【正文】 申請(qǐng)量達(dá)到 19 件；這說(shuō)明我國(guó)的公司已經(jīng)涉足人臉識(shí)別活體驗(yàn)證技術(shù)，并取得一定的 技術(shù)突破。印奇黃磊車(chē)全宏曹志敏STEVEN GERSTNACCACHE DAVIDIRWIN GROSS賈開(kāi)范浩強(qiáng)MICHAEL G. SMITHMARK KHACHATURIAN0 2 4 6 8 10 12 14 16圖29 主要發(fā)明人排名 技術(shù)構(gòu)成分析（1）技術(shù)構(gòu)成隨年度的變化分析圖 210 可以發(fā)現(xiàn)，自 20082016 年間年在人臉識(shí)別活體檢測(cè)領(lǐng)域申請(qǐng) 的專利主要分布于 G06K9 大類，其中 G06K9 的具體含義為：用于閱讀或識(shí)別印 刷或書(shū)寫(xiě)字符或者用；這是由于由于人臉識(shí)別技術(shù)主要是針對(duì)各種場(chǎng)合獲得的圖像或視頻進(jìn)行處理，因而其在專利文獻(xiàn)中的分類號(hào)主要以 G06K9 為主。圖212 主要申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成小組分析不過(guò)值得注意的是，本次主要研究的是人臉識(shí)別活體驗(yàn)證技術(shù)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，而 G06T7/00 和 G06T1/00 小類的技術(shù)又不是活體驗(yàn)證中的關(guān)鍵技術(shù)突破， 因此并沒(méi)有將 G06T 納入本次的檢索范圍。3530專利申請(qǐng)數(shù)量/件2520 擬合曲線1510502002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016圖214 面部姿態(tài)活體驗(yàn)證技術(shù)的專利申請(qǐng)情況這是由于通過(guò)臉部姿態(tài)運(yùn)動(dòng)具有較強(qiáng)的抗照片欺騙作用，而且采用臉部姿態(tài) 運(yùn)動(dòng)無(wú)需增加附加設(shè)備，光線影響對(duì)臉部的影響也較小，因此采用臉部姿態(tài)運(yùn)動(dòng) 是成本低、操作簡(jiǎn)單、效果明顯的活體驗(yàn)證技術(shù)。進(jìn)而提高了防欺騙的效果，具有顯著的效果。在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上進(jìn)行熱紅外圖像的人臉識(shí)別測(cè)試比較，研究表明熱紅外圖像的人臉識(shí)別性能在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上低于可見(jiàn)光系統(tǒng)。 2000 年， US6744909B1Authentication system and method，其將基準(zhǔn)和輸入的圖像作傅里 葉變換后再用處理器作非線性變換和反傅里葉變換以確定其證實(shí)性。通過(guò)對(duì)數(shù)字簽名中 的雜湊值與重新生成的雜湊值進(jìn)行比較，可以鑒別該電子交易真?zhèn)?。?）隱蔽性、抗攻擊性 抗欺騙性能是活體驗(yàn)證機(jī)械重要特點(diǎn)，直接影響到系統(tǒng)的安全性。隨著技術(shù)的進(jìn)步，相信活體驗(yàn)證的信息獲取將會(huì)變得更加簡(jiǎn)單快捷，未來(lái)可 能會(huì)有更多、更具欺騙性的攻擊技術(shù)出現(xiàn)，這也給生物認(rèn)證技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)極大 的挑戰(zhàn)。獲得所述差圖像的檢測(cè) 值 ， 如 果 所 述 檢 測(cè) 值 大 于 預(yù) 定 閾 值 ， 則 確 定 所 述 待 檢 測(cè) 對(duì) 象 為 活 體 。能夠有效地識(shí)別出不具有活體人臉的待驗(yàn)證對(duì)象，從而有 效地防范攻擊者借助于非活體工具進(jìn)行的攻擊。本發(fā)明使一臺(tái)計(jì)算機(jī)以中央認(rèn)證服務(wù)器的方式通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接到具有指紋、 人臉、虹膜、視網(wǎng)膜多個(gè)生物特征采集設(shè)備。（）圖 313 專利 的示意圖 三星（SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD）專利分析對(duì)三星（SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD）的專利進(jìn)行分析： TIABC=((人臉 or 面部 or 臉部 or 人像 or Face or facial or 刷臉)) ANDTIABC=(( 檢測(cè) or 驗(yàn)證 or 檢驗(yàn) or 判斷 or 識(shí)別 or 認(rèn)證 or 判別 or Recognition or authentication or identify)) AND TIABC=((活體 or 生命體 or 生物 體 or 活人 or VITAL SIGN or “biometric authentication” or “l(fā)iving body”or 交 互式動(dòng)作 or 人臉?lè)纻?or 人臉?lè)纻?or false face or 防欺騙 or 假人臉 or 真 實(shí)人)) and IPC=(G06K) and AP=(SAMSUNG or 三星)（2）專利數(shù)據(jù)分析如圖 314 所示，SAMSUNG EL。同時(shí)為了 獲得更好的活體驗(yàn)證技術(shù)，未來(lái)將在 H04L9/32（用于檢驗(yàn)系統(tǒng)用戶的身份或憑 據(jù)的裝置）、G06T7/00（圖像分析）做出進(jìn)一步的突破。所 述字符串可以是文字、數(shù)字等，其具有非常明確的含義、不會(huì)產(chǎn)生歧義。由于人臉 上有非常 突出的面部特征(例如鼻子、嘴巴、下巴等)，而照片、屏幕等是平的，所以可以有效地區(qū)分出人臉和照片、視頻攻擊者?？蛊垓_方法研究時(shí)，往往實(shí)驗(yàn)環(huán)境中測(cè)試，比如在光線，溫度，測(cè) 試人員等方面有條件地進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)的易采集性表現(xiàn)在很多方面，例如采集心電圖信息時(shí)，要求觸點(diǎn)放置在身體的兩側(cè)， 觸點(diǎn)放置位置的偏差會(huì)影響采集的心電數(shù)據(jù)，要準(zhǔn)確地采集心電數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)專 業(yè)訓(xùn)練，普通用戶使用起來(lái)比較困難；進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別活體驗(yàn)證的快速檢 測(cè)。1998 年左右開(kāi)始采用生物特征進(jìn)行活體驗(yàn)證，例 如：CN1139894C認(rèn)證電子交易的生物特征認(rèn)證系統(tǒng)和方法，其采用生物特征憑 證提取器系統(tǒng)，用于提取生物特征憑證，生物特征憑證可以被用來(lái)在具有生物特 征數(shù)據(jù)庫(kù)的任何電子交易中進(jìn)行認(rèn)證。ABE HIROSHIMORPHOA深圳市中控生物識(shí)別技術(shù)有限公司ARC DEVICES LIMITEDSAMSUNG ELECTRONICS CO LTD0 2 4 6 8申請(qǐng)數(shù)量/件圖 217 基于紅外熱輻射的活體檢測(cè)的主要申請(qǐng)人（4）基于傅里葉頻譜分析活體驗(yàn)證技術(shù) 引入“傅里葉頻譜分析”的關(guān)鍵詞：“傅里葉 or 光譜 or 頻譜”并進(jìn)行檢索： TIABC=((人臉 or 面部 or 臉部 or 人像 or Face or facial or 刷臉)) ANDTIABC=(( 檢測(cè) or 驗(yàn)證 or 檢驗(yàn) or 判斷 or 識(shí)別 or 認(rèn)證 or 判別 or Recognition or authentication or identify)) AND TIABC=((活體 or 生命體 or 生物 體 or 活人 or VITAL SIGN or “biometric authentication” or “l(fā)iving body”or 交 互式動(dòng)作 or 人臉?lè)纻?or 人臉?lè)纻?or false face or 防欺騙 or 假人臉 or 真 實(shí)人)) and IPC=(G06K9) and TIABC=(( 傅里葉 or 光譜 or 頻譜 ) )傅立葉頻譜分析的方法來(lái)區(qū)分活體人臉和照片，照片是平面的照片的高頻分 量應(yīng)該小于活體人臉的成像，其次如果照片放置在相機(jī)前，臉部缺少表情變化， 頻率分量的標(biāo)準(zhǔn)差很小。25專利申請(qǐng)數(shù)量/件20 擬合曲線151052002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016圖 216 基于紅外熱輻射活體驗(yàn)證技術(shù)的專利申請(qǐng)與可見(jiàn)光圖像不同，熱紅成像反應(yīng)了人臉熱輻射情況，因此熱紅成像本身就 表明了圖像中的人臉是活體，但是熱紅外會(huì)受到室內(nèi)外溫度變化、酒精、玻璃遮 擋等因素影響。檢索結(jié)果如圖 215 所示，基于三維深度 信息活體驗(yàn)證人臉識(shí)別 活體驗(yàn)證技術(shù) 的專利申請(qǐng)始于 2004 年 左 右 ，DE102004039937A1 Verfahren und System zur Identifikation, Verifikation, Erkennung und Wiedererkennung（人臉識(shí)別、驗(yàn)證和識(shí)別方法和系統(tǒng)）。并進(jìn)行檢索：TIABC=((人臉 or 面部 or 臉部 or 人像 or Face or facial orTIABC=(( 檢測(cè) or 驗(yàn)證 or 檢驗(yàn) or 判斷 or 識(shí)別 or 認(rèn)證 刷臉)) ANDor 判別 orRecognition or authentication or identify)) AND TIABC=((活體 or 生命體 or 生物體 or 活人 or VITAL SIGN or “biometric authentication” or “l(fā)iving body” or 交 互式動(dòng)作 or 人臉?lè)纻?or 人臉?lè)纻?or false face or 防欺騙 or 假人臉 or 真實(shí)人)) and IPC=(G06K9) and TIABC=((面部表情 or 微笑 or 點(diǎn)頭 or 搖頭 or嘴 or 唇 or 凝視 or 眨眼) )基于面部姿態(tài)人臉識(shí)別活體驗(yàn)證技術(shù) 的 專 利 申請(qǐng) 始于 2002 年 左右 ， KR1020030091345A????????????????????（用于面部識(shí) 別活體檢測(cè)的方法和系統(tǒng)測(cè)試），從而通過(guò)面部表情、嘴巴說(shuō)話、眨眼等姿態(tài)進(jìn) 行活體驗(yàn)證，進(jìn)而增大人臉識(shí)別的欺騙難度。此外，除了 G06K9/00 小組專利申請(qǐng)數(shù)量逐漸增加，其他領(lǐng)域：例如 g06k9/62（應(yīng)用電子設(shè)備進(jìn)行識(shí)別的方法或裝置）、g06t7/00（圖像分析，例如從位像到非 位像）、g06k9/46（圖像特征或特性的抽?。┑葘＠暾?qǐng)數(shù)量逐漸增加，這說(shuō)明 這些領(lǐng)域?qū)⑹俏磥?lái)人臉識(shí)別活體驗(yàn)證領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。排名第一和第二的申請(qǐng)人 均為外國(guó)的發(fā)明人，這說(shuō)明在該領(lǐng)域內(nèi)，主要技術(shù)的發(fā)明人還是國(guó)外發(fā)明人。其中，人臉 識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域?qū)儆谥橇γ芗推髽I(yè)，北京、江蘇具有較多的重點(diǎn)大學(xué)，為人臉識(shí) 別技術(shù)的研發(fā)提供了智力基礎(chǔ)，而且廣東、江蘇強(qiáng)大的制造業(yè)、研發(fā)優(yōu)勢(shì)積攢的 配套系統(tǒng)為人臉識(shí)別的研發(fā)和制造提供了巨大的動(dòng)力，特別是在廣東諸如華為、 騰訊的在人臉識(shí)別技術(shù)上具有較大的研發(fā)突破。圖 21 世界有關(guān)人臉識(shí)別活體驗(yàn)證的專利分布400350300申請(qǐng)數(shù)量/件250200150100500中國(guó) 美國(guó) 韓國(guó) 日本 歐洲專利局圖 22 主要國(guó)家/地區(qū)相關(guān)專利申請(qǐng)情況但是，由圖23中可以看出，2006年以后人臉識(shí)別活體驗(yàn)證領(lǐng)域，不論是世 界專利的申請(qǐng)量，還是中國(guó)專利的申請(qǐng)量，都出現(xiàn)了周期性的波動(dòng)，這可能是由 于活體驗(yàn)證技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中存在著技術(shù)瓶頸，從而限制了技術(shù)的發(fā)展。 本項(xiàng)目要研究的人臉識(shí)別活體驗(yàn)證技術(shù)，主要從三個(gè)方面進(jìn)行界定，一是其驗(yàn)證 的目標(biāo)本體為人臉，即以人臉作為驗(yàn)證的客體；二是為識(shí)別，并通過(guò)對(duì)人臉進(jìn)行 驗(yàn)證和識(shí)別；三是其是主要活體驗(yàn)證，從而防止欺騙和攻擊。其研究成果認(rèn)為：模仿者不能改變視頻中的頭 部和人臉運(yùn)動(dòng)，對(duì)需要被測(cè)人主動(dòng)進(jìn)行動(dòng)作（例如搖頭），在進(jìn)行輸入的的視頻 流過(guò)程中沒(méi)有當(dāng)時(shí)攝像頭采集的視頻流更具有規(guī)則性，活體檢測(cè)技術(shù)完全可以通 過(guò)判斷幀率的方式在第一時(shí)間就會(huì)阻止模仿用戶，活體檢測(cè)的中包含的動(dòng)作（微 笑、眨眼、搖頭）是隨機(jī)組合的，再加上活體的連續(xù)性檢測(cè)，似的這項(xiàng)技術(shù)被模仿的難度越來(lái)越大。表 11 活體檢測(cè)的欺騙特征活體檢測(cè)方法用戶配合光線影響附加設(shè)備抗照片欺騙抗視頻欺騙三維深度信息一般中無(wú)一般弱臉部運(yùn)動(dòng)少中無(wú)較強(qiáng)弱多膜生物認(rèn)證少或一般低有————人機(jī)交互多低有強(qiáng)一般傅里葉頻譜分析少中無(wú)一般一般眨眼少低無(wú)較強(qiáng)弱熱紅外成像無(wú)低有強(qiáng)強(qiáng)由上表可知，三維深度信息計(jì)算較為復(fù)雜，受光照片影響較大，容易受到照 片的遠(yuǎn)近翻動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等攻擊，而跟蹤某些特征點(diǎn)技術(shù)難度較大。經(jīng)過(guò)不斷的研究發(fā)現(xiàn)，用照片和視頻畫(huà)面可以輕易地侵入人臉識(shí)別系統(tǒng)，繞過(guò)了身份的驗(yàn)證；利 用畫(huà)質(zhì)非常清晰的照片也可以攻擊虹膜識(shí)別系統(tǒng)；指紋紋路也被發(fā)現(xiàn)可以被蠟和 硅膠材料仿制。2002 年，L. Thalheim 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用照片或簡(jiǎn)短的視頻畫(huà)面可以輕易地入侵人臉識(shí)別系統(tǒng)， 繞過(guò)了身份的驗(yàn)證。隱馬爾可夫模型采用概率統(tǒng)計(jì)的方法描述時(shí)變信號(hào)，在人臉識(shí)別中，人臉應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)整體來(lái)描述，不僅要包括人臉各個(gè)器官的數(shù)值特征，還包括各個(gè)器官 的不同表象和相互關(guān)聯(lián)，隱馬爾可夫模型（HMM）則提供了解決這一問(wèn)題的方 法，成為基于模型的人臉識(shí)別方法的典型代表，允許人臉表情有較大變化及較大 的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度較高。 人臉識(shí)別行業(yè)背景對(duì)于人臉識(shí)別技術(shù)的研究開(kāi)始于二十世紀(jì)六七十年代，Bledsoe 以人臉特征 點(diǎn)的間距、比率等參數(shù)，構(gòu)建了一個(gè)初步的人臉識(shí)別系統(tǒng)。合享智慧有權(quán)通過(guò)媒體渠道進(jìn)行發(fā) 布，并注明極客作者身份?！叭四樧R(shí)別”的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析報(bào)告報(bào)告聲明根據(jù)本次的檢索題目，本團(tuán)隊(duì)就“人臉識(shí)別領(lǐng)域的活體驗(yàn)證技術(shù)”的專利情況 進(jìn)行檢索分析，目的在于通過(guò)對(duì)全球范圍內(nèi)該領(lǐng)域內(nèi)的分析專利情報(bào)，從而為最 新創(chuàng)新動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解、指導(dǎo)研發(fā)工作。本報(bào)告版權(quán)為“知識(shí)（馬鞍山）律師事務(wù)所”與北京合享智慧科技有限公司共 同所有，報(bào)告將用于極客微信群內(nèi)分享學(xué)習(xí)。如今，人臉識(shí)別廣泛應(yīng)用于在檔案管理、安全驗(yàn)證、信用卡驗(yàn)證、公安罪犯 身份識(shí)別、銀行和海關(guān)監(jiān)控、人機(jī)交互等領(lǐng)域；人臉識(shí)別相比于指紋識(shí)別、視網(wǎng) 膜識(shí)別、虹膜識(shí)別，在數(shù)據(jù)采集方面手續(xù)比較簡(jiǎn)單，使用者更容易接受人臉識(shí)別 的數(shù)據(jù)采集模式。 基于隱馬爾可夫模型的方法 基于模板的方法利用模板和整個(gè)人臉圖像的像素值之間的自相關(guān)性進(jìn)行識(shí)別。 人臉活體檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀從 2000 年后，人臉識(shí)別技術(shù)逐漸走向市場(chǎng)，人們開(kāi)始關(guān)心人臉識(shí)別安全問(wèn) 題，