为什么在人脸识别和活体检测中需要使用双目摄像头?
为了提高安全性,当前常用的活体检测方法之一是采用双摄像头进行。这种方法同时利用两种不同的方式来进行活体检测。一般情况下,采用双摄像头的活体检测是非配合式的,即不需要用户按照提示进行眨眼、点头等动作,这对算法要求更高,但速度更快,也更加用户友好。非配合式活体检测根据成像源的不同,可以分为红外图像、3D结构光和RGB图像三种技术路线。这三种技术路线各有优劣,取决于不同的应用场景。
一、红外图像活体检测:
使用红外图像进行活体检测需要使用红外摄像头。红外图像可以滤除特定波段的光线,有效抵御基于屏幕的假脸攻击。无论是可见光还是红外光,本质上都是电磁波。物体的成像与其表面材质的反射特性密切相关。真实人脸和纸片、屏幕、立体面具等攻击手段的反射特性各不相同,因此成像效果也各不相同。这种表面材质的差异在红外波反射中更为明显。当屏幕上的人脸出现在红外摄像头前时,红外成像的画面中只会出现模糊不清的白色图像,甚至连人脸都无法显示,因此攻击无法成功。红外图像活体检测具有成本适中的特点,对于屏幕和纸张类攻击有出色的防御能力,并且对于面具类攻击也有良好的防御能力。
二、3D结构光活体检测:
采用3D结构光活体检测技术,使用结构光/TOF深度摄像头,通过引入“深度信息”概念,能够轻松区分纸质照片以及屏幕等二维媒介上的假脸攻击。文章开头提到,丰巢快递柜之所以被A4纸上的人脸照片欺骗,是因为其人脸识别设备没有3D结构光功能。
为了拍摄人脸时得到有关人脸区域的3D数据,并利用这些数据进行更深入的分析,以确定人脸是活体还是非活体,需要使用3D结构光技术和配备3D相机。
3D结构光可广泛应用于非活体检测,可适用于电子屏幕上的照片和视频,以及印刷在不同材质上的照片(甚至包括弯曲、折叠、剪裁、挖洞等情况)。关键在于如何选择最具区分度的特征来训练分类器,并利用训练好的分类器来区分活体和非活体,这是该检测方法的关键路径。
特点:3D结构光活体检测的成本最高,但效果最好,对屏幕、纸张和面具等攻击具有优秀的防御能力。
三、RGB图像:
RGB单目活体检测采用普通RGB摄像头即可,通过分析采集摩尔纹、成像畸形、反射率等人像破绽,从而获得活体检测所需要的识别信息,通过多维度的识别依据保证了识别的准确性。
特点:RGB活体检测应用历史较久,成本较低,对屏幕和纸张类攻击防御性良好,对面具类攻击防御性一般。
在具体产品中,要实现检测效果和成本的平衡,所以采用RGB和近红外双摄像头方案是一个性价比比较高的选择。如果一款人脸识别算法同时自带这两种活体检测功能,那是最好的。