[发明专利]一种基于太赫兹毫米波的人脸骨骼识别方法

说明书

本发明公开了一种基于太赫兹毫米波的人脸骨骼识别方法。通过向待测目标发射毫米波，并在待测目标面部软组织和面部骨骼交界面上发生反射，通过采集反射回来的毫米波对待测目标的面部骨骼建立三维模型，提取模型的特征向量后在面部骨骼模型库里面进行比对和搜索，得到识别结果。包括发射毫米波，采集发射毫米波，面部骨骼建模，特征提取和验证搜索五个部分。本发明的优点：在部分有遮挡情况下也能识别人脸；不受外部可见光因素的影响；不受表情变化，年龄增长，整容等的影响；安全性提高，有效防止照片，视频和三维模型等欺骗手段。

技术领域

本发明涉及生物特征识别技术领域，特别涉及一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法。

背景技术

随着经济的发展人们生活水平的提高，日常生活中对身份的认证越来越频繁，而传统身份认证方式过于繁琐，在很多领域被更加便捷可靠的生物特征识别所取代；相对于语音识别，瞳孔识别和指纹识别，人脸识别更加直接，友好，更容易让人们接收，并且具有较高的可靠性。

但是，目前的人脸识别技术都是通过采集人脸表面反射的可见光，对人脸特征的分析来实现的，由于光源和人脸的变化，以及图像传感器与人脸的相对位置和角度的限制，对可见光人脸识别的性能都有很大的影响，比如光照强度，光源位置，眼镜和口罩等遮挡物，表情变化，年龄增长，甚至体重增减导致面部特征改变，对目前的人脸识别性能都有较大的负面影响。

由于这些缺陷，在应用时有一定的局限性。比如在刑侦方面，由于人脸识别设备的隐蔽性，容易隐蔽安装在大多场所，自助取款机，火车站，商场等等，在刑侦方面广泛用于目标人物的追查，但是只要目标人物带上口罩、帽子、墨镜等遮挡物，便无法进行人脸识别。

另外，人脸作为身份认证的密钥信息，却暴露在外，很容易被照片，视频所记录，甚至被还原为人脸三维模型等，导致密钥信息源有失唯一性，对目前的人脸识别技术造成安全隐患。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术的问题，让人脸识别更具安全性和广泛性，本发明提出一种识别精度高，不受可见光环境影响，能在存在面部遮挡的情况下识别人脸的基于太赫兹的对面部骨骼建模的人脸骨骼识别方法。改善当前人脸识别的安全性和局限性。

本发明的技术方案为：一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，包括以下实现步骤：

步骤1，向待测目标面部发射太赫兹毫米波；

步骤2，采集目标骨骼反射回来的太赫兹毫米波信号；

步骤3，根据步骤2中采集的信号对待测目标的面部骨骼建立三维模型，并对得到的三维骨骼模型进行特征向量提取，然后利用分类器在面部骨骼模型库里面匹配，得出识别结果。

进一步，步骤1、2的具体过程为：

通过控制器模块控制毫米波发射器驱动电路产生驱动电信号，驱动电信号使毫米波发射器产生一定频率的毫米波；在空气中毫米波沿直线传播一段距离后到达人脸并穿透人脸软组织，在软组织和骨头的交界面发生较强的反射，产生的反射毫米波携带着目标的面部骨骼信息被反射波接收器采集；

反射波接收器将采集到的毫米波信号转换成模拟电信号，模拟电信号经过一个前置滤波器，滤除无用噪声信号，保留携带着面部骨骼信息的部分，提高信噪比；模数转换器ADC将滤波过后的连续模拟信号采样和量化后转变成离散的数字信号并传送到控制器模块，到此信息采集完成。

进一步，毫米波发射器可采用半导体瞬间电流产生或由加速电子产生，或者是光电导产生或非线性差频产生，或者是热辐射或高能加速器产生；

进一步，毫米波发射器产生毫米波可以是空间水平扫描信号或着空间垂扫描信号，也可以是毫米波发射器阵列同时发射毫米波方式；其中，发射毫米波的频率为0.1-10THz的选频信号。