人臉識別活體檢測方法

1人臉識別活體檢測方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定人臉識別活體檢測方法的術(shù)語和定義、系統(tǒng)組成架構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)備要求、系統(tǒng)性能要求、通用要求、活體檢測識別準(zhǔn)確率的確定、識別速度的確定、系統(tǒng)驗(yàn)收、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于監(jiān)控管理系列場所。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GA/T1126近紅外人臉識別設(shè)備技術(shù)要求；GA_T1212-2014安防人臉識別應(yīng)用防假體攻擊測試方法Q/BZLJ0041-2020人臉識別技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1識別準(zhǔn)確率Recognitionaccuracy識別準(zhǔn)確率是就正確識別出活體真人的百分比。3.2識別速度Recognitionspeed計(jì)算機(jī)視覺識別人臉活體所需要的時間。3.3攝像頭角度和高度CameraAngleandHeight識別行為狀態(tài)攝像頭的高度和攝像頭的角度需要合理。3.4物體識別區(qū)域ObjectRecognitionArea圖像中的任何規(guī)定區(qū)域。4系統(tǒng)組成架構(gòu)人臉識別活體檢測方法應(yīng)包括人臉檢測、人臉提取、人臉建模、人臉比對。人臉識別活體檢測系統(tǒng)組成構(gòu)架見圖1。2圖1人臉活體檢測系統(tǒng)組成架構(gòu)圖4.1人臉活體檢測系統(tǒng)人臉活體檢測系統(tǒng)，應(yīng)是通過圖像采集技術(shù)對臉部定位檢測、臉部特征點(diǎn)的精確定位跟蹤和臉部動作識別等，對前端采集到的圖像進(jìn)行分析，并識別出人臉活體的智能化識別系統(tǒng)。系統(tǒng)主要主要由前端圖像采集部分?jǐn)z像頭，人臉檢測、人臉特征提取、人臉建模、人臉比對等組成。注：二表示必選表示可選圖2人臉活體檢測系統(tǒng)組成架構(gòu)圖4.2平臺管理子系統(tǒng)平臺管理子系統(tǒng)，應(yīng)通過計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，數(shù)據(jù)加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，對人臉活體檢測相關(guān)識別信息進(jìn)行匯總、展示。系統(tǒng)主要由WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，及電腦、手機(jī)等相關(guān)客戶端。圖3平臺管理子系統(tǒng)組成架構(gòu)圖35系統(tǒng)設(shè)備要求5.1人臉活體檢測系統(tǒng)要求a)識別率：正常條件下人臉活體檢測識別準(zhǔn)確率不應(yīng)小于99.8%；b)識別時間：本地服務(wù)器識別時間<1毫秒；c)識別最小像素：32*32像素；d)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息，銷售數(shù)據(jù)，分類匯總等多項(xiàng)功能；e)全面兼容國內(nèi)主流廠商IP-Camera，而且通過設(shè)備廠商提供穩(wěn)定的SDK，可以兼容幾乎所有前端接入設(shè)備；f)操作系統(tǒng)：主要架構(gòu)基于安卓、蘋果、WINDOWS、Lunix操作平臺，各模塊可獨(dú)立運(yùn)行并與現(xiàn)有系統(tǒng)完美結(jié)合；g)數(shù)據(jù)庫兼容性：可以兼容多種數(shù)據(jù)庫，包括SQLServer、MYSQL、Oracle等，多數(shù)平臺只能支持一種數(shù)據(jù)庫；h)對操作系統(tǒng)平臺的兼容能力：兼容PC、服務(wù)器和小型機(jī)上的各類操作系統(tǒng)。i)系統(tǒng)應(yīng)提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)及生成報表等功能。j)系統(tǒng)應(yīng)支持用戶權(quán)限配置管理,不同級別的用戶可設(shè)定不同操作權(quán)限k)應(yīng)具有對采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲備份和對采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳的功能。由于傳輸網(wǎng)絡(luò)故障等因素，采集的數(shù)據(jù)未能及時上傳，待傳輸網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后應(yīng)能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的斷點(diǎn)續(xù)傳；5.2人臉活體檢測系統(tǒng)的設(shè)備要求a）設(shè)備電源供電長時間待電，能耗低；b）攝像頭應(yīng)支持根據(jù)環(huán)境亮度自動調(diào)節(jié)參數(shù)、自動補(bǔ)光同步，夜間增強(qiáng)技術(shù)；c）全視角數(shù)字顯示，清晰，明亮；d）網(wǎng)絡(luò)連接支持有線網(wǎng)絡(luò)、WIFI網(wǎng)絡(luò)；e）應(yīng)配置穩(wěn)定可靠且性價比高的設(shè)備，確保系統(tǒng)全天候、24小時的正常運(yùn)行；f）設(shè)備面板上的商標(biāo)、名稱、型號、文字說明等應(yīng)清晰準(zhǔn)確，易于辨識；g）設(shè)備應(yīng)具有產(chǎn)品合格證，并能提供型式檢驗(yàn)報告；h）設(shè)備應(yīng)配套說明書，說明書應(yīng)包括下列文件：使用說明書，安裝說明書，維護(hù)說明書，其他有關(guān)說明資料。6系統(tǒng)性能要求6.1人臉識別活體檢測系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合以下要求：a)智能分析手機(jī)、pad、服務(wù)器、管理計(jì)算機(jī)等室內(nèi)機(jī)房設(shè)備的工作溫度應(yīng)為0℃~50℃;b)人臉活體檢測識別系統(tǒng)設(shè)備的相對濕度應(yīng)為10%~90%。6.2人臉識別活體檢測系統(tǒng)機(jī)房防火要求應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174中6.3節(jié)防火與疏散的有關(guān)規(guī)定。6.3人臉識別活體檢測系統(tǒng)識別準(zhǔn)確率應(yīng)符合表的要求。4表1人臉識別活體檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率6.4人臉活體檢測系統(tǒng)響應(yīng)時間應(yīng)符合表2的要求。表2人臉活體檢測系統(tǒng)響應(yīng)時間6.5人臉活體檢測系統(tǒng)自動存儲能力應(yīng)滿足以下要求a)人臉活體檢測系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)信息存儲時間不應(yīng)少于1年；b)人臉活體檢測系統(tǒng)圖片存儲時間不應(yīng)少于90天。7通用要求7.17.27.3人臉活體檢測根據(jù)它特征提取來判斷真?zhèn)?、性別、年齡等狀態(tài)。人臉活體檢測應(yīng)建立人臉活體狀態(tài)確定程序，科學(xué)確定人臉活體狀態(tài)，并對人臉活體狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)人臉活體狀態(tài)的確定和驗(yàn)證應(yīng)有記錄，記錄內(nèi)容宜包括性別、年齡、真?zhèn)蔚然拘畔?，行為狀態(tài)和驗(yàn)證的方法，判定標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)情況，相關(guān)數(shù)據(jù)和分析過程以及結(jié)論等信息。8人臉活體識別準(zhǔn)確率的確定8.1人臉活體識別準(zhǔn)確率的確定的基本程序包括確定方案、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法、方案實(shí)施、結(jié)果分析、確定行為狀態(tài)識別準(zhǔn)確率的確定驗(yàn)證六個步驟（參見附錄A)。8.2實(shí)施方案：根據(jù)人臉活體特征去識別到具體的人臉活體狀態(tài)，通過基于深度學(xué)習(xí)的快速區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以實(shí)現(xiàn)快速人臉定位和深度學(xué)習(xí)和快速特征點(diǎn)跟蹤算法實(shí)現(xiàn)臉部特征點(diǎn)的精確定位。8.3結(jié)果分析：將訓(xùn)練好的模型移植到對應(yīng)得系統(tǒng)或者實(shí)物進(jìn)行測試，輸出結(jié)果判斷人臉活體檢測狀態(tài)。9識別速度的確定9.1保證人臉活體檢測識別響應(yīng)速度。9.2實(shí)施方案：將臉部動作識別則通過臉部對應(yīng)特征點(diǎn)（如眼部、嘴部、臉的輪廓燈）的形狀紋理特征通過大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，以達(dá)到快速識別的效果。10系統(tǒng)驗(yàn)收510.1系統(tǒng)驗(yàn)收10.1.1人臉活體檢測系統(tǒng)驗(yàn)收除符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，尚應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》GB50348中第8章安全防范工程驗(yàn)收的有關(guān)規(guī)定。10.1.2人臉活體檢測系統(tǒng)檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法及指標(biāo)要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3系統(tǒng)檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法及指標(biāo)要求12般項(xiàng)目345678910.1.3人臉活體檢測系統(tǒng)建設(shè)后，應(yīng)按表10.1.2系統(tǒng)檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法及指標(biāo)要求對系統(tǒng)進(jìn)行合格判定，若有一項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目無法滿足指標(biāo)要求，則判定系統(tǒng)不合格。10.1.4人臉活體檢測系統(tǒng)驗(yàn)收不合格時，應(yīng)整改后重新驗(yàn)收。11系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)11.1管理要求（內(nèi)容需添加完整）a)人臉識別活體檢測應(yīng)取得行業(yè)主管部門認(rèn)可的合法有效的檢測報告證明。b)人臉活體檢測人員應(yīng)遵守人臉識別的要求，不要遮擋、在正常光線情況下進(jìn)行。11.2日常維護(hù)保養(yǎng)a)每三個月對人臉活體檢測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和線路檢護(hù)，保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。b)每三個月對硬件設(shè)施進(jìn)行維護(hù)清理，對各種設(shè)施要定期監(jiān)測。c)應(yīng)每月檢查各部件間的通信接頭是否連接牢固，發(fā)現(xiàn)松動立即加固或重新連接，并做防護(hù)處理。6應(yīng)每月對服務(wù)器或電d)腦客戶端要及時檢查線路是否正常，軟件連接是否正常，不要輕易安裝不相關(guān)的軟件。應(yīng)每月檢查終端設(shè)備、服務(wù)器、管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件運(yùn)行狀況，并清理系統(tǒng)中的垃圾文件。7（規(guī)范性附錄）識別準(zhǔn)確率和速率的基本程序A.1步驟本附錄給出了人臉活體檢測識別準(zhǔn)確率和速率的基本程序涵蓋了六個步驟，每個步驟又有不同的要素（參加表A.1）,相關(guān)步驟在用于確定行為狀態(tài)的準(zhǔn)確率時，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。表A.1行為狀態(tài)識別準(zhǔn)備率和速率確定步驟1234試驗(yàn)法應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果和數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得出人臉活體檢測識5確定人臉活體檢測識6A.2確定方案A.2.1確定方案是人臉活體檢測識別的基礎(chǔ)，宜從多個方案中優(yōu)選出適于實(shí)施的方案，并應(yīng)盡可能祥A.2.2確定方案的步驟包括：明確人臉活體檢測的目的；論證現(xiàn)有的依據(jù)和資料等研究基礎(chǔ)；多角度設(shè)計(jì)方案；方案優(yōu)選和明確人臉活體狀態(tài)確定的具體方法。a)對現(xiàn)有的技術(shù)方案1進(jìn)行全面評估：人臉照片檢測和真實(shí)人臉狀態(tài)，b)對現(xiàn)有的技術(shù)方案2進(jìn)行全面評估：通過活體人臉特征識別人臉活體狀態(tài)；c)通過以上現(xiàn)有的技術(shù)綜合分析得到相應(yīng)方案的缺點(diǎn)，并提出對應(yīng)的解決方案。A.3設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法應(yīng)在充分分析人臉活體的特性，對人臉活體狀態(tài)特性等基礎(chǔ)上，確定實(shí)驗(yàn)室檢測對象等試驗(yàn)內(nèi)容。8A.4方案實(shí)施A.4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理及增強(qiáng)：數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法要結(jié)合實(shí)際情況提高人臉活體檢測的識別準(zhǔn)確率，主要采用基于深度學(xué)習(xí)的快速區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以實(shí)現(xiàn)快速人臉定位、深度學(xué)習(xí)快速特征點(diǎn)跟蹤算法實(shí)現(xiàn)臉部特征點(diǎn)的精確定位和大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練等方法A.4.2基于深度學(xué)習(xí)的快速區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行人臉定位；查閱了大量的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的資料和做了大量的比對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)出來的，識別準(zhǔn)確率高并識別速度快。A.4.3a)b)c)A.4.4網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練策略；關(guān)注準(zhǔn)確率：設(shè)計(jì)深度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以很好提取人臉活體的特征，但這個過程會損失一些速度；關(guān)注速度：設(shè)計(jì)輕量級的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)但準(zhǔn)確率會有所下載但一般都不會多最多幾個百分點(diǎn)。兼容準(zhǔn)確率和速度：通過大量的數(shù)據(jù)并且結(jié)合場景設(shè)計(jì)一個合理速度和準(zhǔn)確不下降的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過訓(xùn)練測試實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)損失函數(shù)收斂時，將訓(xùn)練得到的模型在驗(yàn)證集上進(jìn)行測試和訓(xùn)練。損失函數(shù)設(shè)計(jì)；直至網(wǎng)絡(luò)損失函數(shù)收斂或在驗(yàn)證集上的檢測結(jié)果穩(wěn)定，這里的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)即為訓(xùn)練好的具