《具有偽人臉免疫性的人臉識別算法研究》是依託北京交通大學，由安高雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有偽人臉免疫性的人臉識別算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：安高雲
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前網上的指紋套事件不僅影響到指紋識別的研究和套用，而且也影響到其它生物特徵識別領域，尤其是人臉識別，因為獲取他人照片要比製作指模容易的多，若條件齊備，製作逼真的三維頭像也並非難事。偽人臉問題，即假人臉特徵對識別算法的攻擊，便成為人臉識別領域亟待解決的問題之一。這些假人臉特徵既包括竊取和偽造的人臉圖片或頭像，也包括竊取的特徵模板的數據。人臉特徵不像口令和密鑰，丟失後可以重置，也不像指紋，一個手指丟失後還有其它手指，人臉及其特徵模板數據的丟失將是永久性的，即人臉及其特徵模板存在一旦丟失則難以重新生成和發布的潛在威脅，此威脅已成為制約人臉識別技術進一步發展的瓶頸。目前人們對這方面的關注不夠，相關的研究較少。本研究重點關注和解決人臉識別中的偽人臉問題，通過設計偽人臉攻擊模型，對現有算法的抗攻擊性進行分析，確定各典型算法易於受偽人臉攻擊的薄弱環節，從而嘗試提出具有偽人臉免疫性的人臉識別算法。
結題摘要
課題關注和解決了人臉識別中的偽人臉問題，通過設計偽人臉攻擊模型，對現有算法的抗攻擊性進行分析，確定了算法易受偽人臉攻擊的環節，在此基礎上提出了一些通用的預處理、特徵選取及分類算法，以及具有偽人臉免疫性的人臉識別具體算法。具體成果包括： 1. 理論成果：（1）結合活體人臉的表情細節特徵、三維信息、多生物特徵以及模板保護等開展了具有偽人臉免疫性的算法研究和系統設計，所提算法包括：基於表情細節分析的活體人臉特徵提取算法，算法將張量秩一分解技術與差分形式的圖保持流形學習準則相結合，使得求解的秩一張量能夠保持類內的局部流形結構，同時加強每兩類間的邊界點之間的分離性；結合三維人臉信息，提出三種可抗二維照片和視頻攻擊的三維人臉識別算法；提出一種更加穩定的關鍵點提取算法-3D EMoSIFT，可用於提取手勢、姿態等特徵，以輔助人臉識別，提高抗偽人臉攻擊的魯棒性；將基於混沌理論的加密思想引入人臉識別，提出利用混沌系統產生的混沌序列對提取的有序人臉特徵進行置亂加密的方案，增加原始模板安全性的同時可保證整體識別性能。（2）課題還就通用預處理、特徵選取及分類算法的基礎理論問題進行了深入研究，取得了如下初步結果：提出兩種基於偏微分方程的光照預處理模型；為解決傳統LDA以及局部LDA算法的欠採樣及奇異性問題，提出張量局部LDA算法，算法直接採用人臉樣本的矩陣表示，從而避免維數及奇異性問題；提出相關熵判別嵌入的線性降維算法，算法基於相關熵構建類內、類間圖用於對樣本的流型結構進行建模，最後的最佳化問題可以轉化為秩的比值求解問題並可以得到全局最優解；在分類算法方面，提出基於融合相關熵的稀疏表示分類算法和基於p-norm（0≤p＜ 1）最小化的稀疏表示分類算法；（3）完成了測試平台設計和主流算法抗攻擊性測試，並實現了一套演示系統。構建了一個裁剪好的27人的可見光‐熱紅外雙模人臉庫。 2．發表各類論文22篇，其中，SCI檢索4篇，EI檢索18篇。正在申請發明專利1項。 3．人才培養：協助科研團隊負責人培養博士研究生7名，其中畢業1名；培養碩士研究生3名。博士後出站1人，晉升副高級職稱1人。 4．學術交流：主辦IET ICWMMN2011國際會議1次，IET ICWMMN2013國際會議1次。參加國際學術會議進行學術交流18人次。
