[发明专利]活体检测装置及方法

说明书

本发明主要提出一种活体检测装置及方法，其中该活体检测装置可为一独立的电子装置，也可整合在一身份辨识系统或一生理信号量测系统之中。该活体检测装置的最简架构仅包括：一光感测单元以及一信号处理模块。特别地，本发明在该信号处理模块之中设置一生理特征撷取单元和一活体检测单元，其中该生理特征撷取单元用以自一PPG信号中萃取出至少一第一生理特征，或是在对该PPG信号进行至少一信号处理之后，自该PPG信号萃出至少一第二生理信号特征。如此，该活体检测单元便可依据该至少一第一生理信号特征及/或该至少一第二生理信号特征而判断该受测者是否为活体。

技术领域

本发明涉及基于活体检测的技术领域，尤其涉及能够不使用任何影像撷取模块或单元的一种活体检测装置及方法。并且，该活体检测装置及/或方法可以被应用在任何一种生理信号检测系统及/或一身份辨识系统之中。

背景技术

生物辨识技术(Biometric identification)指的是利用人体的生理特征与/或行为特征来达到身份辨识的目的；其中，生理特征包括：指纹、掌纹、静脉分布、虹膜、视网膜、与脸部特征，而行为特征则包括：声纹与签名。目前，市场上已售有利用指纹辨识技术、虹膜辨识技术、及脸部辨识技术的各种身份辨识系统。

应用脸部辨识技术实现身份辨识的过程中，首先利用摄影机直接获取一受测者的影像并进行脸部特征的萃取。接着，将萃取出的脸部特征与数据库内的多组参考脸部特征进行比对之后，即可完成该受测者的身份辨识。实务经验指出，在应用脸部辨识技术实现身份辨识的过程中，A人员可能使用B人员的影像成功欺骗身份辨识系统，进而通过脸部辨识的身份辨识程序。举例而言，A人员可以令印有B人员影像的纸张、B人员的照片、B人员的录像片段、或B人员的复制3D面具或头像面对该身份辨识系统的摄影机，借此方式达成欺骗该身份辨识系统的效果。

为了防止身份辨识系统受到上述任一种假影像的欺骗，已有多种不同的活体检测技术被提出。例如，中国专利公开号CN106845395A揭示一种基于人脸识别的活体检测方法，其包含以下步骤：

(1)获取一受测者的视频影像，按照帧频率将该视频影像分为序列排列的多帧图像；

(2)使用人脸识别技术检测出每一帧图像中的人脸，并制作人脸框；

(3)提取各帧图像的人脸框内的绿色通道像素值，将提取出的各帧图像的绿色通道像素值按顺序排列，组成一像素值序列；

(4)依序对该像素值序列进行降噪处理以及傅立叶变换处理，获得该像素值序列的一频域信号；

(5)基于该频域信号进行一心率值计算；以及

(6)若心率值落在45bpm至120bpm的范围内，则可确定该受测者为活体。

补充说明的是，中国专利公开号CN106845395A主要是利用成像式体积变化描记图法(Imaging photoplethysmography,iPPG)取出各帧图像的人脸框内的绿色通道像素值，接着对绿色通道像素值的序列进行降噪处理以及傅里叶变换，得到一频域信号。最终，分析该频域信号得到心率值，从而通过心率值判断视频中的人脸是否来自于活体。其中，该人脸框即为一感兴趣区域(Region of interest,ROI)。可惜的是，已揭示的基于人脸识别的活体检测方法仍旧容易被假影像所欺骗。更详细地说明，可以使用一光源在一假影像之上产生周期性的光影变化或是令该假影像具有周期性的微幅晃动，如此在对系统提取出的像素值序列的频域数据进行该心率值计算之后，仍旧可以获得一心跳值。进一步地，只需要变更或调整该光影变化或微幅晃动的周期或频率，即可令计算得到的心率值落在45bpm至120bpm的范围内。另一方面，值得注意的是，像素值序列的频域数据必须足够多，系统才能够进行该心率值计算。更详细地说明，中国专利公开号CN106845395A的说明书第8页之中已经示范性地建议该序列排列的图像的帧数至少为600。换句话说，已揭示的基于人脸识别的活体检测方法必须在累积一定量的人员脸部数据后才能够进行活体检测，其无法基于人脸识别而实时性地完成活体检测。