一种自定义策略的人脸识别装置及识别方法与流程

1.本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种自定义策略的人脸识别装置，本发明还涉及一种自定义策略的人脸识别装置的识别方法。


背景技术：

2.人脸识别作为一种常见的生物识别技术，以其智能便捷的特点，被应用于身份认证领域，对于维护信息安全的起到一定作用。现有的人脸识别过程仅按照系统默认的识别顺序，过于单一化，近期出现的“活照片解锁”暴露出了人脸识别中存在的一些漏洞。一些犯罪分子通过图像处理，使照片“动起来”，形成包括点头、摇头、眨眼及张嘴等动作视频，在人脸认证环节，犯罪嫌疑人利用特殊处理的“劫持”手机，使系统不启动摄像头，而是获取之前做好的视频，最后通过认证。使得人脸识别安全性下降，人脸识别验证方式面临空前的危机和挑战。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种自定义策略的人脸识别装置，将验证顺序随机化，可由用户自定义设置，使犯罪嫌疑人制作的“活照片”视频失效，对于提升密码强度、维护信息安全具有重要意义。
4.本发明的另一目的是提供一种自定义策略的人脸识别装置的识别方法。
5.本发明所采用的第一技术方案是，一种自定义策略的人脸识别装置，包括设置于箱体内部的微处理器，微处理器与箱体外部上表面的摄像头通过通用串行总线usb电连接，微处理器与语音模块及箱体外部的扬声器通过通用异步串行口uart电连接，微处理器与箱体外部上表面的显示器及箱体内部的存储模块通过通用输入输出接口gpio电连接，微处理器与电源模块通过电源接口电连接。
6.本发明所采用的第二技术方案是，一种自定义策略的人脸识别装置的识别方法，基于一种自定义策略的人脸识别装置，具体按照以下步骤实施：
7.步骤1、系统初始化后，语音模块实时检测用户的语音指令，当语音模块检测到“注册”语音后，向微处理器发送识别结果，微处理器启动摄像头对用户的第一种面部特征进行采集，并设置对应编码作为用户密码的第一位，写入存储模块中，同时微处理器控制扬声器鸣叫告知用户本位密码即人脸特征已采集，用户进行下一种人脸特征的录入，系统通过扬声器对每位密码进行响应，直至用户自定义顺序的六种面部特征皆采集完成，之后用户进行语音确认，语音模块检测到语音指令确认后，将识别结果发送至微处理器，微处理器查询存储模块中是否已存在密码数据，若存在，则注册失败，避免其他人企图覆盖注册的可能；如果是用户本人忘记了自己之前已注册过，则可通过步骤2重置密码；若不存在，则表明是新用户，将六种面部特征对应的六位编码写入存储模块中，并通过通信模块传输至云服务器，在数据库中进行备份，完成注册；
8.此外，用户密码还可以通过加密函数进行保护，如将用户各面部特征对应编码的
ascii码值进行函数运算，得到加密后的结果，再写入存储模块，防止破解，在微处理器读取出存储模块的数据后，通过反函数解码，进行密码比对验证；
9.步骤2、若用户忘记密码，通过语音指令“重置”，当语音模块检测到“重置”语音后，向微处理器发送识别结果，微处理器通过通信模块传输“重置请求”至云服务器，云服务器向用户发送手机验证链接，云服务器开通短信服务权限，添加用户组，当识别到通信模块传输来的“重置请求”编码后，在用户组中查找到该用户，通过短信服务功能向该用户手机发送短信链接。当检测到该链接被点击进入后，自动删除用户数据库中的备份密码数据，同时向微处理器返回该“重置请求”请求的响应信号，微处理器同时对存储模块中的该用户密码数据进行擦除操作，即重置该用户已设定的人脸验证顺序即原密码，用户可重新进行注册设定；
10.步骤3、用户根据步骤1所录入的自定义“密码”，进行面部特征的验证输入，每完成一位，扬声器5会鸣叫一声进行响应，用户进行下一个面部特征的输入；
11.用户做出第一种面部动作，系统识别后通过数组暂存对应的字母编码标记，同时扬声器5鸣叫一声进行响应，告知用户可进行下一面部特征的输入。得到扬声器5的响应后，用户做出下一种面部特征，系统继续采集、暂存数据并通过扬声器5进行响应，直至六种面部特征均输入完成；
12.步骤4、用户通过步骤1语音指令“确认”，当语音模块检测到“确认”语音后，向微处理器发送识别结果，微处理器查询步骤1中存储模块中数据，与暂存的六种面部特征对应的编码相比对，如数据各位皆一致，则验证通过，反之不通过。
13.步骤5、如输入过程中出现错误，用户可通过语音指令“清除”重新输入，当语音模块检测到“重置”语音后，向微处理器发送识别结果，微处理器对此次暂存的输入密码的数组数据进行清除，用户重新进行步骤3所述的自定义六种面部特征的验证输入，微处理器重新进行当前输入密码的暂存。输入完成后，通过步骤4，进行六位密码的验证。
14.步骤6、如密码验证错误，微处理器控制扬声器播放“验证未通过”语音，并连续鸣叫三声发出警告，用户须重新进行人脸特征验证；密码验证正确后，扬声器播放“验证通过”语音。
15.本发明第二技术方案的特点还在于，
16.步骤1中面部特征包括点头、摇头、眨左眼、眨右眼、微笑、正视镜头在内的六种，用户自定义录入顺，点头记为：a、摇头记为：b、眨左眼记为：c、眨右眼记为：d、微笑记为：e、正视镜头记为：f。
17.本发明的有益效果是，一种自定义策略的人脸识别装置及识别方法，1)、安全度高。突破了传统人脸识别的局限性，引入自定义策略的人脸识别模式，更加随机化，由n种面部特征构成的密码多达2的n次方种组合方式，使得“活照片”解锁的概率几乎为零。2)、防伪性强。用户自定义的面部特征识别顺序仅个人知悉，犯罪分子即使获取用户的照片资料，由于其不知晓用户设定的面部特征识别顺序，即使制作出了“活照片”资料，仍无法通过装置验证。
附图说明
18.图1为本发明的硬件原理图；
19.图2为本发明的结构示意图；
20.图3为本发明的工作流程图。
21.图中，1.微处理器，2.摄像头，3.语音模块，4.显示器，5.扬声器，6.存储模块，7.电源模块，8.通信模块，9.云服务器，10.箱体。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
23.本发明一种自定义策略的人脸识别装置，结构如图1、图2所示，包括设置于箱体10内部的微处理器1，微处理器1与箱体10外部上表面的摄像头2通过通用串行总线usb电连接，微处理器1与语音模块3及箱体10外部的扬声器5通过通用异步串行口uart电连接，微处理器1与箱体10外部上表面的显示器4及箱体10内部的存储模块6通过通用输入输出接口gpio电连接，微处理器1与电源模块7通过电源接口电连接。
24.一种自定义策略的人脸识别装置的识别方法，基于一种自定义策略的人脸识别装置，流程图如图3所示，具体按照以下步骤实施：
25.步骤1、系统初始化后，语音模块3实时检测用户的语音指令，当语音模块3检测到“注册”语音后，向微处理器1发送识别结果，微处理器1启动摄像头2对用户的第一种面部特征进行采集，并设置对应编码作为用户密码的第一位，写入存储模块6中，同时微处理器1控制扬声器5鸣叫告知用户本位密码即人脸特征已采集，用户进行下一种人脸特征的录入，系统通过扬声器5对每位密码进行响应，直至用户自定义顺序的六种面部特征皆采集完成，之后用户进行语音确认，语音模块3检测到语音指令确认后，将识别结果发送至微处理器1，微处理器1查询存储模块6中是否已存在密码数据，若存在，则注册失败，避免其他人企图覆盖注册的可能；如果是用户本人忘记了自己之前已注册过，则可通过步骤2重置密码；若不存在，则表明是新用户，将六种面部特征对应的六位编码写入存储模块6中，并通过通信模块8传输至云服务器9，在数据库中进行备份，完成注册；
26.此外，用户密码还可以通过加密函数进行保护，如将用户各面部特征对应编码的ascii码值进行函数运算，得到加密后的结果，再写入存储模块6，防止破解，在微处理器1读取出存储模块6的数据后，通过反函数解码，进行密码比对验证；
27.步骤2、若用户忘记密码，通过语音指令“重置”，当语音模块3检测到“重置”语音后，向微处理器1发送识别结果，微处理器1通过通信模块8传输“重置请求”至云服务器9，云服务器9向用户发送手机验证链接，现有的云服务器如常见的阿里云开通短信服务权限，添加用户组，当识别到通信模块8传输来的“重置请求”编码后，在用户组中查找到该用户，通过短信服务功能向该用户手机发送短信链接。当检测到该链接被点击进入后，自动删除用户数据库中的备份密码数据，同时向微处理器1返回该“重置请求”请求的响应信号，微处理器1同时对存储模块6中的该用户密码数据进行擦除操作，即重置该用户已设定的人脸验证顺序即原密码，用户可重新进行注册设定；
28.步骤3、用户根据步骤1所录入的自定义“密码”，进行面部特征的验证输入，每完成一位，扬声器5会鸣叫一声进行响应，用户进行下一个面部特征的输入；具体地，步骤1所录入的自定义“密码”共六位，对应六种不同的面部特征，点头记为a，摇头记为b，眨左眼记为c，眨右眼记为d，微笑记为e，正视镜头记为f；上述六种不同的面部特征所对应的字母可以
人为设定，只要给每一种面部特征对应设置一个字母即可。
29.用户做出第一种面部动作，系统识别后通过数组暂存对应的字母编码标记，同时扬声器5鸣叫一声进行响应，告知用户可进行下一面部特征的输入。得到扬声器5的响应后，用户做出下一种面部特征，系统继续采集、暂存数据并通过扬声器5进行响应，直至六种面部特征均输入完成。
30.目前市面上常见的面部验证主要分为两类：一类是人脸刷一下就完成，主要用于普通门禁，能满足一般需求，但安全性不高；另一类是人脸多特征验证，此类具体到点头眨眼摇头等细节，比第一类安全性高，主要用于银行身份核验等安全强度更高的场合。
31.但是这两类现行的人脸识别方式仍存在漏洞，上述第二类方式通过具体到细节特征来提高人脸密码强度，但目前采用的仍是固定特征顺序，如都是先点头、再眨眼、最后摇头等，验证顺序早已被“有心人”熟记。近期出现的“活照片”解锁，犯罪分子通过视频合成处理，形成特定顺序的面部特征活照片，可以蒙混过关，破解传统的验证方式。
32.本系统创新性地将人脸特征的验证顺序自由化，对上述第二类方法存在的“固定化顺序”进行改进，可由用户自定义设置面部特征验证顺序，如用户的密码可以是：先眨左眼、再微笑、
……
、最后点头，等。突破固化的模式，提高人脸特征验证的灵活性和安全性。
33.步骤4、用户通过步骤1所述的语音指令“确认”，(注册与密码验证都用到语音指令“确认”)。当语音模块3检测到“确认”语音后，向微处理器1发送识别结果，微处理器1查询步骤1中所述的存储模块6中数据，与暂存的六种面部特征对应的编码相比对，如数据各位皆一致，则验证通过，反之不通过。
34.步骤5、如输入过程中出现错误，用户可通过语音指令“清除”重新输入。当语音模块3检测到“重置”语音后，向微处理器1发送识别结果，微处理器1对此次暂存的输入密码的数组数据进行清除，用户重新进行步骤3所述的自定义六种面部特征的验证输入，微处理器1重新进行当前输入密码的暂存。输入完成后，通过步骤4，进行六位密码的验证。
35.步骤6、如密码验证错误，微处理器1控制扬声器5播放“验证未通过”语音，并连续鸣叫三声发出警告，用户须重新进行人脸特征验证；密码验证正确后，扬声器5播放“验证通过”语音。
36.本发明中，微处理器1，采用嵌入式微处理器lpc2103，功耗低、性能佳，能满足系统控制需求。控制人脸数据的采集和验证，与摄像头2通过通用串行总线usb电连接，与语音模块3及扬声器5通过通用异步串行口uart电连接，与显示器4及存储模块6通过通用输入输出接口gpio电连接，与电源模块7通过电源接口电连接。摄像头2可采用yahboom公司的usb免驱高清摄像头，采集用户的面部特征，并发送给微处理器1。语音模块3所用芯片为ld3320，可完成非特定人语音处理，用于识别用户的语音指令。用户可通过“重置”、“注册”、“清除”或“确认”等语音指令进行面部数据的重置、录入或验证。显示器4可采用xp2020
‑
8型号的显示器，用于显示摄像头2采集到的人脸特征，供用户预览，以调整面部动作。扬声器5可采用dfplayer mini模块和tmb12a03型蜂鸣器结合使用，用于辅助提示，对用户的注册和使用起到语音引导作用，摄像头2每采集到一种面部特征，扬声器5会鸣叫一声进行响应。当人脸识别验证通过时，扬声器5会发出语音“验证通过”；若人脸验证未通过，扬声器5会发出语音“验证未通过”，并连续鸣叫三声发出警告。存储模块6可采用at24c02存储芯片，具有数据保护功能，用于存储用户的人脸特征数据及自定义识别顺序。电源模块7可采用sm
‑
plb05a型
号开关电源或通过usb接口连接移动电源直接进行供电。通信模块8可采用esp8266模块与云服务器9进行远程通信。云服务器9可采用阿里云服务器，稳定安全低成本，当用户忘记密码时，云服务器9向用户发送手机验证链接，用户进入链接并核实身份后，装置重置已设定密码，并语音提示“密码已重置”，用户可重新进行注册。箱体10作为装置的物理载体，起支持和固定作用，可安装在墙面上，方便用户使用。