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专利号: 2021113974026
申请人: 华东交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,包括:

将人脸图像进行切片重组,并且随机选取图像片,将其填充成通道均值,而其他图像块不变,由此来构造非结构化图像,作为网络模型输入;

将非结构化图像输入欺诈线索生成器,输出欺诈线索特征图,得到欺诈线索回归的像素级损失,并使用嵌入XBM跨批存储机制的多尺度度量学习训练欺诈线索生成器,得到三元组损失;

将非结构化图像和欺诈线索特征图输入辅助分类器,得到辅助分类损失;

基于欺诈线索回归损失、三元组损失和辅助分类损失构造总体损失函数,使用总体损失函数优化网络模型;

总体损失函数为:

式中,i∈{E5,D1,D2,D3,D4}表示应用三元组损失惩罚的层,α1、α2、α3是超参数,用于平衡不同损失分量的重要程度;Lr为欺诈线索回归的像素级损失; 为三元组损失; 为基于XBM跨批存储机制的三元组损失;La为辅助分类损失;

在测试阶段,将待测人脸图像构造成非结构化图像,输入优化后的欺诈线索生成器,输出欺诈线索特征图,根据欺诈线索特征图计算欺诈得分,按照欺诈得分确定待测人脸图像是否为欺诈图像;

使用嵌入XBM跨批存储机制的多尺度度量学习训练欺诈线索生成器,首先需要在内存中创建队列Mi,队列中所存储的过去特征向量将用于难样本的挖掘,i∈{E5,D1,D2,D3,D4}分别代表编码器E5和四个解码器{D1,D2,D3,D4},用于存储过去迭代训练的特征向量,其中 表示第j个样本的第i个编码或解码器输出的特征向量, 表示第j个样本的标签,q为队列长度;

嵌入XBM跨批存储机制的多尺度度量学习的子步骤包括:

采用度量学习方法对网络模型进行预训练,获得并记录下特征向量出现“慢漂移”现象时的迭代次数k;

前期迭代训练从一个批样本块中挖掘三元组样本,并计算样本之间的相似度,然后利用三元组损失对网络进行优化;

当迭代次数>k,即特征向量出现“慢漂移”现象时,则模型进入后期迭代训练;采用基于XBM跨批存储机制的难样本挖掘策略,首先在队列中挖掘三元组样本对,获得一批样本的特征,然后进行队列更新,将当前批特征进入队列,最早批特征移出队列,接着计算样本之间的相似度,最后利用三元组损失对网络进行优化。

2.如权利要求1所述的更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,构造非结构化图像,具体为:将人脸图像分解成若干块,并对人脸图像块进行任意顺序排列,然后随机选取几个图像块,将其填充成通道均值,而其他图像块不变,由此构造非结构化的输入样本。

3.如权利要求2所述的更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,构造非结构化图像,具体包括如下子步骤:

3×H×W

对于原始的RGB人脸图像I∈[0,255] ,将其划分成M×N个{Ii,j}M×N网格,这些网格具有相同的高度h和宽度w,其中M=H/h,N=W/w;

在得到P=M×N个人脸的网格后,将所有的网格像拼图一样置换;

随机选取P′(P′<M×N)个网格,将这些网格填充成通道的像素平均值,最后将这些网

3×H×W

格组成一个新的图像I′∈[0,255] ,将非结构化处理后的新图像I′作为网络模型的输入样本。

4.如权利要求1所述的更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,欺诈线索生成器采用U‑Net架构,在多个尺度上建立从编码器到解码器的跳跃连接,以生成欺诈线索;

具体包括选择在ImageNet上预训练的ResNet18作为编码器E,其中包含5个编码器残块{E1,E2,E3,E4,E5};解码器D由4个解码器残块{D1,D2,D3,D4}组成;在每个解码器残块中,前一层的特征图通过最近邻插值进行上采样,然后通过连接操作,将编码器中对称位置的特征添加到解码器中,构建不同尺度的特征输出;在解码器最后的一个残块连着一个Tanh激活层来产生欺诈线索。

5.如权利要求4所述的更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,采用多尺度度量学习技术对模型进行优化,具体包括如下子步骤:提取编码器残块E5层至解码器残块D4层的多尺度特征;

使用全局平均池化将多尺度特征向量化,得到一组特征向量;

计算特征向量的三元组损失,促使锚样本和正样本之间的距离尽量小,锚样本与负样本之间的距离尽量大。

6.如权利要求1所述的更具欺诈辨别性的人脸活体检测方法,其特征在于,在测试阶段,使用生成的欺诈线索映射而不是分类器的输出来进行人脸活体检测,将测试样本送入训练好的网络模型,得到测试样本的欺诈线索图 统计欺诈线索图的灰度平均值作为测试样本的欺诈得分,欺诈评分越高,测试样本是欺诈图像的可能性越大。