基于身份證的人臉識(shí)別技術(shù)綜述

王姣

【摘要】 基于身份證中照片的人臉識(shí)別，成為近年來(lái)興起的一種人臉識(shí)別新應(yīng)用，其應(yīng)用可以分為兩類(lèi)：身份鑒別和身份驗(yàn)證。本文從基于身份證的人臉識(shí)別的基本概念出發(fā)，梳理了與基于身份證的人臉識(shí)別技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利技術(shù)，分析了主要技術(shù)分支及相關(guān)技術(shù)分支下的代表專(zhuān)利技術(shù)。

【關(guān)鍵字】 身份證 證件照 人臉 身份鑒別 身份驗(yàn)證

一、概述

二代身份證是我國(guó)16歲以上成年人使用最為頻繁的有效證件，攜帶持有者的惟一身份證編號(hào)、人臉相片和個(gè)人基本信息。

由于二代證采用了非接觸式IC卡技術(shù)，即通過(guò)二代證閱讀器就能讀取芯片內(nèi)貯存的信息，因此基于二代證中照片的人臉識(shí)別，成為近年來(lái)興起的一種人臉識(shí)別新應(yīng)用，具有重要的應(yīng)用前景。

其應(yīng)用分為兩類(lèi)：一類(lèi)為身份鑒別系統(tǒng)，即事先通過(guò)二代證照片建立數(shù)據(jù)庫(kù)，然后將現(xiàn)場(chǎng)采集的人臉圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，得到最為相近的結(jié)果，解決的是“這是誰(shuí)”問(wèn)題；另一類(lèi)是身份驗(yàn)證系統(tǒng)，即分別提取二代證照片與現(xiàn)場(chǎng)采集人臉圖像的特征，通過(guò)比對(duì)判定是否為同一人，解決的是“這是不是他”問(wèn)題。

二、專(zhuān)利申請(qǐng)狀況分析

為了掌握基于身份證的人臉識(shí)別的中國(guó)專(zhuān)利的申請(qǐng)狀況，本文在S系統(tǒng)中，選擇相應(yīng)關(guān)鍵詞，如“身份證”、“人臉識(shí)別”等，檢索CNABS庫(kù)、CNTXT庫(kù)來(lái)獲得進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的專(zhuān)利申請(qǐng)樣本。

截止到檢索日期（2014年6月），在基于身份證的人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域中，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的總量為166件，其中發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)占約75%。從2008年開(kāi)始，年度申請(qǐng)量開(kāi)始持續(xù)增長(zhǎng)，這是由于出于安全防護(hù)的需求，基于身份證的人臉識(shí)別在各個(gè)領(lǐng)域中逐漸推廣。

基于身份證的人臉識(shí)別技術(shù)申請(qǐng)以公司申請(qǐng)為主，約占71%，這是因?yàn)槠鋵?shí)用價(jià)值較大，應(yīng)用范圍較廣泛，而個(gè)人申請(qǐng)和高校申請(qǐng)則相差不大，各占17%和12%。

三、專(zhuān)利技術(shù)路線分析

根據(jù)對(duì)基于身份證的人臉識(shí)別背景技術(shù)的理解以及相關(guān)專(zhuān)利的閱讀，確定本文主要研究的技術(shù)分支。通過(guò)統(tǒng)計(jì)各技術(shù)分支的專(zhuān)利申請(qǐng)量情況，可以得出，身份鑒別分支的專(zhuān)利只有5件，而身份驗(yàn)證分支的專(zhuān)利占了近97%，可見(jiàn)身份驗(yàn)證技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，在海關(guān)、門(mén)禁、機(jī)場(chǎng)等重要場(chǎng)所通常需要刷卡控制進(jìn)出，驗(yàn)證持卡人所使用的身份證等其他證件是否為其本人所有至關(guān)重要。鑒于此，下文著重分析身份驗(yàn)證分支的專(zhuān)利情況。其中，系統(tǒng)集成的申請(qǐng)量最多，從2000年開(kāi)始就有相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)，總量占了身份驗(yàn)證分支的68%。其次為特征提取，從2007年開(kāi)始有專(zhuān)利涉及，而圖像獲取和預(yù)處理申請(qǐng)量相差不大。由此可見(jiàn)，申請(qǐng)人更關(guān)注的是身份驗(yàn)證技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)，而對(duì)于基于身份證的人臉識(shí)別的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程則是采用通用的人臉識(shí)別方法，并未具體涉及。

關(guān)于系統(tǒng)集成的專(zhuān)利所占比例較大，其應(yīng)用范圍特別廣泛，主要有銀行自助服務(wù)、門(mén)禁控制、醫(yī)院掛號(hào)等，從而確認(rèn)持卡人所使用的身份證、簽證等其他證件是否為其本人的，而具體的識(shí)別算法則是采用通用的算法。浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司于2003年首先提出了基于第二代身份證的識(shí)別裝置CN2671030Y，計(jì)算機(jī)的自動(dòng)識(shí)別軟件將即時(shí)攝取到的圖像自動(dòng)與證件IC芯片中讀取到原始圖像進(jìn)行比對(duì)。常見(jiàn)的人臉識(shí)別特征提取方法有基于面部五官幾何特征的特征提取、基于主成分分析PCA的特征提取、基于Gabor的特征提取等等。

2013年，公安部第三研究所提出了題為“實(shí)現(xiàn)面部特征標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)義描述的系統(tǒng)及方法”的專(zhuān)利CN103632147A，其公開(kāi)了將人臉及面部器官特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，人臉及面部器官特征點(diǎn)為分布在人臉的臉龐及各面部器官的邊緣位置的特征點(diǎn)。

值得注意的是，由于時(shí)間跨度等帶來(lái)的人臉外貌差距，對(duì)單純基于人臉比對(duì)的身份驗(yàn)證帶來(lái)困難，基于此，深圳云天勵(lì)飛技術(shù)有限公司2015年于專(zhuān)利CN104680131A中提出了一種基于身份證件信息和人臉多重特征識(shí)別的身份驗(yàn)證方法，其利用二代身份證中存儲(chǔ)的低清人臉照片和性別、年齡等信息，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的高清人臉圖像進(jìn)行多重特征分析。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)基于身份證的人臉識(shí)別技術(shù)分析了專(zhuān)利申請(qǐng)狀況，并進(jìn)一步分析了技術(shù)發(fā)展路線，梳理了各個(gè)主要技術(shù)分支及相關(guān)技術(shù)分支下的代表專(zhuān)利技術(shù)，明確了該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，也提升了自己的技術(shù)知識(shí)儲(chǔ)備和對(duì)技術(shù)的理解能力，可以為相關(guān)領(lǐng)域的審查員了解技術(shù)實(shí)質(zhì)并為提高檢索效率提供一些幫助。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]馮天從. 基于二代身份證的人臉識(shí)別身份驗(yàn)證系統(tǒng)研究[J]. 信息化研究， 2013.

[2]任小龍，蘇光大，相燕. 使用第2代身份證的人臉識(shí)別身份認(rèn)證系統(tǒng)[J]. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 2009.

[3]張媛媛，霍靜，楊婉琪，高陽(yáng)，史穎歡. 深度信念網(wǎng)絡(luò)的二代身份證異構(gòu)人臉核實(shí)算法[J]. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 2015.