁剪部分及根據(jù)圖13中所展示的過(guò)程計(jì)算的局部2d相關(guān)性。

各個(gè)圖式中的相似參考編號(hào)及名稱指示相似元件。

具體實(shí)施方式

圖1圖解說(shuō)明用于計(jì)算兩個(gè)度量的大體框架，所述兩個(gè)度量可用于區(qū)分從實(shí)際活人獲得的眼睛圖像與偽造圖像(例如，先前經(jīng)捕獲的活人的圖片或視頻)。在步驟102中，在顯示裝置上再現(xiàn)多光譜圖案，使得通過(guò)所述圖案照明人的臉(或“目標(biāo)”)。在一些實(shí)施方案中，將所述圖案顯示約一秒，但其它持續(xù)時(shí)間是可能的。所述顯示裝置可為數(shù)據(jù)處理設(shè)備(例如，智能電話、智能眼鏡、智能手表、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)等)的顯示裝置。其它顯示裝置是可能的。在步驟104中，由數(shù)字?jǐn)z像頭捕獲通過(guò)多光譜圖案照明的目標(biāo)的圖像。在一些實(shí)施方案中，所述數(shù)字?jǐn)z像頭為數(shù)據(jù)處理設(shè)備的前置數(shù)字?jǐn)z像頭?？墒褂闷渌鼣?shù)字?jǐn)z像頭，包含其它裝置上的數(shù)字?jǐn)z像頭。

在各種實(shí)施方案中，多光譜圖案包含三個(gè)疊加正弦信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可使用紅色、綠色及藍(lán)色(rgb)正弦曲線來(lái)匹配用于常見(jiàn)拜耳(bayer)圖案數(shù)字?jǐn)z像頭上的每一色彩通道的本機(jī)濾波器的敏感性?？稍诨旧蠁蝹€(gè)頻率下再現(xiàn)正弦信號(hào)，使得可使用單個(gè)帶通濾波器進(jìn)行后續(xù)分析(下文所描述)。另外，可跨越三個(gè)色彩通道將三個(gè)正弦信號(hào)在相位上均勻地分開(kāi)(例如，紅色＝0，綠色＝(2*pi)/3，且藍(lán)色＝(2*pi)*2/3)，以改進(jìn)經(jīng)恢復(fù)信號(hào)的可分性且減小照明間隙，所述照明間隙可加劇對(duì)一些用戶來(lái)說(shuō)可能不舒服的閃光效應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用約4hz的頻率，其低于光敏性癲癇的閾值但足夠快而可在短時(shí)間段內(nèi)容易地與典型低頻率照明噪聲分開(kāi)。除rgb正弦曲線外，還可使用其它多光譜圖案，包含(舉例來(lái)說(shuō))具有較少或較多分量信號(hào)的圖案、紅色與藍(lán)色正弦曲線。

在步驟104中記錄包含由數(shù)字?jǐn)z像頭捕獲的圖像的視頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所述視頻信號(hào)為以大致25hz(即，25幀/秒)進(jìn)行的0.75秒視頻剪輯。其它持續(xù)時(shí)間及幀速率是可能的。在步驟106中，可用大約在捕獲圖像幀時(shí)在步驟102中再現(xiàn)于顯示裝置上的圖案的值(例如，rgb值)標(biāo)記經(jīng)記錄視頻信號(hào)中的每一幀。通常為了提供周?chē)彰鞯亩攘恳赃M(jìn)行自動(dòng)閾值調(diào)整，還可在步驟106中存儲(chǔ)可交換圖像文件(exif)元數(shù)據(jù)(或其它元數(shù)據(jù))。元數(shù)據(jù)可包含周?chē)炼取⑵毓鈺r(shí)間、iso設(shè)定及/或光圈值。

在一些實(shí)施方案中，在步驟108中可對(duì)經(jīng)記錄視頻信號(hào)執(zhí)行視頻穩(wěn)定化(配準(zhǔn)及扭曲)以便將場(chǎng)景中的點(diǎn)映射到共用參考坐標(biāo)系統(tǒng)。在穩(wěn)定化及扭曲之后，可將幀轉(zhuǎn)換為經(jīng)正規(guī)化rgb色彩空間以減小對(duì)陰影及環(huán)境中的其它照明假影的敏感性，且因此在步驟108中獲得經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化視頻信號(hào)。

在步驟110中，使用經(jīng)調(diào)諧為經(jīng)再現(xiàn)正弦曲線的頻率(例如，在一個(gè)實(shí)例中為4hz)的時(shí)間帶通濾波處理經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化視頻。通過(guò)說(shuō)明的方式，可將濾波應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化視頻幀的高斯金字塔。可執(zhí)行時(shí)間帶通濾波以便隔離對(duì)應(yīng)于在步驟102中再現(xiàn)的多光譜圖案的響應(yīng)信號(hào)與在步驟108中獲得的經(jīng)正規(guī)化信號(hào)。最后，將經(jīng)帶通濾波視頻信號(hào)與先前經(jīng)再現(xiàn)多光譜圖案(例如，處于不同尺度)進(jìn)行比較以獲得：(1)步驟112中的基于全局幀的時(shí)間相關(guān)性，及/或(2)步驟114中的局部逐像素相關(guān)性，如下文所描述。

為了計(jì)算全局時(shí)間相關(guān)性度量，在步驟122中可用主導(dǎo)rgb值表示在步驟110中獲得的經(jīng)濾波響應(yīng)信號(hào)的每一幀。預(yù)期在步驟122中指派的主導(dǎo)rgb值對(duì)應(yīng)于如由在步驟106中標(biāo)記給經(jīng)記錄視頻信號(hào)的rgb值表示的經(jīng)再現(xiàn)rgb多光譜圖案色彩。通過(guò)說(shuō)明的方式，可經(jīng)由穩(wěn)健模式從色度直方圖計(jì)算主導(dǎo)rgb值，或?qū)⒅鲗?dǎo)rgb值計(jì)算為每一幀的像素值的經(jīng)加權(quán)平均值。確定主導(dǎo)rgb值的其它方式是可能的。

從經(jīng)濾波響應(yīng)信號(hào)計(jì)算平均飽和圖像(步驟110)，且可使用所述平均飽和圖像來(lái)提供用于經(jīng)加權(quán)平均方法的權(quán)重(步驟122)。在一些實(shí)施方案中，平均飽和圖像是距對(duì)應(yīng)于待處理的幀的灰度圖像的距離。所得二維(2d)飽和圖像與經(jīng)反射rgb多光譜圖案強(qiáng)度成比例。接下來(lái)，在步驟124中，在所估計(jì)紅色、綠色及藍(lán)色信號(hào)中的每一者中獨(dú)立地執(zhí)行線性校正(detrend)，以便從數(shù)據(jù)移除任何斜坡分量，從而使數(shù)據(jù)更適合于與參考rgb多光譜圖案信號(hào)做比較。舉例來(lái)說(shuō)，可使用線性m估計(jì)量來(lái)計(jì)算線性校正。

圖3(a)展示實(shí)例性全局rgb信號(hào)。信號(hào)被稱為“全局”是因?yàn)槠浔硎緦?duì)應(yīng)于一個(gè)幀而非對(duì)應(yīng)于所述幀中的任一特定像素的主導(dǎo)rgb值。在步驟126中，在頻域中用時(shí)間帶通巴特沃思濾波處理此全局信號(hào)以提取對(duì)應(yīng)于經(jīng)記錄信號(hào)的適當(dāng)頻率。圖2(b)及2(c)分別展示經(jīng)濾波rgb信號(hào)及經(jīng)再現(xiàn)參考信號(hào)(即，rgb多光譜圖案)。在步驟128中使用經(jīng)正規(guī)化交叉相關(guān)性將這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較，且所得值(標(biāo)示為nxcorr)指示第一活性度量。在一個(gè)實(shí)施方案中，在步驟128中執(zhí)行小一維(1d)時(shí)間搜索以補(bǔ)償攝像頭驅(qū)動(dòng)器中的延時(shí)，所述延時(shí)可導(dǎo)致經(jīng)測(cè)量與經(jīng)再現(xiàn)rgb信號(hào)之間的小移位。所述搜索是1d搜索，這是因?yàn)閳D2(a)中的經(jīng)組合波形中的每一點(diǎn)表示完整幀。圖4(a)到4(c)分別描繪圖3(a)到3(c)中所描繪的信號(hào)的快速傅里葉變換(fft)周期圖。

局部逐像素相關(guān)

在步驟114中，計(jì)算在經(jīng)濾波視頻響應(yīng)(即，在步驟110中通過(guò)經(jīng)由時(shí)間帶通濾波對(duì)經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化所記錄信號(hào)進(jìn)行濾波而獲得的信號(hào))中的每一像素位置處計(jì)算的局部時(shí)間經(jīng)正規(guī)化交叉相關(guān)性的空間平均值?？臻g求平均可產(chǎn)生2d相關(guān)圖像(例如，在[-1…+1]的范圍內(nèi))，所述2d相關(guān)圖像可指示經(jīng)濾波響應(yīng)中的每一像素匹配經(jīng)再現(xiàn)rgb信號(hào)的準(zhǔn)確程度。舉例來(lái)說(shuō)，圖5(b)展示對(duì)應(yīng)于圖5(a)中所描繪的實(shí)例性經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化所記錄圖像的相關(guān)圖像。圖5(c)展示(舉例來(lái)說(shuō))通過(guò)選擇左及右相關(guān)圖像的最大值而獲得的經(jīng)處理2d相關(guān)圖像，如下文所描述。為了計(jì)算2d相關(guān)性，在步驟132中可應(yīng)用面罩(例如)以限制對(duì)臉的皮膚部分的處理，且借此移除臉的具有不良反照率的暗特征及/或移除來(lái)自眼睛的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的噪聲。圖5(e)描繪實(shí)例性面罩。接著在步驟134中(舉例來(lái)說(shuō))針對(duì)圖5(f)到5(k)中所展示的圖像幀中的每一者計(jì)算局部逐像素相關(guān)性。這些圖像對(duì)應(yīng)于rgb多光譜圖案的完整循環(huán)，且可對(duì)相應(yīng)逐像素相關(guān)性進(jìn)行求平均及處理以獲得圖5(c)中所展示的最后2d相關(guān)圖像。

在一些實(shí)施方案中，在計(jì)算局部逐像素相關(guān)性時(shí)，在步驟134中可使用從上文全局相關(guān)性恢復(fù)的相位滯后，以避免對(duì)在對(duì)應(yīng)于在步驟110中獲得的經(jīng)穩(wěn)定化且經(jīng)正規(guī)化幀的體數(shù)據(jù)中進(jìn)行昂貴相關(guān)性搜索的需要。在一些實(shí)施方案中，分別在步驟136、138中針對(duì)面罩的左側(cè)及右側(cè)單獨(dú)計(jì)算平均經(jīng)正規(guī)化空間交叉相關(guān)值。在步驟140中可選擇兩個(gè)空間相關(guān)性中的最大值。此可提供比單個(gè)平均值更穩(wěn)健的相關(guān)性度量，這是因?yàn)闃O端光照條件通常僅限于臉的一側(cè)。替代地，如果來(lái)自exif元數(shù)據(jù)的周?chē)炼戎底銐虻蛷亩沟蔑柡筒豢赡?例如可發(fā)現(xiàn)于大多數(shù)室內(nèi)環(huán)境中)，那么可使用面罩的所有像素的全局平均值。圖5(d)描繪對(duì)應(yīng)于圖5(c)中所展示的2d相關(guān)圖像的飽和圖像。最后平均局部相關(guān)性度量(標(biāo)示為nxcorr2)可為第二活性度量。

通常，真實(shí)臉的皮膚以高反照率提供相對(duì)分散反射，且同樣地，每一像素處的相關(guān)值可為高的。相關(guān)圖像也趨向于相當(dāng)均勻，具有相對(duì)較低的空間變化。相比來(lái)說(shuō)，當(dāng)視頻監(jiān)視器用于冒充者回放時(shí)，監(jiān)視器趨向于表現(xiàn)得像鏡子，且取決于從在其上再現(xiàn)rgb多光譜圖案的顯示屏幕發(fā)射的光的反射角度，光主要局部往回反射于在屏幕上捕獲的臉的圖像的一小部分中(如圖6中所描繪)或經(jīng)反射遠(yuǎn)離顯示屏幕(如圖7中所展示)。

舉例來(lái)說(shuō)，圖8(a)描繪顯示于固持于待被授權(quán)進(jìn)行訪問(wèn)的裝置(例如，電話)(如圖6中所展示)前面的lcd屏幕上的經(jīng)捕獲冒充者圖像。圖8(b)及8(c)展示對(duì)應(yīng)2d相關(guān)圖像，圖8(d)展示對(duì)應(yīng)飽和圖像，圖8(e)展示所應(yīng)用面罩，且圖8(f)到8(k)描繪對(duì)應(yīng)于如圖1中的步驟102中所展示地提供的rgb多光譜圖案的完整循環(huán)的各種經(jīng)捕獲圖像幀。在此實(shí)例中，第二度量nxcorr2是高的(約0.63)，這是因?yàn)閘cd屏幕是平行于用于捕獲圖像的電話而固持且因?yàn)閘cd屏幕充當(dāng)鏡子。然而，第一度量nxcorr(即，全局相關(guān)性)是低的，從而指示經(jīng)捕獲圖像可能不是從活源獲得。如果顯示冒充者圖像的lcd屏幕是相對(duì)于用于再現(xiàn)rgb多光譜圖案的屏幕以一角度固持(舉例來(lái)說(shuō)，如圖7中所展示)，那么預(yù)期nxcorr2及nxcorr值兩者均為低的(即，小于選定閾值(例如0.5、0.4、0.3等))。對(duì)應(yīng)于其中光經(jīng)反射遠(yuǎn)離攝像頭的此情形的典型實(shí)例展示于圖9(a)到9(k)中。在此情形中，全局或平均局部相關(guān)性度量?jī)烧呔粚?duì)應(yīng)于預(yù)期rgb信號(hào)，這通常致使度量nxcorr及nxcorr2兩者均為低的。如此，在步驟124中獲得的經(jīng)濾波響應(yīng)信號(hào)可含非常多噪聲，如圖10(a)到10(c)中所展示的1drgb信號(hào)圖解說(shuō)明。

除利用許多視頻回放屏幕的與鏡子相似的性質(zhì)外，相關(guān)性度量還可從視頻回放反映其它異常(例如，對(duì)假影(例如經(jīng)時(shí)間帶通濾波輸出圖像中的垂直條紋)進(jìn)行取樣)，如圖9中的后六個(gè)幀中可看出。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于以經(jīng)濾波響應(yīng)信號(hào)表示的每一色彩信號(hào)的經(jīng)正規(guī)化fft為被攝體是冒充者的強(qiáng)指示物，如圖11中可看出。前三行是對(duì)應(yīng)于從經(jīng)濾波響應(yīng)信號(hào)(在圖1步驟110中獲得)獲得的紅色、綠色及藍(lán)色通道的周期圖。最后一行是經(jīng)調(diào)諧為經(jīng)記錄視頻中的信號(hào)的預(yù)期周期的時(shí)間帶通巴特沃思濾波。經(jīng)濾波帶通信號(hào)與信號(hào)的總能量的低比率是可用于檢測(cè)冒充者情形的另一度量。

當(dāng)(例如)nxcor2為高但nxcorr為低時(shí)(如參考圖8(a)到8(k)所描述)，對(duì)來(lái)自固持于圖像捕獲裝置(例如，手機(jī)攝像頭)前面的lcd屏幕的反射的分析可用于輔助對(duì)冒充者的檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，圖12(a)到12(c)展示顯示于固持于攝像頭前面的lcd屏幕上的偽造圖像、臉的接近眼睛的區(qū)域的經(jīng)裁剪圖像及對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)裁剪圖像的邊緣圖像，其描繪對(duì)用于捕獲顯示于lcd屏幕上的偽造圖像的電話的反射。另一假影是來(lái)自監(jiān)視器的在2d相關(guān)圖像中可見(jiàn)的莫爾圖案，如圖12(d)中可看出。例如哈爾(haar)分類(lèi)器等2d分類(lèi)器可經(jīng)訓(xùn)練以識(shí)別相關(guān)圖像中的為冒充者情形所特有的圖案。大體來(lái)說(shuō)，在各種實(shí)施方案中，在且僅在全局相關(guān)性(nxcorr)及全局相關(guān)性(nxcorr2)兩者均超過(guò)預(yù)定閾值的情況下返回真實(shí)性分類(lèi)。

圖13圖解說(shuō)明利用典型眼睛的反射性質(zhì)的另一冒充者檢測(cè)技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，如上文參考圖1所描述類(lèi)似地執(zhí)行再現(xiàn)rgb多光譜圖案的步驟1302、捕獲視頻信號(hào)的步驟1304、用rgb值標(biāo)記每一幀的步驟1306及對(duì)經(jīng)記錄且經(jīng)標(biāo)記視頻信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定化的步驟1306。此后，在步驟1308中，執(zhí)行空間-時(shí)間帶通分解以利用眼睛的凸面反射性質(zhì)。觀察到眼睛通常具有凸面反射表面，使得在步驟1304中捕獲的每一圖像幀包含眼睛對(duì)環(huán)境的經(jīng)減小鏡面圖像，所述經(jīng)減小鏡面圖像可包含在步驟1302中再現(xiàn)于顯示屏幕上的rgb圖案的小型圖像。

在步驟1310中，將時(shí)間帶通濾波應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于經(jīng)穩(wěn)定化所標(biāo)記信號(hào)的拉普拉斯金字塔。拉普拉斯金字塔可提供對(duì)輸入視頻的空間帶通分解以幫助隔離從眼睛反射的rgb多光譜圖案的主要高空間頻率。

接著在步驟1312中經(jīng)由參考信號(hào)與視頻經(jīng)帶通濾波輸出之間的時(shí)間經(jīng)正規(guī)化交叉相關(guān)性而產(chǎn)生局部逐像素2d相關(guān)圖像。主導(dǎo)峰值的小鄰域中的局部平均值可用作額外活性度量。大體來(lái)說(shuō)，與使用上文所描述的第一及第二度量檢測(cè)臉活性相反，此方法可檢測(cè)眼睛活性。在僅針對(duì)具有活性的真實(shí)眼睛的眼睛區(qū)域的局部逐像素相關(guān)性中，預(yù)期對(duì)應(yīng)于眼睛的瞳孔對(duì)經(jīng)再現(xiàn)rgb信號(hào)的反射的僅一個(gè)亮光點(diǎn)，如圖14(a)及14(b)中可看出。如果看出多個(gè)光點(diǎn)或未檢測(cè)到光點(diǎn)，那么確定經(jīng)捕獲圖像可能是由冒充者提供。

本文所描述的系統(tǒng)及技術(shù)可實(shí)施于計(jì)算系統(tǒng)中，所述計(jì)算系統(tǒng)包含后端組件(例如，作為數(shù)據(jù)服務(wù)器)或包含中間件組件(例如，應(yīng)用程序服務(wù)器)或包含前端組件(例如，具有用戶可通過(guò)其與本文所描述的系統(tǒng)及技術(shù)的實(shí)施方案交互作用的圖形用戶接口或web瀏覽器的客戶端計(jì)算機(jī))或者此類(lèi)后端、中間件或前端組件的任何組合。系統(tǒng)的組件可通過(guò)任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信形式或媒體(例如，通信網(wǎng)絡(luò))互連。通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例包含局域網(wǎng)(“l(fā)an”)、廣域網(wǎng)(“wan”)及因特網(wǎng)。

所述計(jì)算系統(tǒng)可包含客戶端及服務(wù)器?？蛻舳伺c服務(wù)器通常彼此遠(yuǎn)離且可透過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)交互作用?？蛻舳伺c服務(wù)器的關(guān)系是借助于在相應(yīng)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行且彼此之間具有客戶端-服務(wù)器關(guān)系的計(jì)算機(jī)程序而產(chǎn)生的。已描述了若干個(gè)實(shí)施例。然而，將理解，在不背離本發(fā)明的精神及范圍的情況下可做出各種修改。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物及操作的實(shí)施例可以數(shù)字電子電路實(shí)施或以包含本說(shuō)明書(shū)中所揭示的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物的計(jì)算機(jī)軟件、固件或硬件實(shí)施或者以其中的一或多者的組合實(shí)施?？蓪⒈菊f(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物的實(shí)施例實(shí)施為一或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，即，編碼于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體上以供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或用以控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作的一或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序指令模塊。替代地或另外，程序指令可編碼于人為產(chǎn)生的經(jīng)傳播信號(hào)(例如，機(jī)器產(chǎn)生的電信號(hào)、光學(xué)信號(hào)或電磁信號(hào))上，所述人為產(chǎn)生的經(jīng)傳播信號(hào)經(jīng)產(chǎn)生以對(duì)信息進(jìn)行編碼以發(fā)射到適合接收器設(shè)備以供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體可為以下各項(xiàng)或包含于以下各項(xiàng)中：計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)襯底、隨機(jī)或串行存取存儲(chǔ)器陣列或裝置或者其中的一或多者的組合。此外，雖然計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體并非經(jīng)傳播信號(hào)，但計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體可為編碼于人為產(chǎn)生的經(jīng)傳播信號(hào)中的計(jì)算機(jī)程序指令的來(lái)源或目的地。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體還可為以下各項(xiàng)或包含于以下各項(xiàng)中：一或多個(gè)單獨(dú)物理組件或媒體(例如，多個(gè)cd、磁盤(pán)或其它存儲(chǔ)裝置)。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的操作可實(shí)施為由數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)存儲(chǔ)于一或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置上或從其它來(lái)源接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作。

術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)處理設(shè)備”涵蓋用于處理數(shù)據(jù)的所有種類(lèi)的設(shè)備、裝置及機(jī)器，包含(通過(guò)實(shí)例的方式)可編程處理器、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)單芯片或者前述各項(xiàng)中的多者或組合。所述設(shè)備可包含專用邏輯電路，例如，fpga(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)或asic(專用集成電路)。除硬件外，所述設(shè)備還可包含為所討論計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如，構(gòu)成處理器固件、協(xié)議堆疊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、跨平臺(tái)運(yùn)行時(shí)環(huán)境、虛擬機(jī)或者其中的一或多者的組合的代碼。所述設(shè)備及執(zhí)行環(huán)境可實(shí)現(xiàn)各種不同計(jì)算模型基礎(chǔ)設(shè)施，例如web服務(wù)、分布式計(jì)算及網(wǎng)格計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

可以包含編譯語(yǔ)言或解釋語(yǔ)言、陳述性語(yǔ)言或過(guò)程語(yǔ)言的任何形式的編程語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序(還稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用程序、腳本或代碼)，且可將所述計(jì)算機(jī)程序部署成任何形式，包含部署為獨(dú)立程序或部署為模塊、組件、子例程、對(duì)象或適合在計(jì)算環(huán)境中使用的其它單元。計(jì)算機(jī)程序可以但無(wú)需對(duì)應(yīng)于文件系統(tǒng)中的文件。程序可存儲(chǔ)于保持其它程序或數(shù)據(jù)(例如，存儲(chǔ)于標(biāo)記語(yǔ)言資源中的一或多個(gè)腳本)的文件的一部分中、存儲(chǔ)于專用于所討論的程序的單個(gè)文件中或存儲(chǔ)于多個(gè)協(xié)調(diào)文件(例如，存儲(chǔ)一或多個(gè)模塊、子程序或代碼的部分的文件)中。計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)部署以在一個(gè)計(jì)算機(jī)上或在位于一個(gè)地點(diǎn)處或跨越多個(gè)地點(diǎn)分布且通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)互連的多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物的實(shí)施例可實(shí)施于計(jì)算系統(tǒng)中，所述計(jì)算系統(tǒng)包含后端組件(例如，作為數(shù)據(jù)服務(wù)器)或包含中間件組件(例如，應(yīng)用程序服務(wù)器)或包含前端組件(例如，具有圖形用戶接口的客戶端計(jì)算機(jī)或用戶可通過(guò)其與本說(shuō)明書(shū)中所描述的標(biāo)的物的實(shí)施方案交互作用的web瀏覽器)或者一或多個(gè)此類(lèi)后端、中間件或前端組件的任何組合。所述系統(tǒng)的所述組件可通過(guò)任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信形式或媒體(例如，通信網(wǎng)絡(luò))來(lái)互連。通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例包含局域網(wǎng)(“l(fā)an”)及廣域網(wǎng)(“wan”)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))及對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(例如，臨時(shí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò))。

計(jì)算系統(tǒng)可包含客戶端及服務(wù)器?？蛻舳伺c服務(wù)器通常彼此遠(yuǎn)離且可通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)交互作用?？蛻舳伺c服務(wù)器的關(guān)系是借助于在相應(yīng)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行且彼此之間具有客戶端-服務(wù)器關(guān)系的計(jì)算機(jī)程序而產(chǎn)生的。在一些實(shí)施例中，服務(wù)器將數(shù)據(jù)(例如，html頁(yè)面)發(fā)射到客戶端裝置(例如，出于向與所述客戶端裝置交互作用的用戶顯示數(shù)據(jù)及從所述用戶接收用戶輸入的目的)?？稍诜?wù)器處從客戶端裝置接收在客戶端裝置處產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(例如，用戶交互作用的結(jié)果)。

一或多個(gè)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)可經(jīng)配置以借助于將軟件、固件、硬件或其組合安裝于所述系統(tǒng)上而執(zhí)行特定操作或動(dòng)作，所述軟件、固件、硬件或其組合在操作時(shí)致使所述系統(tǒng)執(zhí)行所述動(dòng)作。一或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)配置以借助于包含指令而執(zhí)行特定操作或動(dòng)作，所述指令在由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)致使所述設(shè)備執(zhí)行所述動(dòng)作。

雖然本說(shuō)明書(shū)含有許多特定實(shí)施方案細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明或可主張的內(nèi)容的范圍的限制，而是解釋為對(duì)特定發(fā)明的特定實(shí)施例所特有的特征的描述。還可將在本說(shuō)明書(shū)中在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中描述的特定特征以組合形式實(shí)施于單個(gè)實(shí)施例中。相反地，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各種特征還可單獨(dú)地或以任何適合子組合實(shí)施于多個(gè)實(shí)施例中。此外，盡管上文可將特征描述為以某些組合形式起作用且甚至最初是如此主張，但在一些情形中，可從所主張組合去除來(lái)自所述組合的一或多個(gè)特征，且所主張組合可針對(duì)于子組合或子組合的變化形式。

類(lèi)似地，雖然在所述圖式中以特定次序描繪操作，但不應(yīng)將此理解為要求以所展示的特定次序或以順序次序執(zhí)行此些操作或執(zhí)行所有所圖解說(shuō)明的操作以實(shí)現(xiàn)合意的結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)及并行處理可為有利的。此外，不應(yīng)將上文所描述的實(shí)施例中的各種系統(tǒng)組件的分離理解為在所有實(shí)施例中需要此分離，且應(yīng)理解，通?？蓪⑺枋龅某绦蚪M件及系統(tǒng)共同集成于單個(gè)軟件產(chǎn)品中或封裝成多個(gè)軟件產(chǎn)品。

因此，已描述了標(biāo)的物的特定實(shí)施例。其它實(shí)施例均在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。在一些情形中，權(quán)利要求書(shū)中所陳述的動(dòng)作可以不同次序執(zhí)行且仍實(shí)現(xiàn)合意的結(jié)果。另外，附圖中所描繪的過(guò)程并不比需要所展示的特定次序或順序次序以實(shí)現(xiàn)合意的結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)及平行處理可為有利的。