基于多阶段视觉分析的身份证伪造识别质检方法及系统与流程

本发明涉及信息，尤其涉及基于多阶段视觉分析的身份证伪造识别质检方法及系统。

背景技术：

1、在线上身份核验业务场景中，用户通过手机等终端设备自助拍摄并上传身份证图像，系统据此完成文字信息提取与证件真伪鉴别。实际拍摄环境中，受光照条件不足、手持抖动、镜头污渍等因素影响，采集到的身份证图像常存在对比度偏低、文字区域灰暗模糊等退化现象，导致光学字符识别模块难以准确提取身份证号码、姓名等关键字段。为缓解此问题，常规系统通常在字符识别之前引入图像增强处理，通过灰度映射、频域滤波等操作调整图像的明暗分布，使模糊文字恢复至人眼及识别模型可辨识的程度。与此同时，系统还需对同一张身份证图像执行伪造识别，以甄别复印件、打印件、翻拍件等虚假证件。该伪造识别的判断依据并非来源于图像的整体亮度或宏观对比度，而是依赖于图像中承载的微观物理痕迹，例如碳粉颗粒在纸张表面的聚集形态、打印网点的空间排列规律、边缘墨迹的飞散分布等高频纹理结构，这些微观痕迹分布在图像的特定频段内，其完整性是区分原件与伪造件的关键信号。但图像增强处理与伪造痕迹检测对图像像素施加的变换要求不可调和，具体而言，灰度映射和频域滤波在提升低频亮度信息以改善文字清晰度的同时，其非线性变换会不可避免地改变像素之间的相对灰度关系，导致分布在特定频段的碳粉颗粒形态、网点排列周期等高频微观纹理结构被压缩或平滑化；伪造识别恰依赖于这些高频微观纹理的原始分布状态进行判断，一旦纹理特征在增强过程中被改变，原件与伪造件在频域上原本可区分的差异将减弱或消失。只有当图像存在触发增强操作的退化且该图像为复印件或打印件等伪造证件时，增强处理对高频纹理的破坏才会导致伪造特征丢失，其后果是该伪造证件在后续识别环节中因特征缺失而被误判为真实证件予以放行。面对这一矛盾，常规系统将图像增强与伪造识别作为串行处理链路，默认增强对后续所有环节有益无害，既未在流程层面识别到二者之间的对抗关系，也未在架构上设计任何防范机制。因此，亟需一种能够在执行图像增强以保障文字识别可读性的同时，保全高频微观纹理特征的完整性以维持伪造识别有效性的处理机制。

技术实现思路

1、本发明提供了基于多阶段视觉分析的身份证伪造识别质检方法，主要包括：

2、获取带有证件类型标识的初始图像，根据所述初始图像的角点检测结果与所述证件类型标识对应的标准模板，对所述初始图像进行分割矫正处理，创建图像双副本，形成进入增强通道的第一副本和进入原始保全通道的第二副本；

3、在伪造识别分支锁存所述第二副本的原始像素特征并生成旁路控制信号，所述旁路控制信号用于禁止所述伪造识别分支获取经非线性增强和高频滤波处理后的数据，形成原始像素特征集合；

4、通过频域变换对所述第一副本进行频域分离处理，获得包含碳粉颗粒物理痕迹的高频信息和包含背景亮度的低频信息；

5、对所述低频信息进行灰度映射处理，得到映射低频图像；对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像；叠加所述映射低频图像与所述高频纹理图像，形成对比度提升且保留原始纹理结构的第二图像，并提取质检文本数据；

6、对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像，结合所述旁路控制信号与所述原始像素特征集合，对所述高频纹理图像进行纹理特征提取，得到多维度原始特征向量，把所述多维度原始特征向量与预存特征参考集进行特征比对，形成伪造识别分析结果；

7、依据所述伪造识别分析结果确定真实性判定结果，在所述真实性判定结果表征具有伪造嫌疑时输出拒绝办理指令，在所述真实性判定结果表征真实证件时输出所述质检文本数据和通过核验指令。

8、进一步的，所述根据所述初始图像的角点检测结果与所述证件类型标识对应的标准模板，对所述初始图像进行分割矫正处理，创建图像双副本，包括：

9、对所述初始图像执行角点检测，按所述标准模板的角点顺序形成角点对应关系；

10、依据所述角点对应关系建立透视映射关系，对证件区域执行裁切、透视矫正和尺寸归一，得到矫正图像；

11、复制所述矫正图像的完整像素阵列，形成像素内容一致的第一副本和第二副本。

12、进一步的，所述在伪造识别分支锁存所述第二副本的原始像素特征并生成旁路控制信号，包括：

13、读取所述第二副本的像素位置、颜色分量和相邻像素灰度关系，按像素排列顺序写入只读锁存区；

14、依据所述只读锁存区形成所述旁路控制信号，并由所述伪造识别分支按像素位置归集颜色分量和相邻像素灰度关系，得到所述原始像素特征集合。

15、进一步的，所述通过频域变换对所述第一副本进行频域分离处理，包括：

16、依据所述第一副本形成灰度图像，对所述灰度图像执行离散傅里叶变换并把零频分量移至频谱中心；

17、依据预设频率边界形成低频掩膜和高频掩膜，提取背景亮度对应的低频信息以及颗粒边缘和网点间隔对应的高频信息。

18、进一步的，所述对所述低频信息进行灰度映射处理，得到映射低频图像；对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像；叠加所述映射低频图像与所述高频纹理图像，形成对比度提升且保留原始纹理结构的第二图像，并提取质检文本数据，包括：

19、对所述低频信息执行逆频域变换，依据所得低频图像的最小灰度值和最大灰度值，把各像素灰度映射至预设灰度范围，形成映射低频图像；

20、对所述高频信息执行逆频域变换，形成高频纹理图像；

21、按对应像素位置叠加所述映射低频图像与所述高频纹理图像，形成所述第二图像；

22、依据证件类型对应的标准模板定位文本字段区域，把字符图像与预存字形模板进行逐像素比对，按字段顺序输出所述质检文本数据。

23、进一步的，所述对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像，结合所述旁路控制信号与所述原始像素特征集合，对所述高频纹理图像进行纹理特征提取，包括：

24、对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像；

25、依据所述旁路控制信号关闭增强数据入口和滤波数据入口，按像素位置关联所述高频纹理图像中的纹理灰度值以及所述原始像素特征集合中的相邻像素灰度关系，形成纹理分块数据；

26、输入所述纹理分块数据至卷积神经网络，通过卷积层提取颗粒边缘、打印网点和墨迹飞散对应的局部响应，通过池化层归集所述局部响应，并按证件区域位置排列，得到所述多维度原始特征向量。

27、进一步的，所述通过卷积层提取颗粒边缘、打印网点和墨迹飞散对应的局部响应，包括：

28、对所述纹理分块数据执行卷积运算，分别形成颗粒边缘响应、打印网点响应和墨迹飞散响应；

29、依据证件区域位置归集所述局部响应，并由池化层形成对应区域的纹理表征。

30、进一步的，所述把所述多维度原始特征向量与预存特征参考集进行特征比对，包括：

31、从所述预存特征参考集中读取与证件类型一致的原件参考向量和伪造件参考向量；

32、计算所述多维度原始特征向量与各参考向量的逐分量差值，依据差值总和最小的参考向量类别形成所述伪造识别分析结果。

33、进一步的，所述依据所述伪造识别分析结果确定真实性判定结果，包括：

34、读取所述伪造识别分析结果中的证件类别；

35、在所述证件类别为复印件、打印件或翻拍件时，把所述真实性判定结果确定为具有伪造嫌疑，并形成与图像标识关联的拒绝办理指令；

36、在所述证件类别为原件时，把所述真实性判定结果确定为真实证件，并关联输出所述质检文本数据和通过核验指令。

37、本发明提供了基于多阶段视觉分析的身份证伪造识别质检系统，主要包括：

38、图像预处理模块，被配置为获取带有证件类型标识的初始图像，依据所述初始图像的角点检测结果与标准模板完成证件区域分割矫正，并形成进入增强通道的第一副本和进入原始保全通道的第二副本；

39、原始特征锁存模块，被配置为锁存所述第二副本的原始像素特征，生成用于禁止伪造识别分支获取经非线性增强和高频滤波处理后的数据的旁路控制信号，并形成原始像素特征集合；

40、频域分离模块，被配置为对所述第一副本执行频域分离，形成包含碳粉颗粒物理痕迹的高频信息和包含背景亮度的低频信息；

41、文本提取模块，被配置为对所述低频信息进行灰度映射处理，得到映射低频图像；对所述高频信息执行逆频域变换，得到高频纹理图像；叠加所述映射低频图像与所述高频纹理图像，形成保留原始纹理结构的第二图像，并提取质检文本数据；

42、伪造识别模块，被配置为对所述高频信息执行逆频域变换后，结合所述旁路控制信号与所述原始像素特征集合提取纹理结构特征，形成多维度原始特征向量，并与预存特征参考集进行比对；

43、结果判定模块，被配置为依据比对结果形成真实性判定结果，并输出拒绝办理指令，或输出所述质检文本数据和通过核验指令。

44、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

45、本发明公开了一种基于多阶段视觉分析的身份证伪造识别质检方法，针对传统证件识别中图像增强与伪造检测相互干扰导致检测失效的核心问题，创新性地采用双副本并行处理架构，通过原始保全通道对未经任何处理的图像副本进行像素级特征锁存，同时在增强通道对另一副本进行频域分离与对比度优化以提取高质量文本内容，利用旁路控制信号确保伪造识别分支始终基于原始像素特征而不受非线性增强污染，实现了图像质量提升与真实性鉴别的解耦处理，通过从高频信息中提取碳粉颗粒等物理痕迹形成的纹理特征向量并与预存参考集进行比对完成伪造判定，在保证文本识别准确率的同时有效识别篡改打印等伪造行为，显著提升了自动化身份核验系统的安全性与可靠性。