专利名称：智能卡与持卡人身份验证的方法及人脸识别身份验证装置的制作方法
技术领域：
本发明属于智能卡使用者身份合法性验证领域，特别是涉及一种基于使用者人脸识别技术的智能卡与持卡人身份验证的方法及人脸识别身份验证装置。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，智能卡或带电子芯片的各种证件作为现代个人化的信息工具被广泛使用，如智能交通卡、社保卡、医保卡以及重要场合或会议的通行卡等，现有智能卡除了使用传统的加密算法及各种安全措施以确保卡片的安全性之外，越来越多的生物识别技术也逐渐得到采纳，尤其是在那些数据敏感的领域如金融、军事，社会保险、培训教育以及政府职能等等部门使用的智能卡，简单的口令加密已经不能满足人们对安全的需求，许多冒名顶替者使用盗用的信息进行各种形式的欺诈行为，给社会经济发展、社会安定 环境带来巨大的危害。使用者也存在个人对安全信息的疏忽保管造成智能卡的安全隐患。发明目的
为克服现有智能卡传统的加密算法和安全信息疏忽保管造成智能卡的安全隐患，本发明公开一种智能卡与持卡人身份验证的方法及人脸识别身份验证装置，确保持卡人身份验证的唯一性。生物识别技术在个体的生物特征是不可能被遗忘或未随身携带的，具有唯一的、终身不变性，防假冒技术高，而众多的生物识别技术中，人脸识别以其非接触性、直观性以及识别速度快、经济适用的优点更被大众接受，因此，简捷、安全、高效将成为未来信息安全认证的发展趋势，一种智能卡与持卡人身份一致性的验证方法，合理利用人脸识别技术与智能卡相结合的技术和智能卡中电子芯片的写入数据和存储数据的能力，将人脸模板特征数据写入智能卡内，使智能卡真正成为了“多重保险”身份认证卡。彻底解决传统的智能卡认卡不认人，且易丢失，存在很大安全隐患的技术问题。由于人脸模板特征数据比较大，因此智能卡，如Ml卡容量过小，不够存储空间，现有技术中人脸识别技术都是将人脸注册登记的模板特征数据以及照片存储在人脸识别身份认证装置或PC的数据库中，验证时，人脸识别身份认证装置将实时获取的人脸图像经处理后与人脸识别身份认证装置或通过网络传输到PC的数据库里进行寻找比对对象进行比对验证。该技术方案的缺点是，需要存储大量的图像信息和建立网络通信，目前市面同行的人脸识别产品也用智能卡作为辅助，实现1:1，但因为未把特征数据文件存储在卡上，以致无法实现单台装置大容量用户的时候(存储大量用户信息含特征数据以及照片)使用，另外，由于未将特征数据存卡内，导致用户不能在任意异地地点完成识别(因本地无模板数据，很多做法是刷卡得到的卡号通过网络传输到应用服务器上去获取模板，然后再比对，此方法还是1:1，但局限识别速度慢，数据包的完整性等。同时拒识、误识等问题给实际应用造成困难。上述技术不足限制了人脸识别身份认证在智能卡上使用。本发明实现方法发明目的采用的技术方案是智能卡与持卡人身份验证的方法，该方法借助于人脸识别技术实现的，该方法是由以下步骤实现的
(1)、将智能卡记录的信息和持卡人的人脸模板同时存储在智能卡上的电子芯片上；
(2)、在读写智能卡使用时，首先人脸识别身份认证装置阅读智能卡上的信息时，一并读取持卡人的人脸模板特征文件到人脸识别装置，而人脸识别装置上的人脸感应装置检测到人脸启动人脸图像采集装置进行视频采集，生成其面纹编码，与读取智能卡上的人脸模板数据中的面纹编码进行一对一检索比对，识别和判断当前持卡人的身份的合法性；
(3)、人脸识别身份认证装置将步骤⑵检索比对结果发送到智能卡读写装置。本发明实现验证装置发明目的采用的技术方案是该装置借助于人脸识别技术实现人脸识别身份验证，该装置包括智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、人脸识别运算的模块、人脸识别认证终端的I/o接口、CPU中
央处理器和存储器，智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、图像编码器、控制器和存储器通过数据总线与CPU中央处理器连接。本发明的有益效果是，当人脸识别身份认证装置阅读智能卡上的信息时，一并读取持卡人的人脸模板特征文件，通过比对卡上人脸与现场采集的人脸是否相同来判断，持卡人的身份合法性。持卡人的人脸图片和模板特征数据更加安全，保护私隐性，更方便灵活随身携带，随时随地都可以使用。所采用的人脸识别算法是根据脸部的本质特征和形状来工作的，可以最大限度地消除光线、皮肤色调、面部毛发、发型、眼镜、表情和姿态变化等对人脸识别的影响，具有强大的可靠性。
附图I为本发明验证装置实施I结构框图。附图2为本发明验证装置实施2结构框图。
具体实施例方式智能卡与持卡人身份验证的方法，该方法借助于人脸识别技术实现的，该方法是由以下步骤实现的
⑴、将智能卡记录的信息和持卡人的人脸模板同时存储在智能卡上的电子芯片上。采集人脸图像，经过人脸识别算法对人脸图像进行图像分割、滤掉噪声、对图像二值化，通过特征分析(Local Feature Analysis, LFA)方法提取特征数据,最终将人脸图像转化成生成其面纹编码特征文件写入智能卡内。⑵、在读写智能卡使用时，首先人脸识别身份认证装置阅读智能卡上的信息时，一并读取持卡人的人脸模板特征文件到人脸识别装置，而人脸识别装置上的人脸感应装置检测到人脸启动人脸图像采集装置进行视频采集，生成其面纹编码，与读取智能卡上的人脸模板数据中的面纹编码进行一对一检索比对，识别出当前持卡人的身份的合法性。⑶、人脸识别身份认证装置将步骤⑵检索比对结果发送到智能卡读写装置。智能卡读写装置依据接收的检索比对结果判断持卡人的合法性。参看附图I。智能卡人脸识别身份验证装置，该装置借助于人脸识别技术实现识别身份验证，该装置包括智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、人脸识别运算的模块、人脸识别认证终端的I/o接口、CPU中央处理器和存储器，智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、图像编码器、控制器和存储器通过数据总线与CPU中央处理器连接，智能卡读写模块将智能卡内的用户信息连同其面纹编码特征数据一并读取到装置内的存储器中，电路连接I/O接口的人脸感应装置检测到人脸，启动人脸图像采集的摄像机，摄像机采集的实时人脸图像经过图像处理的模/数转换器进行视频处理，将人脸视频图像数字化。人脸识别运算的模块提取视频信号中的人脸信息进行人脸识别运算，将运算数据与存储器中已存在的人脸模板数据进行对比匹配。CPU中央处理器完成所有数据的处理与运算。人脸识别认证的结果通过用户界面输出。同时通过网络传输到智能卡应用系统作为判断使用者的合法性。参看附图2。本实施例为实现比对结果的音频提示，该装置还包括有音频处理模块和音响设备，音频处理模块通过数据总线与CPU中央处理器连接，音频处理模块的输出与音响设备连接。图像采集摄像机、辅助光源发光电子器件和截止自然光线通红外光线的滤片，发光装置优选的采用红外线发光LED，其发射的红外光波带宽与滤片所能通过的红外光带宽 相匹配，保证摄像机捕捉的图像只能是由红外光线所反射，这种方式采集的人脸图像是红外图像，不受环境自然光线变化对人脸识别的影响，人脸识别优选的采用红外人脸图像。另一方式是图像采集装置中的摄像机由一个以上组成，除用于人脸识别图像采集的摄像机夕卜，再安装一个摄像机，此摄像机不设置截止自然光线通红外光线的滤片，使摄像机捕捉自然光线下的图像，生成易于人眼观看的人脸图像，人脸识别算法不对此图像进行处理，经视频处理单元处理后直接输出到用户界面。视频处理单元负责对图像采集设备输入的视频图像进行转换编码，生成机器可识别的数字信号。中央处理单元优选的采用ARM9处理器，与内存和Flash组成中央数据处理单元，负责系统内部数据的运算，控制和存储，为操作系统提供运行平台。DSP处理器运行人脸识别算法，对人脸视频原始数据进行运算处理，将运算结果数据通过系统总线与中央处理单元进行数据传输交换，中央处理单元根据人脸识别运算结果向其它控制单元发送控制指令。LCD显示屏显示内嵌的操作系统界面，响应中央处理单元发送的控制指令，以文字、图形、符号等形式反映表现。触控输入是优选的键盘输入设备，触摸板与LCD显示屏结合，提供一种直观的人机交互方式，除触控输入外，本发明不限于采用按键式键盘设备提供控制输入。Internet网络传输系统数据，使远程计算机与人脸识别认证终端进行数据交换，通过浏览器访问系统界面及数据库数据。SD (HC)是外置大容量高速存储器，存储人脸识别数据，中央处理单元通过内存对存储器进行数据管理和调用。人脸感应本发明优选的采用光线感应方式，通过捕捉识别终端前的光线变化，判断终端前有效距离内是否存在人脸，以解除终端的待机状态并激活图像采集设备，捕捉人脸视频。除优选的光线感应，本发明采用智能卡感应，读取智能卡信息来唤起人脸识别。I/O是系统输入输出数据接口，支持常见数据格式的输入输出，读卡数据通过I/O输入。UART通用串行数据总线用来与PC进行通信，包括监控调试器和其它器件进行通信，读卡数据通过UART进行传输和接收。音频处理单元接收中央控制单元发送的指令进行处理，转换成音频信号输出到音响设备，音响设备包括但不限于是蜂鸣器和人声语音输出设备。智能卡读写装置包括读写模块和天线，通过电磁耦合将持卡人的ID等基础信息以及人脸模板特征数据文件写入智能卡内或从卡内读取基础信息和人脸模板数据文件。
权利要求
1.智能卡与持卡人身份验证的方法，该方法借助于人脸识别技术实现的，其特征在于该方法是由以下步骤实现的 (1)、将智能卡记录的信息和持卡人的人脸模板同时存储在智能卡上的电子芯片上； ⑵、在读写智能卡使用时，首先人脸识别身份认证装置阅读智能卡上的信息时，一并读取持卡人的人脸模板特征文件到人脸识别装置，而人脸识别装置上的人脸感应装置检测到人脸启动人脸图像采集装置进行视频采集，生成其面纹编码，与读取智能卡上的人脸模板数据中的面纹编码进行一对一检索比对，识别出当前持卡人的身份的合法性； ⑶、人脸识别身份认证装置将步骤⑵检索比对结果发送到智能卡读写装置。
2.智能卡人脸识别身份验证装置，该装置借助于人脸识别技术实现人脸识别身份验证，其特征在于该装置包括智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、人脸识别运算的模块、人脸识别认证终端的I/O接口、CPU中央处理器和存储器，智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、图像编码器、控制器和存储器通过数据总线与CPU中央处理器连接，用户界面模块与用户使用的智能卡应用系统连接。
3.根据权利要求2所述的智能卡人脸识别身份验证装置，其特征在于该装置还包括有音频处理模块和音响设备，音频处理模块通过数据总线与CPU中央处理器连接，音频处理模块的输出与音响设备连接。
全文摘要
智能卡与持卡人身份验证的方法及人脸识别身份验证装置，解决现有智能卡传统的加密算法和安全信息疏忽保管造成智能卡的安全隐患的技术问题，采用的方案是，将智能卡记录的信息和持卡人的人脸模板同时存储在智能卡上，使用时，首先人脸识别身份认证装置进行视频采集，生成其面纹编码，与读取智能卡上的人脸模板数据中的面纹编码检索比对，识别出当前持卡人的身份的合法性，并将结果发送到智能卡读写装置。验证装置包括智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、人脸识别运算的模块、人脸识别认证终端的I/O接口、CPU中央处理器和存储器，智能卡读写模块、用户界面模块、人脸图像采集的摄像机、图像处理的模/数转换器、图像编码器、控制器和存储器通过数据总线与CPU中央处理器连接。有益效果是比对速度快，结果可靠。
文档编号G06F21/00GK102799821SQ201210238868
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者李璐, 郑海锋, 张鹏锐 申请人:深圳市飞瑞斯科技有限公司