[发明专利]一种基于多种脉搏波与人脸的多模态身份认证系统及其认证方法

说明书

本发明公开了一种基于多种脉搏波与人脸的多模态身份认证系统及其认证方法，包括数据采集模块、特征提取模块和多模态认证模块。多模态身份认证方法在注册阶段将用户人脸和接触式手指脉搏波信息存储至服务器，在认证阶段再次采集用户的人脸和接触式手指脉搏波信息，并与存储在服务器的人脸和接触式手指脉搏波信息进行校验认证。同时，对非接触式人脸脉搏波和非接触式手背脉搏波进行双脉搏波相似性验证。通过对人脸特征、接触接触式手指脉搏波特征和非接触式双脉搏波相似性验证的多重身份识别，提高身份识别的安全性、同时具有活体检测的功能。

技术领域

本发明涉及身份认证技术领域，尤其是涉及一种基于多种脉搏波与人脸的多模态身份认证系统及其认证方法。

背景技术

随着经济社会的快速发展，信息安全的重要性日益显露，身份盗窃带来的危害也更加严重，身份认证技术作为保护信息安全的重要手段，人们对其普遍性、特异性和稳定性等的要求不断提高。而传统的身份认证方式如密码、证件等由于存在易被复制、窃取或者遗忘等缺点已经不能满足人们的需求。生物识别技术应运而生。

目前，基于人脸、指纹、虹膜等生理特征的生物识别系统已经被广泛应用于关键重要领域的访问和控制。其中，人脸识别技术凭借其低成本、高识别率成为运用最为广泛的生物识别技术。但与此同时，相应的攻击手段也是层出不穷，如使用照片、视频等技术可以轻易欺骗人脸识别系统。

现阶段解决上述问题的手段是在人脸识别过程中嵌入活体检测功能。近几年的活体检测方法为动作检测，即在人脸识别过程中要求检测对象做眨眼、点头等动作。但这种方法对视频攻击的识别效果较差。另外，单一模态的人脸识别存在单一算法认证的缺陷。

基于心脏信号的生物识别相比较于传统的生物识别则存在很多优势：

1)内在活性：心脏运动仅存在于“活”的用户中，系统能够区分验证对象是“活”用户还是伪造攻击；

2)高度安全：心脏信号取决于用户的心脏肌肉结构，因此不可能被完全模仿；

人体心脏的生理信号还具有经济高效性等特点，同时具有特征识别的条件，在生物识别领域具有巨大潜力。其中，脉搏波信号是动脉血流量随心脏搏动变化而导致的对光的吸收量的周期性波动。该信号采集方便，适合作为生物识别系统的生理特征。

但是，相较于更为成熟的人脸识别技术，脉搏波身份认证技术的错误拒绝率和错误接受率较高，离单一模态作为身份识别技术进行广泛应用还有一定距离。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于多种脉搏波与人脸的多模态身份认证系统及其认证方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于多种脉搏波与人脸的多模态身份认证系统，该系统包括：

接触式脉搏波获取模块，用于获取接触式手指脉搏波；

手背视频获取模块，用于获取手背的非接触式脉搏波；

人脸视频获取模块，用于获取人脸视频，进一步获取人脸图像和人脸的非接触式脉搏波；

接触式手指脉搏波特征提取模块，用于对接触式脉搏波获取模块获取的接触式手指脉搏波信号进行预处理和特征提取，获取用户的接触式手指脉搏波特征向量；

人脸特征提取模块，用于对人脸视频获取模块获取的人脸图像进行预处理和特征提取，获取用户的人脸特征向量；

接触式手指脉搏波特征认证模块，用于对用户的第二接触式手指脉搏波信号的特征向量与第一接触式手指脉搏波信号的特征向量进行相似度比较验证；

人脸特征认证模块，用于对用户的第二人脸图像的特征向量与第一人脸图像的特征向量进行相似度比较验证；